Случаи отравления этанолом и его суррогатами часто регистрируются в России и на территории зарубежных стран [1, 2]. На основе результатов проведенного нами эпидемиологического исследования [3] и данных других авторов [4] можно сделать вывод, что смертность от острого отравления алкоголем и соматических осложнений алкогольной болезни в Санкт-Петербурге остается высокой, уступая травмам, механической асфиксии и заболеваниям органов сердечно-сосудистой системы. Более чем в 60% случаев насильственной смерти устанавливают экзогенную алкоголемию.
В этой связи изучение изменений во внутренних органах при острой смертельной алкогольной интоксикации остается актуальным. Во многих научных работах подробно отражены особенности изменений во внутренних органах, развивающиеся вследствие токсического воздействия этанола и его метаболитов [5—9].
Несомненный интерес представляет изучение влияния этилового спирта на легкие. Многие аспекты этой патологии остаются невыясненными, хотя именно легкие являются органом, играющим значительную роль в выведении из организма неизмененного этанола и его метаболитов. По данным разных авторов [10, 11], легкие выделяют от 0,5 до 5% и даже 7% алкоголя, содержащегося в организме. Концентрация этанола в парах выдыхаемого воздуха приблизительно в 2 раза выше, чем его содержание в крови [12]. Анализ литературы свидетельствует, что морфологические признаки ранних стадий острого отравления этиловым спиртом изучены недостаточно. В большинстве известных работ рассматриваются в основном вопросы морфологических изменений в легких при хронической алкогольной интоксикации [13—15]. Менее изучено острое отравление этанолом, хотя в патоморфологической практике именно эта нозология встречается наиболее часто и имеет принципиальное значение в танатогенезе [16, 17]. Это определило целесообразность и направление наших исследований.
Цель исследования — определение признаков повреждения легких при остром смертельном отравлении этанолом, нарушений микроциркуляции в органах дыхания, развития некардиогенного отека легких, изменения клеточной реакции.
Материал и методы
Проанализировали акты судебно-медицинских вскрытий 160 трупов 74 женщин и 86 мужчин и парафиновые блоки аутопсийного материала из архива Санкт-Петербургского бюро судебно-медицинской экспертизы за период с 2015 по 2017 г. Во всех случаях смерть наступала от острого отравления этанолом, а изменения внутренних органов, обусловленные какой-либо соматической патологией, либо были выражены минимально, либо отсутствовали. По соотношению концентрации алкоголя в крови и моче выделили две группы. Первая группа — 88 трупов, в крови которых количество этанола преобладало над его содержанием в моче (смерть наступала в стадии резорбции), 2-я группа — 72 трупа, в крови которых количество этанола оказалось меньше, чем в моче (смерть в стадии элиминации).
В стадии резорбции умерли 43 (48,9%) женщины (средний возраст 41 год) и 45 (51,1%) мужчин (средний возраст 40 лет). Наибольшее количество умерших было в возрасте от 35 до 50 лет: минимальный возраст 19 лет, максимальный — 75 лет, средний — 40,4 года.
В стадии элиминации умерли 31 (43,1%) женщина (средний возраст 43 года) и 41 (56,9%) мужчина (средний возраст 43 года). Наибольшее количество умерших было в возрасте от 30 до 55 лет: минимальный возраст 19 лет, максимальный — 85 лет, средний — 43,1 года.
Для гистологического исследования изготавливали парафиновые срезы толщиной 5 мкм и монтировали их на подготовленные предметные стекла. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином, по методу Ван-Гизона, эластические волокона — по методу Вейгерта. Гистологический материал изучали с помощью световой микроскопии при 20-кратном увеличении (DP-2 BSWOLIMPUS; Tokyo, Japan). Статистический анализ полученных параметров сосудисто-стромального и паренхиматозного компонентов проводили с применением пакета прикладных статистических программ SPSS Statistics 20 (США), анализ различий значений независимых выборок — с помощью точного критерия Фишера. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты и обсуждение
Согласно результатам анализа макроскопических данных, зафиксированных в актах судебно-медицинских исследований трупов, во всех случаях, если смерть наступала в стадии резорбции, изменения ткани легких независимо от пола и возраста имели общие характеристики. При макроскопическом исследовании легких наблюдали полнокровие, умеренный отек. С поверхности и на разрезах легкие темно-красного цвета, на ощупь тестоватой консистенции. При сдавливании с поверхности разрезов выделялось небольшое количество красноватой пенистой жидкости.
Гистологическое исследование выявило острое нарушение гемодинамики, проявляющееся выраженным полнокровием вен и капилляров, эритроцитарным стазом с явлениями сладж-феномена. Отметили утолщение межальвеолярных перегородок за счет выраженного полнокровия сосудистого русла и интерстициального отека со слабовыраженной клеточной инфильтрацией, представленной нейтрофилами и небольшим количеством лейкоцитов. В ходе проведенного исследования обнаружили некоторые особенности. Так, в 61 (67,8%) наблюдении был выражен преимущественно интерстициальный отек, в результате чего определялось утолщение межальвелярных перегородок за счет уплотнения интерстиция, в просвете альвеол — небольшое количество альвеолярных макрофагов с примесью десквамированного альвеолярного эпителия (рис. 1, на цв. вклейке).
Рис. 1. Выраженное полнокровие межальвеолярных перегородок с наличием в просвете альвеол альвеолярных макрофагов с примесью десквамированных альвеолоцитов.
Окраска гематоксилином и эозином, ув. 200.
Fig. 1. Pronounced fullness of the interalveolar septa with the presence of alveolar macrophages in the lumen of the alveoli with an admixture of desquamated alveolocytes.
Staining with hematoxylin and eosin, ×200.
В 29 (32,2%) случаях наблюдали явления выраженного как интерстициального, так и альвеолярного отека. Стенки межальвеолярных перегородок утолщены, в просветах альвеол — скопления значительного количества альвеолярных макрофагов, десквамированного альвеолярного эпителия, белковой отечной жидкости. Капилляры межальвеолярных перегородок резко расширены, полнокровные, эндотелий несколько увеличен в размерах, деформирован, с мелкозернистой неравномерно окрашенной эозинофильной цитоплазмой (рис. 2, на цв. вклейке).
Рис. 2. Альвеолярный отек легкого.
Окраска гематоксилином и эозином, ув. 200.
Fig. 2. Alveolar pulmonary edema.
Staining with hematoxilin and eosin, ×200.
Отметили явления диапедеза эритроцитов и геморрагической инфильтрации, преимущественно в интерстиции. Обращает на себя внимание наличие участков спадения альвеол, которые чередуются с участками не полностью расширенных альвеол (участки дис- и ателектазов).
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что в стадии резорбции в условиях острой алкогольной интоксикации в ткани легких происходят прогрессирующие изменения, а именно: нарастание интерстициального и альвеолярного отека и гемодинамических нарушений в виде расширения и полнокровия капилляров межальвеолярных пергородок, повышения проницаемости сосудистой стенки, агрегации эритроцитов, стаза крови и сладж-синдрома, явлений диапедеза эритроцитов и геморрагической инфильтрации, т.е. имеются условия для тромбообразования.
При макроскопическом исследовании легких умерших в стадии элиминации выявили полнокровие, отек, кровоизлияния под висцеральную плевру. С поверхности и на разрезах легкие красного цвета, на ощупь тестоватой консистенции. При сдавливании с поверхности разрезов выделяется красноватая пенистая жидкость.
Микроскопическое исследование препаратов легких позволило установить следующее: стенки межальвеолярных перегородок утолщены, их капилляры резко расширены, эндотелий набухший, его цитоплазма эозинофильная, неравномерно окрашена. В просвете капилляров — свободно расположенные эритроцитарные агрегаты. В отдельных случаях эритроциты плотно прилегают друг к другу, их контуры практически неразличимы (сладжированные эритроциты); в других наблюдаются уже сформированные единичные пристеночные тромбы. Отметили явления диапедеза эритроцитов и геморрагическую инфильтрацию, преимущественно в интерстиции. Просвет альвеол выполнен эозинофильными массами — отечной белковой жидкостью, в которой имеется скопление десквамированного альвеолярного эпителия и значительное количество альвеолярных макрофагов (рис. 3, на цв. вклейке).
Рис. 3. В просвете капилляров — эритроцитарные стазы с явлениями сладж-феномена.
Окраска гематоксилином и эозином, ув. 400.
Fig. 3. In the lumen of capillaries erythrocyte stasis with the phenomena of sludge phenomenon.
Staining with hematoxylin and eosin, ×400.
Таким образом, в стадии элиминации ярко выражены явления интерстициального и альвеолярного отека, деструкции эндотелия и местного тромбоза.
Помимо указанных изменений обнаружили формирующиеся гиалиновые мембраны, представленные плотно прилегающими к альвеолярной стенке кольцевидными массами. При окрашивании по методу Вейгерта внутренние эластические мембраны легочных артерий резко извиты. Эластические волокна межальвеолярных перегородок в зонах отека или не окрашены, или фрагментированные.
В 38 (52,8%) случаях в альвеолах имелись изменения по типу вентиляционно-циркуляторных расстройств: более или менее обширные участки ателектаза и дистелектаза. Просветы альвеол в препаратах резко сужены, представляют собой узкие щели, в некоторых участках просвет альвеол не определяется. Рядом с такими зонами наблюдали очаги резкого вздутия легочной ткани в виде расширения просвета альвеол и истончения межальвеолярных перегородок вплоть до их разрыва. Мелкие бронхи спавшиеся, в их просветах — слущенный эпителий.
Показатели корреляционного анализа морфологических изменений ткани легкого в исследованных группах трупов мужчин и женщин отличались друг от друга статистически незначимо (p>0,01). Отсутствие значимых различий позволило предположить, что соотношения морфологических изменений ткани легкого при смерти от острого отравления этанолом в группах не находятся в прямой корреляционной зависимости от возраста и половой принадлежности (см. таблицу).
Таблица. Морфологические признаки изменений микроциркуляторного русла легочной ткани при остром смертельном отравлении этанолом
Table. Morphological signs of changes in the microcirculatory bed of pulmonary tissue in acute fatal ethanol poisoning
| Признак | Стадия резорбции | Стадия элиминации | р |
| абс. (%) | абс. (%) | ||
| Кровоизлияние | 87 (98,9) | 34 (47,2) | 0,0001 |
| Расширение просвета и полнокровие сосудов межальвеолярных перегородок | 82 (93,2) | 59 (81,9) | 0,047 |
| Повышение проницаемости сосудистой стенки | 71 (80,7) | 60 (83,3) | 0,686 |
| Cладж-феномен | 52 (59,1) | 57 (79,2) | 0,010 |
| Стаз крови в капиллярах | 60 (68,2) | 57 (79,2) | 0,152 |
| Микротромбы в сосудах | 21 (23,9) | 57 (79,2) | 0,0001 |
| Интерстициальный отек | 81 (92) | 72 (100) | 0,017 |
| Альвеолярный отек | 38 (43,2) | 60 (83,3) | 0,0001 |
| Очаги дис- и ателектаза | 28 (31,8) | 55 (76,4) | 0,0001 |
| Отслаивание эпителия и утолщение капиллярной стенки | 32 (36,4) | 63 (87,5) | 0,0001 |
| Отек клеток альвеолярного эпителия | 66 (75) | 34 (47,2) | 0,001 |
| Деструкция клеток альвеолярного эпителия | 28 (31,8) | 57 (79,2) | 0,0001 |
| Активация альвеолярных макрофагов | 75 (85,2) | 70 (97,2) | 0,012 |
| Коллагенообразование в септах | 5 (5,7) | 44 (61,1) | 0,0001 |
| Фибрин в альвеолах | 3 (3,4) | 56 (77,8) | 0,0001 |
| Гиалиновые мембраны в альвеолах | 88 (100) | 45 (62,5) | 0,0001 |
| Десквамация альвеолярного эпителия | 27 (30,7) | 70 (97,2) | 0,0001 |
Примечание. Сравнение проводили с помощью точного критерия Фишера: если p<0,05 — в группах существуют статистически значимые различия, если p>0,05 — статистически значимые различия отсутствуют.
Note. The comparison was carried out using the exact Fisher test: if p<0.05 — there are statistically significant differences in the groups, if p>0.05 — there are no statistically significant differences.
Выявленные при микроскопическом исследовании повреждение альвеолоцитов, отложение фибрина и образование коллагена позволяют сделать вывод, что при остром смертельном отравлении этанолом формируется неспецифическое поражение ранее интактных легких. Обнаружение гиалиновых мембран является классическим морфологическим критерием при микроскопической диагностике внелегочного острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). Для гистологической верификации внелегочного ОРДС необходимо наличие именно гиалиновых мембран и одного из следующих признаков: некроз эндотелиоцитов или альвеолоцитов I типа, отек, интерстициальный фиброз, выраженная пролиферация альвеолоцитов II типа. Гиалиновые мембраны, появляясь уже к концу 1-х суток повреждения, наблюдаются на протяжении 2 нед, максимальная их выраженность отмечается через 4—5 сут [17]. Нельзя исключить, что эти мембраны нарушают диффузию газов, в первую очередь кислорода, через альвеолярно-капиллярные мембраны, тем самым внося свой вклад в формирование гипоксемии.
Согласно современным представлениям, патогенез внелегочного ОРДС имеет ярко выраженный многофакторный характер [17, 18] и обусловлен грубыми нарушениями микроциркуляции, гипоксией и некрозом тканей, активацией медиаторов. При внелегочном ОРДС объектами первичного повреждения являются эндотелий капилляров и альвеолоциты. Повреждение структурных элементов гистогематического барьера быстро приводит сначала к интерстициальному, затем к альвеолярному отеку, экссудации фибриногена и формированию гиалиновых мембран, препятствующих газообмену и способствующих удержанию в крови углекислого газа, а следовательно, развитию гипоксии. Значительную роль в патогенезе внелегочного ОРДС играют альвеолярные макрофаги, которые чрезмерно активизируются и являются источником массы биологически активных веществ [19].
Исследование показало, что аналогичная картина наблюдается и при острой алкогольной интоксикации. Первой реакцией в ответ на воздействие этанола являются гемодинамические расстройства, развивается интерстициальный и альвеолярный отек; затем происходят выраженные изменения в эндотелиальных клетках, которые приводят к плазморрагии и гиалинозу. В наших наблюдениях обращают на себя внимание большое количество обширных участков дис- и ателектаза, скопления активно функционирующих альвеолярных макрофагов, формирующиеся гиалиновые мембраны, фибриновые тромбы.
Заключение
Большинство причин, вызывающих внелегочной ОРДС, не являются избирательными по отношению к легким. Это объясняет тот факт, что внелегочный ОРДС встречается в значительном большинстве случаев полиорганных расстройств [18, 20—25]. С нашей точки зрения, выявленные сосудистые и клеточные мишени гистогематического барьера легких, на которые направлено токсическое действие этанола и ацетальдегида, не являются органоспецифичными для легких, а представляют общую для всех органов реакцию на алкоголь. Тем не менее эти изменения необходимо принимать во внимание при решении вопросов, связанных с танатогенезом в случаях наступления смерти от острого отравления этанолом.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.