CARBOHYDRATE METABOLISM INDICES IN BODY TISSUES EXPOSED TO LOW TEMPERATURES

Full Text

Введение Определение содержания гликогена в печени, скелетной мышце и миокарде используется в судебно-медицинской практике как метод лабораторной дифференциальной диагностики при смерти от общего переохлаждения организма, острого отравления этанолом и ишемической болезни сердца [7, 10]. В структуре причин смерти травма занимает третье место, уступая сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям, при этом в 50 % случаев это повреждения головного мозга [6]. Травма в результате нанесения повреждений составляет более 70 % случаев, транспортная - около 20 %, при этом примерно в 25 % случаев смерть наступает на улице [5]. Танатогенез утопления является сложным механизмом, поэтому имеются несколько классификаций типа утопления и трудности в кодировании причины смерти [3, 4]. Одним из механизмов танатогенеза может явиться общее переохлаждение организма, которое и приводит к трагедии при нахождении в холодной воде [9] или при низкой температуре окружающей среды после получения травмы. Цель исследования - провести анализ показателей углеводного обмена в тканях для уточнения процессов танатогенеза и установления непосредственной причины смерти пострадавших от черепно-мозговой травмы и при утоплении в условиях низких температур окружающей среды. Материалы и методы исследования Исследование проведено с использованием секционного материала 111 человек, скончавшихся от черепно-мозговой травмы (ЧМТ) при дорожно-транспортных происшествиях, и 80 человек, скончавшихся при утоплении в холодной воде. Группу контроля составили 16 человек, умерших от сердечной патологии. Две группы сравнения, 25 и 30 человек, составили лица, скончавшиеся от общего переохлаждения организма. Содержание гликогена и лактата в тканях (печени, скелетной мышце и миокарде) проведено разработанным нами методом [2]. Сущность метода заключается в предварительной фиксации ткани в ацетоне с последующей пробоподготовкой путем гомогенизации биологической ткани и проведения гидролиза (гликогена до глюкозы) в растворе трихлоруксусной кислоты, центрифугировании и определении метаболитов углеводного обмена (глюкозы и лактата) ферментными способами. Результаты и их обсуждение Содержание гликогена в тканях варьировалось в широком диапазоне. В связи с этим все пострадавшие, скончавшиеся от ЧМТ и утопления, были разделены на четыре группы в зависимости от содержания гликогена в скелетной мышце. В первую группу вошли пострадавшие (7 (6,3 %) и 9 (11,3 %)) с нормальным содержанием гликогена (как у контрольной группы). У пострадавших второй группы наблюдалось умеренное снижение гликогена (20 (18,0 %) и 20 (25,0 %) человек). В третью группу вошли пострадавшие со значительным снижением гликогена (31 (27,9 %) и 18 (22,5 %)); в материалах пострадавших четвертой группы гликоген не определялся (15 и 23) или определялся в следовых количествах (37 и 10), что характерно для наступления смерти от общего переохлаждения организма [7, 10], всего 53 (47,7 %) и 33 (41,2 %) человека (табл. 1, 2). К первой группе сравнения отнесли случаи, когда гликоген во всех трех объектах не определялся, ко второй - когда гликоген в тканях был значительно снижен. Таблица 1 Содержание гликогена в тканях, мкмоль/г, при черепно-мозговой травме Секционный материал Группа контроль 1 2 3 4 Скелетная мышца М ± m 23,0 ± 2,0 22,0 ± 1,8 10,7 ± 1,7 6,0 ± 1,9 0,8 ± 0,2 min-max 15,1-41,2 16,9-30,6 8,0-14,0 4,3-7,9 0,0-3,7 Печень М ± m 93,0 ± 10,7 113,3 ± 23,6 71,1 ± 9,2 71,6 ± 6,5 14,2 ± 4,1 min-max 12,4-173,7 32,2-174,0 5,4-159,7 12,2-148,7 0,0-90,7 Миокард М ± m 5,1 ± 2,0 15,3 ± 2,9 5,5 ± 1,0 5,5 ± 1,1 2,3 ± 0,6 min-max 0,0-30,5 7,8-25,6 0,0-14,2 0,0-16,1 0,0-14,1 Таблица 2 Содержание гликогена в тканях, мкмоль/г, при утоплении Секционный материал Группа 1 2 3 4 Скелетная мышца М ± m 19,7 ± 1,3 11,1 ± 0,5 6,0 ± 0,3 0,8 ± 0,2 min-max 16,4-28,1 8,2-14,9 4,2-7,9 0,0-3,5 Печень М ± m 92,2 ± 11,0 79,6 ± 8,4 44,0 ± 4,8 31,7 ± 5,8 min-max 40,7-147,5 32,8-178,1 14,5-86,9 0,0-118,7 Миокард М ± m 3,1 ± 1,0 3,2 ± 0,8 3,3 ± 0,9 1,9 ± 0,7 min-max 0,0-10,1 0,0-12,8 0,0-11,1 0,0-13,8 Известно, что при классическом (медленном темпе) охлаждения наблюдают полное отсутствие углеводов во всех трех объектах либо резко выраженное снижение. При быстром темпе охлаждения наблюдается незначительное или умеренное снижение содержания углеводов [1]. В последних случаях трудно провести дифференциальную диагностику непосредственной причины смерти между общим переохлаждением организма, черепно-мозговой травмой или утоплением в холодной воде. В каждой анализируемой группе наблюдался широкий диапазон данных по содержанию гликогена в печени, что зависит от многих причин, в частности от постпрондиального периода, первоначального исходного уровня и наличия алкоголя в организме. Смерть от утопления в воде составляет около 5 % от общего количества смертей, при этом примерно в 80 % случаев пострадавшие находились в состоянии алкогольного опьянения [8]. Наибольшее содержание гликогена в печени, не отличающееся от такового у лиц группы сравнения, установлено в первой группе наблюдений. Содержание гликогена у лиц второй и третьей групп при ЧМТ и второй группы при утоплении было умеренно снижено (р < 0,5). Значительное снижение содержания гликогена в печени отмечено у лиц четверной группы (р > 0,001), что свидетельствует об усилении гликогенолиза для поддержания температурного гомеостаза. Снижение содержания гликогена как в печени, так и в скелетной мышце связано с травматическим шоком и свидетельствует о периоде переживаемости после получения травмы. При нахождении в холодной воде снижение содержания гликогена связано с холодовым и эмоциональным шоком и свидетельствует о периоде борьбы организма за выживание. Гликоген не является основным энергетическим субстратом для миокарда, однако при сердечной патологии наблюдается его резкое снижение [7, 10]. Наибольшее содержание гликогена в миокарде отмечено только в первой группе наблюдений у лиц с ЧМТ (мгновенная смерть). В остальных группах содержание гликогена не отличалось от контрольных показателей (р < 0,2), что свидетельствует о явлениях угасания сердечной деятельности в посттравматическом периоде. При изучении содержания лактата в тканях установлены следующие изменения (рисунок). Наиболее информативным и достоверным для диагностики оказалось содержание лактата в скелетной мышце, которое резко снижается при наступлении смерти от общего переохлаждения организма (р < 0,001). Содержание лактата в первой и второй группах наблюдений не отличалось от такового в контрольной группе (р > 0,5), а в четвертой группе - от значений обеих групп сравнения (р > 0,5). При анализе содержания лактата в скелетной мышце образцов третьей группы установлено, что снижение лактата ниже 41,0 мкмоль/г (наибольшее значение у лиц, скончавшихся от общего переохлаждения организма, и наименьшее во второй группе) отмечено в 1/3 случаях. Низкое содержание лактата в скелетной мышце связано со снижением окисления глюкозы, обусловленным резким снижением активности ферментов и транспорта глюкозы в ткань. Содержание лактата в печени оказалось менее информативным. Достоверное снижение отмечено только в четвертой группе (при общем переохлаждении организма), не отличающееся от показателей групп сравнения. В миокарде достоверных изменений в содержании лактата не установлено (р < 0,2), вместе с тем отмечается тенденция к снижению показателя в образцах четвертой группы (при переохлаждении организма). Таким образом, непосредственной причиной смерти в результате получения черепно-мозговой травмы, как и при утоплении, в условиях низких температур окружающей среды более чем в половине случаев является общее переохлаждение организма. Полученные результаты рекомендуется использовать в судебно-медицинской практике. При дифференциальной диагностике необходимо учитывать не только содержание гликогена в тканях, но и содержание лактата. 4.tif Рис. Содержание лактата в тканях при черепно-мозговой травме (а) и при утоплении (б): К - контроль; 1-4 - группы наблюдения; С1-С2 - группы сравнения Выводы Определение содержания гликогена и лактата в скелетной мышце позволяет установить непосредственную причину смерти пострадавших от черепно-мозговой травмы и при утоплении в условиях низких температур окружающей среды. Отсутствие или значительное снижение содержания гликогена, а также снижение содержания лактата менее 41 мкмоль/г в скелетной мышце свидетельствует о непосредственной причине наступления смерти в результате общего переохлаждения организма.

About the authors

P A Akimov

Email: p.a.akimov@yandex.ru

References

Supplementary files