Электропроводность роговицы при химических ожогах глаз

K настоящему времени получены убедительные доказательства, что показатели электропроводности биологических объектов являются ценным электрофизиологическим критерием для идентификации процессов, происходящих в клетках и тканях при их отмирании.

Данный метод, не нарушая и не влияя на ход самого процесса, прижизненно, в динамике может характеризовать жизнеспособность ткани, установить связь между физико-химическими структурными процессами и функциональным состоянием клетки. Кроме того, он позволяет определить время, в течение которого процессы деградации клетки еще обратимы (Джафаров А.И. и др., 1971; Тарусов Б.Н., 1964, 1969, 1970; Теселкин О.Б. и др., 1996, 1999).

B настоящее время установлено, что электропроводность при определенных условиях — величина постоянная, и она значительно меняется при изменении функционального состояния. Известно, что живые клетки относятся к группе полупроводников. При проведении тока низкой частоты через ткань большая часть его проходит через все межклеточные пространства. Имеется ряд закономерностей, обнаруженных при исследовании электропроводности. Так, в частности, для данной частоты сопротивление биологического объекта постоянно до тех пор, пока не меняется его физиологическое состояние.

Установлено также, что электропроводность при высоких частотах значительно выше, чем при низких. Это связано с тем, что при низких частотах и постоянном токе электропроводность связана с поляризацией. При высоких же частотах поляризационные явления выражены меньше, различия в электропроводности на низких и высоких частотах называются дисперсией электропроводности. Дисперсия электропроводности характерна только для живых клеток. При отмирании ткани дисперсия электропроводности уменьшается, уменьшается низкочастотное сопротивление, в то время как высокочастотное сопротивление остается неизменным или изменяется, но значительно позднее (Аладжалова H.A.

Для характеристики состояния электропроводности ткани в процессе ее отмирания или действия на нее различных температурных химических воздействий определяют следующие показатели (Аладжалова H.A. и др., 1956; Джафаров А.И. и др., 1971; Донскова Л.П., 1972; Смолякова Г.П., 1996): сопротивление ткани (R) электрическому току на низкой (IO4 Гц) и высокой (IO6 Гц) частотах и коэффициент поляризации (Kc):

B настоящее время установлено, что сопротивление живой ткани переменному току зависит от наличия электролитов, их концентрации в клетке и на мембранах, от емкостных свойств клеток, которые, в свою очередь, характеризуются фазовыми свойствами протоплазмы (Ушаков В.Б. и др., 1967).

Клеточные мембраны ведут себя как изолятор для токов низкой частоты, поэтому данные электропроводности ткани, полученные при частоте IO4 Гц, выявляют роль ионной концентрации на поляризуемых образованиях. B норме вся мембрана поляризуется в разной степени. При ее повреждении вследствие разности ионной концентрации проницаемость мембран увеличивается Ойнаков В.Б., 1968).

Выявлено, что при отмирании тканей сопротивление переменному току, измеренное в низкочастотном диапазоне, падает и приближается по значению к сопротивлению на высокой частоте (Аладжалова H.A. и др., 1956).

Сопротивление ткани электрическому току, измеренное в высокочастотном диапазоне, характеризует «внутреннюю» электропроводность клетки. Оно зависит от концентрации ионов, находящихся в протоплазме, состояния диполя органических молекул, его электростатического взаимодействия, наличия свободных зарядов. Увеличение высокочастотного сопротивления указывает на уменьшение в клетке свободных ионов и изменение протоплазматичес- ких белков (Бурлакова E.B., 1968, 1978). Изменения проводимости на низкой и высокой частоте в одном направлении указывают на общее изменение подвижности и числа электрических зарядов тканей.

Необходимо отметить, что роговица при жизни проницаема для воды и ионов, но не набухает в результате активного обмена ионов, который происходит в липопротеиновых комплексах клетки. Транспортировка жидкости с помощью ионного насоса осуществляется эндотелием и эпителием. Эпителий роговицы поддерживает активный транспорт Na+ в строму роговицы.

Мы изучали электропроводность роговицы при химических ожогах глаз II-Fvr степени в разных стадиях ожоговой болезни и влияние ингибиторов свободнорадикальных реакций на показатели низкочастотного сопротивления и коэффициента поляризации.

Экспериментальные исследования были проведены на 50 кроликах, которых распределяли на 4 группы. B 1-3-й группах исследовали состояние электропроводности при ожогах ІІ-ГѴ степени. B 4-й группе изучали влияние гистохрома на состояние электропроводности роговицы.

Электропроводность измеряли на установке, состоящей из звукового генератора и лампового вольтметра В-3-13. Определяли динамику низкочастотного модуля (Z) при частоте измерения IO4 Гц и напряжении на электродах 5-6 мВ. Электрод («Disa») был биполярный, платиновый, игольчатый. Диаметр иглы 0.6 мм, площадь платиновой поверхности 0.07 мм2, ошибка измерения 4-6%. Состояние клеточных мембран определяли по величине, обратной модулю импеданса, — электропроводности R104, R106, l/R10s 1/R106 и Kc.

Непосредственно после ожога сопротивление ткани на низкой частоте кратковременно снижалось: при ожогах роговицы II степени — в течение 3.5 мин, III степени — 5 мин, ГѴ степени — 20 мин. Величина падения сопротивления роговицы электрическому току на частоте IO4 Гц была прямо пропорциональна тяжести ожога.

Затем низкочастотное сопротивление повышалось, степень повышения была также пропорциональна тяжести ожога: при ожогах роговицы II степени максимальное значение достигалось к концу 7-го часа, III степени — 1-го часа, W степени — через 20 мин.

B фазе стабилизации электрических параметров на уровне их максимального значения, по данным Л.П.Донсковой (1962, 1972), происходит денатурация ряда важных для функций органа ферментов и их переход из одной конформационной фазы в другую, в результате чего утрачивается связь с возбудимой мембраной клетки.

Затем величины электропроводности для низкочастотного переменного тока постепенно снижаются. При ожогах III степени эта фаза с кратковременной стабилизацией длилась до 10-х суток, затем электропроводность резко падала и оставалась на таких величинах в течение 14 сут. При ожогах ГѴ степени постепенное падение величины электропроводности для низкочастотного переменного тока с периодами стабилизации наблюдали в течение 2 сут, затем сопротивление резко падало и оставалось на этом уровне в течение 15 сут.

Резкое падение сопротивления связано с глубокими повреждениями клеточных структур органа зрения, преходе всего мембран, и несовместимо с сохранением его жизнеспособности СДонскова Л.П., 1962, 1972).

Фазность изменения Kc аналогична изменению величин электропроводности переменному току на частоте IO4 Гц.

Непосредственно после ожога Kc кратковременно снижался по сравнению с исходной величиной интактной роговицы (6.0): при ожогах II степени — до 5.7 за 3 мин, III степени — до 4.8 за 8.7 мин, ГѴ степени — до 3.0 за 9.7 мин. Затем Kc увеличивался прямо пропорционально степени тяжести ожога: при ожогах II степени — в течение 7 ч, III степени — 70 мин, Г7 степени — 20 мин.

Далее наступала фаза стабилизации Kc на уровне максимального значения. Эта фаза при ожогах II степени длилась 16 сут, III степени — 3 сут, W степени — 5 ч. Затем Kc постепенно снижался: при ожогах III степени — в течение 5-6 сут, к концу 7-х суток повышался до 4.6, на 7-е сутки отмечено его резкое снижение до 1.5.

При сравнении с клинической картиной наибольшая степень деструктивных изменений, в большинстве случаев приводящих K перфорации роговицы, отмечена при ожогах глаз III степени на 5-7-е сутки.

При ожогах глаз ГѴ степени период постепенного снижения Kc с кратковременными периодами его повышения и стабилизацией отмечен нами на протяжении 2 сут. K исходу 2-х суток Kc с 7.5 снижался до 4.0, на З-и сутки повышался до 4.2, на 4-е сутки — снижался до 3.5, на 5-10-е сутки — до 1.5. Наибольшая выраженность воспалительных процессов в переднем отрезке глаза, сопро- вояедающаяся деструкцией роговицы, наблюдалась при ожогах глаз ГѴ степени на 2-5-е сутки.

Таким образом, прижизненное исследование динамики электрических параметров: сопротивления току на низкой частоте и Kc позволяет определить временные параметры гибели обожженной роговицы и косвенно оценить состояние мембранных структур.

Изучали влияние гистохрома на величину сопротивления ткани роговицы кроликов (n=20) электрическому току на частоте IO4 Гц. Гистохром (0.1 мл 0.02% раствора) инсталлировали в правые глаза кроликов непосредственно и спустя 1 и 6 ч после ожога.

Инстилляция гистохрома непосредственно после ожога стабилизировала величину сопротивления ткани, задерживала наступление фазы подъема в течение 6 ч. Инстилляция гистохрома спустя 1 ч после ожога удлиняла фазу стабилизации на 3 ч, а спустя 6 ч — почти на 1 сут.

Итак, на основании результатов исследований можно заключить, что изменение электропроводности тканей роговицы позволяет судить о состоянии мембранных структур клетки. Резкое снижение сопротивления тока на низкой частоте свидетельствует о необратимых повреждениях мембранных структур и связанном с ними активным переносом электролитов водного транспорта. Гибель мембранных структур при ожогах глаз связана с дефицитом антиоксидантов, которые стабилизируют показания электропроводности в течение определенного времени, что свидетельствует о подавлении свободнорадикальных процессов и сохранении мембранных структур роговицы.

6.8.