XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

В патофизиологии повреждение является ключевым понятием. Несомненно, что без него невозможно развитие патологии. Повреждение могут вызывать различные экзогенные и эндогенные факторы. Среди внешних воздействий химического происхождения особую опасность представляют кислоты и щелочи. Чаще всего химические ожоги получают в бытовых условиях при использовании мощных очищающих средств и в производстве. Почти половина всех химических ожогов наступает в результате воздействия кислот, порядка 20-25% - щелочей. В структуре ожогового травматизма они занимают, по разным оценкам, от 2,5-5,1 % случаев. Наибольшим разрушающим потенциалом обладают концентрированные кислоты и щелочи [1].

Экспериментальная деятельность в патофизиологии позволяет изучать механизмы повреждающего действия и обусловливает наглядность.

Эксперимент. Действие концентрированных кислот и щелочей на раствор белка в пробирке.

Изучение исходного фона.

В три пробирки (две опытные и одна контрольная) вносят по 1 мл яичного белка.

Оценивают структуру и другие характеристики белка. Яичный белок — это коллоидный раствор, состоит из воды и белков (около 40 разновидностей). Альбумины имеют определённую трёхмерную структуру и свободно пропускают свет. Раствор бесцветный, полупрозрачный, при направленном освещении опалесцирует. Белок имеет полужидкую, густую тягучую структуру.

Создание модели и изучение патогенеза.

В опытные пробирки добавляют по 5 капель концентрированной уксусной кислоты 5% и щелочи (NaOH). Оценивают характер изменений белка в сравнении с контролем. Оба химических агента вызывают денатурацию белка - один из универсальных механизмов повреждения. Денатурация (лат. Denaturatus — лишенный природных свойств) — это сложный процесс, при котором под действием различных дестабилизирующих факторов происходит изменение нативной (естественной) пространственной структуры белка. Приводит к потере белками их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.). Первичная структура (аминокислотная последовательность) а, следовательно, и химический состав белка не меняются.

Основным химическим фактором, значимым для денатурации белковых молекул, является изменение pH (кислотности). Это значит, что в воде, которая окружает белковые молекулы, возрастает (среда становится кислой) или падает (среда становится щелочной) концентрация ионов H+. Такие изменения закономерно изменяют заряд белковых молекул, возникает ионизация кислотных и основных групп. Меняется конфигурация белка, рвутся водородные связи и утрачивается третичная и даже вторичная структуры. Данные изменения происходят быстро. Повреждение белковых структур протекает по типу колликвации или коагуляции [2, 3].

В пробирке № 1 при добавлении кислоты происходит коагуляция.

Коагуляция – это склеивание белковых частиц и выпадение их в осадок. Это происходит при удалении их гидратной оболочки. Для этого достаточно изменить структуру частицы белка, так, чтобы ее гидрофильные группы, которые связывают воду растворителя, оказались внутри частицы.

Кислоты разрывают связи между атомами в молекуле белка. Гидрофобные (боящиеся воды) аминокислоты, которые до этого были спрятаны внутри белка, оказываются снаружи. Стараясь избегать молекул воды, сближаются друг с другом. В коллоидном растворе происходит процесс агрегации молекул белка в более крупные, хорошо рассеивающие проходящий свет. Так образуется сеть из белков, как следствие — яичный белок меняет цвет и твердеет [2, 4].

Белок в пробирке становится белым, непрозрачным, плотной консистенции.

В пробирке № 2 при добавлении щелочи происходит колликвация.

Катионы щелочи взаимодействуют с анионами белка вызывают их гидролиз и образуют щелочные альбуминаты, легкорастворимые в воде. Щёлочи легче влияют на заряды белковых молекул, из-за чего белки практически денатурируют медленнее, они сворачиваются значительно мягче, чем при добавлении кислот [2, 4].

Белок в пробирке становится жидким, прозрачным, без опалесценции.

Выводы.

Кислоты вызывают коагуляционный некроз, ограниченный местом контакта с образованием струпа, препятствующего дальнейшему повреждению. Коагуляция цитоплазматических белков делает их резистентными к действию лизосомальных ферментов и, в связи с этим замедляется их разжижение.

Коагуляционный некроз еще называют сухой, поскольку возникающие при нем мертвые участки сухие, плотные, крошащиеся, белого или желтого цвета.

Повреждающее воздействие щелочей отличается от действия кислот, так как при воздействии щелочей повреждение тканей более выражено и распространяется глубже. Щелочи разрыхляют и размягчают ткани, вызывают местное прижигающее действие, приводящее к омертвению поверхностных и более глубоких тканей. Поэтому они вызывают колликвационный некроз тканей в месте контакта и растворяют их (в том числе волосы и ногти). Кроме того, щелочи вызывают омыление жиров. Благодаря растворяющему действию щелочи проникают глубоко в ткани. Образовавшиеся щелочные альбуминаты вновь подвергаются гидролизу с выделением щелочи. Она действует на более глубокие слои организма, вызывая появление язв.

Колликвационный некроз – влажный, характеризуется расплавлением ткани, струп мягкий, рыхлый, без четкой демаркации, с распространением распада по периферии. При отхождении струпа, вначале беловатого, а затем постепенно чернеющего, обнаруживается легко кровоточащая язва, которая заживает рубцом в среднем через 2 месяца [5].

Список литературы 

1. Тарасов А. Ю., Белогоров С. Б., Марченко Д. В. Основы токсикологии: учебное пособие для студентов; ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России, Кафедра мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф. – Иркутск: ИГМУ, 2015. – 56 с.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И., Зурабян С.Э. Биоорганическая химия. Учебник // ГЭОТАР-Медиа. – 2023. – 416 с.

3. Шаповалов К. А., Шаповалова Л. А. Химические ожоги. Особенности дидактики обучения первой помощи детей, школьников и подростков // Российский педиатрический журнал. – 2022. – Т. 3, № 1. – С. 343

4. Конахович И. И., Сачек М. М., Дыбаль А. Б. Поражение слизистой оболочки желудка при острых отравлениях веществами разъедающего действия // Вестник Витебского государственного медицинского университета. – 2007. – Т. 6, № 4. – С. 47-52.

5. Левченко О. Е., Курдиль Н. В., Падалка В. Н. Практические аспекты оказания медицинской помощи в случаях химических инцидентов на производстве // Медицина неотложных состояний. – 2016. – № 2(73). – С. 105-110.