Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. Клинико-морфологическая характеристика гидроцефалии (обзор литературы) 17
1.1. Клинические аспекты гидроцефалии: классификация, критерии ультразвуковой и клинической иагностики, эффективность лечения и исходы 17
1.2. Формирование вентрикулярной системы головного мозга человека в пренатальном онтогенезе 38
1.3. Структура вентрикулярной системы головного мозга живо- и мертворожденных в 22 - 40 недель гестации 42
1.4. Этиологические факторы, способствующие формированию врожденной и приобретенной гидроцефалии 47
1.5. Патоморфологические аспекты гидроцефалии. Диагностика врожденных пороков развития вентрикулярной системы, сопровождающихся внутренней гидроцефалией 50
І.б.Заключениеклитобзору 55
ГЛАВА II. Материал и методы исследования 57
2.1. Клинико-статистическая характеристика живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации без дилятации вентрикулярной системы и с внутренней гидроцефалией 57
Объем материала и характеристика морфологических методов исследования
ГЛАВА III. Морфология вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса больших полушарий головного мозга у живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации без дилятации вентрикулярной системы (результаты исследования)
3.1. Структурные изменения и последовательность физиологической редукции герминативного матрикса с 22 по 40 недели гестации 75
3.2. Динамика структурных изменений неокортекса с 22 по 40 недели гестации 84
3.3. Результаты иммуногистохимического исследования экспрессии глиального белка S-100, рилина, матриксной металлопротеиназы-9 (ММР-9), виментина и десмина в больших полушариях головного мозга у живо- и мертворожденных детей без илятации вентрикулярной системы 90
ГЛАВА IV. Структурные особенности вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса у живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации с вентрикуломегалией и гидроцефалией 105
4.1. Патоморфология и особенности редукции вентрикулярной герминативной зоны с 22 по 40 недели гестации при вентрикуломегалии и гидроцефалии 105
4.1.1. Структурные изменения вентрикулярной герминативной зоны с 22 по 40 недели гестации при вентрикуломегалии 105
4.1.2. Морфология вентрикулярной герминативной зоны у новорожденных 22-40 недель гестации при гидроцефалии 112
4.2. Структурные преобразования в неокортексе у живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации с вентрикуломегалией и внутренней гидроцефалией 128
4.2.1. Морфология неокортекса с 22 по 40 недели гестации при вентрикуломегалии 128
4.2.2. Структурные изменения неокортекса с 22 по 40 недели гестации при внутренней гидроцефалии 135
4.3. Особенности экспрессии глиального белка S-100, рилина, ММР-9, виментина и десмина в структурах головного мозга у живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации с вентрикуломегалией и
гидроцефалией 150
4.3.1. Экспрессия глиального белка S-100, рилина, ММР-9, виментина и десмина в структурных компонентах больших полушарий головного мозга у живо- и мертворожденных в 22-40 недель гестации при вентрикуломегалии 150
4.3.2. Особенности экспрессии глиального белка S-100, рилина, ММР-9, виментина и десмина в структурных компонентах больших полушарий головного мозга у живо- и мертворожденных в 22-40 с гидроцефалией 166
ГЛАВА V. Обсуждение полученных результатов 193
Заключение 231
Выводы 237
Список сокращений 241
Список литературы 242
- Структура вентрикулярной системы головного мозга живо- и мертворожденных в 22 - 40 недель гестации
- Объем материала и характеристика морфологических методов исследования
- Динамика структурных изменений неокортекса с 22 по 40 недели гестации
- Морфология вентрикулярной герминативной зоны у новорожденных 22-40 недель гестации при гидроцефалии
Введение к работе
Актуальность проблемы
Изучение изолированных форм пороков развития центральной нервной системы (ЦНС) у новорожденных детей по результатам аутопсий (Кашина Е.В., 2008) показало преобладание гидроцефалии – 40%. По данным европейского мультицентрического исследования (Hellbusch L.C., 2007), частота встречаемости неонатальной гидроцефалии колеблется от 0,2 до 4 случаев на 1000 новорожденных. Основными причинами ее формирования являются воспаление в ЦНС и внутрижелудочковые кровоизлияния III степени гипоксического, ишемического либо травматического генеза, в 25– 70% случаев приводящие к развитию гидроцефалии (Кузенкова Л.М., 2003; Cinalli G., 2004). Неуклонный рост вирусной инфекции способствует формированию гидроцефалии еще во внутриутробном периоде в результате тропизма возбудителей к эпендиме желудочков и хориоидальным сплетениям (Dи Rocco С. et al., 2006). К гидроцефалии приводят либо сочетаются с ней некоторые врожденные пороки развития головного мозга, например, аномалии развития сильвиева водопровода (43%), отверстий Лушки и Мажанди (3-5%) (Johnston M.V., Kinsman S., 2004).
Чем раньше проводится диагностика морфологических и двигательных нарушений и начинается комплексное восстановительное лечение пациента, тем существеннее повышается уровень его адаптационных возможностей (Gretiz D.A., 2004). Однако до настоящего времени не существует единых классификации и подходов к лечению гидроцефалии (Хачатрян В.А., 2009; Whitelaw A., 2008), поскольку нет однозначного понимания того, какой патологический процесс в веществе головного мозга сопровождает ее формирование (Rekate H., 2008; Mercer J.S., 2006; Kennedy C.R., 2001). Затруднена дифференциальная диагностика физиологической и патологической вентрикуломегалии (Linninger A.A., 2007), не установлены гестационные сроки завершения формирования структур мозга,
участвующих в оттоке ликвора (Sarnat H.B., 2010), отсутствуют достоверные морфологические критерии вентрикуломегалии и гидроцефалии (Beni-Adani et al., 2006). В связи с этим возникла необходимость углубленного изучения патоморфологии и морфогенеза структурных компонентов паренхимы головного мозга при гидроцефалии, сформированной в перинатальном периоде, с учетом ее этиологических факторов.
Цель работы
На основании структурно-функциональных нарушений формирования вещества головного мозга у живо- и мертворожденных 22–40 недель гестации с дилятацией вентрикулярной системы разработать морфогенез вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса при вентрикуломегалии и гидроцефалии, обусловленной различными этиологическими факторами. Обосновать критерии гестационной зрелости вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса, дифференциально-диагностические критерии гидроцефалии и вентрикуломегалии.
Задачи исследования:
-
Изучить регионарную морфологию вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса в цитоархитектоническом поле № 6 и сроки завершения гирификации коры головного мозга у живо- и мертворожденных 22–40 недель гестации без дилятации вентрикулярной системы.
-
Выявить закономерности экспрессии глиального белка S-100, рилина, ММР-9, виментина и десмина в структурных компонентах вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса в области поля № 6 у живо- и мертворожденных 22-40 недель гестации без дилятации вентрикулярной системы.
3. Изучить регионарные структурные изменения вентрикулярной
герминативной зоны и неокортекса в цитоархитектоническом поле № 6,
особенности гирификации полушарий головного мозга у живо- и
мертворожденных 22-40 недель гестации при вентрикуломегалии и
гидроцефалии: сопряженной с аномалиями развития Сильвиева водопровода, постгеморрагической и поствоспалительной.
4. Определить особенности экспрессии глиального белка S-100, рилина,
виментина, десмина и ММР-9 в структурах головного мозга у живо- и
мертворожденных детей в гестационом возрасте 22–40 недель.
5. Обосновать критерии гестационной зрелости вентрикулярной
герминативной зоны и неокортекса, морфологические диагностические
критерии гидроцефалии в зависимости от этиологического фактора и
дифференциально-диагностические критерии вентрикуломегалии и
гидроцефалии у живо- и мертворожденных в 22–40 недель гестации.
Научная новизна
1. Выделены четыре основных этапа физиологической редукции
герминативного матрикса в области центральных отделов и передних рогов
боковых желудочков – 22–27-я, 28–32-я, 33–37-я, 37–40-я недели и
установлена асинхронная редукция вентрикулярной герминативной зоны в
области задних и нижних рогов боковых желудочков, характеризующаяся
ретардацией процесса на 5 недель по сравнению с центральными отделами и
передними рогами.
2. На основании динамики формирования I–VI цитоархитектонических
слоев, дендритных отростков и клеток Беца в неокортексе поля № 6 у живо-
и мертворожденных без дилятации вентрикулярной системы выявлены три
этапа морфогенеза неокортекса: 22–27-я, 28–32-я, 33–40-я недели.
3. Установлено, что гестационные преобразования вентрикулярной
герминативной зоны, или физиологическая редукция герминативного
матрикса, и неокортекса, включая гирификацию, у пациентов без дилятации
вентрикулярной системы сопряжены со сбалансированной экспрессией
нейроглиального белка S-100, матриксной металлопротеиназы девятого типа,
виментина, десмина и рилина.
4. Выявлены ретардация гирификации головного мозга на 2,5 недели и
пролонгация дифференцировки цитоархитектонических слоев коры в
области передней трети прецентральной извилины до 33–37 недель гестации,
ускорение темпа редукции герминативного матрикса в области центральных
отделов и задних рогов боковых желудочков у новорожденных 22–40 недель
гестации при вентрикуломегалии;
5. Определены специфические, обусловленные воздействием
этиологического фактора, морфологические признаки внутренней
гидроцефалии у новорожденных. Гидроцефалия, сопряженная с аномалиями
развития сильвиева водопровода в виде его стеноза (d < 0,2 см), расщепления
на два и более узких канала и агенезии, характеризуется нарушениями
гирификации (микрополигирия, асимметрия борозд) головного мозга и
отсутствием гестационных признаков редукции вентрикулярной
герминативной зоны. Отличительными признаками постгеморрагической
гидроцефалии являются наличие внутрижелудочкового кровоизлияния III
степени, соответствие уровня гирификации больших полушарий и
дифференцировки нейронов и цитоархитектонических слоев неокортекса
поля № 6 гестационному возрасту новорожденного, ранняя, но
пролонгированная до позднего фетального периода редукция
вентрикулярной герминативной зоны. Поствоспалительную гидроцефалию
характеризуют ретардация гирификации больших полушарий на 3 недели,
ранняя, но пролонгированная до неонатального периода, редукция
герминативного матрикса, субтотальный глиоз интермедиарной зоны,
ретардация дифференцировки пирамидного (III) и внутреннего зернистого
(IV) слоев неокортекса поля N 6.
6. Выявлены инициальные механизмы формирования
вентрикуломегалии, внутренней врожденной, поствоспалительной и
постгеморрагической гидроцефалий, отличающиеся различными вариантами
нарушений экспрессии нейроглиального белка S-100, ММР-9, виментина, десмина и рилина в структурных компонентах полушарий головного мозга.
Практическая значимость работы
Предложен алгоритм комплексного патологоанатомического исследования головного мозга живо- и мертворожденных 22–40 недель гестации, включающий наливку вентрикулярной системы маркирующей смесью, морфометрические, обзорные, иммуногистохимические методики, трансмиссионную электронную микроскопию, и позволяющий диагностировать патологию ЦНС.
Выявленные морфологические критерии зрелости неокортекса и герминативного матрикса, дифференциально-диагностические критерии вентрикуломегалии и гидроцефалии позволяют оптимизировать качество и сроки оформления патологоанатомического диагноза и эпикриза, идентифицировать ложноположительные и ложноотрицательные результаты ультразвуковой диагностики врожденной гидроцефалии, снизить количество диагностических ошибок.
Установленные инициальные механизмы формирования и морфогенез вентрикуломегалии и истинной гидроцефалии, обусловленной различными этиологическими факторами, необходимо учитывать при планировании новорожденным различного гестационного возраста диагностических и лечебно-профилактических мероприятий с целью повышения их эффективности, увеличения количества благоприятных исходов и улучшения соматического здоровья новорожденных.
Положения, выносимые на защиту:
1. У живо- и мертворожденных детей без дилятации вентрикулярной системы головного мозга гестационные преобразования перивентрикулярной области и неокортекса, включая гирификацию, осуществляются поэтапно и определяются сбалансированной экспрессией глиального белка S-100 и
ММР-9 в глиобластах герминативного матрикса и интермедиарной зоны, рилина - в нейронах Кахаля - Ретциуса.
-
Вентрикуломегалия, характеризующаяся ускоренной редукцией герминативного матрикса, не сопровождается атрофией неокортекса и является обратимым состоянием вентрикулярной системы головного мозга.
-
Патоморфологические изменения вещества головного мозга при различных вариантах гидроцефалии у живо- и мертворожденных детей проявляются нарушениями гестационных преобразований вентрикулярной герминативной зоны, неокортекса, гирификации больших полушарий и взаимосвязаны с этиологическим фактором заболевания – аномалиями развития сильвиева водопровода, вирусно-хламидийной инфекцией, внутрижелудочковыми кровоизлияниями.
4. Гидроцефалии разной этиологии у живо- и мертворожденных 22–40
недель гестации отличаются инициальными механизмами формирования,
связанными с определенным вариантом дисбаланса экспрессии нейронально-
глиальных белков (S-100, рилин), ММР-9, виментина и десмина в
структурных компонентах вещества головного мозга.
Апробация диссертации
Материалы диссертационного исследования доложены на III Международном конгрессе по перинатальной медицине (Москва, 2009), научно-практической конференции «Информационные технологии в диагностической, лечебно-профилактической и учебной работе» (Тверь, 2009), Всероссийской конференции «К 100-летию Российского общества патологоанатомов» (СПб, 2009), научно-практической конференции «Актуальные вопросы патоморфологии заболеваний и экстремальных состояний» (Рязань, 2010), на V Междисциплинарной конференции по акушерству, перинатологии и неонатологии (СПб., 2010), III и IV съездах Российского общества детских патологоанатомов (Санкт-Петербург, 2008; Выборг, 2010; СПб, 2012), Всероссийском научном форуме «Мать и Дитя»
(Москва, 2009, 2010, 2013), на V Всероссийской конференции «Иммунология репродукции» (Иваново, 2012), на тематическом усовершенствовании врачей-патологоанатомов из регионов России (Иваново, 2012), на заседаниях Ивановского отделения Российского общества патологоанатомов (Иваново, 2009, 2011, 2013), на междисциплинарной конференции ФГБУ «Ивановский НИИ материнства и детства им. В.Н. Городкова» Минздрава России (Иваново, 2015).
Внедрение результатов работы в практику
Результаты диссертационного исследования вошли в методическое издание, утвержденное управлением охраны здоровья матери и ребенка Министерства здравоохранения Российской Федерации «Морфологическая диагностика структурных нарушений нейроэндокринной, иммунной и дыхательной систем плода и новорожденного при невынашивании беременности» (№ 2000/16, Иваново, 2000), монографию «Морфология плодов и новорожденных с экстремально низкой массой тела» (Иваново, 2005); медицинские технологии, утвержденные Федеральной службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития: «Алгоритм исследования головного мозга плодов и новорожденных 20-40 недель гестации с патологией центральной нервной системы» (ФС № 2008/009, 2008), «Морфологическая диагностика врожденной внутренней гидроцефалии» (ФС № 2009/404, 2009), «Морфологическая диагностика вентрикуломегалии у плодов и новорожденных с ЭНМТ» (ФС № 2011/291, 2011).
Предложен способ наливки ликворной системы головного мозга живо-и мертворожденных, подтвержденный патентом № 2344839 от 27.01.2009г., позволяющий определять топику поражения головного мозга, локализацию внутричерепных кровоизлияний и уровень окклюзии ликворпроводящих путей при гидроцефалии.
Разработан способ морфологической диагностики вентрикуломегалии у живо- и мертворожденных, подтвержденный патентом на изобретение № 2422086 от 27.06.2011г., в основе которого лежит метод гистометрии: соотношение ширины герминативного матрикса к ширине неокортекса, равное 1:2.
Подтверждены патентами два морфологических способа дифференциальной диагностики вентрикуломегалии и гидроцефалии у новорожденных. В основе способа, подтвержденного патентом № 2422805 от 27.10.2011г., лежит использование гистометрических параметров – ширины герминативного матрикса и неокортекса в области головки хвостатого ядра. При соотношении параметров, равном 1:2, диагностируют вентрикуломегалию, при соотношении 2:1 – гидроцефалию.
Основу второго способа, подтвержденного патентом № 2432574 от 27.10.2011г., составляет иммуногистохимическая идентификация глиального белка S-100 в веществе головного мозга. При экспрессии S-100 в 30% нейробластов и менее диагностируют вентрикуломегалию, при экспрессии глиального белка в 50% нейробластов и более – гидроцефалию.
Результаты завершенной работы внедрены в практику 36 патологоанатомических отделений различных регионов России, что подтверждено прилагаемыми к диссертации соответствующими актами.
Публикации
По результатам диссертационного исследования опубликовано 47 работ, из них 15 – в журналах, рецензируемых ВАК РФ. Получено 4 патента РФ.
Личное участие автора
Автором проведены сбор материала, осуществлена методика наливки
вентрикулярной системы раствором окрашенного желатина,
гистологическое, морфометрическое, иммуногистохимическое,
электронномикроскопическое исследования, статистическая обработка, анализ и обобщение полученных данных.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 267 страницах машинописного текста,
состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов
исследования, двух глав с изложением результатов собственных
исследований, обсуждения, заключения, выводов, практических
рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 73 рисунками (18 графиков и 55 коллажей из 183 фотографий), 27 таблицами. Библиографический указатель содержит 234 источника: 136 отечественных и 98 зарубежных.
Структура вентрикулярной системы головного мозга живо- и мертворожденных в 22 - 40 недель гестации
Твердая оболочка отделяется от паутинной пространством в виде капиллярной щели, заполненным спинномозговой жидкостью. Паутинная оболочка на поверхности извилин тесно срастается с мягкой, однако не следует за ней в глубину борозд и щелей, образуя так называемые подпаутинные пространства, или полости, сообщающиеся между собой и мозговыми желудочками через срединную и боковые апертуры IV желудочка [149].
Мягкая оболочка (pia mater) непосредственно прилегает к поверхности головного мозга, выполняя все извилины и борозды, содержит переплетающиеся пучки коллагеновых и сеть тонких эластичесикх волокон, единичные фибробласты и макрофаги; покрыта непрерывным слоем плоского эпителия, морфологически сходного с мезотелием полостей тела. Сопровождая сосуды, проникающие в вещество мозга, мягкая оболочка образует вокруг них узкие щели, получившие название вокругсосудистых пространств, которые сообщаются с подпаутинным пространством. Субарохноидальное пространство формирует расширения, или цистерны, заполненные ликвором. Выделяют мосто-мозжечковую (большую), хиазмальную и конечную (спинного мозга) цистерны [190].
Границей между перивентрикулярной областью и ликвором желудочков мозга служит эпендима - слой клеток, трансформированных из астроцитарной глии [109]. Морфологическая характеристика клеток эпендимы включает наличие ресничек, участвующих в обеспечении движения цереброспинальной жидкости, обилие микроворсинок, выполняющих рецепторную и иммунологическую функции, протоплазматические выпячивания, пиноцитозные везикулы, большое количество митохондрий, щелевые соединения и их сообщение с ликворным пространством, базальные отростки, проникающие в нейропиль. Все перечисленное указывает на выполнение эпендимной выстилкой абсорбционной, транспортной, секреторной, рецепторной, иммунологической функций. От противоположного полюса каждой клетки в мозг отходит длинный, ветвящийся отросток, позволяющий эпендимоцитам выполнгять опорную функцию. Эпендимоциты латеральных участков стенок III -го желудочка головного мозга, или танициты, поглощают вещества из ликвора и транспортируют их по своему отростку в просвет сосудов гипофиза, обеспечивая связь между ликвором, находящимся в просвете желудочков мозга, и кровью. Хороидные эпендимоциты (от греч. choroidea, или chorioidea - ткань, содержащая сосуды) - клетки сосудистых сплетений, участвующие в образовании спинномозговой жидкости, являются составной частью гемато-ликворного барьера [147, 149].
Ткани ЦНС взвешены в так называемой церебро-спинальной жидкости (ЦСЖ, или ликвор), которая заключена в подпаутинном пространстве, желудочках головного мозга, периваскулярных пространствах, спинномозговом канале. Обычно церебро-спинальная жидкость вытекает через отверстия срединной и латеральной апертур IV желудочка изнутри на поверхность мозга, содержит соли, незначительное количество белка и несколько типов клеток, главным образом лимфоциты. Свободная поверхность сплетения покрыта кубическим эпителием, через который должна пройти жидкость, прежде чем попасть в просвет желудочков и стать ликвором [199].
Отток ликвора из места постоянной продукции к местам потребления и всасывания обеспечивается непрерывным движением ресничек. Врожденная неподвижность ресничек может быть причиной гидроцефалии [219]. Местный воспалительный процесс может также вызывать парез ресничек и скопление ликвора [188]. Не исключено, что и в возникновении врожденной гидроцефалии определенную роль играет перинатальная патология перивентрикулярной области (воспалительная и/или гипоксическая), сопровождающаяся нарушением двигательной функции ресничек [219, 183, 188 ].
Кровоснабжение ПВО относится к разным сосудистым бассейнам: каротидному - в окружности передних и нижних рогов БЖ, и вертебробазилярному - в зоне задних (затылочных) рогов, стволе мозга, черве и полушариях мозжечка. Различные сосудистые бассейны определяют границы морфологических изменений ПВО при гипоксических или ишемических нарушениях, нередко сопровождающих анте- и интранатальные периоды [22, 208].
Масса мозга у новорожденного в среднем составляет 389 г и равна 1/8 массы тела; к 6 месяцам жизни она почти удваивается [15, 130].
В зависимости от причинного фактора гидроцефалию принято разделять на врожденную и приобретенную [179].
Формирование врожденной гидроцефалии обусловлено повреждениями плода в первой половине внутриутробного развития и заболеваниями матери, нарушающим развитие мозга плода во второй половине беременности [175].
Нейроонтогенез условно разграничен на пять периодов воздействия патологических факторов, ведущих к аномальному развитию головного мозга: 1) период дорзальной индукции (23-28 день внутриутробной жизни), 2) период вентральной индукции (30-42 день), 3) пролиферации нейронов (45-й день - 3-й
Объем материала и характеристика морфологических методов исследования
Экспрессия MMP-9 и виментина в паренхиме головного мозга, взятой в проекции цитоархитектонического поля N6, при отсутствии дилятации вентрикулярной системы: а) умеренная экспрессия ММР-9 в ВГЗ у новорожденного 35 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, хІООО; б) умеренная экспрессия ММР-9 в субкортикальной зоне у новорожденного 37 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, хІООО; в) умеренная экспрессия виментина в сосудах ВГЗ у мертворожденного 23 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, хЮОО; г) выраженная экспрессия виментина в сосудах ВГЗ у новорожденного 38 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, хЮОО.
Средние значения индекса экспрессии виментина и десмина (усл.е.) в сосудах вентрикулярной герминативной зоны в проекции передней трети прецентральной извилины у живо- и мертворожденных без дилятации вентрикулярной системы Срокгестации(нед.) Количество исследований ИЭ виментина (усл. е.) ИЭ десмина (усл. е.) 22-27 8 2,1+0,14 0 28-32 8 2,4±0,17 0 33-37 8 2,7±0,17 0,6±0,05 38-40 8 2,85±0,09 1,54+0,13 р - остоверность различий средних величин между подгруппами; р 0,05 мертворожденных и погибших новорожденных 22-40 недель гестации, позволило выявить ряд закономерных изменений указанных отделов ЦНС: гирификация неокортекса за счет формирования борозд первого порядка, сопровождающаяся разделением больших полушарий на оли и извилины, завершается на 25-й неделе гестации; ифференцировка нейронов и формирование цитоархитектонических слоев неокортекса поля №6 двигательного анализатора, обнаруживаемые в 22-27 недель гестации, максимально реализуются к 33 неделе, а завершаются в сроки 33-40 недель. структурная перестройка перивентрикулярной области в гестационном периоде осуществляется путем постепенной редукции вентрикулярной герминативной зоны с завершением преобразований в сроки 38-40 недель; физиологическая редукция вентрикулярной герминативной зоны осуществляется в течение нескольких условно выделенных периодов (22-27, 28-32, 33-37, 38-40 недели гестации), каждый из которых определяется шириной герминативного матрикса, особенностями расположения глиобластов и сосудов перивентрикулярной области; структурные преобразования вентрикулярной герминативной зоны в различных анатомических отделах вентрикулярной системы осуществляются асинхронно: в проекциях задних и нижних рогов - с ретардацией на 5 недель по сравнению с аналогичными изменениями в области передних рогов и центральных отделов боковых желудочков; физиологическая редукция вентрикулярной герминативной зоны и ифференцировка неокортекса взаимосвязаны с определенным иммуногистохимическим профилем указанных областей ЦНС, обеспечивающим гирификацию неокортекса и анизоморфность его цитоархитектонических слоев (рилин), функциональную активность глиоблстов (S-100) и ремоделирование ткани перивентрикулярной области (ММР-9). Кровоснабжение последней осуществляется сосудами типа синусоидных капилляров. Дифференцировка артериолярно-венулярного звена начинается с 33 недели гестации.
Экспрессия есмина в перивентрикулярных сосудах центральных отделов боковых желудочков при отсутствии дилятации вентрикулярной системы: а) слабая - у новорожденного 35 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, х400; б) умеренная - у новорожденного 38 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, х400; в) иммунонегативная реакция - у новорожденного 31 нед. гестации, иммунопероксидазный метод, х400.
Структурные изменения вентрикулярной герминативной зоны у живо- и мертворожденных с 22 по 40 недели внутриутробного развития при вентрикуломегалии
В вентрикулярной герминативной зоне плодов и новорожденных с вентрикуломегалией уже в 22 недели гестации в различных отделах вентрикулярной системы наблюдается зональное расположение клеток с гипер- и эухромными ядрами в виде слоев либо периваскулярных муфт (рис.15 а). Ядра глиобластов имеют округлую либо овальную форму с неровными, как правило, волнистыми очертаниями, обусловленными инвагинатами кариолеммы в цитоплазму (рис. 15 б). Последняя как составной компонент клеток на светооптическом уровне не определяется (рис.15 в) из-за отсутствия тигроида, или хроматофильной субстанции.
Ультраструктурно в цитоплазме глиобластов различимы митохондрии преимущественно округлой формы (рис.15 г), гиперплазию которых следует расценивать как универсальную компенсаторную реакцию ЦНС на прямое и опосредованное (через увеличение объема внутрижелудочкового ликвора и гипоксию) воздействие причинного фактора вентрикуломегалии.
В ряде клеток ВГЗ выявляются гидропическая дистрофия цитоплазмы и необычное распределение ядерного хроматина (рис.16 а). Вероятно, существенное увеличение доли последнего в ядре связано с воздействием ДНК-содержащего вируса. По мнению А.А. Прокофьевой-Бельговской (1986), гетерохроматин следует рассматривать как внутриядерный барьер, или «щит», в котором адсорбируются экзогенные вирусы [100].
Глиобласты визуализируются на фоне множественных мелких и немногочисленных крупных отростков, соответственно, ассоциируемых с профилями нейрональных ендритов и аксонов. Последние в цитоплазме содержат гипертрофированные митохондрии (рис. 16 б).
В период с 22 по 27 недели ширина герминативного матрикса в зонах передних рогов и тел боковых желудочков остоверно (p=0,00016) меньше аналогичных параметров группы сравнения (табл. 11). Средние значения площади поперечного сечения ядер глиобластов, расположенных в проекциях задних и нижних рогов боковых желудочков, практически не отличаются от показателей группы сравнения, а в области тел (p=0,005) и передних рогов БЖ (p=0,007) -остоверно больше (табл 12.).
Сосуды перивентрикулярной области характеризуются наименьшими (р=0,007) по отношению к группе сравнения диаметрами их просвета (табл. 13) и располагаются, как правило, в толще ГМ (рис. 16 в), а единичные из них - субэпендимально. На ультраструктурном уровне в стенках сосудов вентрикулярной герминативной зоны хорошо различима базальная мембрана (рис. 17 а), что следует трактовать как ее ускоренную ифференцировку. С 28 по 32 недели внутриутробного развития герминативный матрикс живо- и мертворожденных с вентрикуломегалией сохраняет структуру, сходную с предыдущим этапом развития (22-27 недели), но продолжает при этом уменьшаться (p=0,0002).
Динамика структурных изменений неокортекса с 22 по 40 недели гестации
Остальные постоянные борозды первого порядка -прецентральная, верхняя и нижняя лобные на конвекситальной поверхности полушарий, а также мелкие безымянные бороздки на поверхности затылочных долей, являющиеся индивидуальной особенностью организма, обнаруживались у живо- и мертворожденных детей в гестационные сроки 28-32 недели, что на 4-5 недель позднее, чем в группе сравнения. В более поздние сроки развития у плодов с дилятацией компонентов вентрикулярной системы каких-либо изменений рельефа поверхности полушарий по сравнению с 28-32 неделями внутриутробного развития не выявлено.
Судя по срокам гирификации, формирование внешней архитектоники больших полушарий головного мозга у плодов с вентрикуломегалией наиболее интенсивно осуществляется с 22 по 27 недели внутриутробного развития, поскольку именно в этот период пренатального онтогенеза появляется максимальное количество постоянных борозд первого порядка. Однако сроки формирования многих отдельно взятых борозд в рамках указанного периода запаздывают на несколько недель (2-3) по сравнению с аналогами группы сравнения.
Морфологическое исследование показало, что при ВМ в 22-27 недель гестации нечетко определяется послойная организация коры, отсутствует подразделение плексиморфного слоя (I) на наружный и внутренний подслои, в наружном зернистом слое (II) в составе вертикалньных клеточных колонок насчитывается от 3 о 6 нейронов (рис.26 а). Ядра последних округлой либо овальной формы, иногда с неровными контурами, эухромные, чаще с одним ядрышком (рис.26 б). В нижней части клеточного комплекса еще не разделенных III-VI слоев строго вертикальной упорядоченности нейронов не обнаружено (рис. 26 в), хотя ступенчатое расположение некоторых из них на сагиттальных срезах коры напоминает модули. Последние чередуются с хаотично расположенными клетками (рис. 26 г).
Граница с белым веществом кажется нечеткой из-за распространенного умеренного глиоза белого вещества (рис.27 а). Подобная цитоархитектоника коры отражает замедление темпа ифференцировки слоев последней по сравнению с плодами и новорожденными без дилятации вентрикулярной системы. Однако на ультраструктурном уровне в неокортексе обнаруживаются позитивные изменения - перинуклеарный ободок цитоплазмы с цистернами гранулярного эндоплазматического ретикулума и митохондриями с хорошо различимыми кристами (рис. 27 б). Перицеллюлярно появляется большое количество клеточных отростков, предположительно, дендритов, содержащих фибриллы (рис. 27 в). Подобные изменения расценены как проявление компенсаторного процесса на ультраструктурном уровне в ответ на воздействие причинного фактора дилятации на вентрикулярную систему головного мозга.
Пирамидный слой (III) становится доступным для визуализации в 28-32 недели гестации, однако его границы с соседними слоями остаются нечеткими, а вертикальные клеточные колонки объединяют не более 5 нейронов. В 62,5% наблюдений (5 случаев) в неокортексе выявлен перицеллюлярный отек (рис.28 а).
Структурной особенностью неокортекса в 33-37 недель гестации является обособление внутреннего зернистого слоя (IV), который имеет структуру, сходную с таковой наружного зернистого (рис.28 б).
Подобная архитектоника коры в проекции поля № 6 двигательного анализатора сохраняется и в последующие (38-40) недели гестации.
Морфологическое исследование неокортекса позволило выявить взаимосвязь между избирательным расширением вентрикулярной системы в области тел и задних рогов БЖ в пределах 0,5-1,0 см, с одной стороны, и замедлением дифференцировки неокортекса, продолжающейся до 33-37 недель. Указанные изменения, выявленные на тканевом уровне, сопровождались (дав п 0№./Ж4ЙЬ ГІ!Л№ І№ с [ ,
Патоморфология неокортекса поля № 6 при вентрикуломегалии: а) нарушение разделения молекулярного (I) слоя на подслои, укорочение вертикальных колонок нейронов в наружном зернистом слое (II) у мертворожденного 23 нед.гестации, окр. гематоксилином и эозином, х400; б) эухромные ядра нейронов у мертворожденного 24 нед. гестации, ТЭМ х 4600; в) ступенчатое расположение нейронов нижнего этажа неокортекса у мертворожденного 25 нед. гестации, ТЭМ х 4800; г) группировка ядер нейронов в нижнем этаже корковой пластинки у мертворожденного 27 нед. гестации, окр. гематоксилином и эозином, х400.
Патоморфология неокортекса поля № 6 при вентрикуломегалии: а) нечеткая граница между неокортексом (Н) и белым веществом (БВ) у мертворожденного 25 нед. гестации, окр. гематоксилином и эозином, х400; б) гранулярный эндоплазматический ретикулум (ГЭР) в цитоплазме нейрона пирамидного слоя (III) у мертворожденного 27 нед. гестации, ТЭМ х 10000; в) многочисленные профили ендритов вокруг нейронов пирамидного слоя у мертворожденного 27 нед. гестации, ТЭМ х 12000. запаздыванием гирификации больших полушарий головного мозга на 2-3 недели. Обнаруженные морфологические особенности указывают на тканевую незрелость паренхимы головного мозга плодов и новорожденных с вентрикуломегалией. Однако адаптивно-компенсаторные процессы, выявленные в нейронах на клеточном уровне, позволяют считать, что вентрикуломегалия, или умеренная илятация указанных отделов БЖ, является обратимым процессом, который не сопровождается атрофическими изменениями неокортекса, поскольку характеризуется отсутствием достоверных различий между морфометрическими параметрами, такими как его толщина и площадь поперечного сечения ядер нейронов, при вентрикуломегалии и в группе сравнения (табл.16, 17).
Морфология вентрикулярной герминативной зоны у новорожденных 22-40 недель гестации при гидроцефалии
Согласно полученным результатам, 22-27 недели - время наиболее интенсивной гирификации больших полушарий и дифференцировки молекулярного (I), наружного зернистого (II) и пирамидного (III) цитоархитектонических слоев моторной коры, а 28-32 - активной ифференцировки и модульной организации внутреннего зернистого (IV) слоя. Учитывая, что к 33 неделе внутриутробного развития корковое представительство вигательного анализатора в основном сформировано, небезосновательно утверждение, что его структура почти соответствует таковой взрослого человека. А подтверждением тому служит достоверно высокая (р=0,009) активность рилина, синтезируемого клетками Кахаля-Ретциуса с 22 по 32 недели по сравнению с последующими. Полученные результаты не противоречат фундаментальным представлениям о пренатальном онтогенезе неокортекса, изложенным в основополагающих работах Г.И. Полякова (1937) и Н.С. Преображенской (1965), а также согласуются с современными исследованиями в этой области [35]. Согласно последним, дифференцировка неокортекса человека в пренатальном онтогенезе, хорошо изученная на примере зрительного анализатора, «достигает апогея и соответствует уровню взрослого человека» к 30 неделе гестации. При этом дифференцировка II, III и IV слоев поля N осуществляется с 23 по 30 недели, а с 32 - начинают дифференцироваться все цитоархитектонические слои зрительной коры.
Как видно из сопоставлений собственных результатов исследования с литературными данными [101], моторная кора по срокам формирования хоть и незначительно (1-2 недели), но все-таки опережает зрительную, что подтверждает известный факт гетерохронной дифференцировки различных областей новой коры.
Вентрикулярная герминативная зона, по литературным данным [166, 179], впервые выявляется у эмбрионов 7- 8 недель гестации, достигает максимального развития в сроки 24-32 недели и к моменту рождения редуцируется. Ее структурные преобразования в пренатальном онтогенезе, осуществляемые путем миграции зародышевых клеток, в основном освещены в экспериментальных работах [151, 160, 202, 203]. Доступные патоморфологические исследования в течение лительного периода времени ограничивались трудами В.Н. Стольного (1997), отразившего изменения перивентрикулярной зоны у плодов и новорожденных 28-42 недель гестации в области латерального угла переднего рога БЖ, таламо-каудального угла, зоны перехода хвостатого ядра в тело, а также латеральной стенки заднего рога БЖ. По мнению автора, исследовавшего герминативный матрикс в условиях гипоксии, обусловленной плацентарной недостаточностью, его неоднородная структура в разные сроки внутриутробного развития обусловлена регрессивными изменениями. Морфологическим эквивалентом последних является подразделение ГМ на слои, отчетливо выявляемое в сроки 33-37 недель в различныхрегионах вентрикулярной системы. Однако единой точки зрения на сроки регрессирования герминативного матрикса, судя по литературным данным, нет. По мнению L. Zamorano (1979), завершение клеточной миграции из вентрикулярной герминативной зоны происходит на пятом, а полное исчезновение герминативного матрикса - на восьмом месяце внутриутробного развития. К. Dvorak (1984) полагает, что в 28 недель гестации регрессивные изменения в герминативном матриксе еще только начинаются, а его подразделение на более темные и светлые участки по характеру ядер оминирующих клеток является морфологическим эквивалентом начавшейся физиологической регрессии, которая впоследствии продолжается до 40-42 недель. При этом состояние вентрикулярной системы плодов и новорожденных, а также возможная патология беременности и родов авторами не учитывались.
Настоящее исследование, результаты которого в целом согласуются с литературными данными о миграции нейро- и глиобластов [5, 218], позволило уточнить, что физиологическая редукция ВГЗ у человека в пренатальном онтогенезе осуществляется постепенно в течение нескольких условно выделенных временных периодов, или этапов (22-27, 28-32, 33-37, 38-40 недель), каждый из которых имеет определенный морфологический субстрат. Так в проекциях тел и передних рогов боковых желудочков в сроки 22-27 недель слой зародышевых клеток определяется в виде умеренно широкой, морфологически мономорфной клеточной полосы с ровным дистальным краем и равномерным распределением ядер глиобластов. В 28-32 недели ГМ имеет вид темноклеточной полосы (благодаря доминированию клеток с гиперхромными ядрами), ширина которой в 1,5 раза меньше, чем на предыдущем сроке (р=0,003). На 33-37 неделях появляется зональное расположение глиобластов - слоями либо в виде периваскулярных муфт, - а ширина ВГЗ по сравнению с предшествующим гестационным сроком уменьшается еще в 4,5 раза (р=0,0007). На этапе 38-40 недель происходит полная либо субтотальная (т.е. с единичными мелкоочаговыми скоплениями глиобластов в перивентрикулярной зоне) редукция герминативного матрикса.
Исследование экспрессии глиального белка S-100 в паренхиме головного мозга позволило выявить максимально высокие значения индекса экспрессии такового в 22-27 недель в ГМ, а в 28-32 недели - в интермедиарной зоне, что свидетельствует о присутствии там ифференцирующейся астроглии. Нулевые значения ИЭ S-100 в последующие сроки внутриутробного развития могут означать завершение дифференцировки глиальных элементов с дислокацией последних, о чем наглядно свидетельствует морфология ВГЗ в сроки 33-37 и 38-40 недель. Поскольку исследование глиального белка S-100 в мозговой паренхиме живо- и мертворожденных детей разного гестационного возраста проведено впервые, проверить сопоставимость результатов с ранее полученными анными не представляется возможным.
Принимая во внимание участие матриксной металлопротеиназы-9 в ремоделировании тканей [54], предполагаем, что ММР-9-иммунореактивность мозговой паренхимы, прогрессивно нарастающая у плодов и новорожденных с 22 по 37 недели внутриутробного развития, является важным фактором физиологической редукции вентрикулярной герминативной зоны. Период максимальной иммунореактивности мозговой паренхимы (33-37 недели) совпадает с наиболее заметной редукцией герминативного матрикса, когда происходит зональное распределение глиобластов с последующей субтотальной регрессией ВГЗ. В доступных научных публикациях сведения об изучении экспрессии ММР-9 в ВГЗ новорожденных отсутствуют.
Гестационные преобразования зародышевого матрикса у плодов среднего и позднего фетального периодов осуществляются вместе с изменениями его сосудистого компонента. В литературных источниках [121] встречаются ссылки на «богатую васкуляризацию» вентрикулярной герминативной зоны в пренатальном онтогенезе, особенно в области головки и тела хвостатого ядра, что является фактором, предрасполагающим к возникновению внутрижелудочковых кровоизлияний у глубоконедоношенных новорожденных. По данным Beslow L. (2010), такие сосуды лишены мышечных, эластических и коллагеновых волокон; их стенка представлена слоем эндотелиальных клеток, к которым периваскулярно примыкают перициты.
Настоящее исследование позволило уточнить, что кровоснабжение ВГЗ в пренатальном онтогенезе постепенно изменяется по мере «перемещения» зоны максимальной васкуляризации из субэпендимальной области (22-27 недели) в центрально расположенные (28-32 нед.) и периферические ее участки (33- 40 нед.). Сосуды типа капилляров содержат эндотелиоциты на базальной мембране и «охватывающие» их снаружи перициты. Однако их особенности - лительное