Введение к работе
Актуальность темы
Сосудистые сплетения головного мозга человека являются основным источником спинномозговой жидкости, осуществляющей такие значимые функции, как поддержание постоянства уровня внутричерепного давления, механическую и иммунобиологическую защиту мозга, его метаболизм и доставку к мозгу биологически активных веществ (Москаленко Ю.Е., 2002; Serot J.M. et al., 2003; Emerich D.F. et al., 2004; Skinner S.J. et al., 2006; Praetorius J., 2007). Функциональное состояние сосудистых сплетений во многом определяет изменения ликвородинамики, происходящие у человека при различных патологических состояниях (Коржевский Д.Э., 1998).
Ворсинки составляют большую и важнейшую часть сосудистых сплетений, являясь непосредственным местом образования и частичной резорбции спинномозговой жидкости. Структурные компоненты ворсинок принимают участие в формировании барьера, обеспечивающего гомеостаз ликвора (Strazielle N., Ghersi-Egea J., 2000; Коржевский Д.Э., Отеллин В.А., 2001; 2002; Redzic Z.B, Segal M.B., 2004; Moody D.M., 2006).
Несмотря на наличие большого числа работ, посвящённых вопросам микроскопического строения сосудистых сплетений (Автандилов Г.Г., 1962; Куликов В.В., 1968; Dohrmann G.J., Bucy P.C., 1970; Иваненко М.Г., 1988; Сентюрова Л.Г., 1998; Коржевский Д.Э., 2001; Орманджиева В.К., 2003; Serot J.M. et al., 2003; Marinkovic S. et al., 2005; Mathew T.C., 2007), комплексного исследования морфофункциональной организации данного органа до настоящего времени проведено не было. Слабо изученными являются изменения сосудистых сплетений в процессе старения, что сдерживает понимание общих закономерностей возрастных преобразований головного мозга.
Одним из наиболее массовых заболеваний современности является атеросклероз, имеющий в большинстве стран тенденцию к росту, омоложению, распространению на различные категории населения, во многом определяющий высокий удельный вес смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (Жданов В.С. и др., 2001, 2002; Лебедев Л.В., 2002; Goldschmidt-Clermont P.J. et al., 2005; Оганов Р., Бубнова М., 2006; Naghavi M., 2007; Mallika V. et al., 2007). Решение проблемы атеросклероза позволит решить многие проблемы медицины (Чазов Е., 2000).
Атеросклероз артерий головного мозга или церебральный атеросклероз – самая распространённая форма сосудистой патологии головного мозга, являющаяся основной причиной ишемических нарушений мозгового кровообращения (Кухтевич И.И., 1997; Сорокоумов В.А., 2002; Fisher M. et al., 2005; Гулевская Т.С. и др., 2007). Прогрессирующий характер последних, с возможным исходом в инсульт и "прорыв" барьерной системы мозга (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Liebeskind D.S., Hurst R.W., 2004; Бокерия Л.А. и др., 2005; Ennis S.R., Keep R.F., 2006; Kolodgie F.D. et al., 2007), делает актуальным изучение церебральной ишемии как с практической, так и с теоретической точки зрения.
Имеющиеся к настоящему времени данные по патоморфологии головного мозга при недостаточности мозгового кровообращения атеросклеротического генеза, в том числе полученные с использованием современных методов нейро- и ангиовизуализации, в большинстве своём относятся к его веществу – корковым и подкорковым структурам, отделам ствола мозга и мозжечку (Hommel M., Besson G., 1993; Бурцев Е.М., 1998; Верещагин Н.В. и др., 1999, 2001; Попова Э.Н., 2001; Pantoni L., Inzitari D., 2002). Сведения о структурно-функци-ональных изменениях сосудистых сплетений мозга в процессе церебрального атеросклероза в доступной литературе практически отсутствуют.
Исходя из вышесказанного, были определены цель и задачи настоящего исследования1.
Цель работы
Установить закономерности морфофункциональных преобразований ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий.
Задачи исследования
1. Провести сравнительный анализ структурно-функциональной организации ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека в различных возрастных группах.
2. Изучить морфофункциональные изменения ворсинок сосудистых сплетений при старении.
3. Изучить морфофункциональные изменения ворсинок сосудистых сплетений при атеросклерозе прецеребральных артерий.
4. Сопоставить изменения морфофункциональной организации ворсинок сосудистых сплетений при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий.
5. Определить ультраструктурные особенности эпителия сосудистых сплетений у людей с церебральным атеросклерозом.
Научная новизна
В настоящей работе впервые проведено комплексное морфофункциональ-ное исследование ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий. Определены редукционные и адаптационные изменения структурно-функциональной организации ворсинок и степень их выраженности в сосудистых сплетениях различных желудочков мозга.
Выявлены неизвестные ранее отличия формы эпителиоцитов сосудистых сплетений, связанные с их локализацией на поверхности ворсинок. Установле-
1В организации диссертационного исследования активное участие принимал Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор В.В. Турыгин, скоропостижно скончавшийся в 2006 г., которому соискатель выражает искреннюю признательность.
на зависимость между высотой эпителиальных клеток и количеством транспортируемых ими веществ, между величиной ядер эпителиоцитов и уровнем их секреторной активности. На основании этого определены участки сосудистых сплетений с преобладанием соответственно транспортной или секреторной функций.
Впервые проведено морфометрическое исследование функционально активного капиллярного русла ворсинок сосудистых сплетений. Выявлены участки сосудистых сплетений с наибольшим диаметром венозных отделов капиллярных петель ворсинок, свидетельствующим о выраженности резорбции спинномозговой жидкости.
Установлена зависимость между морфометрическими параметрами эпителиоцитов и капилляров ворсинок и активностью дегидрогеназ (сукцинатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа) в эпителии и барьерно-транспортных ферментов (щелочная фосфатаза, ацетилхолинэстераза) в эндотелии микрососудов.
Новыми являются сведения о количестве тучных клеток, макрофагов и коллагеновых волокон в ворсинках сосудистых сплетений, о степени насыщения биологически активными веществами и интенсивности дегрануляции тучных клеток.
Впервые изучены особенности ультраструктурной организации эпителия ворсинок сосудистых сплетений при атеросклерозе прецеребральных артерий.
Теоретическая и практическая значимость
Диссертационное исследование является фундаментальным. Полученные данные об отличиях структурно-функциональной организации ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека представляют собой морфологическую основу для понимания особенностей продукции и резорбции сосудистыми сплетениями спинномозговой жидкости.
Выявленные количественные параметры эпителия, капилляров и соединительной ткани ворсинок сосудистых сплетений могут быть использованы для дальнейшего изучения гистофизиологии гематоликворного барьера в нормальных и патологических условиях.
Данные о морфофункциональной организации ворсинок сосудистых сплетений в зрелом, пожилом и старческом возрастах способствуют пониманию общих механизмов инволюции мозга и являются отправной точкой при проведении исследований по ликворологии, физиологии нервной системы, геронтологии и гериатрии.
Полученные сведения об изменениях ворсинок сосудистых сплетений у людей с церебральным атеросклерозом позволяют оценить нарушения ликвородинамики при данном заболевании и соответственно более адекватно осуществлять их медикаментозную коррекцию.
Внедрение
Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедр анатомии, физиологии Уральского государственного университета физической культуры, а также кафедр нервных болезней и детской неврологии, патологической анатомии Челябинской государственной медицинской академии.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Морфофункциональная организация ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека характеризуется количественными топологическими особенностями.
2. При старении и атеросклерозе прецеребральных артерий в ворсинках сосудистых сплетений происходят однонаправленные изменения редукционного характера, сопровождаемые адаптационными перестройками, отличающиеся степенью выраженности.
3. У людей с церебральным атеросклерозом развиваются деструкционные изменения ультраструктур эпителия ворсинок, с неодинаковым поражением отдельных клеток.
Апробация диссертации
Основные положения работы доложены и обсуждены на VI, VII и IX Конгрессах Международной ассоциации морфологов (Уфа, 2002; Казань, 2004; Бухара, 2008), V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004), научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицинской науки и практического здравоохранения" (Челябинск, 2004), научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицинской науки, технологий и профессионального образования" (Челябинск, 2005), конференции "Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека" (Челябинск, 2006), XVII региональной научно-методической конференции "Оптимизация учебно-воспитательного процесса в образовательных учреждениях физической культуры" (Челябинск, 2007), юбилейной Российской научной конференции с международным участием, посвящённой 175-летию со дня рожд. С.П. Боткина (С.-Петербург, 2007), расширенном заседании кафедры анатомии ФГОУ ВПО "Уральский государственный университет физической культуры" (Челябинск, 2008), заседании проблемной комиссии Межведомственного научного совета по морфологии (Уфа, 2008).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 10 – в научных журналах по перечню ВАК Минобразования РФ.
Структура и объём работы
Диссертация изложена на 215 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов исследования, 2 глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка цитированной литературы, включающего 378 источников, из них 139 отечественных и 239 зарубежных. Работа содержит 37 таблиц, 74 рисунка и 1 схему.