Структурная реорганизация слуховой коры при височной эпилепсии
Исследование гистофизиологии нейронов и глии, участие апоптоза в развитии феномена гипервозбудимости при эпилепсии. Особенности топохимического распределения конститутивной и индуцибельной NO-синтаз и кальций-связывающих белков в эпилептических очагах.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.01.2018 |
| Размер файла | 361,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Таким образом, наши исследования показали, что у человека кроме интернейронов и астроцитов в нитроксидергические механизмы включаются и пирамидные клетки. Повышение NADPH-d-позитивной реактивности при эпилептическом поражении височной доли головного мозга человека вероятно связано с экспрессией iNOS, на что определенно указывает солокализация данных маркеров в одних и тех же нейронных популяциях. Редукция клеточных элементов, экспрессирующих NO при височной эпилепсии у человека соотносится с данными, полученными при исследовании гибели клеток путем апоптоза на светооптическом, электронномикроскопическом уровне и с помощью метода TUNEL.
Безусловно, роль оксида азота в эпилептогенезе представляется полярной. С одной стороны на ранних этапах судорожного припадка на первый план выступает его нейропротективная функция (Buisson et al., 1993; Homayoun et al., 2002; Jinno, Kosaka, 2002; Zhou et al., 2007; Раевский, 1997). Она включает ограничение входа ионов Ca2+ через каналы NMDA-рецепторов, ингибирование выработки супероксидных радикалов, повышение эффективности локального кровотока и ряд других механизмов. Однако при массивном поступлении оксида азота, особенно в результате экспрессии индуцибельных изоформ NOS (Башкатова, Раевский, 1998; Завалишин, Захарова, 1996; Реутов и др., 2005), что отмечено нами в очаге эпилептиформной активности и десенситизации NMDA рецепторов, компенсаторная функция этого механизма снижается (Dawson, Snyder, 1994).
При образовании в тканях чрезмерно большого количества NO, он способен оказывать повреждающее действие на клетки. Такие большие количества NO образуются в мозге, например, при ишемии, локальном нарушении кровоснабжения, когда из клеток мозга выделяется L-глутамат, стимулирующий NMDA-рецепторы, через ионный канал которых в цитоплазму поступают ионы кальция. Эти ионы, связываясь с кальмодулином, активируют NO-синтазу, которая образует большие количества NO, действующего как нейротоксин (Homayoun et al., 2002).
Как известно, внутриклеточными мишенями для оксида азота выступают дыхательные ферменты, ферменты цикла Кребса, а также ферменты синтеза белка и ДНК и белки, содержащие SH-группы (Реутов и др., 2005). Токсический эффект NO обусловлен, по-видимому, тем, что, связываясь с супероксидным анионом (О2-) этот газ образует пероксинитрит (ONOOЇ). Это приводит к повреждению клеточной ДНК, что считается ключевым моментом в развитии нейротоксичности. Происходит дезаминирование нуклеиновых оснований ДНК, что ведет к ее фрагментации. А это в свою очередь вызывает НАДФ-зависимое АДФ-рибозилирование ядерных белков. Такие ферментативные реакции протекают весьма интенсивно, что приводит к быстрой потере нейронами АТФ и НАДФ, то есть энергетические запасы клетки исчерпываются, и она погибает (Брюне и др., 1998; Охотин, Калиниченко, Дудина, 2002; Estйvez et al., 1998; Mьlsch et al., 1994). Подобная энергетическая дисфункция отмечена нами в слуховой коре человека и экспериментальных животных при становлении феномена перевозбуждения.
В реализации нитроксид-индуцированного апоптоза ведущую роль играют митохондрии, в которых дериваты NO вызывают деполяризацию внутренней митохондриальной мембраны и открытие митохондриальных пор. По данным Monti et al. (2001) NO способен и напрямую активировать открытие пор, способствуя выходу цитохрома С и запуску каспазного каскада. В состоянии постэпилептического гипервозбуждения высокие дозы NO полностью парализуют энергетический обмен в результате блокады анаэробного и митохондриального механизмов синтеза ATФ. Кроме того, NO и его производные вызывают перекисное окисление фосфолипидов и окисление тиольных групп белков митохондриальной мембраны, что также сопровождается высвобождением в цитозоль апоптогенных факторов (Lerner-Natoli et al., 1994; Bidmon et al., 2001; Ferri, 2000; Cha et al., 2004). Аппликация доноров NO в гиппокамп при одновременной экспозиции конвульсантов приводит к деполяризации митохондриальных мембран и прогрессивному снижению внутриклеточного уровня ATФ (Охотин, Калиниченко, Дудина, 2002; Ohkuma, Katsura, 2001; Lafuente et al., 2007; Kumar et al., 2007).
Подобные изменения отмечаются и при ишемии головного мозга различной этиологии. Boling et al. (2006) и Bruehl et al. (1998) сообщают, что в области ишемии наступает ясно выраженное увеличение содержания сульфгидрильных групп в пирамидных нейронах и клетках нейроглии. При этом особенно выделяется второй слой, в котором число средних и малых пирамид велико, и прирост количества реактивных сульфгидрильных групп более заметен. Как правило, их концентрация особенно увеличивалась в цитоплазме тела клетки и начальном отрезке верхушечного дендрита. Общему увеличению содержания сульфгидрильных групп в цитоплазме нейронов почти всегда сопутствовало повышение количества этих групп в ядерном аппарате клетки (Охотин, Калиниченко, Дудина, 2002; Chang, Lowenstein, 2003; Chen et al., 2007). Сопоставление колебаний содержания сульфгидрильных групп со структурными изменениями в клетках позволило прийти к заключению, что накопление этих групп всегда предшествует деструктивным изменениям. Так, у большинства нервных клеток, содержащих большое количество сульфгидрильных групп, можно было обнаружить явления огрубения, резко выраженной варикозности и извитости отростков; наблюдалось также появление склеротических нейронов и клеток с дегенеративными изменениями ядерного аппарата (пикноз, кариорексис) (Кометиани и др., 1969; Dudina, 2006).
Кроме того, оксид азота способен и опосредованно выступать как апоптоз-индуцирующий фактор. Выше мы отмечали, что в условиях нарушения локальной гемодинамики отмечается гиперфункция как эпилептизированных нейронов неокортекса, так и клеток из их ближайшего микроокружения, направленная на восстановление утраченных связей в результате массивной гибели нейроцитов эпилептического очага.
Участие NO в опосредовании многообразных функций центральной нервной системы как в условиях физиологической нормы, так и при патологии, включая феномен глутаматной нейротоксичности и связанных с ним судорожных состояний, в настоящее время не вызывает сомнения (Дудина, 2003; Дудина и Мотавкин, 2005). При выделении из пресинаптической мембраны глутамата и связывании его с NMDA-рецепторами наблюдается активация систем внутри- и межклеточной сигнализации. В этих системах NO через систему cGMP выполняет сигнальную функцию (Охотин, Калиниченко, Дудина, 2002).
Действие NO направлено на увеличение и пролонгирование выброса квантов глутамата из пресинаптической терминали, с одной стороны, а с другой - связано с повышением сенситизации и количества постсинаптических рецепторов (Уразаев, Зефиров, 1999; Kotliar, 1992; Wheal et al., 1998; Ito, 2001; Zhou, Poo, 2004). Эти изменения достигаются посредством обратимой нейрохимической и структурной модификации пре- и постсинаптических участков активированных синапсов. NO влияет на пластические свойства нейронов, участвует в процессах долговременной синаптической потенциации, модулирует активность нейромедиаторных систем, а также влияет на синтез и секрецию нервными клетками нейромедиаторов (Philippides et al., 2000; Prast, Philippu, 2001; Yasuda et al., 2001).
NO как ретроградный мессенджер, индуцирует и пролонгирует длительную потенциацию, которая в условиях гипервозбудимости может выступать в качестве триггера эпилептогенеза (Schuman, Madison, 1991; Wheal et al., 1998; Collingridge et al., 2003). Первопричинная взаимосвязь этих явлений послужила поводом рассматривать эпилепсию как феномен патологической пластичности межнейронных связей (Scharfman, 2002; Theard et al., 1995). Если в норме при индукции и поддержании длительной потенциации монооксид азота выступает как ретроградный мессенджер, то его чрезмерная наработка может приводить к перевозбуждению потенциированных синапсов и здесь NO уже получает роль самостоятельного этиологического фактора эпилептогенеза (Kubova et al., 1999).
В результате процессов адаптационной и репаративной пластичности, которую опосредует оксид азота, изменяется интегративно-пусковая деятельность нейронов и характер распространения информации по нейронным сетям (Семченко и др., 2008). Таким образом, повышение эффективности каналов передачи информации по вновь образованным нервным сетям стимулирует формирование патологической эпилептической системы. Массивный выброс квантов возбуждающих аминокислот неизбежно будет вновь стимулировать наработку оксида азота, избыток которого индуцирует окислительный стресс и цитотоксические эффекты NO, а, следовательно, и апоптоз.
Пролиферация глии в слуховой коре при височной эпилепсии. Наши исследования показали, что в эпилептическом мозге человека глиальная реакция проявляется преимущественно в виде пролиферации астроцитов. Как правило, мы отмечали явления диффузного глиоза и кластеры из 5-10 астроцитов, которые располагаются периваскулярно. Небольшое количество астроглиальных островков обнаружено вне связи с сосудами.
Клеточный глиоз серого вещества головного мозга человека при височной эпилепсии обнаружен нами в 43% препаратов. В 16,8% случаев глиоз был резко выраженным и в 38% - умеренным. Глиальный индекс височной коры человека с эпилепсией составил 3,7±16 и увеличился по сравнению с контролем на 56,7% (таблица 13).
Таблица 13. Глиальный индекс коры головного мозга человека при височной эпилепсии (в 1 мм2 нервной ткани (*P<0,05))
|
Объект |
Количество нейронов* |
Количество глиоцитов* |
Глиальный индекс |
|
|
Височная кора интактного мозга* |
479±18 |
798±36 |
1,67±1,2 |
|
|
Зрительная кора |
427±14 |
783±7 |
1,83±1,9 |
|
|
Височная кора человека с эпилепсией* |
346±8 |
1276±24 |
3,7±1,1 |
Клеточный глиоз серого вещества при экспериментальном эпилептогенезе обнаружен нами в 97% случаев и, как правило, был выраженным и/или умеренным (таблица 14). Импрегнация ткани височной коры головного мозга крысы при подведении каината показала, что очаги астроцитарной пролиферации появляются уже к исходу первых суток от начала эпилептического статуса. Количество астроцитов нарастает к третьим и седьмым суткам эксперимента и стабилизируется к 21 дню. Кластеры астроцитов располагаются в виде очагов округлой или овальной формы как в связи с сосудами, так и отдельно от них.
Таблица 14. Глиальный индекс слуховой коры головного мозга при каинатном киндлинге (в 1 мм2 нервной ткани (*P<0,05))
|
Объект |
Количество* нейронов |
Количество* глиоцитов |
Глиальный индекс |
|
|
Слуховая кора контрольных животных |
414±16 |
683±9 |
1,65±0,6* |
|
|
Слуховая кора каинатный киндлинг, 3-и сутки |
319±18 |
716±8 |
2,24±0,9 |
|
|
Слуховая кора каинатный киндлинг, 7-е сутки |
248±9 |
884±11 |
3,56±0,4* |
Формирование глиоза в эпилептических очагах отмечено большинством исследователей на секционном, операционном и экспериментальном материале (Новожилова, Гайкова, 2001; Krishnan et al., 1994; Prince, 1998). Предполагается, что в основе ранней стадии развития эпилептиформного припадка лежит гипертрофия астроцитов и избыточное формирование межнейронных связей. Stringer et al. (1997) на модели экспериментальной эпилепсии показали, что уже через 24 часа у животных объем фракции отростков астроцитов увеличивается на 37%, а число синапсов на 25%. Одни авторы считают глиоз вторичным процессом (аналогичным рубцеванию), который развивается на месте гибели нейронов. Другие полагают, что глиоз может тормозить формирование эпилептической системы, препятствуя патологической реорганизации мозга (Семченко и др., 2008).
На стадии раннего эпилептогенеза мы склонны рассматривать пролиферацию астроцитарной глии как компенсаторное явление, возникающее в ответ на повреждение мозга и гиперфункцию отдельных хемотипов нейронов, участвующих в эпилептогенезе и массивном выбросе квантов возбуждающих и тормозных нейротрансмиттеров. Известно, что астроциты выступают интегративным звеном локальной регуляции нервной активности. Долговременное возбуждение нейронов и связанные с ним метаболические изменения оказывают непосредственное влияние на генетический аппарат астроцитов и могут стимулировать экспрессию генов, кодирующих структуру энзимов медиаторного обмена (Steward et al., 1991; Muller, 1992). Мембрана астроцитов содержит практически весь спектр ионотропных глутаматных рецепторов, насыщение которых вызывает в клетках индукцию NO-синтазы и глиального кислого фибриллярного белка, что защищает нейроны от перевозбуждения и гибели (Garthwaite, 1991; Hicks, Conti, 1996; Дудина, 2003; Калиниченко, Дудина и др., 2004). Кроме того, нейропротективная роль глии связана с образованием глиальными элементами нейротрофических факторов (Manto et al., 2006; Семченко и др., 2008).
Однако массивное образование NO в астроцитах при длительно предъявляемых эпилептогенных стимулах оказывает токсическое влияние на ближайшее микроокружение посредством циркуляции анион-радикалов (Дудина, 2003, Дудина и Мотавкин, 2005). Кроме того, важно отметить, что при длительно текущей эпилепсии редукция клеточных элементов и пролиферация астроцитарной глии, которая принимает характер выраженного и/или резко выраженного глиоза могут выступать самостоятельными этиологическими факторами эпилептогенеза.
Глиоз серого вещества головного мозга при височной эпилепсии ведет к нарушению в системе нейроцит-глиоцит-капилляр и усугубляет перманентное состояние гипоксии нейронов в очаге эпилептиформной активности и нарушает естественное ветвление отростков нервных клеток, способствуя гиперсинхронизации больших популяций нейронов и альтерации тормозной системы неокортекса.
Поражение миелиновых волокон при эпилепсии. При световой микроскопии миелиновые волокна в проекции очага гипервозбудимости практически постоянно выглядят гиперимпрегнированными. При импрегнации ткани мозга обращает на себя внимание неровность контуров мякотных волокон, толщина которых варьирует в широких пределах на протяжении одного и того же волокна. По ходу волокон отмечаются четковидные утолщения и вздутия. Одни участки выглядят истонченными, другие - напротив - утолщены с шарообразными выпячиваниями и «наплывами» аксоплазмы.
При выявлении дегенерирующих мякотных нервных волокон по методу Марки мы обнаружили очаги затемнения, которые соответствуют зонам демиелинизации. Очаги располагались как в связи с сосудами, так и независимо от них. По расположению участков демиелинизации отмечено, что они локализуются в основном около вен и венул. Подобная перивенозная демиелинизация при эпилепсии была отмечена Chang и Lowenstein (2003) и Гайковой, 2001. Сходная картина описана авторами при аутоиммунном поражении головного мозга, например при рассеянном склерозе (Акимов, Одинак, 2001).
При большом увеличении ясно визуализируются отдельные поврежденные мякотные волокна, которые окружает поясок просветления, свидетельствующий, вероятно, в пользу наличия отека в эпилептическом очаге. Волокно неровное, но имеет достаточно четкие контуры. Миелиновые оболочки теряют непрерывность и распадаются на фрагменты. Отчетливо видны участки декомпозиции миелина. Некоторые волокна полностью демиелинизированы, однако, осевые цилиндры относительно сохранны. Математическая обработка результатов нашего исследования показала альтерацию миелиновых волокон при височной эпилепсии более чем в половине исследованных нами препаратов (52%).
Чаще всего отмечалось изменение тинкториальных свойств миелина, гиперимпрегнация и деформация миелиновых волокон (98,7%). Расслоение миелиновых оболочек и их фрагментация составила 74,2%. Полная демиелинизация обнаружена нами в 46% исследованных препаратов (рис. 5).
Рис. 5. Структура поражения миелиновых волокон головного мозга человека с височной эпилепсией.
Электронная микроскопия показала поражение всех слоев миелиновых оболочек. Чаще на электронограммах встречаются участки истончения миелина. Обращают на себя очаги слияния нескольких слоев миелина между собой и их гомогенизация. Постоянно в зоне эпилептогенного очага визуализируются разволокненные миелиновые оболочки, между которыми образуются светлые полости. Подобные изменения не имеют диффузного характера и располагаются очагами по периметру волокна. На фоне относительно сохранных слоев миелина обнаруживаются зоны тотального поражения миелиновой оболочки.
При световой микроскопии миелиновых волокон в проекции очагов эпилептиформной активности головного мозга крысы при подведении каината специфических морфологических изменений нами не обнаружено. Очень редко встречались миелиновые волокна с неровными контурами, которые, однако, совсем не повторяли картины деформированных с варикозными утолщениями мякотных волокон головного мозга человека с височной эпилепсией.
Процессов перивенозной демиелинизации, фрагментации и разволокнения миелиновых оболочек нами не зарегистрировано, а реакция Марки на выявление дегенерирующих мякотных нервных волокон постоянно была отрицательной.
Можно полагать, что процесс демиелинизации запускается лишь при длительном течении заболевания. В связи с этим отметим, что продолжительность височной эпилепсии у исследованных нами людей составила в среднем 12 лет.
Таким образом, факт демиелинизации нервных проводников при длительно текущей височной эпилепсии очевиден. Это патогенетическое звено в прогрессировании эпилептизации мозга трудно не оценить. Нарушение проведения нервного импульса в результате разизоляции проводников делают возможной диффузную несинаптическую нейротрансмиссию, которая влечет за собой гиперсинхронизацию работы нейронов и неконтролируемое возбуждение. Это неизбежно будет вести к эксайтотоксичности и гибели нейронов путем некроза и апоптоза.
Глиоз белого вещества головного мозга при височной эпилепсии. Наши исследования белого вещества головного мозга человека в проекции эпилептогенного очага показали увеличение количества глиальных элементов в 63% исследованных нами препаратов. По степени выраженности глиоза мы разделили его на слабо выраженный, умеренный и резко выраженный (таблица 15). В контрольных срезах ткани мозга количество клеточных элементов составило 26,7±2,3 клеток на 1 мм2. При глиозе белого вещества головного мозга при височной эпилепсии количество клеток возросло на 73,7%.
Глиоз белого вещества в проекции очага эпилептиформной активности, как правило, носил диффузный характер, резко очерченных очагов нами не обнаружено. Однако по степени выраженности глиальной реакции в ответ на эпилептизацию мозга наблюдались очаги выраженного глиоза на фоне умеренного и/или слабо выраженного.
Таблица 15. Количество клеточных элементов в очагах клеточного глиоза белого вещества головного мозга человека при височной эпилепсии и процентное соотношение типов глиоза (в 1 мм2 нервной ткани)
|
Тип глиоза |
Количество клеток |
Процентное соотношение |
|
|
Слабо выраженный глиоз |
42,2±3 |
42% |
|
|
Умеренный глиоз |
59,6±2,3 |
40,4% |
|
|
Резко выраженный глиоз |
101,2±2,8 |
17,6% |
Обнаружить связь очагового глиоза с какими-либо анатомическими образовавниями мозга нам не удалось. Лишь небольшое количество астроцитов располагалось преимущественно периваскулярно. При импрегнации ткани белого вещества головного мозга человека с височной эпилепсией нами идентифицировано небольшое количество астроцитарной глии. Кроме того, на препаратах визуализируется значительное количество мелких малодифференцированных клеток округлой формы, практически лишенных отростков. Подобные клетки в эпилептическом мозге отмечены также Гайковой (2001), Vinters et al. (1992) и Ferrer et al. (1992). Авторы полагают, что они могут представлять дополнительный источник эпилептической активности.
При окраске ткани мозга суданом черным В в очагах глиоза нами обнаружены клетки, количество которых коррелирует с выраженностью глиальной реакции. Учитывая морфологию этих клеточных элементов и наличие суданофильных цереброзидов и фосфолипидов в них (Пирс Э., 1962), мы предположили, что это олигодендроглиоциты. Мы полагаем, что стимулом к увеличению количества олигодендроглиоцитов в белом веществе может служить демиелинизирующий процесс и нарушение изолирующей функции миелиновых оболочек аксона. В этой связи глиоз можно рассматривать как компенсаторную реакцию белого вещества, направленную на миелинизацию поврежденных мякотных оболочек и обеспечение ремиелинизации аксонов.
Исследование белого вещества головного мозга крысы при подведении каината не дало столь однозначной картины глиоза как при длительно текущей височной эпилепсии у человека. При окрашивании гаматоксилином-эозином и азур-эозином нами отмечено лишь незначительное увеличение количества глиальных элементов.
В современной литературе имеются лишь скудные отрывочные данные, посвященные исследованию белого вещества головного мозга при эпилепсии. Вероятно, это обусловлено господством теории о «корковом водителе ритма» при данной патологии. Нам встретилось лишь две работы, которые вызывают интерес (Новожилова, Гайкова, 2001, Гайкова, 2001). При исследовании клеточного глиоза белого вещества большого мозга человека при височной эпилепсии авторы обнаружили умеренный и резко выраженный глиоз в 79,8% случаев. Зон преимущественного развития глиоза не выявлено. Не отмечено также зависимости между выраженностью глиоза и давностью заболевания (Новожилова, Гайкова, 2001, Гайкова, 2001).
Таким образом, наши исследования показали, что очаги глиоза белого вещества головного мозга человека при височной эпилепсии содержали до 10-14% астроцитарной глии, 18-23% олигодендроглии и до 67% аргирофильных малодифференцированных мелких клеток округлой формы - возможно глиобластов, предшественников астроцитов и/или олигодендроглиоцитов, которые выступают камбием для формирования зрелых глиоцитов.
Итак, мы рассматриваем височную эпилепсию как патологию с изначальным дисбалансом возбуждающих и тормозных механизмов неокортекса (Дудина, 2003, 2005, 2007; McNamara, 1994; Henshall, 2007; Spenser, 1998, 2007), который возникает под воздействием эндо- и экзогенных факторов в периоде раннего эмбриогенеза и постнатального развития (рис. 6). Альтерация клеток Кахаля-Ретциуса и интерстициальных клеток белого вещества нарушает формирование корковой пластинки, дифференцировку и миграцию нейроцитов, а также элиминацию избыточно образовавшихся клеток и связей. Это ведет к возникновению мальформаций, дубликатуры корковой пластинки, эктопии нейроцитов, дисплазиям и дисгенезиям, которые выступают как важные факторы эпилептогенеза.
Возбуждающие механизмы неокортекса формируются пирамидными нейронами, шипиковыми звездами, нейронами Кахаля-Ретциуса и биполярными нейроцитами. Тормозные связи обеспечиваются локальными интернейронами: нейроглиеформными клетками, корзинчатыми нейронами, клетками-канделябрами, двухбукетными клетками и клетками Мартинотти. Формирование очага гипервозбудимости в височной доле обусловлено дисбалансом тормозных и возбудительных процессов в коре. Одновременно происходит угнетение пролиферативной активности нейробластов и их миграции, что вызывает увеличение количества и протяженности адгезивных и коммуникативных межнейрональных контактов. Воздействие оксистрессовых факторов ведет к очаговому выпадению и диффузному разрежению нервных клеток как за счет гибели ГАМК-иммунопозитвных элементов, так и принципальных нейронов.
Утрата нервных связей в результате редукции значительного числа клеточных элементов неокортекса стимулирует процессы адаптационной и репаративной синаптической пластичности, направленные на восстановления нервных связей. Однако, продолжающееся воздействие эпилептогенных стимулов, способствует формированию патологической эпилептической системы и вовлечению в эпилептогенез новых нейронных ансамблей.
Наши исследования показали, что очаг судорожной активности характеризуется грубыми морфологическими перестройками сосудистой сети неокортекса, нарушением микроциркуляции и снижением транскапиллярного обмена. Особая уязвимость неокортекса определяется чрезвычайной чувствительностью к снижению интенсивности окислительных реакций в результате гипоксии и/или аноксии нейронов и глиальных клеток в условиях эпилептического перевозбуждения. В эпилептизированных нейронах нами зарегистрирован энергетический дисбаланс, выражающийся в диссоциации продукции и потребления энергии. На фоне повышения активности неспецифических гидролаз в результате интенсивного пластического и энергетического обмена отмечается снижение эффективности окислительного фосфорилирования. Нарушение цитоархитектоники неокортекса при эпилепсии в результате гибели нейронов стимулирует пролиферацию астроцитарной глии, что нарушает функциональное взаимодействие в системе нероцит-глиоцит-капилляр и усугубляет гипоксию коры. Вероятно, в результате неадекватного кровоснабжения запускается процесс демиелинизации, который нарушает проведение нервного импульса по волокну и повышает эффективность несинаптической глутаматергической трансмиссии.
Гиперпродукция глутамата и его токсическое влияние на клетки-мишени со стороны патологически расторможенных пирамидных клеток инициируют нейродеструктивные процессы в эпилептическом очаге, которые реализуются посредством образования свободных радикалов, перекисного окисления липидов и индукции NO-синтазы. Чрезвычайно токсичным для нейронов являются дериваты NO, особенно его недоокисленные продукты и пероксинитриты, которые промотируют запуск каспазного каскада при височной эпилепсии у человека и животных. Гиперпродукция оксида азота способствует снижению мембранного потенциала митохондрий и выходу цитохрома С, активации каспазы-9, -3 и -7. А инициация CAD (caspase-activated DNase) и перемещение последней в ядро ведет к фрагментации ДНК и апоптозу нейрона.
Рис. 6. Схема эпилептизации нейрона при височной локализации очага гипервозбудимости. КР - клетки Кахаля-Ретциуса, ИКБВ - интерстициальные клетки белого вещества, ВЭ - височная эпилепсия, НГ - нейроглиеформные клетки, КН - корзинчатый нейрон, КК - клетки-канделябры, ДБ - двухбукетные клетки, М - клетки Мартинотти, П - пирамидный нейрон, Б - биполярные нейроны, ШЗ - шипиковые звезды, МКЦ - микроциркуляция, NO - монооксид азота, iNOS - индуцибельная NO-синтаза, Цит. С - цитохром С, CAD - caspase-activated DNase.
Выводы
1. Структурная реорганизация слуховой коры при височной эпилепсии характеризуется морфологическими и гистоиммуноцитохимическими регрессивно-дистрофическими и компенсаторно-приспособительными преобразованиями в нейронах, мякотных нервных волокнах, глии, кровеносных сосудах.
2. Ранние и, очевидно, первичные (судя по результатам экспериментальных исследований) изменения происходят в кровеносных сосудах, обеспечивающих микроциркуляцию и транскапиллярный обмен:
- Уменьшается плотность капиллярных сетей (длина капилляров), площадь обменной поверхности, изменяется диаметр капилляров.
- Снижается активность щелочной фосфатазы в микрососудах с высокой активностью энзима, увеличивается число капилляров с низкими ферментативными показателями.
- При ультраструктурном исследовании регистрируется коллабирование стенки, ее отечность, наличие вакуолей, разволокнение, образование микроворсинок, не свойственных для эндотелия капилляров мозга.
3. При длительно текущей эпилепсии артерии мозга поражаются склерозом, гиалинозом, белковой имбибицией, наблюдается гиперплазия и расслоение внутренней эластической мембраны, складчатость стенок; наличие внутристеночных аневризм. В венах отмечается фиброз и атония стенок, явления сладжа и стаза, диапедезные микрогеморрагии.
4. В нейронах наиболее ранние изменения происходят с ферментами энергетического обмена:
- Снижается активность сукцинатдегидрогеназы (транспортирующей Н+ на систему цитохромов) и цитохромоксидазы, завершающей окислительное фосфорилирование.
- Повышается активность неспецифических гидролаз - щелочной и кислой фосфатазы - участвующих в гидролизе ортофосфорных соединений, в том числе АТФ.
- Происходит набухание митохондрий, резкое снижение электронной плотности матрикса, уменьшение числа крист и их размеров в митохондриях.
- Диссоциация - снижение активности образующих и повышение активности ферментов, обеспечивающих метаболизм энергии, ведет к ее дефициту.
5. Очаг эпилептиформной активности и зона его проекции характеризуется высокой степенью клеточной атипии. Для одних нейронов типичны дистрофия (вакуолизация, хроматолиз, пикноз), некроз и апоптоз; для других - гиперпродукция дендритов, гипертрофия синапсов, избыточный рост пресинаптических аксонов, увеличение синтеза базофильного вещества и, соответственно, шероховатого эндоплазматического ретикулума.
6. Основные патологические изменения сосредоточены в слоях II, III и IV коркового отдела слухового анализатора, где отмечается существенная редукция числа тормозных NO-ергических нейронов с различными кальций связывающими белками (парвальбумином, кальбиндином и кальретинином) и пирамид с высокой активностью нитрооксидсинтазы.
7. Эпилептогенный очаг характеризуется интенсивным апоптозом нервных клеток. Их наибольшее количество наблюдается на уровне афферентного входа в кору (слои I-III). Погибают преимущественно интернейроны и пирамиды, в меньшем количестве - пирамидные клетки слоя V. Очаг эпилептиформной активности у крыс характеризуется более высоким уровнем апоптоза. В отдельных срезах количество TUNEL-позитивных элементов достигает 50%.
8. Интенсивность апоптоза не зависит от длительности заболевания. При каинат-индуцированной эпилепсии гибель клеток происходит в иктальном и/или раннем постиктальном периоде, что связано с нарушением микроциркуляции и энергетическим дисбалансом.
9. Адаптационная синаптическая пластичность как ответ на гибель нейронов реализуется через увеличение числа дендритов, избыточный рост аксонов и гипертрофию их терминалей. Формирующиеся новые нервные связи участвуют в эпилептической гипервозбудимости головного мозга.
10. Массовая демиелинизация мякотных волокон очага эпилептиформной активности и прилегающих к нему проводящих путей вызывает поперечную нейротрансмиссию и генерализацию нервных импульсов с одновременным вовлечением в эпилептогенез различных областей мозга.
11. Как ответ на массовую гибель нейронов в височной коре развивается глиоз белого и серого вещества:
- Очаги глиоза белого вещества головного мозга человека при височной эпилепсии содержат до 10-14% астроцитов, 18-23% олигодендроцитов и до 67% аргирофильных малодифференцированных мелких клеток - возможно глиобластов.
- В сером веществе в основном пролиферируют астроциты, экспрессирующие NO-синтазу и NADPH-диафоразу.
12. Первичными и причинными факторами структурной реорганизации слуховой коры мы считаем гипоксию, опосредованную поражением микроциркуляторного русла и дисбалансом энергии в нейронах, связанным с нарушением коррелятивных функций между оксиредуктазами и гидролазами.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Монографии:
1. Дудина Ю.В. Симптоматическая височная эпилепсия. - Владивосток: ОАО «Дальприбор», 2008. - 300 с.
Статьи:
Дудина Ю.В. Оксид азота как ретроградный мессенджер в центральной нервной системе млекопитающих // Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины: сб. науч. трудов I Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых медиков с международным участием: тезисы докл. - Владивосток, 2000. С. 11-12.
Дудина Ю.В. Влияние NO на механизмы синаптической пластичности и эпилептогенез: нейроморфологические и нейрофармакологические аспекты // В Сб. Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на севере. Сургут , 2002. С. 271-273.
Дудина Ю.В. Нейрохимическая характеристика височной коры крыс с аудиогенной эпилепсией // В Сб.: Механизмы синаптической пластичности. Структурно - функциональные основы организации мозга в норме и патологии. Москва, 2004, С. 38.
Дудина Ю.В. Цитотоксическое и нейропротективное действие оксида азота и его роль в развитии коркового эпилептогенеза // Первая международная научно-практическая конференция Научный потенциал мира 2004. Том 34. Медицина.- Днепропетровск: 1-15 октября, 2004. С. 21-23.
Дудина Ю.В. Состояние NADPH-диафоразы и кальций-связывающих белков в нейронах гиппокампальной формации крыс при экспериментальной эпилепсии, вызванной каинатом // Журнал Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2005, том 139, № 3. С. 287-290.
Dudina Yu.V. Effect of Kainate-Induced Experimental Epilepsy on NADPH-Diaphorase and Calcium-Binding Proteins in Rat Hippocampal Neurons // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, March 2005, Volume 139, Number 3, Pages: 309 - 312 .
Дудина Ю.В. Клеточные и нейрохимические механизмы коркового эпилептогенеза // Тихоокеанский медицинский журнал, 2005, № 4, с. 11-17.
Дудина Ю.В. NO и окислительный стресс как инициаторы эпилептогенеза // Международный конгресс по клинической патологии. Таиланд, 2005. С. 57-58.
Дудина Ю.В. Гистоэнзимология цитотоксических и нейропротективных механизмов в височной коре человека при эпилетическом статусе // Второй Международный Междисциплинарный Конгресс Достижения нейронауки для современной медицины и психологии. Судак, Крым, Украина, 2006, С. 84-85.
Dudina Yu.V. Histoensymology of cytotoxic and neuroprotective mechanisms in the human temporal cortex at status epilepticus // Neuroscience for medicine and psychology. Second International Interdisciplinary Congress. Sudak, Crimea, Ukraine, June 10-21, 2006. P. 85-86.
Дудина Ю.В. Состояние супероксиддисмутазы в нейронах височной коры крыс при экспериментальной эпилепсии // Журнал Морфология. 2006, № 4. С. 47-48.
Дудина Ю.В. Иммунологические проблемы эпилептического мозга // Дальневосточный медицинский журнал, 2007, № 4, с 116-118.
Дудина Ю.В. Морфологическая характеристика неокортекса при височной эпилепсии // Морфология, 2008, № 2. - с. 47.
Дудина Ю.В., Калиниченко С.Г. Медиаторные механизмы коркового эпилептогенеза // Первый Международный Междисциплинарный Конгресс «Достижения нейронауки для современной медицины и психологии». Судак, Крым, Украина, 2005. С. 185-186.
Dudina Yu.V., Kalinichenko S.G. Mediatory mechanisms of cortical epileptogenesis // Progress in neuroscience for medicine and psychology. First International Interdisciplinary Congress. Sudak, Crimea, Ukraine, June 10-21, 2005. P. 186-187.
Дудина Ю.В., Калиниченко С.Г., Мотавкин П.А. Состояние ГАМК-ергических интернейронов височной коры при экспериментальной эпилепсии // Журнал Неврологии и психиатрии им. Корсакова, Эпилепсия, приложение к журналу, 2006, № 1. С. 83-88.
Дудина Ю.В., Калиниченко С.Г., Охотин В.Е. Локализация NO-синтазы в височной коре крыс линии Крушинского-Молодкиной и участие NO в механизмах эпилептогенеза // В Сб.: Международный симпозиум «Сознание и наука: взгляд в будущее». Владивосток, 2000. С. 346-354.
Калиниченко С.Г., Дудина Ю.В., Дюйзен И.В., Мотавкин П.А. Индукция NO-синтазы и глиального кислого фибриллярного белка в астроцитах височной коры крыс с аудиогенной эпилептиформной реакцией // Журнал Морфология. 2004, № 2. С. 68-73.
Kalinichenko S. G., Dudina Yu.V., Dyuzen, I.V., Motavkin P.A. Induction of NO synthase and glial acidic fibrillary protein in astrocytes in the temporal cortex of the rat with audiogenic epileptiform reactions // Neuroscience and Behavioral Physiology, July 2005, vol. 35, no. 6, pp. 629-634.
Калиниченко С.Г., Дудина Ю.В., Мотавкин П.А. Нейроглиеформные клетки: нейрохимическая характеристика, пространственная организация и роль в тормозной системе новой коры // Журнал Цитология, 2006, том 48, №6, июнь, с.508-514.
Мотавкин П.А. и Дудина Ю.В. Роль оксида азота в эпилептогенезе // Дальневосточный медицинский журнал, 2005, № 1. С.109-112.
Охотин В.Е., Дудина Ю.В. NO-ергические интернейроны гиппокампа, их пространственная организация и значение в механизмах эпилептогенеза // В Сб.: Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии. Томск, 2002. С. 54-55.
Охотин В.Е., Дудина Ю.В., Калиниченко С.Г. NO-синтаза в эпилептиформных очагах височной коры крыс линии Крушинского-Молодкиной // В кн.: Организация и пластичность коры больших полушарий головного мозга. М.: 2001. С. 64.
Гуляев С.А., Горбач Т.А., Руденко А.А., Павлинич С.Н., Дудина Ю.В. Ультразвуковая допплерографическая диагностика внутричерепных сосудистых мальформаций // Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины: сб. науч. трудов IV Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием: тезисы докл. - Владивосток, 2003. С. 109.
Калиниченко С.Г., Охотин В.Е., Дудина Ю.В. Нейрохимическая специализация клеток Люгаро и их значение в структурно-функциональной организации модуля коры мозжечка // В Сб. «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии». Томск, 2002. С. 39-40.
Охотин В.Е., Калиниченко С.Г., Дудина Ю.В. NO-ергическая трансмиссия и NO как объёмный нейропередатчик. Влияние NO на механизмы синаптической пластичности и эпилептогенез // Успехи физиол. наук // Успехи физиол. наук. 2002. Т. 33, № 2. С. 41-55.
Охотин В.Е., Калиниченко С.Г., Дудина Ю.В. Значение NO как объёмного нейропередатчика в интеграции межнейронных связей // В Сб. трудов Конгресса по интегративной антропологии. Санкт-Петербург, 2002. С. 125-130.
Дудина Ю.В. и Мотавкин П.А. Типология корковых нейронов и их значение в организации процессов торможения и возбуждения при височной эпилепсии // Морфология, 2008, (в печати).
Дудина Ю.В. Морфологические и биохимические аспекты апоптоза при височной эпилепсии у человека и животных // Тихоокеанский медицинский журнал, 2009 (в печати).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Патогенез эпилепсии, факторы его развития, клинические особенности. Проявления эпилептических изменений личности. Социальные условия формирования психических нарушений при болезни. Молекулярно-генетические исследования неврологического заболевания.
реферат [31,6 K], добавлен 17.02.2011Клинические проявления эпилепсии. Основные признаки пароксизма. Диагностические критерии эпилепсии. Основные черты психики больных эпилепсией. Основные терапевтические средства лечения эпилепсии. Значение изучения эпилепсии для врача общего профиля.
реферат [47,6 K], добавлен 15.06.2010Характеристика эпилепсии как хронического заболевания головного мозга, её происхождение. Классификация, этиология и патогенез заболевания у лиц различных возрастных групп, принципы терапии эпилепсии. Виды эпилептических припадков, оказание первой помощи.
реферат [38,1 K], добавлен 14.08.2013Причины возникновения, способы проявления и морфологические изменения в организме при эпилепсии. Диагностирование, назначение лечения, тяжесть протекания и исход хронического полиэтиологического заболевания. Классификация эпилептических припадков.
реферат [39,4 K], добавлен 01.12.2010Клиническая картина эпилепсии у мужчин. Образование эпилептогенного очага в мозге вследствие травм или воспалительных поражений мозга. Когнитивные нарушения при эпилепсии. Показатели когнитивной сферы в зависимости от формы эпилепсии и сроков лечения.
доклад [23,3 K], добавлен 07.07.2009Понятие эпилепсии и причины ее возникновения у детей. Образование в головном мозгу скопления нейронов (эпилептического очага), которые находятся в постоянном возбуждении. Механизм возникновения, разновидности, диагностика и лечение детской эпилепсии.
реферат [24,9 K], добавлен 01.12.2013Хроническое заболевание головного мозга. Основные причины эпилепсии у детей. Судорожные, бессудорожные, атонические приступы, детский спазм. Лечение детской эпилепсии. Диета при эпилепсии. Причины возникновения эписиндрома. Основные симптомы эписиндрома.
презентация [132,1 K], добавлен 18.11.2015Идиопатические фокальные эпилепсии младенчества и детства. Семейные (аутосомно-доминантные) фокальные эпилепсии. Классификация антиэпилептических препаратов. Терапия когнитивных нарушений. Эффективность Кеппры в терапии генерализованных эпилепсий.
презентация [2,6 M], добавлен 04.12.2012Этиология эпилепсии, нарушения нормальной структуры нейронной активности, приводящие к припадкам. Психические эквиваленты эпилептического припадка, опасность необратимых изменений головного мозга. Медикаментозная и дегидратационная терапия заболевания.
курсовая работа [225,4 K], добавлен 14.01.2015Частота встречаемости и возраст начала эпилепсии, ее причины. Провокация эпилептического приступа. Выявление проблемы заболеваемости эпилепсией взрослого населения на территории Российской Федерации и нахождение возможных решений данной проблемы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.05.2015Признаки эпилептического припадка. Оказание помощи в начале приступа. Основные отличия истерического припадка от эпилептического. Понятие о снохождении или лунатизме. Особенности изменений личности при эпилепсии. Лечение неврологического заболевания.
презентация [1,4 M], добавлен 12.05.2016Международная классификация эпилепсии. Этиология, патоморфология, патогенез и методы исследования. Клиника и дифференциальный диагноз. Принципы лечения эпилепсии. Антиэпилептическое действие фенитоина. Влияние клобазама на бензодиазепиновые рецепторы.
реферат [52,2 K], добавлен 12.12.2013Диагностика и лечение резистентных и идиопатических форм эпилепсии у детей. Течение и прогноз заболевания. Систематика эпилепсии по частоте и ритмичность пароксизмов, времени их возникновения. Синдром Леннокса Гасто, детская и юношеская абсанс эпилепсия.
реферат [20,2 K], добавлен 09.11.2009Диагностика эпилептического синдрома у детей. Основные цели и варианты лечения белезни. Доброкачественные синдромы эпилепсии, методы их диагностики и терапии. Лекарственный мониторинг и выбор препарата. Хирургическое лечение и вагусная стимуляция.
презентация [977,2 K], добавлен 09.12.2013Международная классификация эпилептических припадков и синдромов. Виды приступов: первично-генерализованные и парциальные. Судорожный очаг и готовность. Диагностика и лечение заболевания. Первая помощь при судорожном и/или эпилептическом приступе.
презентация [2,7 M], добавлен 02.02.2015Основные предвестники эпилептических припадков. Судорожный спазм при столбняке. Вирус, выделяемый больными животными со слюной, как основной возбудитель бешенства. Неотложная помощь и госпитализация при эпилепсии. Особенность отравления стрихнином.
реферат [26,5 K], добавлен 12.08.2009Влияние эпилепсии и противосудорожных препаратов на плод. Врожденные пороки развития ребенка. Планирование беременности при эпилепсии. Припадки как факторы риска угрозы прерывания беременности и гипоксии плода. Послеродовый период женщин с эпилепсиями.
реферат [19,1 K], добавлен 25.11.2012Морфология апоптоза - физиологической гибели клеток в живом организме. Структура и функции белков, участвующих в его регуляции. Цитопротекторы - лекарственные средства, защищающие здоровые клетки от цитотоксического действия лекарственных препаратов.
презентация [1,5 M], добавлен 14.03.2017Ознакомление с жалобами пациента и его общим состоянием. Постановление клинического диагноза "Деменция вследствие эпилепсии. Эпилепсия с полиморфными припадками, сумеречным расстройством сознания"; назначение курса лечения и методов профилактики болезни.
история болезни [35,4 K], добавлен 10.01.2012Оценка транскрипционной активности генов синтаз оксида азота в сетчатке крыс разного возраста, оценка возможной связи развития ретинопатии с изменением генерации NO. Изменение генерации оксида азота при старении и развитии связанных с ним заболеваний.
курсовая работа [980,8 K], добавлен 27.06.2013
