Морфогенез селективної загибелі та відновлення нейронів головного мозку при постреанімаційній енцефалопатії

При стійкому невідновленні кровотоку в капілярах виникає селективний некроз перикапілярних нейронів або дрібні вогнища перикапілярного некрозу нервової тканини з наступним формуванням вогнищ гліофіброзу.

Ключові слова: постреанімаційна енцефалопатія, селективна загибель нейронів, імуногістохімічні маркери апоптозу, ретроградне руйнування, відновлення структури нейронів.

АННОТАЦИЯ

Евсеев А.В. Морфогенез селективной гибели и восстановления нейронов головного мезга при постреанимационной энцефалопатии. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.02 - патологическая анатомия. - Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского МЗ Украины, Симферополь, 2009.

Диссертация содержит результаты комплексного патогистологического, электронно-микроскопического, ИГХ и морфометрического исследования головного мозга больных ПРЭ, которые определили особенности селективной гибели и восстановления нейронов ЦНС после перенесенной КС для использования в патологоанатомической диагностике.

Определено, что в первые часы ПРП начальные ишемические изменения нейронов проявляются неравномерным вакуолеподобным набуханием митохондрий с редукцией их крист, что приводит к активации внутренних путей апоптоза. Апоптоз нейронов в ПРП стимулируют внутренние (Bax) митохондриальные факторы и активированные внутриклеточные домены мембранных Fas-APO-рецепторов. Возможным активатором нейронного апоптоза могут быть ионы кальция и белки, высвобождённые из расширенных цистерн ЭПС. Вах-индуцированный апоптоз блокируется при одновременной экспрессии нейроном антиапоптотического белка Всl-XL.

Основными морфогенетическими типами селективной гибели нервных клток в ПРП являются патогенно-индуцированный апоптоз, кариоцитолизис и коагуляционный некроз, а также ретроградное разрушение нейронов, которые развиваются вследствие постишемически-реперфузионных и эксайтотоксических повреждений, а также вследствие стойкого невосстановления кровообращения в капиллярах головного мозга.

Впервые показано, что ИГХ-выявление экспрессии проапоптотических и антиапоптотических маркеров в головном мозге больных в ПРП дает возможность прогнозировать лишь вероятность гибели или выживания нейронов, но не определяет конкретный тип клеточной гибели: апоптоз, кариоцитолизис или коагуляционный некроз. Для уточнения типа гибели нейронов и прогнозирования выживания частично поврежденных нейронов, обеспечиваемого перинейрональными глиоцитами-сателлитами, необходимы параллельные патогистологические и электронно-микроскопические исследования.

Установлено, что на протяжении первых 3-х суток ПРП очень сложно дифференцировать апоптоз и ишемический коагуляционный некроз нейронов, поскольку эти два разновидности гибели клеток имеют сходные микроскопические и ультраструктурные характеристики. Как показали электронно-микроскопические исследования, дифференциальным морфологическим признаком патогенно-индуцированного апоптоза нейрона в этом периоде реперфузионных повреждений головного мозга была сохранность ядрышка в пикнотизированном ядре с гофрированными контурами, в то время как при коагуляционном некрозе наблюдался глубокий пикноз ядра с отсутствием в нем ядрышка.

Ретроградное разрушение/дегенерация нейрона в ПРП начинается с ишемической деструкции органелл и миелиновой оболочки аксона или с сегментарного разрушения аксона в очаге перикапиллярного некроза. Эти изменения миелиновых оболочек аксонов четко выявлялись при окраске по Крутшау или по Эйнарсону. Далее, при отсутствии перинейронального астроцитарно-олигодендроглиального сателлитоза, нарастает «хроматолиз» - невосстановление полирибосом и гранулярной ЭПС в цитоплазме повреждённого нейрона, завершающийся ареактивным кариоцитолизисом нервной клетки.

В проведенных исследованиях установлено, что из первых минут после КС активировалась адаптивно-метаболическая кооперация между глиальными клетками и нейронами. В первые минуты-часы после КС по данным электронной микроскопии между нейронами и перинейрональными олигодендроцитами выявлялось большое количество активных контактов, что способствовало дальнейшему структурно-функциональному восстановлению большинства поврежденных нейронов на протяжении первой недели после КС.

Основными условиями восстановления частично поврежденных нейронов с сохранным ядром и ядрышком после КС является развитие в раннем ПРП адаптивного перинейронального астроцитарно-олигодендроглиального сателлитоза с ИГХ-верифицированной экспрессией в глиальных клетках антиапоптотических молекул Bcl-XL. Также непременным условием этого, по данным электронной микроскопии, является увеличение числа специализированных глио-нейронных контактов, лизосомальный аутофагоцитоз разрушенных цитоплазматических компонентов, а также восстановление необходимого количества митохондрий (благодаря подтверждённой исследованиями с использованием BrdU репарации митохондриальной ДНК), рибосом и ультраструктур ЭПС.

Показано, что при стойком невосстановлении кровотока возникает селективный некроз перикапиллярных нейронов или мелкие очаги перикапиллярного некроза нервной ткани, к которым мигрируют микроглиоциты и CD68+ макрофаги. Одновременно отмечается пролиферация недифференцированных глиальных клеток с их дифференциацией в олигодендроциты и астроциты. В периваскулярных скоплениях макрофагов на 5-9-е сутки ПРП появлялись фибриллообразующие астроциты, которые способствовали развитию на месте нейронных «выпадений» мелких очагов астроцитарного глиофиброза.

По результатам исследования определен минимальный комплекс патогистологических методик для выявления деструктивных и адаптивных изменений в головном мозге: окрашивание срезов гематоксилином и эозином, галоцианином по Эйнарсону, окрашивание миелина по Крутшау. Для углубленного изучения морфогенеза ПРЭ целесообразно применять ИГХ-маркирование про- и антиапоптотических белков, электронную микроскопию и импрегнационные методики.

Ключевые слова: постреанимационная энцефалопатия, селективная гибель нейронов, иммуногистохимические маркеры апоптоза, ретроградное разрушение, восстановление структуры нейронов.

ANNOTATION

Evseyev A.V. Morphogenesis of selective death and recovery of brain neurons at the postresuscitation encephalopathy. - Manuscript.

Thesis is for application on scientific degree of the Medical Science Candidate in specialty 14.03.02 - Pathological anatomy. - Crimean State Medical University after S.I. Georgievsky Ministry of Public Health of Ukraine, Simferopol, 2009.

The thesis contains results of complex neuromorphological researches of a brain of patients with PRE which defined features of selective death and restoration of brain neurons after AD for use in postmortem diagnostics.

It is defined, that during the first hours of PRP early ischemic changes of neurons show a swelling of mitochondrions that leads to activation of intrinsic pathways of an apoptosis. A neuronal apoptosis is stimulated by intrinsic mitochondrial factors (Bax) and by the activated domains of Fas-APO-receptors. Bax-induced apoptosis is blocked when protein Всl-XL is expressed simultaneously.

The main types of neuronal selective death at the PRP are apoptosis, karyocytolysis, coagulative necrosis and retrograde destruction of neurons, which are developed through the postischemic-reperfusion and excitotoxic damages and permanent blood flow unrenewal in brain capillares.

The basic conditions of restoration of particulate damaged neurons is adaptive satellitosis development in early PRP with glial expression of Всl-XL protein, augmentation of number of specialized glio-neuronal contacts, authophagocytosis of the blasted components and restoration of mitochondrions and other organelles.

The selective necrosis of pericapillare neurons or the small loci of perivascular necrosis of nervous tissue are developed at zones of permanent blood flow unrenewal with the subsequent development of the loci of gliofibrosis.

Key words: postresuscitation encephalopathy, neuronal selective death, immunohistochemical markers of apoptosis, retrograde destruction, neuronal structure recovery.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

BrdU - бромдезоксиуридин

ЕПС (ЭПС, EPR) - ендоплазматична сітка

ІГХ (ИГХ, IHC) - імуногістохімія, імуногістохімічний

КС (AD) - клінічна смерть

ПРЕ (ПРЭ, PRE) - постреанімаційна енцефалопатія

ПРП (PRP) - постреанімаційний період

ПРХ - постреанімаційна хвороба

ЦНС - центральна нервова система

Размещено на Allbest.ur