Нарушения гемато-энцефалического барьера

Изучение функционального состояния гемато-энцефалического барьера при закрытой черепно-мозговой травме у людей и в эксперименте на животных было проведено рядом авторов, в том числе сотрудниками Л. С. Штерн.

Название «гемато-энцефалический барьер», предложенное Штерн и Готье в 1921 г., объединяет совокупность образований, отделяющих кровь от центральной нервной системы. Другие авторы детализируют барьерные механизмы в центральной нервной системе. Так, Уолтер говорит о крове-ликворном, ликворо-мозговом и крове-мозговом барьерах, из которых наибольшее значение имеет крове-мозговой, образованный стенками сосудов, адвентициальными пространствами, laminapiae и membranaglialimitansperivascularis. Шмидт выделяет, помимо перечисленных, еще барьер, защищающий каждую ганглиозную клетку от чужеродных веществ, поступающих в тканевую жидкость.

Суммируя исследования школы Л. С. Штерн, Г. Н. Кассиль приходит к заключению, что вещества, проникшие в спинномозговую жидкость, не задерживаются и через ликвор приходят в соприкосновение с нервными элементами; таким образом, отпадает необходимость предположения о ликворо-мозговом барьере. Путь из крови в центральную нервную систему всегда идет через ликвор и нет необходимости разбивать гемато-энцефалический барьер на отдельные участки, ибо все вещества, переходящие из крови в нервные центры, проходят через черепно-мозговую жидкость, заполняющую свободные пространства внутри паренхимы мозга.

Наиболее убедительные данные в изучении проницаемости мозгсеых сосудов получены при использовании методики радиоактивных изотопов.

Изучение функционального состояния гемато-энцефалического барьера при закрытой черепно-мозговой травме, проведенное с помощью радиоактивного фосфора, имело целью проверить проницаемость мозговых сосудов (состояние гемато-энцефалического барьера) при черепно-мозговой травме у животных и у людей.

Крысам наносили черепно-мозговую травму с помощью дозированного груза, падающего с определенной высоты. Травма всегда сопровождалась потерей сознания и судорогами. Каждому животному внутрибрюшинно вводили радиоактивный фосфор в количестве 2 шс в 1 мл физиологического раствора. Животное декапитировали через 1—3—24—48 часов после травмы и введения радиоактивного фосфора.

Затем брали пробу крови (0.1 мл), извлекали мозг, который промывали физиологическим раствором и очищали от оболочек и сосудов. Затем выделяли определенные участки мозга (кора, белое вещество, гипоталамус, ствол, мозжечок), из которых брали навески по 50 мг и определяли их радиоактивность на установке типа Б. Результаты выражали в процентах содержания радиоактивного фосфора в крови.

В оставшемся мозге определяли ацетилхолин и активность гиалуронидазы. Ацетил- холин определяли биологическим методом Фюнера на спинной мышце пиявки, гиалуронидазу — методом Мак Клине по муциновому осадку.

У крыс, которым наносили черепно-мозговую травму, было обнаружено значительное накопление радиоактивного фосфора в различных областях мозга, что указывало на повышенную проницаемость гемато-энцефалического барьера. Установлено, что через 1 и 3 часа содержание радиоактивного фосфора в мозгу при травме черепа значительно выше, чем в контрольных опытах. Через 24 и 48 часов накопление радиоактивного фосфора в ткани мозга у травмированных крыс почти не превышало содержание его у контрольной группы. Через 1 час наиболее высокое содержание радиоактивного фосфора обнаруживается в гипоталамической области, затем в коре, стволе мозга, мозжечке и белом веществе. Через 3 часа наиболее высокое содержание радиоактивного фосфора обнаруживается в стволе мозга, затем в коре, гипоталамической области, мозжечке и белом веществе.

Исследование проницаемости мозговых сосудов (состояния гемато-энцефалического барьера) при черепно-мозговой травме методом радиоактивных изотопов было проведено у 70 больных.

Для определения функционального состояния гемато-энцефалического барьера был применен радиоактивный фосфор, который давали испытуемому через рот в количестве 80—100 juc. Через определенный промежуток времени (обычно через 30—60—90—120 минут) в перепаратах крови и спинномозговой жидкости подсчитывали с помощью аппарата Б число импульсов. В ряде случаев мы имели возможность брать спинномозговую жидкость повторно и проследить динамику накопления радиоактивного фосфора в спинномозговой жидкости при закрытой травме черепа различной тяжести.

В первой серии исследований изучали переход радиоактивного фосфора в спинномозговую жидкость при травмах различной тяжести.

Если принять содержание радиоактивного фосфора в крови за 100%, то при легких травмах без явлений сотрясения мозга в спинномозговую жидкость проникает не свыше 1,5 — 2,5%. Надо полагать, что эти цифры соответствуют нормальной проницаемости гемато-энцефалического барьера по отношению к фосфору.

В зависимости от состояния больного проницаемость гемато-энцефалического барьера повышается до 8—9,5% (травмы средней тяжести) и 11 — 12% (тяжелые травмы). В отдельных случаях уровень радиоактивного фосфора в спинномозговой жидкости достигал 17 — 25%.

При динамическом исследовании удалось выявить, что в преобладающем большинстве случаев максимальное содержание фосфора в спинномозговой жидкости отмечается на 60—75—90-й минуте. Накопление радиоактивного фосфора в спинномозговой жидкости, т. е. повышение проницаемости гемато-энцефалического барьера, отмечается обычно в первые часы после травмы. При исследовании через 48 — 72 часа уровень радиоактивного фосфора в спинномозговой жидкости обычно не превышает 2—2,5%.

Работами Г. Н. Кассиля установлено, что состав, физико-химические и биологические свойства спинномозговой жидкости регулируются тремя взаимосвязанными процессами:

1)   проницаемостью гемато-энцефалического барьера в направлении кровь — спинномозговая жидкость и в обратном направлении;

2)    адсорбцией тканью мозга веществ, поступивших из крови в спинномозговую жидкость;

3)    поступлением в спинномозговую жидкость продуктов обмена веществ мозга.

Возникает вопрос о физиологических механизмах, обусловливающих повышение проницаемости гемато-энцефалического барьера при закрытой травме черепа. По литературным данным, при черепно-мозговых травмах имеют место значительные изменения ацетилхолинового обмена в центральной нервной системе с выходом свободного ацетилхолина в спинномозговую жидкость. Бернштейн предполагает, что накопление ацетилхолина в спинномозговой жидкости является результатом интенсивного возбуждения неврональных образований. Накопление ацетилхолина в ткани мозга, сосудистых сплетениях, стенках сосудов может способствовать повышению проницаемости гемато-энцефалического барьера вследствие повышения активности гиалуронидазы. Как известно, большинство современных авторов считает барьерным механизмом центральной нервной системы так называемое вещество, являющееся, по-видимому, либо мукопротеином, либо мукополисахаридом и содержащие гиалуроновую и хондроитинсерную кислоту. Гиалуроновая кислота расщепляется тканевыми ферментами — гиалуронидазами, что ведет к снижению вязкости основного вещества и тем самым к повышению проницаемости межклеточных образований.

Учитывая эти взаимоотношения, указанная выше группа авторов в неврологической и нейрохирургической клиниках больницы имени С. П. Боткина в Москве наряду с проницаемостью гемато-энцефалического барьера определяли в ней гиалуронидазу. Было выяснено, что при черепно-мозговой травме в мозгу крыс увеличивается содержание ацетилхолина и нарастает активность гиалуронидазы. Подобные же закономерности выявлены в спинномозговой жидкости людей, получивших черепно-мозговую травму. Параллельно повышению проницаемости гемато-энцефалического барьера в спинномозговой жидкости человека нарастает содержание ацетилхолина. В норме концентрация ацетилхолина в спинномозговой жидкости не превышает 1—1,5 %. При средней тяжести черепно-мозговой травме это содержание повышается до 4°у%, а при тяжелой — до 6—7%. Одновременно в ряде случаев имело место повышение активности гиалуронидазы.

Накопление ацетилхолина в спинномозговой жидкости имеет, по-видимому, существенное значение для патофизиологии и клиники черепно-мозговой травмы.

При изучении черепно-мозговой травмы Н. И. Гращенков и сотрудники показали значение синапсов в механизме развития травмы и послетравматических явлений. Было установлено, что при подобного рода сотрясениях существуют нейроны, структурно сохраненные, но функционально бездействующие вследствие нарушения биохимических и гуморальных процессов в синапсах, наступивших после отека и расстройства кровообращения. Тогда же было высказано предположение, что в основе развивающейся асинапсии лежат изменения проницаемости мозговых сосудов, преимущественно капилляров.

Таким образом, можно считать установленным, что закрытая травма черепа сопровождается накоплением ацетилхолина в спинномозговой жидкости, увеличением активности тканевой гиалуронидазы и повышением проницаемости гемато-энцефалического барьера. Принимая во внимание высокую селективность барьерных механизмов в центральной нервной системе, нельзя судить о функциональном состоянии гемато-энцефалического барьера на основании исследований с одним лишь радиоактивным фосфором. Однако полученные результаты говорят о повышенной проницаемости гемато-энцефалического барьера при закрытой травме черепа. Можно допустить, что наблюдающиеся при закрытой травме черепа отек и набухание мозговой ткани также в известной степени обусловлены изменением гемато-энцефалического барьера.

Есть все основания полагать, что нарушения водного обмена мозга, лежащие в основе отека и набухания мозга, и диапедетические кровоизлияния в ткань мозга, его оболочки и в черепномозговую жидкость являются различными формами единого патологического процесса, связанного с нарушением сосудистой проницаемости. При отеке и набухании мозга кровеносные сосуды становятся проницаемыми для плазмы крови, а при диапедетических кровотечениях проницаемость сосудов нарушается в большей степени, и это ведет к транссудации в ткань мозга, его оболочки и черепно-мозговую жидкость форменных элементов крови.

С этой точки зрения интересно встречающееся в литературе указание, что в случаях наступления смерти непосредственно или в срок менее 2 — 3 часов после травмы петехиальные геморрагии отсутствуют, и это имеет значение для судебномедицинской экспертизы. Эти геморрагии появляются только в случаях наступления смерти через 2 — 3 часа после травмы, что говорит в пользу их происхождения во второй стадии сотрясения мозга вследствие вазомоторных нарушений. Хотя наши личные наблюдения и не подтверждают полностью указанную закономерность, однако, по-видимому, эти указания до некоторой степени отображают динамику процесса. И. конечно, принципиально ошибочным является трактовка сосудистых нарушений при черепно- мозговой травме как вторичных, ибо речь идет о динамике сосудистых расстройств, возникающих в момент травмы.

При легких формах субарахноидальных кровоизлияний и при тяжелых черепно-мозговых травмах выявляются особенности нарушения проницаемости. Это дает право более легкие степени субарахноидальных кровоизлияний, где при клинико-физиологическом обследовании не удается выявить корковых симптомов, расценивать как следствие острого нарушения мозгового кровообращения. Однако кровотечение в мягкую мозговую оболочку может проявляться корковыми симптомами, общей и локальной патологией электрической активности мозга, причем медленность исчезновения корковых симптомов и концентрация патологических очагов электрической активности свидетельствуют в пользу механического повреждения мозгового вещества и кровеносных сосудов.

Г. П. Бургман и Н. П. Митрофанова при исследовании спинномозговой жидкости у 30 больных с закрытой травмой черепа и мозга, сопровождающейся наличием крови в ликворе, нашли в первые сутки после травмы повышение содержания белка от 0,46 до 6,76% в основном за счет глобулиновых фракций. Через 2 — 3 дня после травмы при наличии в ликворе значительного количества крови содержание белка резко снижается за счет глобулинов. Нормализация количества белка и белковой формулы в большинстве случаев происходит медленнее, чем при черепно-мозговой травме без субарахноидального кровоизлияния. Анализ динамики белковой формулы спинномозговой жидкости позволил этим авторам прийти к выводу, что повышение белка после травмы происходит в основном не за счет излившейся в ликворные пространства крови, а в результате нарушения проницаемости стенок сосудов. Сопоставление экспериментальных результатов с патологоанатомическими данными и анализ секционного материала больницы им. С. П. Боткина выполнены Е. В. Исаковой и Е. Ю. Ривиной. За 1951 —1955 гг. в этой больнице было 130 секций после острой черепно-мозговой травмы.

При анализе внутричерепные кровоизлияния были распределены следующим образом.

1. Кровоизлияния, зависящие от нарушения целости кровеносных сосудов. В этой группе удается выявить некоторые закономерности, зависящие от особенностей травмы и внутричерепной топографии. К ним относятся повреждения в области непосредственного приложения травмы, в области противоудара, ушибы о края внутричерепных фиброзных образований, а также геморрагии, возникающие при разрыве в результате гидродинамических факторов.

2. Кровоизлияния, связанные с острым расстройством мозгового кровообращения, в основе которого лежит нарушение проницаемости сосудистых стенок. Это приводит к развитию множественных распространенных диапедетических кровоизлияний вдали от очагов разрыва сосудистых стенок. Выявить закономерность распределения этих геморрагий в зависимости от особенностей травматического фактора не удалось. Они видны на секции в виде обширных субпиальных кровоизлияний. Сюда же относится преобладающее большинство мелких очаговых экстравазатов в различных отделах мозга (кора, белое вещество, подкорковые образования, ствол, эпендима желудочков), а также субарахноидальные и внутрижелудочковые кровоизлияния в случаях, где не удается выявить разрывов стенок кровеностных сосудов.

Данные Е. В. Исаковой и Е. Ю. Ривиной показывают, что из 130 секционных случаев только в 9 (7%) при макроскопическом исследовании мозга не удалось выявить расстройств мозгового кровообращения. В 21 случае (16%) были только острые расстройства кровообращения без признаков ушиба мозга. Обширные внутричерепные кровоизлияния, требующие хирургического вмешательства, были обнаружены в 20,8% секционных случаев (8 внутримозговых и 19 эпидуральных гематом).

Таким образом, анализ секционного материала подтвердил важное значение острых расстройств мозгового кровообращения в патогенезе черепно-мозговой травмы, ибо в 93% всех случаев эти расстройства были выявлены даже при макроскопическом осмотре.

Надо полагать, что в основе острых нарушений мозгового кровообращения, т. е. множественных распространенных диапедетических кровоизлияний при острой черепно-мозговой травме, лежит рефлекторный механизм, вызывающий возбуждение сосудодвигательных центров.

Представляет интерес интенсивность накопления радиоактивного фосфора в различных отделах головного мозга для решения вопроса проницаемости гемато-энцефалического барьера в интактных отделах и в областях, где располагались геморрагические очаги в результате острого расстройства мозгового кровообращения диапедетического происхождения.

Было исследовано распределение радиоактивного фосфора в мозгу больных, погибших в результате тяжелой черепно-мозговой травмы. Были исследованы мозги 8 больных, погибших на протяжении 2 суток после травмы.

При исследовании симметричных участков коры больших полушарий, расположенных вдали от контузионных очагов, было выявлено, что в областях, где располагались субпиальные геморрагические очаги диапедетического происхождения, имело место значительно большее накопление радиоактивного фосфора по сравнению с симметрично расположенными макроскопически неизмененными участками коры. Аналогичная картина значительно большего накопления радиоактивного фосфора отмечена в области мелкоточечных кровоизлияний в стволе мозга по сравнению с симметричными макроскопически неизмененными отделами ствола.

Естественно было ожидать, что в области контузионного геморрагического размягчения коры мозга накопление радиоактивного фосфора значительно больше, чем в интактной коре, и в коре, где располагались субпиальные кровоизлияния, что и подтвердилось при исследовании.

Одновременно удалось выявить сравнительную интенсивность накопления радиоактивного фосфора в различных отделах головного мозга (рис. 19). Было показано, что после черепно-мозговой травмы имеет место быстрое проникновение и значительное накопление в мозгу радиоактивного фосфора, который можно обнаружить в мозговой ткани уже через 30 минут после приема его больным. Интенсивность его накопления стойт в зависимости от периода, прошедшего с момента введения радиоактивного фосфора до смерти.

Наибольшее накопление радиоактивного фосфора имело место в гипофизе, что объясняется имеющейся и в норме высокой проницаемостью гемато-энцефалического барьера в этой области. Несколько меньшее накопление выявлено в сосудистых сплетениях желудочков мозга и диэнцефальной области, в которой накопление радиоактивного фосфора значительно больше, чем в коре больших полушарий и мозжечка, подкорковых узлах, стволе мозга и белом веществе полушарий. Таким образом, исследование проникновения радиоактивного фосфора в мозг подтверждает высказанное выше положение о развивающемся при черепно-мозговой травме повышении проницаемости гемато-энцефалического барьера в различных отделах мозговой ткани. Высокое проникновение радиоактивного фосфора в контузионных очагах связано с размозже- нием мозгового вещества и механическим разрывом стенок сосудов. В областях субпиальных и мелкоточечных геморра- гий, как показали контрольные гистологические исследования, механического повреждения стенок сосудов, как правило, не наблюдается. Потому надо считать, что высокое содержание радиоактивного фосфора в этих областях связано с повышением проницаемости сосудистой стенки диапедетического характера.

Экспериментальные наблюдения Г. Н. Кассиля, А. М. Вейна и Б. И. Каменецкой были подтверждены А. П. Доценко, который, изучая проницаемость гемато-энцефалического барьера при закрытой травме черепа у кроликов и собак при помощи радиоактивных фосфора и кальция, установил, что после травмы содержание радиоактивного фосфора в спинномозговой жидкости и ткани мозга увеличивается. Радиоактивный фосфор достигает в них наибольшей концентрации в первые несколько часов после травмы, когда спинномозговая жидкость содержит в 3 — 4 раза больше радиоактивного фосфора, чем в норме, а кора головного мозга — в 2 раза больше. Затем концентрация фосфора падает и через 2 — 4 суток приближается к норме, достигая к 6 суткам нормальной величины в спинномозговой жидкости и в мозгу. В опытах с радиоактивным кальцием получены аналогичные результаты, хотя проницаемость гемато-энцефалического барьера для радиоактивного кальция выражена в меньшей степени, чем для радиоактивного фосфора.

Морфологические изменения в мозгу (в первую очередь сосудистые) у лиц, погибших от острой черепно-мозговой травмы, выявляются очень часто. Есть все основания полагать, что чем тщательнее производится морфологическое исследование, тем чаще выявляются эти изменения. Вансе из 512 секционных случаев черепно-мозговой травмы лишь в 16 не нашел никаких структурных нарушений в мозгу, а Бернер нашел кровоизлияния в стволовых отделах мозга во всех обследованных им 42 секционных случаях.

Adblock
detector