За последние годы благодаря достижениям медицинской науки существенно выросла выживаемость детей с экстремально низкой массой тела [2,5,9,10]. Вместе с тем, имеющая место у таких детей структурная незрелость органов, определяет высокую частоту развития перинатальной патологии у глубоко недоношенных новорожденных [1,3,6,12]. Определяемая нейросонографически вентрикуломегалия, за исключением физиологически существующей у плодов до 22 недель гестации, является основным осложнением гипоксически-геморрагического поражения центральной нервной системы [8,9]. Предложенные в настоящее время варианты градации вентрикуломегалии [4] не отражают сущности морфологических изменений в структурах головного мозга.
В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования стало изучение структурных особенностей герминативного матрикса и неокортекса у плодов и новорожденных с экстремально низкой массой тела при различных степенях дилятации отделов боковых желудочков головного мозга.
Объектом изучения служила вентрикулярная система головного мозга 90 плодов и новорожденных с экстремально низкой массой тела (ЭНМТ). Критерием отбора материала в основную группу стала вентрикуломегалия (60), которую разделили на три подгруппы в зависимости от степени расширения отделов боковых желудочков. При этом новорожденные с дилятацией различных компонентов вентрикулярной системы от 0,6 до 0,8 см составили группу с компенсированной вентрикуломегалией (20), от 0,9 до 1,1 см – с субкомпенсированной вентрикуломегалией (20), свыше 1,2 см – с декомпенсированным расширением боковых желудочков (20). Группа сравнения (30) – представлена объектами головного мозга без дилятации полостей боковых желудочков. В ходе исследования оценивалось напряжение твердой мозговой оболочки, размеры большого и малого родничков, состояние межкостных швов, соотношение размеров окружностей головы и груди. Для повышения качества фиксации головной мозг целиком погружали в 200-300 мл 10% нейтрального формалина на 10-14 дней. Измерение каждого отдела вентрикулярной системы производили с помощью циркуля и мерной линейки с ценой делений 1 мм. Иссечение кусочков мозговой паренхимы для гистологического исследования производили в зоне проекции задних рогов боковых желудочков, т.к. именно этот отдел вентрикулярной системы в силу своего анатомического расположения и изначально с большим объемом полости более податлив при повышении ликворного давления. Парафиновые срезы толщиной 4 мкм окрашивали гематоксилином Эрлиха с докраской эозином. Гистометрию неокортекса выполняли по методу Г.Г. Автандилова с использованием системы анализа изображений «ВидеоТест Мастер Морфология 4.0». Иммуногистохимически материал исследовали с помощью поликлональных антител к S-100, ММP-9 и виментину («Dako», Дания) с последующим расчетом индекса экспрессии (ИЭ):
ИЭ=∑ P(i)∙i/100, в котором i - показатель интенсивности окраски клеток в баллах, P(i) - процент позитивных клеток.
Для статистической обработки данных использовали методы вариационной статистики в программе Microsoft Excel XP. Межгрупповые различия оценивали при помощи критерия Манна-Уитни с критическим уровнем значимости p<0,05 и менее.
У плодов и новорожденных группы сравнения окружность головы превышает окружность груди на 3,5±0,5 см. Большой родничок не более 2х2 см, малый – закрыт, межкостные швы сомкнуты. Рельеф поверхности полушарий головного мозга представлен бороздами и извилинами 1-ого порядка [6]. Мягкая мозговая оболочка отечная, умеренно полнокровная. На горизонтальном срезе полушарий головного мозга на уровне спайки свода все отделы вентрикулярной системы щелевидной формы, шириной не более 0,5 см. Эпендима тонкая, полупрозрачная, с прилежащими сосудами. Сосудистые сплетения ворсинчатые, серо-розового цвета.
Гистологически в неокортексе четко дифференцируются I, II, III, IV и комплекс V-VI цитоархитектонических слоев. Плексиморфный слой (I) подразделяется на два подслоя. Нейроны следующих за плексиморфным цитоархитектонических слоев упорядочены в вертикальные колонки, которые вместе с капиллярами объединены между собой 2-3 параллельными цепочками [6]. Последние являются структурно-функциональными единицами неокортекса (модули). Нейроны коры в указанные сроки гестации не содержат хроматофильное вещество Ниссля, поэтому в гистологических препаратах четко определяются только округлые или овальные по форме ядра. Толщина неокортекса в области задних рогов боковых желудочков составляет в среднем 1,262±0,123 мкм. Герминативный матрикс (ГМ) характеризуется равномерным распределением глиобластов с темными и светлыми ядрами, а его толщина в среднем составляет 0,841±0,023 мкм.
Окружность головы плодов и новорожденных с компенсированной вентрикуломегалией превышает окружность груди на 4,0±0,3 см. Большой родничок в среднем составляет 2,3х2,3 см, малый – 0,5х0,5 см, межкостные швы сомкнуты. Рельеф больших полушарий головного мозга, как и в группе сравнения, представлен бороздами и извилинами 1-го порядка. Мягкая мозговая оболочка умеренно отечная, полнокровная, с мелкоочаговыми субарахноидальными кровоизлияниями в 43% случаев. Задние рога боковых желудочков расширены до 0,7±0,1см. В 80% случаев дилятация задних рогов боковых желудочков ассиметричная. Передние рога и тела вентрикулярной системы щелевидной формы и, как правило, с сомкнутыми стенками. В 36% случаев при морфологическом исследовании в головном мозге диагностированы мелкоочаговые субэпендимальные и интрахориоидальные кровоизлияния.
В неокортексе больших полушарий, проецирующихся на дилятированные участки задних рогов боковых желудочков, изменена структура из-за нарушения послойной организации коры, начиная с наружного (III) пирамидного слоя и незавершенного разделения плексиморфного (I) слоя на подслои. Ядра нейронов в едином комплексе IV-VI цитоархитектонических слоев крупные, округлые, гиперхромные, с равномерно распределённым хроматином. Ядрышки в ядрах нейронов не визуализируются. По совокупности структурных изменений цитологическая картина соответствует незавершенному созреванию и дифференцировке нейронов. Толщина неокортекса в области задних рогов боковых желудочков составляет в среднем 1,550±0,034 мкм. Герминативный матрикс отличается очаговым, в виде слоев либо периваскулярных муфт, расположением глиобластов с темными и светлыми ядрами. Толщина герминативного матрикса в среднем составляет 0,775±0,012 мкм., что достоверно меньше аналогичного параметра группы сравнения (р<0,05). Считаем, что описанная гистологическая картина в сочетании с гистометрическими данными свидетельствует о редукции перивентрикулярной матричной зоны, которая при компенсированной вентрикуломегалии начинается раньше, чем в группе сравнения.
У новорожденных с субкомпенсированной вентрикуломегалией окружность головы превышает окружность груди на 4,1±0,3 см, средние размеры большого родничка равны 2,5х2,3 см, малого – 0,5х1,0 см. Межкостные швы в 78% сомкнуты, в 22% наблюдается расхождение сагиттального шва до 0,5 см. Полушария головного мозга представлены бороздами и извилинами 1-го порядка. Мягкая мозговая оболочка отечная, полнокровная. В 67 % случаев в оболочках встречаются мелкоочаговые субарахноидальные кровоизлияния. Задние рога боковых желудочков расширены, в среднем составляют 1,0±0,1 см, тела - 0,9±0,1 см. Дилятация задних рогов и тел боковых желудочков в 82% случаев является ассиметричной. Передние рога боковых желудочков щелевидные, шириной до 0,5 см. Просветы тел и задних рогов в 53% случаях содержат темно-красные сгустки крови, расцененные как внутрижелудочковые кровоизлияния II степени.
Микроскопически в неокортексе визуализируется плексиморфный (I), наружний зернистый (II) и комплекс III-VI цитоархитектонических слоев. Радиальная исчерченность коры визуализируется слабо, модули не определяются. Толщина неокортекса в области задних рогов боковых желудочков составляет в среднем 1,042±0,051 мкм. В герминативном матриксе равномерно распределяются глиобласты с темными и светлыми ядрами. Толщина герминативного матрикса в области задних рогов в 1,2 раза больше аналогичного параметра группы сравнения (1,022±0,026 мкм) с достоверным различием (р<0,02), что позволяет сделать предположение о замедлении его редукции у плодов и новорожденных с субкомпенсированной вентрикуломегалией. Перивентрикулярная зона и сосудистые сплетения в 46% случаев с расширенными полнокровными сосудами и периваскулярными скоплениями плазмоцитов, гистиоцитов, лимфоцитов, свидетельствующих о воспалении и его причинно-следственной связи с вентрикуломегалией.
В группе с декомпенсированной вентрикуломегалией окружность головы плодов и новорожденных превышает возрастные параметры на 3,0±1,0 см. Разница между окружностями головы и груди достигает 7-8 см за счет увеличения размера головы в среднем на 3,0±0,2 см. Большой, малый и боковые роднички, все межкостные швы расширены и напряжены. Борозды и извилины больших полушарий головного мозга сглажены. Мягкая мозговая оболочка резко отечная, полнокровная. Передние, задние рога и тела боковых желудочков равномерно расширены от 1,2 до 3,2 см. При выраженной дилятации отделы вентрикулярной системы имеют вид мешка, окруженного истонченной до 2-3 мм паренхимой. В дилятированных желудочках содержится светло-желтый, реже с геморрагическим прокрашиванием ликвор.
Для коры головного мозга типична дисхрония развития ретардантного типа. Последняя проявляется замедлением дифференцировки II-VI цитоархитектонических слоев, «разрежением» нейронов в корковой пластинке и формированием коротких (из 3-5 клеток) вертикальных цепочек. Ядра нейронов во всех цитоархитектонических слоях крупные, округлые, гиперхромные, что свидетельствует об их незавершенной дифференцировке и созревании. Модули не сформированы. Толщина неокортекса в области задних рогов боковых желудочков достоверно меньше аналогичного параметра группы сравнения и групп с компенсированной и субкомпенсированной вентрикуломегалией и составляет 0,918±0,014 мкм (р<0,05). Герминативная зона во всех отделах вентрикулярной системы представлена широкой полосой с плотным распределением глиобластов толщиной в среднем 1,240±0,112 мкм, что достоверно выше аналогичного параметра группы сравнения и групп с компенсированной и субкомпенсированной вентрикуломегалией (р<0,05). Увеличение толщины герминативного матрикса обусловлено, вероятно, нарастающим периваскулярным и перицеллюлярным отеком матричной зоны в совокупности с замедлением миграции глиобластов из субэпендимальной герминативной зоны в кору и субкортикальное белое вещество.
Результаты иммуногистохимического исследования представлены в табл. 1. Заслуживает внимания повышение индекса экспрессии маркера повреждения нервной ткани S-100 в герминативном матриксе плодов с вентрикуломегалией по сравнению с контролем. Выявлена достоверная прямая зависимость между индексом экспрессии и степенью расширения полостей боковых желудочков. Очевидно, выявленные изменения связаны с усилением синтеза протеина в условиях прогрессирующей гипоксии в перивентрикулярной области.
Экспрессия ММР-9, являющаяся маркером ремоделирования тканей [7], значительно повышается в герминативном матриксе плодов с компенсированной дилятацией вентрикулярной системы, затем наблюдается тенденция к снижению при субкомпенсированной вентрикуломегалии вплоть до полного отсутствия в группе с декомпенсацией. Последнее указывает на прекращение синтеза ММР-9 в герминативном матриксе и белом веществе, что сочетается с отсутствием регрессивных изменений в субэпендимальной герминативной зоне.
Индекс экспрессии виментина в сосудах герминативного матрикса группы сравнения является позитивным и максимальным (табл. 1). Прогрессирование вентрикуломегалии сопровождается достоверным уменьшением синтеза виментина, что негативно влияет на прочность и проницаемость сосудистой стенки, способствуя нарастанию тканевого отека.
Таблица 1. Иммуногистохимическая характеристика герминативного матрикса плодов и новорожденных при вентрикуломегалии, усл.ед.
Примечание: * р<0,02.
Таким образом, проведенное комплексное морфологическое исследование герминативного матрикса и неокортекса при вентрикуломегалии у плодов и новорожденных с ЭНМТ, включающее гистометрию, обзорную гистологию и иммуногистохимию, позволило установить структурные особенности паренхимы головного мозга при различных степенях дилятации боковых желудочков. Компенсированная стадия характеризуется более ранней редукцией герминативного матрикса, в то время как для суб- и декомпенсированной стадий характерно замедление этого процесса в сочетании с ретардантным типом развития неокортекса. Установленные иммуногистохимические маркеры, объективно отражающие уровень повреждения нейроглии и состояние сосудов перивентрикулярной области при различных стадиях вентрикуломегалии, позволяют расширить спектр морфологической диагностики указанной патологии у плодов и новорожденных с массой тела до килограмма и могут служить критериями диагностики различных степеней дилятации боковых желудочков.