Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Child`s Health" 3(12) 2008

Back to issue

Клинико-морфологические корреляты функции эпифиза мозга у недоношенных новорожденных

Authors: Т.М. Клименко, Т.М. Кварацхелия, Кафедра неонатологии Харьковской медицинской академии последипломного образования; Г.И. Губина-Вакулик, Кафедра патологической анатомии Харьковского национального медицинского университета

Categories: Neurology, Pediatrics/Neonatology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Представлены особенности функции эпифиза мозга у недоношенных новорожденных с тяжелыми церебральными нарушениями по уровню мелатонина и серотонина в крови, а также морфологические особенности пинеальной железы и проведено клинико-морфологическое сопоставление, доказывающее ее большую роль в компенсации церебральных нарушений у больных.


Keywords

эпифиз мозга, новорожденный, недоношенный.

Несмотря на многолетнюю историю изучения перинатальных церебральных нарушений, в этой области остается много неясного и противоречивого. Прежде всего это касается диагностики церебральных поражений в первые часы и дни жизни. Часто имеют место гипердиагностика легких форм и запоздалое распознавание тяжелых форм поражения мозга, особенно у глубоко недоношенных и новорожденных, находящихся в критическом состоянии. Вышесказанное связано со значительным клинико-патогенетическим полиморфизмом и осложнениями, связанными с недоношенностью [1, 2].

Ранняя диагностика и восстановление нарушений гомеостаза динамических систем мозга у новорожденных представляет собой одну из самых актуальных проблемных задач неонатологии в связи с реальными трудностями единого подхода к диагностике и оценке последствий неврологических отклонений перинатального происхождения в динамике проградиентного течения. Постгипоксическое повреждение мозга имеет проградиентное течение и свои фазы морфофункционального развития, не ограничивается первично возникшим очагом. На протяжении первых месяцев жизни параллельно происходят процесс восстановления и деградация гипоксически измененных нейронов. Ранняя интенсивная терапия, весь потенциал восстановительной терапии должны быть направлены на сохранение нейропластичности и усиление процессов репарации. Чрезвычайно высокая пластичность незрелого мозга вступает в противоборство с вяло, но постоянно текущими процессами деструкции при тяжелых ишемических состояниях, что диктует необходимость совершенствования терапии и реабилитации [4–6].

Оценка состояния новорожденных в первые часы и дни жизни с помощью комплекса клинических симптомов является недостаточной для суждения об адаптационных резервах, реализация которых происходит через биохимические превращения веществ на различных уровнях клеточных субстанций. Поиск новых подходов к распознаванию основ возникновения неврологических нарушений возможен с учетом значительной роли нейрогормональной системы в патогенезе поражения ЦНС, поскольку от ее реактивности зависит степень выраженности компенсаторно-приспособительных процессов [7, 8]. Совершенно уникальной в этом плане представляется шишковидная железа — эпифиз. Анатомические особенности ее расположения, близость к гипоталамусу, возможное воздействие на нее через ликвор III желудочка головного мозга, гистологическое строение дают основание предполагать, что эпифиз является в некоторой степени пусковым механизмом реакции адаптации [9]. Наиболее четким критерием для суждения о функциональной активности эпифиза мозга в клинике является уровень мелатонина и серотонина. Мелатонин и серотонин относятся к нейротропным веществам эндогенного происхождения, координирующим внутриклеточные процессы и регулирующим морфофункциональное развитие мозга анте- и постнатально. В настоящее время накопилось достаточно фактов, свидетельствующих о теоретическом и практическом значении катехоламинов в патофизиологических реакциях [7, 9].

Гипоксически-ишемическое поражение мозга сопровождается блокадой выведения и неадекватным контролем выброса нейрогормонов в кровь, что указывает на формирование дистресса [7, 8]. Как железа, обладающая широкими интегративными возможностями, эпифиз посредством мелатонина модулирует нейроэндокринные функции [9].

Целью работы являлось определение степени участия эпифиза мозга у недоношенных новорожденных с тяжелым гипоксическим поражением ЦНС, выявление функциональных и морфологических критериев обеспечения компенсации структурно-функциональных изменений нервной системы.

Для достижения цели систематизированы наблюдения и определен уровень мелатонина у 47 недоношенных новорожденных (срок гестации 31–34 нед.) с тяжелым поражением ЦНС вследствие внутриутробной гипоксии плода и асфиксии новорожденного. Выжившие 25 детей составили 1-ю группу. Во 2-ю группу вошли 22 умерших из числа больных, у которых результаты клинико-биохимических данных были сопоставлены с патоморфологическими исследованиями эпифиза. Из 22 умерших новорожденных трое умерли на первые сутки жизни, на 5–7-е сутки — 5 детей, после 7-х суток жизни — 14 больных.

С целью выяснения неблагоприятного воздействия факторов на плод в течение беременности и родов проанализирован соматический и акушерский анамнез матерей, учтена патология беременности и родов. Во всех случаях дети родились в состоянии асфиксии и с респираторным дистрессом, что требовало проведения первичной реанимационной помощи в родильном зале, протезирования функции внешнего дыхания, перевода в отделение интенсивной терапии, где выхаживание детей ориентировано на раннюю профилактику формирования нейрофизиологических нарушений (NIDCAP). Программа NIDCAP заключается в соблюдении охранительного режима, защите ребенка от повреждающего действия боли, шума, яркого света, минимизации осмотров и процедур, применении специальных укладок, раннего контакта с родителями, психологической помощи родителям.

Уровень мелатонина и серотонина в сыворотке крови определялся иммуноферментным методом наборами Canag (Канада) на иммуноферментном анализаторе STAT FAX 303+ (США) при рождении, в 1-е, 3-и, 5-е, 7-е сутки жизни новорожденных.

Изучение морфофункциональной активности эпифиза мозга у 22 умерших проводилось на кафедре патологической анатомии ХНМУ (зав. кафедрой — профессор А.Ф. Яковцова). Срезы патологоанатомических препаратов разных участков головного мозга и эпифиза окрашивали гематоксилином и эозином, серебрением по Рио-Хортега. Кроме качественного анализа использовали морфометрические показатели (диаметр ядер, количество клеток в поле зрения, толщину зон). Кариометрия подтверждалась изменением оптической плотности ДНК в ядрах пинеалоцитов в гистологических препаратах, окрашенных методом Фельгена — Россенбека.

Результатом комплексной оценки неврологических признаков была общая характеристика деятельности ЦНС больных с выделением ведущего неврологического синдрома и определение степени поражения ЦНС. В диагностике характера и степени внутричерепных повреждений, для определения тактики терапии у больных новорожденных использовались ликворологические данные, нейросонография в 10 стандартных сечениях аппаратом Aloka-500. Количественные показатели подвергались стандартному анализу с расчетом различий по критерию Стьюдента и соответствующему ему уровню достоверности.

Клинические проявления поражения головного мозга в остром периоде проявлялись синдромами угнетения у 47 (100 %) новорожденных, развитие судорог выявлено у 17 (36,2 %). При нейросонографии выявлены признаки отека мозга различной степени тяжести у 100 % наблюдаемых, с признаками вертебробазилярной ишемии — у 12 (25,5 %). Среди детей 2-й группы чаще верифицированы внутрижелудочковые кровоизлияния 3–4-й степени с левосторонней латеризацией и субарахноидальные кровоизлияния.

Анализ динамики содержания уровня индоламинов у выживших и умерших недоношенных новорожденных с гипоксическим поражением ЦНС, представленный в табл. 1, показал, что с возрастом уровень серотонина значительно снижался. Причем к 7-м суткам у новорожденных 2-й группы происходило резкое снижение серотонина в среднем в 3 раза. Уровень и динамика содержания мелатонина у детей 2-й группы были ниже по сравнению с 1-й в 2 раза.

Макроскопически у умерших новорожденных встречался эпифиз четырех форм: полулунной, шаровидной, конусовидной и шишковидной. Средний объем желез по группе колебался от 5,42 х 10–9 до 7,03 х 10–9 м3 и в среднем составил 6,54 ± 0,32 х 10–9 м3. При исследовании серийных срезов эпифиза у 2 новорожденных со сроком гестации 30 недель выявлено, что процессы перестройки железы в связи с ее созреванием всегда начинаются в центре эпифизарной паренхимы, распространяясь на периферию. Такие патоморфологические особенности согласуются с ранее описанными данными по исследованию эпифиза мозга у новорожденных со сроком гестации 25–30 недель [9]. Паренхима эпифиза в центральных отделах представлена структурами, соответствующими псевдотрабекулярному типу строения, а в субкапсулярных отделах — участками первичной мезенхимы, окружающей недифференцированную паренхиму. У новорожденных со сроком гестации более 30 недель центральные отделы железы соответствуют по строению целлюлярному типу, периферические — псевдотрабекулярному, то есть на периферии располагаются преимущественно менее зрелые зоны паренхимы.

При обзорной световой микроскопии желез обращали на себя внимание выраженные признаки острого расстройства кровообращения в виде резкой дилатации и полнокровия капилляров вплоть до разрывов последних и формирования микрогематом как внутри эпифизарной паренхимы, так и в субкапсулярных отделах железы. Наиболее резко были выражены признаки расстройства микроциркуляции в исследуемых эпифизах у новорожденных, умерших до 5-х суток постнатальной жизни. После 5 суток жизни в микрогематомах появлялись признаки начала организации, к 10-м суткам явления резкого нарушения кровообращения исчезали.

Микроскопически в эпифизах новорожденных, перенесших сочетанную гипоксию (анте- и интранатальную), доминировали пинеалоциты со скудной цитоплазмой, тогда как у испытавших интранатально дистресс при благополучном внутриутробном существовании отмечалось наличие большого количества недифференцированных незрелых пинеалоцитов, имеющих круглое гиперхромное маленькое ядро и маленький объем цитоплазмы. Активно функционирующие пинеалоциты имели угловатое ядро с мелкодисперсным хроматином и вакуолизированную цитоплазму. Считается, что такие пинеалоциты синтезируют и продуцируют индоламины — серотонин и мелатонин [9]. Пинеалоциты в состоянии преимущественно полипептидпродукции в эпифизе новорожденных с внутриутробным гипоксическим поражением практически не встречаются, поэтому можно предположить, что внутриутробное существование в условиях гипоксии обусловливает ускорение дифференцировки эпифиза, что имеет биологический смысл в виде организации адаптационных мероприятий на гормональном, метаболическом и нервном уровнях. Доминирование в эпифизе у таких новорожденных индоламинпродуцирующих пинеалоцитов свидетельствует о выраженности аварийной стадии адаптационного процесса.

Процессы адаптивной перестройки у новорожденных с перинатальным гипоксическим поражением ЦНС приводят к увеличению числа активных пинеалоцитов в шишковидных железах по мере увеличения продолжительности жизни ребенка (табл. 2). Последнее обусловлено переходом пинеалоцитов из неактивного состояния в активное. Активизация паренхиматозных эпифизарных клеток выявляется у детей, умерших после 3-х суток жизни, и достигает своего максимума на 7-е.

Кариометрия позволила установить наличие увеличения среднего диаметра пинеальных клеток у умерших недоношенных новорожденных (табл. 3). Это свидетельствовало об увеличении уровня морфофункциональной активности каждого пинеалоцита в отдельности вплоть до конца первой недели.

На рис. 1 представлена диаграмма, отображающая изменение среднего диаметра пинеальных клеток в течение первых десяти суток после рождения.

Данные кариометрии подтверждаются изменением оптической плотности ДНК в ядрах пинеалоцитов исследуемых желез (табл. 3). Оптическая плотность ДНК в гистологических препаратах изменяется обратно пропорционально изменению величины среднего диаметра ядра пинеалоцитов, то есть уменьшается начиная с первых трех суток жизни. Уменьшение оптической плотности ДНК на фоне увеличения размеров ядра свидетельствует об увеличении биосинтетической активности ядер исследуемых клеток, а значит, и самих пинеалоцитов.

Необходимо отметить, что большинство пинеалоцитов в эпифизах мозга новорожденных с перинатальным поражением ЦНС на 5–7-е сутки жизни имели ядра с мелкодисперсным хроматином. Во многих пинеалоцитах в данные сроки выявляется феномен маргинации хроматина, что, как известно, является началом апоптоза, в данной ситуации не физиологического, а форсированного. Разрежение паренхимы, то есть уменьшение плотности расположения пинеалоцитов в пинеальной ткани, свидетельствует о том, что в течение первой недели жизни новорожденные с гипоксическим поражением ЦНС «расходуют» часть паренхиматозных клеток своего эпифиза в связи с их чрезмерным морфофункциональным напряжением и последующим апоптозом.

О том, что происходит повышение морфофункциональной активности каждого пинеалоцита в отдельности, свидетельствуют также результаты изучения плоидности их ядер (табл. 4). Количество пинеальных клеток, имеющих хромосомный набор менее 2с, возрастает по мере продолжительности жизни новорожденного. Это клетки в состоянии начинающегося апоптоза. Параллельно с увеличением числа пинеалоцитов со сниженным содержанием хроматина в ядрах отмечается увеличение пинеальных клеток с полиплоидными ядрами, что отражает наличие внутриутробного стрессора. Одновременно уменьшается количество клеток с нормальным содержанием хроматина в ядрах. Описанные явления обнаруживаются у всех новорожденных данной исследуемой группы, но более всего они выражены у новорожденных, продолжительность жизни которых превышает 7 суток.

Резюмируя полученные данные, можно сказать, что патологическое влияние внутриутробной гипоксии и асфиксии новорожденного, приведшее к поражению ЦНС, в эпифизе мозга недоношенных новорожденных реализуется усилением морфофункциональной активности пинеальных клеток с максимальной направленностью на продукцию индоламинов, что характерно для аварийной стадии адаптационного процесса. Результаты кариометрии и изменения оптической плотности ДНК в их ядрах (степень изменения среднего диаметра ядер пинеалоцитов прямо пропорционально, а изменение оптической плотности ДНК обратно пропорционально продолжительности постнатальной жизни исследуемых новорожденных) свидетельствуют о повышении морфофункциональной активности, направленной на продукцию индолов в каждом отдельном пинеалоците.

Удельный вес активно функционирующих пинеалоцитов как критерий морфофункциональной активности эпифиза наиболее высок на 7-е сутки после рождения. Во многих пинеалоцитах в этот период выявляется феномен маргинации хроматина, что является началом апоптоза.

При плоидометрии пинеалоцитов выявлено увеличение количества клеток с содержанием хроматина в ядрах менее 2с, что еще раз подтверждает наличие усиления процессов массовой клеточной гибели в шишковидных железах у новорожденных, перенесших тяжелую внутриутробную гипоксию. Разреженность паренхимы эпифиза на 7–10-е сутки жизни также подтверждает предшествующий апоптоз пинеалоцитов.

Сопоставление результатов патологоанатомического исследования эпифиза и динамика уровня серотонина и мелатонина подтверждают важнейшую роль этой нейроэндокринной железы в компенсации тяжелого патологического состояния. Микроскопическое изучение особенностей гистоструктуры эпифиза умерших новорожденных с гипоксическим поражением ЦНС показало доминирование среди пинеалоцитов индоламинпродуцирующих, то есть синтезирующих серотонин и мелатонин. Причем серотонин — стрессорганизующий гормон, мелатонин — стресслимитирующий. Процентное содержание индоламинпродуцирующих пинеалоцитов в эпифизе умерших новорожденных с гипоксическим поражением ЦНС высокое. Биохимическое исследование также свидетельствует о гиперпродукции обоих индоламинов.

Кариометрия пинеалоцитов обнаружила увеличение среднего размера ядер, а цитофотометрия — увеличение степени дисперсности ДНК в ядрах в течение первых дней жизни. Это можно трактовать только  как повышение морфофункциональной нагрузки на каждый отдельный пинеалоцит. Одновременно как плоидометрия, так и наблюдение маргинации хроматина в ядрах пинеалоцитов указывают на частые случаи их апоптоза. В течение первых дней жизни изучаемой группы новорожденных эпифиз теряет существенную часть своей паренхимы путем форсированного апоптоза, то есть интегрально возможности эпифиза в связи с этим уменьшаются.

Действительно, уровень серотонина в течение 0–3 дней у впоследствии умерших новорожденных, снижаясь, остается более высоким, чем у выживших с гипоксическим поражением ЦНС; на 5-й день сравнивается, на 7-й становится меньше. Уровень мелатонина у впоследствии умерших во все дни наблюдения ниже, чем у выживших, особенно выражено снижение показателя на 7-й день жизни.

Выявленные морфофункциональные закономерности и данные клинико-биохимических сопоставлений патогенетически обосновывают необходимость заместительной терапии недоношенных новорожденных мелатонином при гипоксическом поражении ЦНС. Положительные действия мелатонина (антиоксидант, ликвидатор нейроэндокринного десинхроноза) могут быть использованы для профилактики массового апоптоза пинеалоцитов, для сохранения адаптационных возможностей эпифиза ребенка в дальнейшем онтогенезе.

О стресспротективных свойствах эпифизарных индоламинов в литературе имеются обширные сведения. Известно, что в организме человека наряду с классической общерегулирующей системой «гипоталамус — гипофиз — надпочечники» функционирует дублирующая антистрессовая, филогенетически более древняя система — эпиталамо-эпифизарно-надпочечниковая [9]. Исходя из постулата о том, что «каждый онтогенез есть краткое повторение филогенеза», логично предположить, что именно эпиталамо-эпифизарная система в организме плода наиболее активно выполняет роль антистрессового протектора. Обнаруживаемые морфофункциональные изменения в эпифизах умерших недоношенных новорожденных изучаемых групп, по-видимому, можно трактовать как ответ шишковидной железы на неблагоприятное стрессорное воздействие перинатальной гипоксии, ведущей к поражению ЦНС. Эти данные свидетельствуют об активном участии эпифиза в реализации компенсаторно-приспособительных механизмов. Последнее еще раз подтверждает положение о том, что эпифиз не является железой внутренней секреции с однонаправленным характером действия, а выполняет в организме роль эндогенного адаптогена и неспецифического модулятора, осуществляющего тонкую настройку органов и тканей для работы в режиме, наиболее соответствующем постоянно изменяющимся условиям внешней и внутренней среды.


Bibliography

1. Шунько Е.Е. Організація медичної допомоги новонародженим — проблеми та перспективи // Жіночий лікар. — 2007. — № 6. — С. 9-10.

2. Кулаков В.И., Антонов А.Г., Байбарина Е.Н. Проблемы и перспективы выхаживания детей с экстремально низкой массой тела на современном этапе // Рос. вестник перинат. и педиатрии. — 2006. — № 4. — С. 8-11.

3. Lindwall R. Respiretory distress syndrome aspects of inhaled nitric oxide, surfactant and nasal CPAP. — Stokholm: Korolinska Institute, 2005. — P. 3-13.

4. Евтушенко С.К. Новый взгляд на этиологию, патогенез и реабилитацию церебрального паралича у детей (факты и гипотезы) // Соціальна педіатрія. — 2003. — С. 36-41.

5. Барашнев Ю.И., Розанов А.В., Панов В.О., Волобуев А.И. Роль гипоксически-травматических повреждений головного мозга в формировании инвалидности с детства // Рос. вестник перинат. и педиатрии. — 2006. — № 4. — С. 41-46.

6. Барашнев Ю.И. Гипоксическая энцефалопатия: гипотезы патогенеза церебральных расстройств и поиск методов лекарственной терапии // Рос. вестник перинат. и педиатрии. — 2002. — № 6. — С. 6-13.

7. Клименко Т.М., Кварацхелия Т.М., Водяницкая С.В. Изменения в легких и катехоламиновый статус при спинальной родовой травме у новорожденных // Здоровье ребенка. — 2007. — № 3. — С. 41-44.

8. Клименко Т.М. Половые гормоны и гипоксическое поражение мозга у новорожденных: клинико-биохимические детерминанты // Здоровье ребенка. — 2007. — № 4. — С. 48-50.

9. Arendt J. Melatonin and the Psneal Gland. — London, 1995. — 331 p. 

Similar articles

Authors: Каладзе Н.Н., Соболева Е.М., Скоромная Н.Н., Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского, г. Симферополь
"Child`s Health" 2 (23) 2010
Date: 2010.08.11
Categories: Pediatrics/Neonatology
Authors: А.Г. Опарин, А.А. Опарин, Ю.И. Двояшкина, Н.В. Лаврова, И.П. Кореновский, З.Ш. Мехтиханова - Харьковская медицинская академия последипломного образования
"News of medicine and pharmacy" Гастроэнтерология (414) 2012 (тематический номер)
Date: 2012.08.08
Роль мелатонина при коморбидной патологии заболеваний ЖКТ с артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца
Authors: Опарин А.А., Опарин А.Г., Лаврова Н.В., Двояшкина Ю.И., Хоменко Л.А. - Харьковская медицинская академия последипломного образования
"News of medicine and pharmacy" Гастроэнтерология (478) 2013 (тематический номер)
Date: 2014.01.15
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual
Authors: Постернак Д.Г.
ГУ «Луганский государственный медицинский университет», г. Рубежное, Луганская область, Украина

"Emergency medicine" 4 (75) 2016
Date: 2016.09.01
Sections: Medical forums

Back to issue