клетки тени в головном мозге
Клетки тени в головном мозге
Описаны два типа изменений — острые и хронические. Острые изменения наиболее четко регистрируются при гибели больных во время эпилептического припадка и особенно эпилептического статуса. Они тяготеют к сосудистым областям, отличаются избирательностью поражения, располагаясь преимущественно в гиппокампе, верхних слоях коры больших полушарий, мозжечке, нижних оливах. Эти изменения кратко могут быть охарактеризованы как острая сосудисто-гипоксическая энцефалопатия.
Хронические изменения рассматриваются как результат повторных острых изменений. Это главным образом фиброз сосудистых стенок н мягких мозговых оболочек, диффузный, а также маргинальный и периваскулярный глиоз.
Нас интересовали главным образом острые изменения при эпилепсии, изучение которых может способствовать пониманию механизма возникновения хронических изменений. Исследования проводились в два этапа. На первом этапе было предпринято серийное гистологическое исследование мозга 5 больных, умерших от эпилептического статуса.
Одновременно исследованию были подвергнуты мягкая мозговая оболочка, различные отделы мозговой коры, гиппокамп, островок, ограда, скорлупа, бледный шар, зрительный бугор, средний мозг, мозжечок, продолговатый мозг.
Применялись окраски гематоксилин-эозином, по методу Ниссля, методу Эроса в модификации Бачерикова, комплексному методу Снесарева, золотосулемовому методу Кахала, методам Мийагавы — Александровского н Шпильмейера. Для выявления нейросекреториой субстанции использован метод Гомори в модификации Майровой, а для изучения адеиогипофнза, помимо обзорных методик, проводилась ШИК-реакция.
Установлено, что мягкая мозговая оболочка во всех случаях отечна, соединительнотканные перекладины разволокнены, наблюдаются расширение сосудов, переполнение их кровью наряду с выраженным фиброзом. В сосудах мозга выявляются как хронические, так н острые изменения. Отмечаются фиброз стенок мелких сосудов, периваскулярная пролиферация глиозных элементов и наличие сидерофагов. Во всех случаях обнаруживается гиперемия.
В капиллярах часты явления стаза. Многие сосуды содержат белковые коагуляты. Сосудистая стенка претерпевает ряд острых дистрофических и некротических изменений в виде набухания, гомогенизации и дискомплексацни. Постоянны нарушения проницаемости сосудистой стенки — периваскулярный отек и периваскулярные кровоизлияния. Нарушение тонуса сосудистых стенок проявляется неравномерным расширением и спадением просвета капилляров, инвагинацией сосудистых стенок и образованием конвалют.
В нервных клетках отмечаются тяжелые дистрофические изменения, которые наслаиваются на хронические повреждения. Во всех слоях и отделах мозговой коры (преимущественно в лобно-базальной и лобно-конвекситальной областях) обнаруживаются интенсивный кариоцитолиз и как следствие его клеточное разряжение коры. Повсюду встречаются клетки-тени с сателлитозом и нейронофагией.
Среди пирамид третьего слоя попадаются как группы сморщенных клеток, так и остро набухшие нейрон. Максимум ишемических нейронов, особенно интенсивный кариоцитолиз, определяется в зоммеровском секторе гиппокампа. Клетки-тени, ишемизированные и васкуолизированные нейроны обнаруживаются в дорсомедиальной и передней группах ядер зрительного бугра, ретикулярной формации мозгового ствола, ядрах блуждающего и подъязычного нервов. В черной субстанции вследствие гибели клеток свободно располагаются кучки пигмента.
В клетках ретикулярной формации многие нейроны перегружены липофусцином; выявляется выраженный кариоцитолиз. Среди клеток Пуркинье мозжечка отмечаются ишемизированные нейроны, местами — ламинарный кариоцитолиз, а в миелиновых волокнах — вакуолизация и четкообразные наплывы миелина.
Судебно-гистологическое исследование тяжелой черепно-мозговой травмы в условиях дыхательной реанимации
библиографическое описание:
Судебно-гистологическое исследование тяжелой черепно-мозговой травмы в условиях дыхательной реанимации / Самсонова Т.В., Фролова И.А., Асмолова Н.Д. // Мат. VI Всеросс. съезда судебных медиков. — М.-Тюмень, 2005.
код для вставки на форум:
В практике Бюро СМЭ МЗ МО за последние годы возросло исследование случаев смерти пострадавших от черепно-мозговой травмы с 476 случаев в1998 году до 1050 – в 2003 г. Увеличилось и количество исследований с тяжелой ЧМТ в условиях дыхательной реанимации.
Анализ этих случаев в гистологическом отделении Бюро продемонстрировал некоторые трудности в решении морфологических вопросов при определении давности процессов повреждения и восстановления в ткани мозга, микроскопическая характеристика которых дает возможность использовать реактивные изменения в качестве критериев давности ЧМТ.
При патолого-анатомическом исследовании этих случаев установлена тяжелая закрытая ЧМТ с кровоизлияниями в мягких тканях головы, субдуральной гематомой, субарахноидальными кровоизлияния ми, очаговыми кровоизлияниями в коре полушарий в виде ушиба; отеком и сдавлением вещества мозга, мелкими кровоизлияниями в стволе.
Микроскопически обследованы твердая мозговая оболочка области повреждения, участки вещества мозга из контузионного очага с перифокальной зоной, а также стволовой отдел.
При гистологическом исследовании под твердой мозговой оболочкой определялись кровоизлияния, состоящие из густо распложенных, гемолизированных и выщелоченных эритроцитов с небольшими скоплениями фибрина. Клетки белой крови, гемосидерофаги в зоне кровоизлияний выявлены не были. Отмечались аутолитические изменения.
В кусочках из больших полушарий мозга были выявлены массивное субарахноидальное кровоизлияние, состоящее из густо расположенных гемолизированных эритроцитов с рассеянными клетками белой крови при отсутствии гемосидерофагов и очаговые кровоизлияния в коре ( в одном из кусочков ). Кровоизлияния в коре располагались на ограниченной территории, имели вытянутую или округлую форму, состояли из гемолизированных и выщелоченных эритроцитов, что соответствовало морфологической картине очага ушиба мозга. В перифокальной зоне – отек ткани мозга, нейроны и клетки глии в виде клеток теней, отсутствие гранулоцитов. Стенки многих сосудов коры и белого вещества с дезинтеграцией клеточных элементов, плохо различимы, местами в виде клеточных тяжей, спавшиеся, обнаруживались и полнокровные сосуды со стазом эритроцитов.
В кусочке из стволового отдела мозга определялись мелкие множественные диапедезные кровоизлияния из рыхло расположенных эритроцитов; распространенные участки клеточного выпадения; изменения нейронов гипоксического и ишемического характера; резко выраженный отек вещества мозга; аутолитические изменения.
Следует отметить, что микроскопическая картина головного мозга в обоих исследованных случаях была практически одинаковой. При этом аутолитические изменения в других органах были незначительными или отсутствовали.
Таким образом, гистологическое исследование головного мозга пострадавших, погибших на 6 и 8 сутки после получения травмы, находившихся на ИВЛ в течении нескольких суток, выявило субдуральное, субарахноидальное кровоизлияния, очаговые кровоизлияния в коре полушарий, при отсутствии гранулоцитарной, макрофагальной реакций без признаков резорбции; распространенные очаги некроза ткани мозга также без гранулоцитарной реакции; и наличие минимальных пролиферативных изменений эндотелия, резкий отек вещества мозга.
Согласно литературным данным микроскопическая картина очаговых изменений при ЧМТ на 6, 8 сутки после получения травмы при отсутствии дыхательной реанимации характеризуется формированием таких реакций как гранулоцитарная, макрофагальная с наличием гемосидерофагов, выраженными пролиферативными процессами клеток глии, эндотелиальных клеток (Науменко В.Г., Митяева Н.А. 1980 г., В.Л. Попов 1988 г., Касумова С.Ю. 1991 г. и др.).
Итак, в случаях смерти пострадавших с ЧМТ и применением ИВЛ микроскопические изменения в головном мозге не соответствовали обычным временным характеристикам динамики патологического процесса очага контузии и перифокальной зоны и отражали замедление процессов организации. Изменения в виде распространенных очагов некроза в коре полушарий и на отдалении, в стволе мозга свидетельствовали об углублении процессов повреждения вещества мозга, что связано с проявлениями длительной гипоксией нервной ткани.
Людковской И.Г. установлено, что применение ИВЛ у больных с наличием крупных очагов нарушения мозгового кровообращения приводит к замедлению процессов организации в нервной ткани.
В заключение следует подчеркнуть, что представленные выше микроскопические изменения в головном мозге лиц, пострадавших в результате тяжелой черепно-мозговой травмы, находившихся на ИВЛ в течение нескольких суток свидетельствуют о развитии гипоксии вещества мозга, что значительно замедляет темпы формирования реактивных и восстановительных процессов не только в очагах травматических повреждений, но и на отдалении и не дают возможности объективно высказаться о давности возникновения черепно-мозговой травмы.
похожие статьи
Определение давности повреждений головного мозга по изменениям ядрышкового организатора в астроцитах / Морозов Ю.Е., Колударова Е.М., Горностаев Д.В., Кузин А.Н., Дорошева Ж.В. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 2018. — №4. — С. 16-18.
Клетки тени в головном мозге
С патологоанатомической точки зрения это заболевание представляет наибольшие трудности для диагностики, вызывая споры среди специалистов в отношении характерных гистопатологических изменений и диагностики по морфологической картине мозга. Полиморфизму клинической картины шизофрении и многообразию форм ее течения соответствует широкий диапазон морфологических изменений мозговой ткани — от случаев, где микроскопически выявляемые изменения мозговых структур практически отсутствуют, до картин, представляющих собой иллюстрацию изменений, отражающих тяжесть и глубину мозгового патологического процесса.
В отечественной нейроморфологии сформировалось представление о том, что патологический процесс, характеризующий шизофрению, можно определить как энцефалопатию, выраженную диффузными дистрофическими изменениями токсико-гипоксического характера и обусловленную обменными сдвигами в организме или в пределах самой нервной системы (в частности, в результате нарушения обмена медиаторов).
Макроскопически мозг при шизофрении, не осложненной возрастными и другими изменениями, не имеет каких-либо характерных особенностей за исключением своеобразной отечности (масса мозга в связи с этим несколько повышена).
Многие авторы обращали внимание на полиморфизм микроскопических клеточных изменений при шизофрении. Находили уменьшение количества нейронов, их атрофию, сморщивание и нагруженность липофусцином, отечность, острое и тяжелое заболевание клеток, их прямую и ретроградную дегенерацию, клетки-тени (кариоцитолиз) и другие изменения.
Наиболее частым изменением нейронов всегда считалось их сморщивание. В выраженных случаях сморщенные клетки гистологически представляют собой остроугольные темные клеточные профили со штопорообразно извитым апикальным отростком. Темная цитоплазма выглядит гомогенной, и в ней неразличимо ядро. Крайние степени сморщивания обозначаются как склероз. Электронно-микроскопически сморщенные нейроны имеют высокую электронную плотность и хорошо выделяются на фоне окружающей ткани [Орловская Д. Д., Савуле в Ю. И., Ойфа А. И., 1978]. Их цитоплазма имеет полный набор как бы «спрессованных» органелл: цистерны гранулярной эндоплазматической сети узкие и извитые,, в матриксе много плотно прилегающих друг к другу свободных рибосом (это обусловливает резкую осмиофилию цитоплазмы), митохондрии овальные или круглые,, обычных размеров и структуры, единичные лизосомы и комплекс (аппарат) Гольджи без особенностей. Ядро с трудом различается на фоне темной цитоплазмы. Иногда в таких клетках органеллы (митохондрии, элементы комплекса Гольджи, цистерны эндоплазматического ретикулума) набухшие. Описанные особенности свидетельствуют о достаточной сохранности функции клетки, но при дальнейшем развитии болезненного процесса и прогрессировании сморщивания клетка может разрушиться.
Процессу сморщивания противоположно набухание нейрона. Гистологически набухание нейрона сопровождается увеличением клеточного теша и отростков, набуханием ядра. Последнее занимает значительную часть клетки,, часто сдвигается в сторону. Иногда в ядрах появляются базофильные глыбки, а ядрышки интенсивно окрашиваются. Нисслевское вещество утрачивает глыбчатость, распыляется и исчезает. Электронно-микроскопически также отчетливо выступает» увеличение тела и отростков нейрона. Ядра округлые, набухшие, большие, со светлой кариоплазмой и умеренным количеством глыбок хроматина. Органеллы в цитоплазме располагаются в виде небольших скоплений, рассредоточенных в просветленном матриксе. Свободных рибосом и полисом мало. Отмечаются единичные малых размеров овальные цистерны гранулярной эндоплазматической сети. Митохондрий может быть много. Они или не изменены, или с явлениями набухания т редуцированными кристами. Встречаются обычного вида лизосомы, и может быть много липофусциновых телец.
Частая находка при шизофрении — нагруженность клеток липофусцином (липоидный склероз, пигментная атрофия и т. п.). Существенно, что эти изменения не зависят от возраста больного, они бывают и у молодых пациентов. Этот тип изменений возможен как при острой, так и при хронической патологии нейрона.
При шизофрении встречается сочетание острых и хронических изменений клеток вплоть до обнаружения этих сдвигов в одной и той же клетке; (например, явления сморщивания и набухания). Наличие множества клеток с острым набуханием, ишемией, отечным состоянием и другими изменениями обычно свидетельствует об остроте и злокачественности процесса.
Важной особенностью патоморфологической картины мозга при шизофрении является очаговостъ (мелкоочаговость) поражения ткани. Группы патологически измененных клеток и очаги их выпадения располагаются среди неизмененных клеточных элементов. Очаги выпадения (пустоты) не связаны с сосудами. Участки гистологически неизмененной ткани при электронной микроскопии также имеют нормальное строение.
Приведенный комплекс изменений при шизофрении варьирует в зависимости от формы, стадии и длительности течения болезни. У умерших больных с не прерывно — прогредиентными формами шизофрении, особенно на отдаленных этапах заболевания (конечные состояния), патологоанатом по существу сталкивается с уже «отзвучавшим» болезненным процессом, т. е. его последствиями. В этих случаях наблюдаются картины хронического изменения нервных клеток, их атрофия, сморщивание и исчезновение с очагами опустошения коры, липоидный склероз нейронов; реакция глии снижена или практически отсутствует, и в глиальных элементах выявляются дистрофические нарушения. При формах шизофрении, текущих приступообразно (периодической и приступообразно-прогредиентной), особенно тогда, когда больной умирает в стадии обострения заболевания, картина изменений в нервных клетках весьма полиморфна. Здесь возможны изменения, соответствующие острому набуханию, ишемические явления, состояния тяжелого заболевания клеток, признаки простого нисслевского исчезновения («таяния») с образованием клеток-теней, а также сморщивание. В этих случаях может быть повышена реактивность микроглии и олигодендроглии, причем электронно-микроскопически в микроглиоцитах отмечается увеличение числа лизосом [Сухорукова Л. И., 1972]. Однако наряду с пролиферативными наблюдаются и дегенеративные изменения этих клеток.
Особый вариант как по клиническим, так и по анатомическим данным представляет собой так называемая гипертоксическая шизофрения [Ромасенко В. А., 1967]. В отличие от других форм шизофрении в этих случаях при макроскопическом исследовании обращают на себя внимание отек и набухание мозга, его резкое полнокровие с выраженной гиперемией мягких мозговых оболочек и вещества, кровоизлияния, преимущественно точечные. Гистопатологическая картина мозга во многих случаях определяется дисциркуляторным синдромом. В нервных клетках различных отделов мозга выявляются острые изменения: набухание тел клеток и отростков, хроматолиз, кариоцитолиз, ишемические изменения, вакуолизация, периваскулярные кровоизлияния, отеки, плазморрагии и т. п. Наряду с острыми возможны и хронические изменения нервных клеток — сморщивание, атрофия, липоидный склероз. В микроглии и олигодендроглии преобладают пролиферативно-дистрофические процессы, астроциты часто с острыми дистрофическими изменениями типа клазматодендроза и зернистого распада. Гистопатология внутренних органов при гипертоксической шизофрении характеризуется дистрофией паренхимы, застойным полнокровием и отеком органов; нередки пятнистые и точечные кровоизлияния в них, а также в коже. Однако ни одну из обычных форм патологии внутренних органов в этих случаях диагностировать не удается.
В связи с интенсивной терапией для спасения жизни больного гипертоксической шизофренией (включая реанимационные мероприятия) в морфологической картине в этих случаях могут отсутствовать резко выраженное набухание мозга, кровоизлияние во внутренние органы и другие изменения.
С практической точки зрения важно учитывать видоизменения гистопатологической картины мозга при сочетании шизофрении с атеросклерозом и гипертонической болезнью. Важнейшие из них — разрежение нервных клеток вокруг и вне сосудов, нарушения сосудистой стенки в виде разрыхления, набухания, дистрофии эндотелиальных элементов, плазматическое пропитывание сосудистых стенок и околососудистая глиозная и лимфоидно-клеточная пролиферация, ишемические изменения нервных клеток, пролиферативные изменения астроглии и олигодендроглии при почти полной пассивности микроглии [Заико Ю. В., 1972].
В прозекторской практике необходимо принимать во внимание и изменения, привносимые в морфологическую картину шизофрении общим и лекарственным патоморфозом заболевания. В настоящее время даже при длительном течении заболевания редко встречается картина широко распространенного сморщивания нейронов, стала меньшей выраженность сморщивания и значительно усилилась полиморфность клеточных изменений.
Если во время заболевания, особенно в период его обострения, наступает беременность и плод развивается в организме больной шизофренией матери, то в клеточных элементах мозга эмбриона (6—12 нед. развития) обнаруживаются существенные изменения. Их удается выявить с помощью метода культивирования нервной ткани: определяют пониженную адаптационную способность клеток и хромосомные аномалии в них [Буравлев В. М., 1972]. Ж. В. Соловьева (1975, 1976) при ультраструктурном изучении в молодых нейронах (нейробластах) и глиобластах наблюдала преждевременное появление большого количества митохондрий с образованием аномальных форм, изменение развития цитоплазматической сети и других мембранных систем с образованием различных мембранных включений, кольцевидных («миелиноподобных») структур, появление липофусцина. Резко увеличивается поверхность клеточных элементов сосудистой стенки, происходит вакуолизация их цитоплазмы; микроглиобласты переходят в более активные (отростчатые) формы. Одновременно этим автором были отмечены и деструктивные изменения.
Описанная патология мозга на ранней стадии развития эмбриона может объяснить ту «врожденную слабость» нервной системы или «врожденное предрасположение» к шизофрении, о которых писал В. А. Гиляровский (1955). В клинической литературе их объединяют под общим названием «дизонтогенез» или «дезинтеграция» развития нервной системы у детей, предрасположенных к шизофрении [Юрьева О. П., 1970; Fish В., 1959, 1977]. Эти представления полностью соответствуют современной дизонтогенетической теории развития шизофрении.
Анатомические изменения мозга у больных шизофренией, умерших в возрасте далеко за 80 лет, соответствуют картине сенильной деменции, но иногда собственно сенильные изменения могут быть маловыраженными.
Клетки тени в головном мозге
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
НИИ кардиологии СО РАМН, Томск
Старение головного мозга человека: морфофункциональные аспекты
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(1-2): 3-7
Грибанов А. В., Джос Ю. С., Дерябина И. Н., Депутат И. С., Емельянова Т. В. Старение головного мозга человека: морфофункциональные аспекты. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(1-2):3-7.
Gribanov A V, Dzhos Yu S, Deryabina I N, Deputat I S, Emel’ianova T V. An aging brain: morphofunctional aspects. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2017;117(1-2):3-7.
https://doi.org/10.17116/jnevro2017117123-7
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
Представлен обзор основных данных в рассматриваемой области, которые имеют значение для понимания патологии, развивающейся в позднем возрасте. Обращено внимание на особенности атрофических процессов и их выраженность в разных структурах мозга, в том числе в аспекте снижения когнитивных функций. Обсуждается также сопряженность структурных изменений в ткани головного мозга с изменениями нейрохимических и биоэлектрических процессов в ЦНС.
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
НИИ кардиологии СО РАМН, Томск
Известно, что возрастные изменения проявляются во всех органах и системах организма человека. При этом особое значение имеют процессы, происходящие в период старения нервной системы, чему посвящен настоящий обзор, в котором обобщены основные факты в этой области.
Старение центральной нервной системы (ЦНС) сопровождается выраженными в различной степени атрофическими процессами. Масса головного мозга медленно, но неуклонно уменьшается. Кора больших полушарий, а в последующем, и мозжечка, становится тоньше. По данным В.В. Фролькис, масса мозга человека в возрасте от 60 до 75 лет снижается на 6%, причем неравномерно в разных отделах. Кора больших полушарий уменьшается на 4%, наибольшие изменения (на 12—15%) происходят в лобной доле. Отмечены гендерные различия степени атрофии мозга при старении. Масса головного мозга женщин примерно на 110—115 г меньше, чем у мужчин. Между 40 и 90 годами масса мозга уменьшается у мужчин на 2,85 г в год, а у женщин — на 2,92 г [1]. Твердая мозговая оболочка становится толще, склерозируется, срастается с костями черепа. Мягкая мозговая оболочка также заметно утолщается, извилины истончаются, борозды расширяются и углубляются. Паутинная оболочка прогрессирующе гиперплазируется и склерозируется с возрастом. По данным H. Brody [2] и H. Chugani и соавт. [3], и масса мозга снижается на 6—7% к 80 годам, мозжечок теряет с возрастом до 25% клеток Пуркинье, ядра таламуса — до 18%; наиболее часто изменения проявляются в префронтальной и медиально-височной областях. По данным E. Kensinger и соавт. [4], в префронтальной области наблюдается атрофия и белого и серого вещества. Уменьшение объема серого вещества обусловлено снижением количества нейронов ввиду их дегенерации. В белом веществе отмечаются аксональные патологические изменения и замедленная нейротрансмиссия. При этом R. Cabeza и соавт. [5] установили, что уменьшение межполушарной асимметрии, наблюдаемое у пожилых людей, наиболее выражено в префронтальной коре. До сих пор остается неясным, является ли билатеральное выравнивание отражением компенсаторной активизации одного из полушарий или же это результат патологических изменений.
Еще одной областью головного мозга, где возрастные изменения наиболее выражены, является гиппокамп [6]. Учитывая роль гиппокампа в формировании памяти, становится понятно, что функциональные и структурные изменения в этой зоне при старении обусловливают трудности запоминания контекста, в котором была получена информация [7, 8].
Таким образом, большинство исследователей мозга человека указывают на преимущественную потерю нейронов в коре, гиппокампе и мозжечке. В большинстве подкорковых образований клеточный состав остается неизменным до старческого возраста [1]. При этом филогенетически более «новые» структуры мозга, связанные с познавательной функцией, в большей степени подвержены возрастной потере нейронов, чем филогенетически «старые» (ствол мозга).
В процессе старения сами нейроны и их отростки уменьшаются в размерах, в них накапливаются липофусцин и жировые вакуоли. Миелиновые волокна истончаются. При электронно-микроскопическом исследовании обнаруживается старческий хроматолиз нейронов, их склеротические изменения и превращение в «клетки-тени». Выявляются не только признаки повреждения и дистрофии нейронов (гомогенизация цитоплазмы, смещение и пикноз ядер, цитолиз, тигролиз) различной выраженности, но и признаки гипертрофии внутриклеточных структур, что указывает на адаптивные процессы в условиях возрастной дегенерации нейронов [9, 10]. В связи с гибелью нейронов возникает один из типичных морфологических признаков стареющего мозга — разрежение клеток. Пустоты в участках полного исчезновения нейронов содержат гранулярный базофильный материал и вакуоли, а также происходит их замещение глиальными элементами [11, 12].
При старении головного мозга в коре больших полушарий, главным образом в лобных долях, а также в гиппокампе и подкорковых узлах увеличивается число глиальных элементов и выявляются старческие (сенильные) бляшки. Они располагаются рядом с сосудами микроциркуляторного русла коры и представляют собой скопления аргирофильного бесструктурного материала, содержащие амилоид и окруженные переплетениями утолщенных аксонов и клетками макро- и микроглии, имеющими мало цитоплазмы [13, 14].
При старении уменьшается плотность синапсов. Однако утрата синапсов происходит не во всех отделах ЦНС в равной степени. Так, в лобной доле достоверно доказано уменьшение количества синапсов с возрастом, в то время как в височной возрастные изменения не наблюдаются. Изменения в состоянии синапсов отмечаются не только в коре, но и в подкорковых структурах. Например, возрастные нарушения пространственной памяти объясняются снижением специфичности, эффективности и пластичности синаптической передачи в гиппокампе. При старении уменьшается способность формирования новых синапсов. Редукция синаптической пластичности в старости может способствовать снижению памяти, ухудшению двигательной активности и развитию других нарушений. При этом ухудшаются межнейронные контакты в различных областях ЦНС, нейроны как бы подвергаются деафферентации, в связи с чем нарушается их ответная реакция на сигналы внешней среды, нервные и гормональные стимулы, т. е. повреждаются синаптические механизмы деятельности мозга [1].
По мере увеличения возраста существенно изменяется состояние медиаторных систем мозга. Одним из наиболее характерных феноменов старения является дегенерация дофаминергической системы мозга, что непосредственно связано с развитием в старческом возрасте таких заболеваний, как паркинсонизм. Нарушения деятельности холинергической медиаторной системы мозга играют одну из основных ролей в расстройствах памяти, восприятия и других познавательных процессов, возникающих при болезни Альцгеймера [15].
Старение сопровождается также изменением активности и содержания в ткани мозга человека энзимов, имеющих отношение к синтезу и разрушению тирозингидроксилазы, ДОФА-декарбоксилазы в черной субстанции, хвостатом ядре и скорлупе; холинацетилазы и ацетилхолинестеразы — в коре, стриатуме, гиппокампе и мозжечке, и следовательно, синтез ацетилхолина в этих структурах уменьшен. Напротив, в среднем мозге увеличивается содержание моноаминоксидазы. Нарушение обмена нейромедиаторов в дофаминергических нейронах головного мозга влечет за собой его снижение в базальных ганглиях, хвостатом ядре и скорлупе, что и вызывает нарушение двигательной активности. Уменьшение содержания серотонина и норадреналина, снижение содержания и скорости обмена дофамина в гипоталамусе связывают с развитием депрессии у лиц пожилого возраста [16].
Возрастное ухудшение кровоснабжения головного мозга по экстра- и интракраниальным сосудам сопровождается изменениями мелких сосудов: склерозом и гиалинозом стенок, сужением просвета. При старении снижается мозговой кровоток, нарушаются функции гематоэнцефалического барьера, уменьшается сопряжение между мозговым кровотоком и метаболизмом глюкозы в связи с использованием в качестве энергетического субстрата кетоновых тел, снижаются уровни тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, а также внутриклеточный рН в мозге, что характеризует изменения церебрального энергетического обмена на всех уровнях. Такие изменения при нормальном старении выражены относительно слабо, тем не менее они повышают чувствительность мозга к окислительному стрессу и другим повреждающим факторам [17—19].
Возрастные изменения сосудистых сплетений проявляются склерозом, образованием кист, кальцификацией, появлением псаммозных телец. Процессы обызвествления в них прогрессируют с возрастом: при компьютерной томографии они выявляются у 1 из 3 — 50-летних, у 3 из 4 — 60-летних и у 5 из 6 — 80-летних пациентов [11].
В процессе старения имеет место постепенное снижение высших психических функций — восприятия, внимания, памяти, мышления. Снижаются скорость обработки информации, объем оперативной памяти, способность к обучению и запоминанию новой информации [20, 21].
Для пожилых людей характерны эмоциональная неустойчивость, снижение умственной работоспособности, повышение порога безусловных рефлекторных реакций, трудности выработки условных рефлексов, а также более медленное их угасание по сравнению с молодым возрастом [22, 23].
По мере того, как человек становится старше, процесс восприятия новой информации и ее кодирования для последующего хранения требует все большего времени, что связано со сниженной эффективностью нервной передачи и сенсорным дефицитом, который ограничивает способность человека быстро и точно воспринимать информацию, предъявляемую для запоминания [24, 25]. У пожилых людей, кроме того, снижается способность извлекать хранящиеся в памяти сведения. Отчасти это обусловлено тем, что им сложнее дифференцировать необходимый фрагмент информации от обильных запасов сведений и знаний, накопленных в течение долгих лет жизни. Этот процесс отграничения (дифференцировки) может быть особенно трудным в случае, когда новая информация сходна по содержанию с давно усвоенной. Вследствие этого пожилые люди демонстрируют гораздо худшие показатели по сравнению с молодыми, в тестах на свободное вспоминание, когда их просят вспомнить заученную информацию, давая при этом минимум подсказок. Однако эта разница сводится к минимуму, когда пожилым испытуемым дается достаточное количество подсказок и ориентиров, чтобы сузить фокус поиска в памяти нужной информации, или когда их просят выбрать правильный ответ из небольшого числа вариантов [26—28].
Считается, что люди пожилого возраста обладают лучшей памятью на события, происшедшие в давнем прошлом, чем на недавние события. Это в основном связано с тем, что давние события либо имеют для человека особое личное значение, либо настолько особенны по содержанию, что не могли в течение жизни быть «стерты» из памяти более поздними событиями [29, 30]. Пожилые люди в течение жизни многократно обращаются к этим воспоминаниям, что повышает их доступность для извлечения из памяти, по сравнению с ежедневными событиями, значительная часть которых со временем забывается. Следует иметь в виду, что гораздо труднее выявить ошибки испытуемых в воспроизведении давних событий по сравнению с событиями текущими, когда ошибки припоминания оказываются очевидными. Так, кратковременная память значительно ослабевает с возрастом и часто оказывается нарушенной у пожилых людей. Возрастные различия долговременной памяти гораздо менее выражены и, как считается, могут быть следствием использования неэффективных стратегий кодирования или дефицита функции воспроизведения [31, 32]. Семантическая память в позднем возрасте не нарушается. Прогрессирующее снижение памяти у некоторых людей отмечается уже между 50—60 годами, что, вероятно, является результатом дегенеративных изменений в нейронах, отложения липофусцина, образования сенильных бляшек в ткани мозга [27].
Речь при старении сохраняется относительно хорошо [3]. Пожилые люди 60—70 лет используют в своей речи более разнообразные грамматические формы по сравнению с более старшей возрастной группой. Беглость речи у пожилых не отличается от лиц более молодого возраста. Однако имеются изменения в процессах понимания чужой речи в связи с сенсорным дефицитом и замедлением скорости обработки информации. В отношении письменной речи также наблюдаются определенные изменения с возрастом. Понимание и восприятие замедляются, пожилым людям становится труднее уловить смысл прочитанного.
Другой особенностью нейродинамических нарушений является уменьшение способности концентрировать внимание в течение длительного времени, поэтому пожилые люди часто отвлекаются на посторонние стимулы при выполнении тех или иных заданий, особенно это выражено, когда необходимо запомнить информацию на фоне «шума» [33]. Им также трудно работать с несколькими источниками информации. Последнее может быть связано с уменьшением способности переключать внимание, т. е. с определенной интеллектуальной ригидностью.
В связи с морфологическими изменениями головного мозга биоэлектрическая активность его также медленно и прогрессирующе изменяется. Начиная с возраста 50 лет наблюдается перестройка спектра ритмов ЭЭГ, выражающаяся в снижении амплитуды и относительного количества альфа-ритма и тета-волн и в нарастании мощности бета-ритма [34, 35]. Что касается медленноволновой активности, то здесь полученные результаты противоречивы. По данным одних исследований [36, 37], имеет место возрастание мощности медленных ритмов и реже выявлялось [38—40] отсутствие изменений и снижение мощности медленных ритмов. Ряд авторов отмечают, что доминирующая частота после 60—70 лет имеет тенденцию к снижению, а по данным визуального анализа ЭЭГ преобладают тета- и дельта-волны. Считается, что замедление ЭЭГ связано ишемией, которая приводит к прогрессирующему увеличению количества пограничных с нормой и патологически измененных ЭЭГ [41]. Есть данные, что существенные отклонения фоновой ЭЭГ у лиц после 70 лет могут обусловливаться нарушениями функции нормальной регуляции сна и бодрствования. К 90—100 годам продолжает снижаться частота доминантного ритма, увеличивается представленность медленной активности, появляется ее асимметрия в височных отведениях. Количественный анализ показывает снижение мощности доминантного ритма и уменьшение его различий по разным зонам по сравнению с 60-летними здоровыми. Тета-ритм связан с памятью и эмоциональной регуляцией [42, 43]. Поскольку нарушения памяти являются одним из наиболее значимых проявлений старения головного мозга, во многом этим объясняется снижение мощности тета-ритма [44, 45]. Также отмечено снижение мощности альфа-ритма. Альфа-1-ритм связан с вниманием и трудностью выполняемого задания, тогда как альфа-2 является нейрофизиологическим коррелятом сложной семантической памяти [46]. Одновременно снижается реактивность альфа-ритма на активирующие нагрузки, а мощность бета-активности при функциональных нагрузках возрастает [47]. Н.В. Вольф и А.А. Глухих [34] обнаружили в своих исследованиях увеличение мощности высокочастотных бета-2 и гамма-ритмов во всех отведениях по сравнению с группой молодого возраста, причем эти различия были наиболее выражены во фронтальных отделах полушарий. У пожилых наблюдается также снижение возможности усвоения навязанных ритмов, диапазон усвоения ритма сужен и сдвигается в сторону низких частот.
Наблюдается также устойчивое увеличение латентности волны Р300 вызванных потенциалов с возрастом (латентность Р300 удлиняется на 1,25 мс в год, а амплитуда уменьшается со скоростью 0,09 мкВ в год) и уменьшение амплитуды зрительных вызванных потенциалов. При исследовании слуховых вызванных потенциалов было отмечено увеличение латентности N1 и P2, а их амплитуды меняются в зависимости от вида стимула: амплитуда N1 увеличивается в ответ на речевой стимул по сравнению с неречевым [48]. Амплитуда P2, по данным J. Lister и соавт. [49], меньше у людей пожилого возраста в сравнении с более молодыми из-за снижения активности процессов торможения. Однако K. Rufener и соавт. [48] в своем исследовании не выявили какой-либо значимой модуляции P2 у пожилых по сравнению с молодыми. С возрастом происходит падение скорости распространения возбуждения по нервам, замедляется синаптическое проведение [50, 51].
По данным В.Ф. Фокина и соавт. [52, 53], качественный анализ характера изменений при старении может быть представлен в отношении двух параметров: усредненного уровня постоянных потенциалов (УПП) и межполушарной разности в височных отведениях. При этом, возможно, картина церебрального энергообмена будет меняться в зависимости от биологического возраста, социального и психологического статуса, региона проживания и других факторов.
Имеются данные, что в лобных областях, где преобладают возрастные изменения — снижение кровотока и гипометаболизм глюкозы, регистрируется вторичное небольшое нарастание УПП, отражающее снижение церебрального рН. В пожилом возрасте отмечается определенное расхождение между динамикой метаболизма глюкозы и изменением КЩР: потребление глюкозы при старении снижается, но pH в мозговой ткани растет, что может быть обусловлено комплексом причин: снижением кровотока и энергетического обмена, деструктивными процессами [18].
Проводились исследования распределения УПП у пожилых северян, которые показали, что к характерным изменениям при старении у них относятся: низкие значения УПП в лобных отведениях, повышение значений в центральных и теменных отведениях, а также повышение индивидуальной вариабельности показателей межполушарных различий. Отмечено сглаживание межполушарной асимметрии у мужчин-северян в лобных, а у женщин-северянок — в центральных отведениях и правополушарное доминирование в центральных отведениях у мужчин [54].
Таким образом, в процессе старения наиболее значимые изменения наблюдаются в медиально-височной и префронтальной областях головного мозга, что в свою очередь приводит к снижению когнитивных функций: уменьшению скорости обработки информации, объема оперативной памяти, способности к обучению и запоминанию новой информации. Морфологические изменения головного мозга обусловливают перемены его функциональной активности, которая отражается на ЭЭГ, при анализе вызванных потенциалов, а также УПП.
Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности Министерства образования и науки РФ на 2014—2016 гг., № 2025 Северному (Арктическому) федеральному университету им. М.В. Ломоносова.