ФГБНУ НЦПЗ. Диссертации. Уранова Наталия Александровна.. Дофаминергическая система мозга при шизофрении (ультраструктурно-морфометрическое исследование).

УРАНОВА Наталия Александровна

ДОФАМИНЕРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОЗГА ПРИ ШИЗОФРЕНИИ (УЛЬТРАСТРУКТУРНО-МОРФОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1.1. Актуальность проблемы.

Проблема шизофрении интенсивно разрабатывается во многих странах мира. Это связано не только с большой распространенностью заболевания, вызываемым им высоким уровнем инвалидизации и соответственно значительным экономическим бременем для общества, но и невыясненностью этиологии и патогенеза этого страдания.

Существует целый ряд гипотез, касающихся причин. и механизмов развития шизофрении. Основными из биологических гипотез являются представления о наследственной обусловленности этого заболевания, его инфекционном, вирусном происхождении, аутоиммунная гипотеза и ряд биохимических и нейрохимических концепций. Нейрохимические гипотезы шизофрении в большинстве своем ориентированы на обмен отдельных нейротрансмиттеров и патологию функции соответствующих мозговых систем (дофаминергической, катехоламинергической, серотонинергической, ГАМКергической и др.).

Одной из наиболее распространенных и обоснованных является дофаминовая гипотеза шизофрении (Crow Т., 1981; Wyatt R., Kirch D., De Lisi L., 1989; Carlsson M, Carlsson A., 1990; Orgen S., 1994). Сущность ее, согласно первоначальным представлениям, сводилась к предположению о существовании при шизофрении гиперфункции дофаминергической системы мозга с избыточным выделением дофамина и гиперчувствительностью дофаминовых рецепторов. Право на существование таких представлений подтверждается особенностями клинических эффектов агонистов и антагонистов дофамина у человека. Речь идет о возникновении шизофреноподобных явлений у психически здоровых людей и обострении симптомов шизофрении при введении амфетамина и высокой терапевтической эффективности при шизофрении нейролептиков (например, галоперидола), являющихся антагонистами (блокаторами) дофаминовых рецепторов. Эти наблюдения доказывают вовлеченность дофаминергической системы в патогенез шизофрении на уровне медиаторно-рецепторных, т. е. преимущественно синаптических, взаимодействий. В пользу дофаминовой гипотезы шизофрении свидетельствуют также биохимические и позитронно-томографические данные, указывающие на нарушение обмена дофамина и гиперчувствительность дофаминовых рецепторов в структурах мозга с высокой концентрацией дофамина при шизофрении (Crow T. et al., 1979, 1981; Mackay A. et al., 1982; Seeman P., I960; Reynolds G., Cutts A., 1992). Хотя не все из перечисленных данных получили полное подтверждение (Reynolds G., 1992), в литературе признается факт существования.. связи между степенью связывания дофаминовых Д2 рецепторов нейролептиками и их антипсихотической активностью (Сгееэе I. et al.,1975; Seeman P., 1980).

Современный вариант дофаминовой гипотезы шизофрении отражает формирование представлений о возможности дисфункций дофаминергической системы при этом заболевании и гетерогенности функционального состояния отдельных ее структур. Так, накопились наблюдения, свидетельствующие о том, что при шизофрении может иметь место сочетание снижения функции мезокортикального отдела дофаминергической системы с гиперфункцией ее мезолимбической части (Davis К., 1991). Допускается также одновременное существование сдвигов Функциональных с явлениями деструктивного характера. Такого рода представления многими авторами рассматриваются в аспекте наличия при шизофрении позитивных и негативных расстройств. Crow Т. (1991), с учетом выраженности этих нарушений и состояния дофаминергических структур, выделяет два типа шизофрении.

Не являясь вполне завершенной, дофаминовая гипотеза шизофрении требует дальнейшей разработки. К числу недостаточно изученных ее сторон относится нейроанатомический аспект проблемы, т. е. вопрос о состоянии структур дофаминергической системы в его морфологическом выражении.

Несмотря на большое число работ по патологической анатомии шизофрении, дофаминергическая система мозга почти не была предметом специального изучения. С точки зрения самой дофаминовой гипотезы, в которой основное место отводится состоянию рецепторов, и с учетом таких характерных для шизофрении проявлений болезни, как разорванность мышления, диссоциативность интеллектуальных функций и аффективных реакций, на ультраструктурном уровне наибольший интерес представляет состояние межнейрональных синаптических связей, обеспечивающих Функционирование мозга и его отдельных систем как единого целого. Такого рода исследования в области шизофрении до сих пор не проводились. Сказанное выше обусловило выбор объекта и методов настоящего исследования.

Предметом исследования в настоящей работе были структуры дофаминергической системы мозга при непрерывнотекущей и приступообразно-прогредиентной шизофрении.

В основу построения нейроморфологического раздела исследования был положен структурно ориентированный подход, учитывающий существующие гистохимические и иммуногистохимические данные по картированию дофаминергических нейронов и их проекций в структурах мозга человека. Он был осуществлен на основе сочетания приемов клинико-анатомического анализа с применением методов электронной микроскопии и компьютерно-морфометрической оценки изменений межнейрональных синаптических связей. Последнее обусловило возможность подойти к оценке состояния дофаминергической системы мозга при шизофрении с точки зрения функциональной нейроморфологии.

1.2. Цель и задачи исследования.

Цель исследования состояла в установлении нейроморфологических особенностей дофаминергической системы мозга при шизофрении в структурах, являющихся источником дофаминовых проекций на уровне среднего мозга (комплекс черная субстанция — вентральное поле покрышки среднего мозга) и в структурах, в которых оканчиваются аксоны дофаминовых нейронов (хвостатое ядро, префронтальная кора, передняя лимбическая кора).

Задачи исследования:

1. Установить ультраструктурные изменения клеточных элементов и межнейрональных связей в нигростриатном, мезокортикальном и мезолимбическом отделах дофаминергической системы мозга при шизофрении.

2. Выявить особенности нейроморфологии дофаминергической системы мозга по сравнению с типичными патоморфологическими проявлениями шизофренического процесса.

3. На основе ультраструктурно-морфометрического исследования выделить наиболее информативные количественные показатели состояния синаптических связей и определить основную направленность изменений синаптических контактов в зонах окончания аксонов дофаминергических нейронов среднего мозга при шизофрении.

4. Дать оценку состояния дофаминергической системы мозга при шизофрении на основе сопоставления ее изменений при этом заболевании с предварительно установленными собственными данными, касающимися Функциональных сдвигов, вызываемых стимулирующими и блокирующими психофармакологическими воздействиями — агонистом дофамина (амфетамином) и антагонистом дофамина (галоперидолом).

5. Выделить наиболее информативные морфологические показатели изменений дофаминергической системы мозга, сопряженные с клинической Формой заболевания, а также возрастом больных и длительностью заболевания.

6. Оценить место и значение ультраструктурных изменений и синаптических перестроек в структурах дофаминергической системы мозга в обшей дофаминовой концепции шизофрении.

1.3. Научная новизна.

Впервые проведено нейроморфологическое ультраструктурно-морфометрическое изучение комплекса структур дофаминергической системы мозга, представляющих как источники дофаминовых проекций на уровне среднего мозга (черная субстанция — вентральное поле покрышки), так и зоны их распределения в пределах нигростриатного (хвостатое ядро), мезокортикального (префронтальная кора) и мезолимбического (передняя лимбическая кора) ее отделов при шизофрении. Проведенное исследование отличает полнота охвата клеточных структур — от тел клеток (нейронов, глии) до их отростков, аксонных терминалей и синапсов.

В дофаминергической системе мозга установлены как общие для шизофрении нейроморфологические проявления, так и признаки, свойственные преимущественно структурам этой системы. Выявлены также характерные для отдельных дофаминергических структур особенности.

Разработан и применен алгоритм компьютерно-морфометрического стереологичеокого исследования синаптических связей, который позволил количественно оценить изменения ультраструктуры и синаптической организации в разных областях мозга.

Состояние дофаминергической системы мозга при шизофрении на основании качественных данных о состоянии дофаминовых нейронов среднего мозга, а также на основании сопоставления полученных количественных характеристик синаптических перестроек в зонах проекций различных отделов дофаминергической системы мозга при шизофрении с результатами исследований синаптических перестроек в тех же отделах мозга под влиянием психотропных препаратов, т. е. в условиях моделирования гипер- и гипофункции дофаминергической системы, оценено как дисфункциональное. Впервые показана гетерогенность морфологического выражения такой дисфункции на разных уровнях структурной организации мозга: установлены нарушения нормального соотношения между отдельными пре- и постсинаптическими компонентами синапсов, изменения сопряженности сдвигов разных популяций синапсов.

Новым является положение о том, что ключевым элементом в структурных перестройках дофаминергической системы мозга при шизофрении является патология клеточных мембран, а также дистрофически-атрофичеокая аксонопатия, которые до последнего времени не считались типичными для шизофрении. Выявлено, что патология клеточных мембран является наиболее информативным показателем, сопряженным с клиническими формами шизофрении, и она более выражена при непрерывнотекущей шизофрении по сравнению с приступообразно-прогредиентной, особенно в случаях с большой длительностью заболевания и ранним возрастом его начала (до 25 лет).

Обращено внимание на неотмеченный в литературе факт наличия при шизофрении на ультраструктурном уровне сочетания дистрофически-деструктивных изменений нервной ткани с гипертрофическими и гиперпластическими процессами.

1.4. Практическая значимость.

Практическое значение результатов данной работы определяется расширением представлений о патогенезе шизофрении, которые неразрывно связаны с возможностью разработки новых подходов к терапии этого заболевания.

Выявленная дезорганизация синаптических связей в структурах дофаминергической системы мозга при шизофрении, проявляющаяся нарушением ультраструктуры синапсов на уровне их отдельных компонентов, изменением соотношения пре- и постсинаптических компонентов, а также числа аксошипиковых и аксодендритных связей может в большой мере определять свойственные этой болезни нарушения информационных процессов.

Показано, что изменения дофаминергической системы мозга выходят за рамки постулируемых дофаминовой гипотезой шизофрении нейромедиаторно-рецепторных нарушений, сближая ее с другими патогенетическими гипотезами, в частности, ориентированными на мембранную патологию, нарушения процессов перекисного окисления липидов и др. В связи с этим обнаруженная мембранная патология как характерное общее проявление ультраструктурных нарушений нервной ткани в дофаминергических структурах мозга при шизофрении, делает необходимым углубленное изучение механизмов нарушения Фосфолипидного обмена при этом заболевании, что важно для поиска новых подходов к фармакотерапии шизофрении.

Установленное положение о том, что дифференциация клинических форм шизофрении (приступообразная и непрерывнотекущая) определяется только степенью выраженности ультраструктурных изменений нервной ткани, и в первую очередь клеточной патологии мембран и дистрофических нарушений глиальных клеток, создает фактическую основу для более глубокого исследования клинико-анатомических взаимоотношений, с применением методов компьютерной морфометрии.

Разработанный алгоритм морфометрического стереологического исследования межнейрональных синаптических связей с использованием полуавтоматического анализатора изображений может быть применен при выявлении пластичности синаптических связей и их перестроек в любых экспериментальных исследованиях мозга в норме и патологии, а также в клинико-анатомических исследованиях. Он успешно применяется в нескольких лабораториях НЦ психического здоровья РАМН, в Томском научном центре РАМН, а также в исследованиях, выполняемых в рамках программы международного научного сотрудничества.

1.5. Основные положения работы.

1. Подтверждено наличие органического мозгового процесса при шизофрении, выходящего за рамки постулируемых дофаминовой гипотезой шизофрении трансмиттерно-рецепторных сдвигов.

2. Выявлены выраженные ультраструктурные изменения клеточных элементов и синаптических связей в дофаминергической системе мозга при шизофрении.

3. Состояние дофаминергических структур мозга при шизофрении характеризуется комплексом ультраструктурных изменений, включающим признаки выраженной патологии (дистрофический процесс) и компенсаторные перестройки в сохранных клеточных элементах. Характерным является нарушение глио-нейрональных взаимоотношений, обусловленное дистрофическими изменениями всех типов глиальных клеток. Наиболее общим элементом патологии является изменение цитоплазматических и внутриклеточных мембран (включая мембранные образования в зоне синаптических контактов) и мембран миелиновых волокон, а также изменения митохондрий по дистрофически-деструктивному типу как в нейронах, так и в межнейрональных синаптических связях и глиальных клетках всех типов.

4. На основе разработанного алгоритма для компьютерно-морфометрического стереологического исследования синаптических связей с помощью полуавтоматического анализатора изображений при шизофрении установлено, что изменения ультраструктуры синаптических контактов и синаптической организации имеются во всех зонах окончаний аксонов дофаминергических нейронов в хвостатом ядре (нигростриатная система), префронтальной коре (мезокортикальная система) и передней лимбической коре (мезолимбическая система). К наиболее информативным показателям ультраструктурных перестроек синаптических связей отнесены размеры постсинаптических уплотнений, объемная, поверхностная и численная плотности аксонных терминалей и содержащихся в них митохондрий.

5. Наряду с регрессивными изменениями синаптических связей в пределах структур дофаминергической системы мозга (сморщивание пресинаптических терминалей, отсутствие в них митохондрий, наличие коротких активных зон синапсов, дегенерация аксонных окончаний по темному типу) отмечены также и прогрессивные сдвиги в виде гипертрофии и гиперплазии аксонных окончаний, увеличения числа аксошипиковых связей, что свидетельствует о разнонаправленном характере синаптических перестроек в целом, часть из которых направлены на компенсацию выявленной патологии синаптических контактов.

6. Характер обнаруженных при шизофрении ультраструктурных особенностей дофаминергической системы мозга, а также их сопоставления с изменениями, характеризующими состояние гиперфункции дофаминергической системы (амфетамин) и блокадой ее функции (галоперидол), свидетельствуют о наличии при шизофрении дисфункции дофаминергической системы мозга. Наиболее четко она выражена в областях проекций дофаминовых нейронов, где выявлено нарушение нормального соотношения между пре- и постсинаптическими ультраструктурными компонентами синапсов, разнонаправленный характер изменений популяций аксошипиковых и аксодендритных синаптических связей и синаптических перестроек в разных областях проекций дофаминовых нейронов, а также в нарушении синаптической организации в целом.

7. Ультраструктурные изменения нервной ткани в структурах дофаминергической системы мозга дистрофически-деструктивного типа, касающиеся ультраструктуры нейронов, синаптических контактов и глиальных клеток, при непрерывнотекущей шизофрении более выражены, чем при приступообразно-прогредиентном течении заболевания. Выявленный комплекс ультраструктурных изменений, включающий нарушения ультраструктуры нейронов, глиальных клеток и синаптических связей дистрофического характера в сочетании с компенсаторными перестройками пролиферативно-гипертрофического типа, может иметь отношение к формированию таких клинических особенностей заболевания, как позитивные и негативные симптомы шизофрении.

8. Отсутствие корреляции параметров синаптических структур с длительностью болезни, отсутствие прогрессивных реакций глии, увеличение числа безмиелиновых волокон и аксонных окончаний в некоторых областях дофаминовых проекций в структурах дофаминергической системы мозга при шизофрении свидетельствует о возможных нарушениях развития дофаминергических структур на ранних стадиях онтогенеза.

1.6. Апробация работы.

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на отечественных и международных конференциях, симпозиумах и конгрессах, в том числе: на конференции «Дегенерация нервной системы» (Бранденбург, ГДР, 1985), на Пленуме Всесоюзной проблемной комиссии «Структурно-функциональные основы организации мозга в норме и патологии» (Махачкала, 1986), на Всесоюзной конференции «Химия, фармакология и клиника нейролептиков» (Таллинн, 1936), на конференции «Новые методы в нейроморфологии» (Лейпциг, ГДР, 1987), на конференции «Методологические, теоретические и методические аспекты нейроморфологии» (Москва, 1988), на XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Звенигород, 1988), на Всесоюзном симпозиуме «Морфо-функциональные исследования нейронов и синапсов» (Пущино, 1989), на советско-итальянском симпозиуме «Современные вопросы геронтологии, психофармакологии и организации психиатрических служб»(Москва, 1989), на Всесоюзной конференции «Медико-биологические аспекты охраны психического здоровья» (Томск, 1990), на V Всемирном конгрессе по биологической психиатрии (Флоренция, Италия, 1991), на XIV конференции по электронной микроскопии (биология и медицина) (Черноголовка, 1992), на ежегодном рабочем совещании по шизофрении (Бадгаштайн, Австрия, 1992).

1.7. Публикации.

По результатам диссертации опубликовано 23 научные работы, в том числе 10 в центральных отечественных и 7 в зарубежных журналах.

1.8. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов, обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Объем диссертации — 300 страниц машинописного текста, включая 6 таблиц и 93 рисунка (микрофотографии, графики, схемы). В работе цитируется 465 наименований, иэ них 75 отечественных и 390 зарубежных.

1.9. Благодарности.

Автор выражает благодарность сотрудникам НИИ клинической психиатрии НЦ психического здоровья РАМН за помощь в проведении настоящего исследования. Особую благодарность автор выражает профессору Д. Д. Орловской за большую помощь в проведении исследования и подготовке диссертации. Автор также благодарит д. м. н. А. И. Ойфа за участие в работе и обсуждение ее результатов. Автор выражает благодарность лаборанту — исследователю Н. Н. Матятовой, инженерам А. М. Теодоровичу, В. П. Бруку и другим сотрудникам лаборатории клинической нейроморфологии за подготовку и обработку препаратов для исследования и эа техническую помощь в работе.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал исследования.

Нейроморфологическое изучение дофаминергической системы мозга при шизофрении проводилось на посмертно взятом материале. Основную группу наблюдений составили 25 случаев шизофрении (7 мужчин, 18 женщин). Все они относились к больным, которые при жизни в период с 1984 по 1992 г. г. находились в Московской городской клинической больнице № 1 им. Н. Н. Алексеева (глав, врач — канд. мед. наук В. А. Козырев).

Использовали 2 критерия для отбора наблюдений — диагноз и время, прошедшее от момента смерти до взятия материала для исследования. В работу были включены случаи шизофрении, не вызывавшие сомнения в диагностическом отношении. Большинство больных на разных этапах течения болезни были проконсультированы сотрудниками НИИ клинической психиатрии НЦПЗ РАМН, а также ведущими специалистами больницы. Из всего клинико-анатомического материала, поступившего в лабораторию клинической нейроморфологии НИИ клинической психиатрии НЦ психического здоровья РАМН в указанный выше период, в разработку были включены только случаи прогредиентной непрерывнотекущей шизофрении, а именно шизофрении параноидной (16 наблюдений) и случаи приступообразно-прогредиентной (шубообразной) шизофрении, по течению, синдромальными проявлениям и степени развития негативных расстройств приближающиеся к непрерывнотекущим формам заболевания (9 наблюдений).

Диагноз основного заболевания в настоящей работе сформулирован в соответствии с классификацией психических болезней НЦ психического здоровья РАМН, а также Международной классификацией болезней 10-го пересмотра (МКБ-10).

Возраст больных к моменту смерти был от 26 до 77 лет, длительность заболевания — от 8 до 54 лет. В подгруппе непрерывнотекущей шизофрении возраст колебался от 26 до 77 лет, длительность болезни от 8 до 54 лет; в подгруппе приступообразно-прогредиентной шизофрении эти показатели соответственно были 49—76 лет и 18-42 г.

Непрерывнотекущая параноидная шизофрения была достаточно типичной по своим проявлениям и особенностям развития болезни. В 6 случаях она манифестировала в среднем возрасте (25-40 лет), в 4 случаях ее начало было ранним (до 20 лет), в 6 более поздним (43-52 г.). Манифестный период болезни характеризовался возникновением, дальнейшим развитием и усложнением галлюцинаторно-бредового синдрома — от несистематизированных идей отношения и преследования до сложных бредовых систем, тесно связанных с галлюцинаторными переживаниями, особенно на стадии появления синдрома Кандинского-Клерамбо с преобладанием псевдогаллюцинаторных расстройств. В некоторых случаях имело место развитие в последующем галлюцинаторной парафрении с Фантастическим бредом. В 1 из наших наблюдений в статусе больной к моменту смерти имелись признаки вторичной кататонии. Помимо такого рода позитивных (продуктивных) психических расстройств в 8 случаях достаточно быстро выявлялись и негативные симптомы, которые позволили к моменту смерти в группе непрерывнотекущей параноидной шизофрении констатировать состояние психического дефекта с типичной для шизофрении структурой и особенностями поведения. В 6 случаях состояние больных в целом оценено как дефектное. Наследственное отягощение шизофренией (семейная шизофрения) было у 6 больных этой подгруппы.

В подгруппе приступообразно-прогредиентной (шубообразной) шизофрении заболевание началось в возрасте 24-50 лет. Приступы болезни были преимущественно бредовыми и галлюцинаторно-бредовыми, лишь в 2 случаях выраженным был и аффективный компонент синдрома. В целом структура приступов видоизменялась в соответствии с закономерностями смены синдромов,

характерными для непрерывнотекущей шизофрении. Течение болезни было приступообразным с возникновением разной глубины ремиссий на Фоне постепенного углубления личностных расстройств и нарастанием психического дефекта. В 4 случаях последний полностью определял психический статус к моменту смерти. Наследственное отягощение шизофренией было выявлено у 4 больных.

Контрольную группу составили 25 случаев соматических заболеваний у лиц без признаков психической патологии (11 мужчин, 14 женщин). Возраст больных в контрольной группе колебался от 28 до 74 лет. Непосредственные причины смерти в основной и контрольной группах были сходными: преобладали острая сердечно-сосудистая недостаточность, инфаркт миокарда, тромбоэмболия легочной артерии. В этом отношении группа изученных нами случаев психических заболеваний по сравнению с контрольными наблюдениями не имела каких-либо особенностей.

Аутопсийный мозг в контрольных случаях был взят в патологоанатомическом отделении Московской городской клинической больницы № 55. Время от момента смерти до взятия мозга для исследования как в основной, так и в контрольной группах не превышало 6 часов.

При сравнении результатов исследования мозга в случаях шизофрении с контрольным материалом принимались во внимание изменения, привносимые процессом старения (в связи с этим отдельно рассматривались наблюдения, относившиеся к больным старше 60 лет) и изменения, обусловленные процессами посмертного аутолиза. В последнем случае для оценки возможного влияния такого рода процессов использовалась схема Ю. И. Савулева и В. А. Агафонова (1977) в той ее части, которая относится к периоду первых 4-6 час. после смерти, т. е. к случаям ранних аутопсий.

Для исследования были взяты участки дофаминергической системы мозга, которые могли дать представление как об областях расположения тел нейронов, дающих начало соответствующим трактам, так и об основных структурах, в которых оканчиваются аксоны дофаминергических нейронов, т. е. проекции этих нейронов. К первым относились черная субстанция и вентральное поле покрышки среднего мозга, ко вторым префронтальная кора (поле 10), передняя лимбическая кора (поле 24) и головка хвостатого ядра. Все структуры были взяты из левого полушария мозга.

2.2. Методы исследования.

Световая микроскопия.

Световая микроскопия использовалась как основа для клинико-анатомической диагностики шизофрении. Для светооптического исследования мозг фиксировали 10 % раствором формалина или 2,5 % раствором глютаральдегида на 0,1 М Фосфатном буфере (рН 7,2-7,4) в течение 24-48 час. После обезвоживания материал заливали в парафин и целлоидин. Затем готовили серийные фронтальные срезы соответствующих мозговых структур. Для гистопатологического исследования применялись следующие методики: окраска гематоксилин-эозином, метод Ниссля, методы Снесарева на астроглию и Мийагавы для выявления микроглии и олигодендроглии, окраска судаком черным на липиды по Лизону, а также фазово-контрастная и поляризационно-оптическая микроскопия.

Электронная трансмиссионная микроскопия.

Кусочки мозга фиксировали в 2,5 % растворе глютаральдегида на фосфатном буфере (рН 7,2-7,4) методом погружения в течение 24-48 час. По окончании фиксации лезвием бритвы готовили Фронтальные срезы толщиной 0,5-1,0 мм. Из них методом случайной выборки брались срезы, из которых вырезались 8-10 кусочков размером 1 мм. Их отмывали в 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,2-7,4) в течение 10-15 мин. Затем материал дофиксировали в 1 % растворе четырехокиси осмия на 0,1 М фосфатном буфере в течение 1-2 час. После этого его отмывали в двух сменах того же буфера, обезвоживали в этаноле возрастающей концентрации и заключали в аралдит.

На ультратомах фирм «LKB»(Швеция) и «Не1спегЪ»(Австрия) получали полутонкие (1-2 мкм) и ультратонкие (45-60 нм) срезы. Полутонкие срезы делали через все слои коры головного мозга и подлежащее белое вещество, а также подкорковые структуры. Они были необходимы для ориентации в соответствующих структурах и прицельного приготовления ультратонких срезов. Полутонкие срезы окрашивались метиленовым синим или толуидиновым синим. Ультратонкие срезы окрашивали спиртовым раствором уранилацетата (15 мин при 56 С) и цитратом свинца по Рейнольдсу в течение 5 мин. при комнатной температуре. Материал просматривали и фотографировали на электронном микроскопе «ЕМ-420» фирмы «Philips» (Голландия).

Каждая из структур мозга изучалась методом трансмиссионной электронной микроскопии с целью общей оценки состояния мозговой ткани и всех ее элементов. При этом наибольшее внимание уделялось изучению синаптических связей, которые оценивались также с помощью специальных методов морфометрического анализа электронограмм.

Количественное электронномикроскопическое исследование (компьютерная морфометрия).

Морфометрический анализ был ориентирован на зоны наиболее плотных проекций дофаминергических нейронов — центральную часть головки хвостатого ядра (нигростриатная система), слой VI префронтальной коры (мезокортикальная система) и слой II передней лимбической коры (мезолимбическая система).

Изучали две популяции синаптических контактов — на шипиках и стволах дендритов. Принимались также во внимание тип синаптических контактов и их форма: подсчитывалось процентное соотношение выпуклых, вогнутых и плоских синапсов, «перфорированных» и«неперфорированных» синапсов.

Измерения проводили с помощью системы полуавтоматического анализа изображений «МОП-видеоплан» фирмы «Контрон» (Австрия) с негативов. Изображения с них с помощью телекамеры передавались на монитор системы, который позволял обводить контуры измеряемых объектов и визуально контролировать эту процедуру. Негативы получали в процессе фотографирования объекта при использовании метода «систематического случайного отбора образцов» (Weibel, 1979). Исследовали по 3 блока с каждой структуры, с которых снимали по 3 сеточки срезов. Фотографирование с сеточек осуществлялось слепым методом при увеличении х!8500. Такое увеличение соответствовало разрешающей способности системы «МОП-видеоплан» и было оптимальным для определения и обводки контуров соответствующих ультраструктур. С каждой сеточки получали по 32 негатива. Они отражали только область нейроглия, где расположена основная часть синаптических контактов. На каждый секционный случай приходилось по 96 негативов, общая площадь которых составляла 1361 мкм. Измерялись следующие параметры: 1) площадь сечения аксонной терминали; 2) периметр аксонной терминали; 3) число аксонных терминалей на негатив; 4) суммарная площадь сечения митохондрий в аксонной терминали; 5) периметр митохондрий в аксонной терминали; 6) число митохондрий в аксонной терминали; 7) площадь сечения постсинаптического уплотнения; 8) периметр постсинаптического уплотнения; 9) длина постсинаптического уплотнения; 10) толщина (ширина) постсинаптического уплотнения; 11) площадь сечения шипика; 12) периметр шипика; 13) число шипиков на негатив. Стереологический анализ проводили на основе измерения перечисленных выше линейных и плоскостных параметров. Оценивались следующие стереологические показатели: 1) объемная плотность (Volume density — Vv), т. е. доля объема, приходящаяся на исследуемую структуру, в единице объема ткани; 2) поверхностная плотность (Surface density — Sv), т. е. совокупная поверхность измеряемой структуры в единице объема ткани. 3) численная плотность (Numerical density — Nv), т. е. число структур в единице объема ткани. Указанные стереологические параметры вычисляли для аксонных терминалей, митохондрий в аксонных терминалях, постсинаптических уплотнений и шипиков. Вычисления стереологических показателей проводилось с использованием стереологической программы, предложенной Фирмой «Kontron Electronik» (ФРГ). Использовались следующие формулы:

Vv = 2-u"a /3-7f (t + 2/3 DQ). NA-AT; Sv =4A/(t + 2/3 DQ)-AT; Nv = NA/(t + 2/3 DQ)"AT. В приведенных Формулах: AT — сумма площадей стандартных полей зрения; А — сумма площадей сечения измеряемых профилей структур в AT; и — сумма периметров измеряемых профилей в AT; NA — число измеряемых профилей в AT; t- толщина срезов; DQ — средний диаметр сечения профиля (DQ = u/71"NA). Толщину срезов определяли по методике «Small- fold technique», предложенной Weibel (1979). Средняя толщина среза составила 0,05 мкм. Объем репрезентативной выборки определяли на основании средних значений и коэффициента вариации (В. Ю. Урбах,1975, Г. Г. Автанвилов, 1990). Статистическую обработку результатов проводили на объединенной системе, состоящей из компьютера «IBM/PC/AT « (США) и «МОП-видеоплан» с помощью пакета программ «Statgraphics». Графическое представление результатов осуществлялось с помощью графического редактора «Harvard Graphics». Для оценки достоверности различий использовали параметрические и непараметрические критерии. Применяли также методы корреляционного анализа.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Световая микроскопия структур дофаминергической системы мозга при шизофрении.

Анатомически диагноз шизофрении, сформулированный на основе принятых в психиатрии принципов клинико-анатомической диагностики, был подтвержден во всех 25 наблюдениях. Были выявлены такие характерные признаки шизофрении, как наличие не связанных с сосудами очагов выпадения нейронов в поверхностных слоях (II и III) неокортекса, наличие гиперхромных нейронов, отложения липофусцина в нейронах, астроцитах и эндотелии сосудов и отсутствие глиальных реакций (заместительного глиоза в очагах выпадения нейронов). В случаях смерти больных старше 60 лет встречались также сенильные бляшки и участвующие в их формировании единичные активированные микроглиоциты. Встречающихся при патологии старения (болезни Альцгеймера и др.) изменений нейронов, в частности, клеток с Альцгеймеровским типом изменения нейрофибрилл, в наших случаях найдено не было.

Во всех исследованных случаях в патоморфологической картине болезни имелись также элементы аутолитических и возрастных изменений. К посмертным изменениям могут быть отнесены начальные явления экстраклеточного отека и набухания миелиновых волокон, а также набухание пресинаптических компонентов синапсов с разрежением синаптических пузырьков, что отражается уменьшением их числа. Гиперхромные нейроны более устойчивы к посмертным изменениям, и перечисленные сдвиги в них выражены значительно меньше. Обоснованность отнесения отмеченных признаков к проявлениям посмертных изменений ультраструктур мозга полностью подтверждается изучением нашего контрольного материала. Отмеченные выше посмертные изменения имелись в большинстве контрольных наблюдений и практически исчерпывались ими. Это дало нам основание сделать вывод о достаточной сохранности структур аутопсийного мозга, взятого не позднее 4-6 час. после смерти, для электронномикроскопического и морфометрического исследования. Последнее подтверждается и тем, что состояние изучавшейся нами мозговой ткани вполне соответствовало имеющимся в литературе описаниям взятого при шизофрении биопсийного материала (Сухорукова Л. И., 1969; Miyakawa Т. et al., 1972).

Возрастные изменения мозговой ткани, т. е. изменения, связанные с процессом старения, оценивались на основе сопоставления наблюдений, относящихся к 2 возрастным группам — до и более 60 лет. Были выделены признаки, которые в изученных нами случаях могут быть отнесены к процессу старения мозга: увеличение в цитоплазме нейронов и глиальных клеток гранул липофусцина, набухание миелина в некоторых миелиновых волокнах, наличие в отдельных аксонных профилях аксональных сфероидов (дегенерирующих митохондрий) и единичных миелиноподобных структур в нейронах и глиальных клетках, повышение числа глиофибрилл с образованием грубых их пучков в астроцитах. Отмеченные выше признаки как посмертных, так и возрастных изменений, естественно, присутствовали и в нейроморфологической картине изучавшихся мозговых структур при шизофрении.

3.2. Электронная микроскопия дофаминергических структур среднего мозга — областей локализации тел дофаминовых нейронов при шизофрении.

3.2.1. Ультраструктура черной субстанции.

В случаях шизофрении по сравнению с контролем в этой области мозга четко выступала своего рода мозаичность, когда на фоне неизмененных участков ткани выделялись клетки с признаками различных структурных изменений. Наиболее часто встречались нейроны с разной степенью гиперхромии. Имелись также сморщенные клетки, которых больше было в случаях непрерывнотекущей шизофрении. В дофаминовых нейронах имелось обилие типичных для них гранул нейромеланина, а также обилие липофусциновых гранул, липидных капель и лизосом на разных стадиях трансформации. Наиболее измененными внутриклеточными органеллами при шизофрении оказались митохондрии, в которых выявлено набухание, деформация и разрушение крист, появление осмиофильных включений; можно было видеть связь измененных митохондрий с липидными включениями. Хотя сходные изменения митохондрий обнаруживались и в контрольном материале, степень таких изменений при шизофрении была значительно выше. В отдельных нормохромных нейронах были видны дистрофические изменения в виде разного рода включений в соме и аксонах электронноплотного нитевидного материала, напоминающего измененные нейрофиламенты и микротрубочки. Эти включения располагались в зоне гранулярного эндоплаэматического ретикулума, вытесняя последний. Достаточно выраженными они были в 8 случаях шизофрении (у лиц старше 60 лет) и 1 контрольном наблюдении (больной 73 лет). Это дает основание полагать их связь со свойственной старению патологией цитоскелета, отражающей нарушения белкового синтеза. Помимо признаков нарушения белкового обмена были выявлены и признаки патологии углеводного обмена: скопления гранул гликогена в телах и дендритах нейронов, отсутствующие в контроле.

Характерной особенностью нейропиля черной субстанции при шизофрении по сравнению с контрольными случаями была избирательная патология миелиновых волокон различного диаметра. В одних волокнах эта патология касалась в основном осевого цилиндра. В таких миелиновых волокнах выявлены набухание и дезорганизация крист митохондрий, появление мультивеэикулярных и разного рода электронноплотных тел, в том числе аксональных сфероидов. Подобного рода изменения были более выраженными у больных обеими формами шизофрении, умерших в позднем возрасте. В других волокнах преобладали нарушения миелиновых оболочек: отложения мелкогранулярного и везикулярного материала в миелиновых оболочках, появление концентрических мембранных структур, многокамерных кист между ламеллами миелина и осевым цилиндром волокна, паракристаллических мембранных структур внутри и снаружи миелиновых волокон. Деструкция ламелл миелина часто приводила к образованию миелиноподобных фигур, как связанных с миелиновой оболочкой, так и располагающихся отдельно в нейропиле. Изменения в миелиновых оболочках часто сопровождались уменьшением диаметра осевого цилиндра волокна, т. е. его атрофией. Отмечалась большая выраженность нарушений ультраструктуры миелиновых волокон в случаях непрерывнотекущей шизофрении, особенно при начале болезни в подростковом и молодом возрасте. Наряду с развитием дистрофического, деструктивного и атрофического процессов в миелиновых волокнах можно было отметить признаки пролиферативных компенсаторных изменений: утолщение миелиновой оболочки, появление волокон с тонкой миелиновой оболочкой и насыщенной органеллами аксоплазмой, с гипертрофией и гиперплазией митохондрий. При этом многие аксоны и дендриты нервных клеток были полностью сохранными и не отличались от таковых в контрольном материале.

Типичная для шизофрении мозаичность состояния структур нейропиля относилась и к синаптическим контактам. Среди неизмененных синапсов выделялись синапсы с признаками самых разных изменений. Чаше всего обнаруживались гиперхромия и сморщивание пресинаптических аксонных окончаний, скопление в них избыточного числа синаптических пузырьков. В других аксонных окончаниях, напротив, имелись признаки набухания и число синаптических пузырьков в них было сниженным. В отдельных пресинаптических бутонах была обнаружена также темная валлеровская дегенерация. Все изменения чаще всего наблюдались в аксодендритных синапсах. К особого рода изменениям синаптических контактов при шизофрении относилось наличие многослойных мембранных структур вокруг аксонных терминалей с избыточным числом синаптических пузырьков. В образовании таких структур принимали участие претерминальная часть аксонов и тесно прилежащие к синапсам отростки астроцитов. Иногда мембранные структуры настолько тесно прилежали к синапсу, что деформировали его. В синаптических структурах отмечались и изменения пролиферативного характера: появление колб роста аксонов, гипертрофия пресинаптических окончаний, гипертрофия и гиперплазия содержащихся в них митохондрий. Признаки такого рода по существу компенсаторных изменений в синапсах, как и в миелиновых волокнах, выявлялись во всех случаях шизофрении, однако они были более выраженными в более молодом возрасте при меньшей длительности болезни.

Для глиальных элементов при шизофрении были характерны дистрофические нарушения. Это касалось в первую очередь астро- и олигодендроглии. Редко встречающиеся микроглиальные клетки были атрофичными с вакуолизацией цитоплазмы. Были отмечены также изменения в клетках периваскулярной глии и в сосудистой стенке: отечность перикапиллярных отростков астроцитов, дистрофические изменения перицитов и эндотелиальных клеток (включения липидных капель, липидно-гралулярных комплексов, появление в сосудистой стенке мембранных структур). При приступообразно-прогредиентной шизофрении такого рода изменения по сравнению с непрерывнотекущей были значительно менее выраженными.

3.2.2. Ультраструктура вентрального поля покрышки среднего мозга.

В этой структуре, где расположены тела дофаминовых нейронов, характер ультраструктурных изменений нейронов, синаптических контактов и глиальных клеток был во многом сходным с изменениями в черной субстанции. Однако были и некоторые особенности: найденные в цитоплазме и аксонах нейронов черной субстанции филаментозные включения в цитоплазме в данной структуре отсутствовали. Наряду с нормохромными и гиперхромными нейронами здесь были видны типичные для шизофрении сморщенные клетки. Помимо типичных дистрофических изменений астро- и олигодендроглии обнаружены признаки их активной фагоцитарной активности. Так, в цитоплазме этих типов клеток обнаруживались остатки поврежденных миелиновых волокон, миелиноподобные Фигуры и разнообразные мембранные структуры. Редко встречающиеся микроглиальные клетки выглядели атрофичными, но их ультраструктура в целом не была изменена.

3.3. Электронная микроскопия структур мозга — областей дофаминовых проекций при шизофрении.

3.3.1.1. Ультраструктура головки хвостатого ядра (нигростриатная система).

Большинство нейронов в хвостатом ядре при шизофрении были нормохромными с типичной для них цитоплазмой, которая не претерпевала изменений, за исключением увеличения количества липофусциновых гранул и лизосом. Здесь редко встречались хроматолитические и гиперхромные нейроны, что существенно отличало спектр изменений ультраструктуры нейронов хвостатого ядра от описанных выше структур. Лишь в отдельных случаях параноидной шизофрении, с небольшой длительностью и началом болезни в возрасте до 25 лет наблюдались не только гиперхромные, но и сморщенные нейроны.

Структура большинства отростков нейронов, в частности, дендритов, миелиновых и безмиелиновых волокон и синаптических контактов была сохранной. Но некоторые дендриты были набухшими, в них отсутствовали митохондрии и микротрубочки, встречались вакуоли, гранулы липофусцина, электронноплотные включения. На фоне сохранных миелиновых волокон выявлялась патология отдельных волокон разного диаметра, аналогичная описанной в нейропиле дофаминергических структур среднего мозга. Характерным для патологии миелиновых волокон хвостатого ядра при шизофрении было появление многочисленных миелиноподобных фигур (многослойных мембранных образований) разной степени сложности и размеров, которые располагались как внутри, так и вне волокна.

На фоне сохранных синаптических структур выделялись синаптические контакты разной степени тяжести — от видимого выраженного утолщения постсинаптических мембран в отдельных синапсах, набухания шипиков и пресинаптических аксонных терминалей, группировки синаптических пузырьков в центре терминали до сморщивания и темной валлеровской дегенерации пресинаптических бутонов. Наиболее выраженной особенностью синапсов хвостатого ядра по сравнению с другими структурами дофаминергической системы при шизофрении оказалось обилие синапсов с мембранными структурами. Многослойные мембранные кольцевидные структуры располагались как внутри, так и снаружи пресинаптической терминали, иногда охватывали терминаль полностью или полукольцом, как бы изолируя ее от окружающего нейропиля. При этом ультраструктура аксонных окончаний с мембранными структурами была или сохранной, или такие аксонные терминали выглядели атрофичными, в них отсутствовали митохондрии, и они образовывали синапсы с короткими активными зонами на шипиках и стволах дендритов. Обнаруживались также и признаки пластических перестроек синаптических контактов: обилие перфорированных синапсов и видимое удлинение активных зон отдельных синаптических структур, появление полирибосом в шипиках дендритов.

Достаточно выраженными были дистрофические изменения части клеток глиального ряда. Выявлены отечность астроцитов, их нагруженность липофусцином, липидными каплями, вакуолями и мембранными образованиями. Эти изменения были характерны как для астроцитов, расположенных в нейропиле, так и для перикапиллярных астроцитов. В клетках олигодендроглии отмечены пикноз ядер отдельных клеток, обеднение цитоплазмы органеллами, обилие конгломератов электронноплотного материала неизвестной природы. В контрольных случаях подобный материал отсутствовал. Вместе с тем при шизофрении был четко выражен феномен сателлитоза олигодендроцитов, редко наблюдавшийся в контрольном материале. В хвостатом ядре чаще, чем в других структурах, встречались и микроглиальные клетки. Часть из них была сохранной, в других отмечено набухание клеточных органелл и появление конгломератов электронноплотного материала, сходного с тем, который встречался в олигодендроглии. Осмиофильные гранулы обнаруживались иногда и в стенке кровеносных сосудов.

Большая выраженность и распространенность патологии мембран нейронов (обилие мембранных структур в пресинаптических окончаниях и кольцевидных мембранных структур внутри и снаружи миелиновых волокон), а также дистрофического процесса в глиальных клетках имели место при непрерывно-текущей шизофрении.

3.3.1.2. Морфометрия синаптических связей в головке хвостатого ядра.

Поскольку большая часть синапсов в головке хвостатого ядра расположена на шипиках дендритов, и окончания аксонов нигростриатных дофаминовых нейронов образует аксошипиковые синапсы, для морфометрического исследования была выбрана популяция аксошипиковых синапсов.

Морфометрическое исследование было проведено в 7 случаях параноидной шизофрении и в 7 контрольных случаях.

Результаты показывают, что в группе шизофрении средние значения всех параметров были выше, чем в контрольной группе. Однако соответствующие различия были достоверными только по двум параметрам — Vv и Sv постсинаптических уплотнений (повышение на 67 и 52 % соответственно). Дополнительно проведенное на той же выборке исследование показало, что увеличение объемной и поверхностной плотностей постсинаптических уплотнений обусловлено достоверным повышением как их длины (на 14 %), так и толщины (на 16 %).

Достоверное повышение размеров постсинаптических уплотнений (являющихся зоной рецепторов к нейромедиаторам), может быть связано с повышением числа дофаминовых Д2 рецепторов и их гиперчувствительностью, поскольку аналогичные изменения установлены нами на модели гиперчувствительности дофаминовых Д2 рецепторов на животных (Uranova et al., 1991).

Многие авторы связывают гиперчувствительность дофаминовых Д2 рецепторов также с воздействием нейролептиков. В связи с тем, что исследованные нами больные лечились нейролептиками до момента смерти, нами был проведен корреляционный анализ между измеренными синаптическими параметрами, в том числе размерами постсинаптических уплотнений, и суммарными дозами нейролептиков, которыми лечили больных за период их последней госпитализации, выраженными в виде хлорпромазинового эквивалента (Davis,1974). Зависимости изменения исследованных параметров от действия нейролептиков выявлено не было. Следует также отметить отсутствие экстрапирамидных нарушений у исследованных больных как возможных побочных эффектов терапии нейролептиками. Не было установлено также зависимости показателей постсинаптических уплотнений при шизофрении от возраста и длительности болезни. Вместе с тем известно, что генетические факторы определяют число дофаминовых рецепторов и их чувствительность к агонистам дофамина (Fink R., Reis С., 1981; Kendler M., Davis S., 1984). Это дает основание предположить возможность генетической детерминированности увеличения размеров постсинаптических уплотнений при шизофрении.

Проведенный корреляционный анализ зависимости различных измеренных параметров между собой показал, что имеющиеся в норме жесткие связи между отдельными параметрами (митохондрий, аксонных терминалей, постсинаптических уплотнений и шипиков), при шизофрении ослабевают (Табл). Эти данные указывают на рассогласование функционирования как отдельных компонентов синаптических контактов, так и на нарушение связи между ультраструктурой и числом синапсов при шизофрении.

3.3.1.3. Морфометрия глио-синаптических взаимоотношений в головке хвостатого ядра.

В проведенном морфометрическом исследовании внутриклеточных органелл в соме астроглиальных клеток головки хвостатого ядра в тех же 7 случаях параноидной шизофрении и 7 контрольных случаях, в которых проводилась морфометрия синаптических контактов, оценивали объемную фракцию (Vv,%) и число (N) митохондрий (сохранных и набухших), набухших цистерн эндоплазматического ретикулума (с образованием вакуолей), липофусциновых

Таблица.

Коэффициенты корреляции между параметрами синапсов в хвостатом ядре в контроле и при шизофрении.

Параметры	Контроль	Шизофрения
W митохондрии/ Vv аксонных терминалей	R=0.82 р=0.02	R=0. 16 р=0.7
Nv митохондрия в аксонных терминалях/Vv аксонных терминалей	R=0.75 р=0.05	R=0.11 р=0.8
Nv митохондрия в аксонных терминалях/Nv аксонных терминалей	R=0.84 р=0.01	R=0.35 р=0.4
Vv постсинаптических уплотнения/ Nv постсинаптических уплотнении	R=0.78 р=0.04	R=0.48 р=0.3

гранул и липидных капель. Хотя в целом по группе шизофрении количественные показатели как объемной фракции, так и числа клеточных органелл не отличались достоверно в группе шизофрении по сравнению с контрольной, исследование корреляционных взаимоотношений между параметрами астроцитов и синапсов при шизофрении и в контроле выявило наличие достоверных позитивных корреляций между отдельными параметрами в контроле, но не при шизофрении: между Vv постсинаптических уплотнений и числом вакуолей в астроцитах (R=-0,86, p<0.01 в контроле и R—0.08, р<0,85 при шизофрении), (между Nv постсинаптических уплотнений и Vv липофусцина (R=0,87, p<0,01 в контроле и R=0,09, p<0,84 при шизофрении). Эти данные подтверждают нарушения глио-синаптических взаимоотношений при шизофрении.

3.3,2.1. Ультраструктура префронтальной коры (поле 10) больших полушарий (мезокортикальная система).

В префронтальной коре, по сравнению с описанными подкорковыми структурами, изменения нейронов были более выраженными полиморфными. Этот полиморфизм определялся большим числом клеток с разной степенью гиперхромных изменений — в диапазоне от нормохромных до сморщенных нейронов, нейронов с признаками периферического хроматолиза, нейронов, нагруженных липофусцином, липидными включениями и лизосомами, которые были расположены среди клеток с сохранной ультраструктурой. В отростках нейронов отмечалось набухание дендритов, отсутствие в них микротрубочек, разные формы деструкции митохондрий или отсутствие последних, а также набухание шипиков и гипертрофия шипикового аппарата. Среди сохранных миелиновых волокон в отдельных волокнах крупного и среднего калибра преимущественно в средних и глубоких слоях коры отмечались сходные с описанными в подкорковых структурах мозга изменения. Наиболее часто отмечалась деструкция митохондрий в осевых цилиндрах волокон, отложения гранулярного материала между осевым цилиндром и миелиновой оболочкой, локальная деструкция миелиновых оболочек. Различным было и состояние синаптических структур. Среди синапсов без признаков патологии обнаруживались измененные синаптические контакты как на шипиках, так и на стволах дендритов. Наиболее выраженными эти изменения были в слоях V, VI и II. Полиморфизм изменений синапсов во многом определялся состоянием пресинаптических аксонных терминалей, часть из которых находилась в состоянии разной степени набухания, другая — разной степени сморщивания, и отдельные окончания были с признаками темной валлеровской дегенерации. В отличие от подкорковых структур в префронтальной коре при шизофрении сравнительно редко обнаруживались синапсы с мембранными структурами.

В глиальных клетках всех типов также отмечались выраженные дистрофические изменения. В астроцитах они выражались отечностью, обеднением цитоплазмы органеллами, отсутствием глиофиламентов, нагруженностью липофусцином. Сходные, но менее выраженные изменения выявлены в олигодендроглии, Редкие микроглиальные клетки были с признаками атрофии. В целом большие изменения обнаружены в глиальных клетках, расположенных вокруг и вблизи кровеносных сосудов.

В 13 случаях шизофрении было проведено прицельное электронномикроскопическое исследование очагов выпадения нейронов в поверхностных слоях префронтальной коры с помощью полутонких срезов. Было обнаружено обилие пучков безмиелиновых волокон, идущими в различных направлениях, отечные дендриты с редкими синапсами на них, отечные дистрофически измененные астроциты и олигодендроглиоциты. Вместе с тем в этих очагах не было выявлено ни признаков демиелинизации, ни проявлений глиоза.

3.3.2.2. Морфометрия синаптических связей поля 10 префронтальной коры.

Количественная оценка состояния синаптических связей в префронтальной коре проводилась в слое VI в двух популяциях синапсов — на шипиках и стволах дендритов. Исследование проведено в 5 случаях параноидной шизофрении и 5 контрольных наблюдениях.

Результаты отражены в табл. 3. Установлено достоверное повышение Vv, Sv и Nv аксонных терминалей (на 93 %,73 % и 48 % соответственно) и тенденция к повышению средних значений тех же параметров митохондрий в аксонных терминалях, постсинаптических уплотнений и дендритных шипиков аксошипиковых синапсов в группе шизофрении по сравнению с контрольной. В аксодендритных синапсах установлена противоположная тенденция к изменению значений параметров синаптических структур: достоверное снижение Vv, Sv и Nv митохондрий и недостоверное снижение средних значений других параметров синапсов при шизофрении. При шизофрении повышена относительная доля перфорированных, выпуклых и вогнутых синапсов.

Достоверных корреляций синаптических параметров с длительностью болезни не выявлено, однако отмечена выраженная тенденция к снижению численной плотности синапсов (постсинаптических уплотнений) на шипиках дендритов при увеличении длительности болезни. Показано, что высокие и достоверные коэффициенты корреляции при шизофрении (между объемной и численной плотностями аксонных терминалей, между численной плотностью аксонных терминалей и численной плотностью содержащихся в них митохондрий) в контроле снижаются и становятся недостоверными.

Выявленные избыточность аксонных терминалей, изменения средних значений отдельных параметров синаптических контактов, данные корреляционного анализа о взаимоотношениях между отдельными параметрами, а также противоположная тенденция к изменению параметров в синапсах на шипиках и стволах дендритов свидетельствуют о нарушениях в структуре синапсов и синаптической организации при шизофрении.

Сопоставление выявленных изменений синаптических контактов префронтальной коры при шизофрении с действием длительного введения галоперидола (Klintsova et al., 1989) показало, что соответствующие синаптические перестройки в этих случаях имеют противоположный характер. В отличие от шизофрении галоперидол снижает плотность аксошипиковых и повышает плотность аксодендритных синапсов. Это дает основание полагать, что изменения синапсов при шизофрении в изученной структуре, по-видимому, не связаны с действием нейролептиков.

3.3.3.1. Ультраструктура передней лимбической коры (поле 24) больших по-лушаний (мезолимбическая система).

Оценка состояния нейронов и их отростков в этой области мозга показала сходство характера их изменений с изменениями клеток в поле 10 префронтальной коры. В передней лимбической коре также обращало на себя внимание наличие в верхних слоях коры, особенно в слое II, большого числа пучков тонких безмиелиновых волокон. Но при шизофрении их число, плотность расположения и площадь, которую они занимали, были значительно большими, чем в контроле. Эти пучки располагались в самых разных направлениях, иногда по ходу сосудов.

Сопоставление изменений в полях 10 и 24 позволило установить, что у больных с непрерывнотекущей шизофренией чаше наблюдались картины выраженного хронического изменения нейронов, их атрофия, сморщивание, наличие очагов выпадения нейронов на уровне верхних слоев коры. При приступообразно-прогредиентном течении болезни больше выражен полиморфизм изменений нейронов и их отростков: сочетание набухших и гиперхромных нейронов вплоть до разных стадий сморщивания нервных клеток, Столь же различным было и состояние синаптических контактов. Что касается глиальных элементов, то, как и в других структурах дофаминовой системы мозга, выраженные дистрофические нарушения клеток астро- и олигоглии чаще отмечались в случаях непрерывнотекущей шизофрении по сравнению с приступообразно-прогредиентной. Микроглиальные клетки были более атрофичными при непрерывнотекущей шизофрении.

3.3.3.2. Морфометрия синаптических связей поля 24.

Морфометрическое изучение синаптических контактов на шипиках и стволах дендритов проводилось на уровне слоя II в 5 случаях параноидной шизофрении и 5 контрольных случаях. Результаты исследования показаны в табл. 4. В популяции аксошипиковых синапсов установлены достоверное повышение площади и периметра аксонных терминалей, а также площади постсинаптических уплотнений и достоверное снижение числа митохондрий в аксонных терминалях в группе шизофрении по сравнению с контрольной. Изменения остальных параметров были недостоверными. В популяции аксодендритных синапсов достоверно сниженными были площадь и периметр аксонных терминалей, повышенной оказалась длина постсинаптических уплотнений. Другие же показатели были изменены недостоверно. В группе шизофрении обнаружено снижение относительной доли (%) перфорированных, вогнутых и плоских синапсов за счет повышения частоты неперфорированных и выпуклых синаптических контактов. При корреляционном анализе не было выявлено зависимости исследованных показателей синапсов от возраста пациентов и длительности болезни.

Спектр нарушений ультраструктуры синапсов отражает полиморфизм изменений нейронов при шизофрении, который, как показало проведенное исследование, касается всех отделов нервных клеток — их тел, отростков, окончаний и синаптических контактов. При этом одной из характерных особенностей изученных структур мозга при шизофрении является сочетание патологически измененных синапсов с синапсами, ультраструктурные сдвиги в которых могут трактоваться как функциональные, и полностью сохранными межнейрональными контактами. Установлен разнонаправленный характер изменений синаптических связей в структурах дофаминергической системы мозга при шизофрении: регрессивные, дистрофически-деструктивные (сморщивание пресинаптических аксонных терминалей, отсутствие в них митохондрий, наличие мембранных структур, коротких активных зон синапсов, дегенерация аксонных окончаний по темному типу) и прогрессивные, пластические (гипертрофия и гиперплазия аксонных окончаний, увеличение размеров и числа аксошипиковых связей), направленные на компенсацию регрессивных изменений синапсов при шизофрении. Полученные данные позволяют расширить и углубить интерпретацию фактов, касающихся синапсов, которые были изложены в ранее выполненных электронномикроскопических исследованиях аутопсийного и биопсийного материала мозга больных шизофренией (Андерс В. Н.,1976; Сухорукова Л. И.,1969; Miyakawa Т. et al, 1972; Garey L., Ong W., 1992).

Таким образом, пластические перестройки синаптических связей весьма разнообразны и разнонаправленны. Они касаются как пре-, так и постсинаптических компонентов синапсов и их отдельных элементов.

К аномальным пластическим изменениям можно отнести выявленную на качественном уровне избыточность пучков тонких безмиелиновых волокон в слое II передней лимбической коры, а также достоверную избыточность аксонных терминалей в слое VI префронтальной коры наряду с тенденцией к повышению числа синаптических связей при шизофрении по сравнению с контролем. Избыточность пучков безмиелиновых волокон, достоверное повышение числа аксонных терминалей могут быть либо проявлением аномального спроутинга, либо быть генетически детерминированными изменениями, нарушениями развития структур мозга при шизофрении (Benes F. et al., 1987). Последнее соответствует гипотезе о формировании «ошибочных» связей при шизофрении (Goodman D.,,1989; Stevens J., 1992). Установленное в нашем исследовании отсутствие достоверных корреляций измеренных параметров синаптических структур с длительностью болезни также свидетельствует в пользу возможного генетически детерминированного нарушения формирования межнейрональных контактов в процессе онтогенеза у больных шизофренией. Взятые в целом, эти изменения могут вовлекаться в патогенез болезни, обуславливая типичные для шизофрении патологические формы поведения, особенно характеризующиеся чертами диссоциативности и «расщепления».

ТАБЛИЦА

Количественные показатели ультраструктурных компонентов синаптических контактов аксошипиковых и аксодендритных синапсов в передней лимбической коре (М ± т).

Шизофрения

Параметры	Аксошипиковые синапсы		Аксодендритные синапсы
Параметры		Контроль	Шизофрения	Контроль
Площадь аксонных терминале?! (мк)	0,754+0,018	0,897+р>030**	1,229 + 0,059	0,993+_0,031**
Периметр аксонных терминале?! (мк)	3,334+0,061	3,618+0,060**	4,219+0, 149	3,794+0,061**
Суммарная площадь митохондрий в аксонной терминали (мк)	0, 141+0,010	0, 120+0,008	0, 155±0,016	0, 147+0,014
Число митохондрия в аксонной терминали	0,930*0,032	0,748+0,043**	0,873+0,068	0,754+0,060
Площадь шипиков (мк)	0, 210+0,005	0, 196+0,007
Длина постсинаптического уплотнения	0,415+0,010	0,421+0,009	0,644+0.020	0,692+0,017*
Площадь постсинаптического уплотнения (мк)	0,037+0,001	0,043+0,002**	0,057+0,003	0,063+0,002

р<0,05; ** — р<0,01 (достоверности отличии по сравнению с контролем)

Нарушения ультраструктуры синапсов при шизофрении связаны с патологией аксонов и особенно в миелиновых оболочках. Наблюдавшиеся нами изменения этих структур дают основание предположить наличие прогрессирующей избирательной дистрофической аксонопатии, которая может занимать существеное место в патогенезе шизофрении. В связи с этим важно напомнить работы А. Л. Любушина (1902), Л. И. Смирнова (1955), В. В. Ромасенко (1963), которые описали участки демиелинизации в корковых и подкорковых структурах не характерна. В связи с этим можно лишь подчеркнуть, что его наблюдения были сделаны на уровне световой микроскопии.

Выше указывалось на значительные изменения в синапсах митохондрий (набухание, исчезновение крист, наличие дегенеративных форм), что морфометрически выражалось в достоверном снижении их численной плотности в аксонных терминалях аксодендритных синапсов в областях, являющихся проекциями дофаминергических нейронов. Такого рода изменения привлекают к себе внимание в связи с тем, что такие изменения противоположны изменениям при действии нейролептиков (Уранова Н. А., 1985). Это позволяет снять вопрос об их лекарственном происхождении и присоединиться к мнению авторов, которые считают, что патология митохондрий в клеточных элементах мозга при шизофрении отражает нарушения энергетического обмена (Андерс В. Н., Орловская Д. Д., 1982; Клещинов В. Н., Востриков В. М., 1985). Наиболее информативными морфометрическими показателями состояния синапсов при шизофрении, отличающих их от контроля, оказались размеры постсинаптического уплотнения, объемная, поверхностная и численная плотности аксонных терминалей и содержащихся в них митохондрий. Именно эти показатели, а также результаты корреляционного анализа о взаимоотношениях между отдельными параметрами синапсов в контроле и при шизофрении, дали возможность с позиций функциональной морфологии синапсов судить об их функциональном состоянии. С этой целью проводились сравнения как с общепринятыми моделями морфологического выражения повышения эффективности синаптической передачи (длительная посттетаническая потенциация), так и ее снижения (модель зрительной деривации), а также с моделями гиперфункции дофаминергической системы „(амфетаминовая модель) (Uranova et al., 1989) и ее гипофункции под влиянием нейролептиков. Анализ полученных данных в этом аспекте позволяет констатировать дисфункцию дофаминовых синапсов, поскольку выявленные синаптические перестройки были не только сложны, но и разнонаправленны, и такого рода изменения касались не только отдельных популяций синапсов, (например, аксошипиковых и аксодендритных), но и отдельных компонентов синапсов. Из такого рода разнонаправленности следует особо отметить своего рода «несогласованность» изменений пре- и постсинаптических компонентов межнейрональных контактов.

Проведенное исследование позволяет говорить о дисфункции дофаминергической системы мозга при шизофрении. Эта дисфункция проявляется нарушением ультраструктуры синаптических связей в областях проекций дофаминовых нейронов на уровне отдельных компонентов синапсов, изменением соотношений пре- и постсинаптических компонентов и числа аксошипиковых и аксодендритных связей. Выраженные дистрофически-деструктивные изменения ультраструктуры синапсов на дендритах дофаминовых нейронов свидетельствуют о нарушении регуляции функции дофаминовых нейронов. Это дает нам основание говорить о дисфункции дофаминергической системы в целом при шизофрении.

Анализируя нейроморфологические особенности дофаминергических структур мозга в случаях шизофрении, в целом можно констатировать, что ультраструктура разных отделов дофаминергической системы мозга, с учетом посмертных и возрастных изменений, соответствует общим нейроморфологическим особенностям этого заболевания. Но вместе с тем имеется и ряд признаков, свойственных преимущественно этой системе. К типичным признакам, свойственным дофаминергическим структурам мозга при шизофрении относятся избирательные поражения миелиновых волокон, избыточность в некоторых структурах безмиелиновых волокон и аксонных терминалей, дезорганизация синаптических связей в областях проекций дофаминовых нейронов среднего мозга.

Выявленная патология клеточных мембран, которая была наиболее выраженной в митохондриях, миелиновых волокнах и синапсах, может быть ключевым фактором патогенеза шизофрении. Известно, что патология нейрональных мембран является одним из общих проявлений при различных состояниях нервной системы Так, образование мембранных структур в цитоплазме и отростках нейронов показаны при гипоксии (Vaughan D..1976; Боголепов Н. Н.,1979), при дегенерации нейронов (Sotelo S., Palay P., 1971), при действии морфина (Боголепов Н. Н., 1984; Ford G.,1977), 6-гидр оксидофамина {Отеллин В. А., Кучеренко Р. П., 1983), героина (Roizin L., Liu J.,1977). Вместе с тем мембранная патология в наших случаях имела целый ряд особенностей. Деструкция мембран и образование мембранных структур было до некоторой степени избирательным и встречалось главным образом в зоне отдельных аксонных терминалей и синапсов. Появление мембранных структур в этих случаях сопровождалось набуханием астроцитов, сморщиванием аксонных терминалей, скоплением в них большого числа синаптических пузырьков, снижением длины активных зон синапсов. По литературе это соответствует снижению активности синаптических структур (Fifkova J. et al.,1976,1978; Манина А. А., 1976). В образовании мембранных структур при шизофрении принимали участие отростки астроцитов, а также мембраны претерминальной части аксонов. Возможно, что в начале образование мембранных структур, в частности, с участием отростков астроцитов, могло быть направлено на усиление трофики аксонных терминалей, то в последующем происходил лизис мембран и их дезорганизация, вероятно, отражающее участие мембранных структур в патогенезе болезни. Это предположение подтверждается наблюдением о том, что чем более сморщенными были аксонные терминали, тем больше было разнообразных ""мембранных структур, они занимали большую площадь, содержали много витков мембран. Важным признаком, свидетельствующим об участии патологии мембран в патогенезе шизофрении, было присутствие мембранных структур и миелиноподобных фигур в отростках астроцитов, указывающее на фагоцитарную активность астроглии.

Что касается биохимических процессов, лежащих в основе повышенной уязвимости клеточных мембран при шизофрении и нарушения их целостности, то, как известно из литературы, речь идет о нарушениях в липидном обмене, точнее фосфолипидном обмене, с образованием липидных перекисей. Биохимические исследования последних лет указывают на нарушение фосфолипидного обмена при шизофрении и на его связь с генезом данного заболевания (Keshavan D. et a.1.," 1989; Gattaz W. et al., 1990; Pangerl A. et al., 1991; Horrobin D. et al., 1992). В последние годы было установлено, что мембранные фосфолипиды включены в регуляцию дофаминовой нейротрансмиссии, а дофамин стимулирует метилирование фосфолипидов. Фосфолипидный состав мембран влияет на лиганд-рецепторные взаимодействия с дофамином, норадреналином, серотонином (Heron D. et al., 1980; Hirata F., Axelrod M., 1980; Cimino L. et al., 1984). Предполагается важная

роль нарушения перекисного окисления липидов (ПОЛ) в повреждении мембран нейронов при шизофрении (Лидеман P. P. с соавт., 1981; Прилипко Л. Л., 1983; Вилков Г. А. с соавт., 1988). В настоящее время общепризнано, что гипоксия сопровождается активацией процессов ПОЛ, в частности липопротеидов и фосфолипидов клеточных мембран, и усилием активности фосфолипаз, что опосредует повышенный распад фосфолипидов с образованием токсичных метаболитов. Установлен повышенный распад мембранных фосфолипидов в мозге больных шизофренией (Keshavan D. et al., 1989). Нарушения фосфолипидного обмена, в частности, появление токсичного метаболита лизофосфатидилхолина в тромбоцитах, коррелировало с длительностью шизофрении и обнаруживалось при первом эпизоде болезни (Pangerl A. et al., 1991). По мнению большинства авторов, нарушение фосфолипидного обмена с появлением токсичных метаболитов при шизофрении может приводить к деструкции клеточных мембран и мембран клеточных органелл.

Таким образом, данные биохимических исследований и наши собственные данные позволяют предполагать существование нарушенного метаболизма Фосфолипидов с образованием токсичных продуктов, разрушающих клеточные мембраны мозга, при шизофрении. В пользу токсической природы выявленной ультраструктурной патологии клеточных мембран при шизофрении свидетельствуют также литературные данные о наличии в сыворотке крови больных шизофренией цитотоксического фактора, обладающего мембранотропной активностью (Савулев Ю. И., 1967; Соловьева Ж. В. с соавт., 1970; Солнцева Е. И., Андерс В. Н., 1972; Лидеман P. P., 1972). В литературе высказывается мнение об иммунологической природе мембранотропного сывороточного фактора у больных шизофренией (Прилипко Л. Л., Лидеман P. P., 1982; Солнцева Е. И., Фактор М. И., 1979). В пользу такого предположения свидетельствует и наличие противомозговых антител в сыворотке крови больных шизофренией (Г. И. Коляскина, Г. Ш. Бурбаева, 1979; Karotzky et al.,1986; Г. Ш. Бурбаева с соавт.,1986). Эти данные также подчеркивают мембранную направленность патологии при шизофрении и позволяют думать о наличии аутоиммунного компонента в патогенезе шизофрении. В пользу этого предположения свидетельствуют и данные ультраструктурного исследования о мембранотропной активности противомозговых антител при их экспериментальном воздействии на мозг животных (Л. И. Сухорукова, 1972).

Тем не менее мембранная патология при шизофрении может быть и наследственно обусловленной. Об этом свидетельствуют результаты исследования мозга эмбрионов от больных шизофренией матерей (Орловская Д. Д., Соловьева Ж. В., 1975,1976; Соловьева Ж. В., Орловская Д. Д., 1977). Авторы соответствующих работ отмечали нарушение целостности мембран и появление многочисленных мембранных образований в незрелых нейронах и глиальных элементах. Они предполагают, что такого рода изменения могут отражать генетически детерминированную повышенную хрупкость и «ранимость» клеточных мембран при шизофрении. В этом случае мембранная патология может возникать под действием различных дополнительных Факторов (в том числе токсических).

Выявленное нами частое расположение мембранных структур в зоне синаптических контактов с измененной ультраструктурой в мозге больных шизофренией не может не отражаться на нарушении синаптической передачи. Для дофаминергической системы это по-видимому имеет особое значение, поскольку мембранные структуры локализовались в пределах дофаминергической системы мозга, в частности в зонах окончания аксонов дофаминергических нейронов среднего мозга. При этом частота расположения синапсов с мембранными структурами в разных отделах дофаминергической системы соответствовала плотности дофаминергической иннервации и содержанию дофамина. Она была наибольшей в черной субстанции вентральном поле покрышки среднего мозга, где располагаются дофаминовые рецепторы, в частности, ауторецепторы, и наименьшей в коре больших полушарий — полях 10 и 24, где концентрация дофамина и дофаминовых рецепторов, как известно, значительно ниже. Дофаминовой иннервации соответствовали также типы синапсов, с которыми были связаны мембранные структуры — это аксошипиковые синапсы в хвостатом ядре и аксодендритные синапсы на дендритах дофаминергических нейронов среднего мозга, на которых расположены ауторецепторы к дофамину. Кроме того, ультраструктуру аксонных окончаний и синапсов с аксонных окончаний и синапсов с мембранными структурами можно было охарактеризовать, как было сказано выше, как состояние со сниженной функцией, что соответствовало состоянию ультраструктуры дофаминергических нейронов среднего мозга при шизофрении, а именно, разной степени гиперхромии. Большинство авторов рассматривают гиперхромные нейроны как нейроны со сниженной Функциональной активностью.

Таким образом, на основании собственных и литературных данных можно предположить наличие связи нарушений обмена дофамина с патологией нейрональных мембран при этом заболевании. С высказанным предположением в какой-то мере согласуется и гипотеза Knight (1985) о том, что противомозговые антитела при шизофрении могут быть направлены к дофаминовому рецептору и обладать стимулирующим действием, приводя к гиперактивации дофаминовой системы, с последующим развитием продуктивной симптоматики. В то же время антитела при шизофрении могут быть направлены к дофаминовым ауторецепторам с деструкцией дофаминовых окончаний, что, по данным литературы, клинически может обусловливать появление негативных симптомов.

Обобщая полученные данные и рассматривая их в свете биохимических, фармакологических и иммунологических исследований шизофрении можно предположить возможность того, что у больных шизофренией существует генетически детерминированная уязвимость дофаминовой системы мозга, связанная с дефектом ее развития.

Проведенное исследование выявило определенное сходство ультраструктурной патологии при шизофрении с описанными ультраструктурными нарушениями ткани головного мозга при гипоксии (Боголепов Н. Н., 1972, 1979; Боголепов Н. Н. с соавт.,1975; Воробьев B. C., Самойлов О. М., 1981; Garcia С. et al., 1978; Ekstrom К. et al., 1982). Оно заключалось в повреждении внутриклеточных и клеточных мембран, набухании пресинаптических аксонных терминалей со снижением и перераспределением в них синаптических пузырьков, появлении аксонных окончаний с повышенным содержанием синаптических пузырьков, мультиламеллярных тел в аксонных терминалях, а также в набухании астроцитов, появлении в них лизосом, липидных капель, пёрикапиллярном отеке астроцитов. Сходство многих из выявленных нами ультраструктурных изменений элементов нервной ткани при шизофрении с ультраструктурными проявлениями гипоксии указывает на важную роль гипоксического фактора в патоморфологических проявлениях шизофрении. Проведенное нами исследование подтверждает представление о шизофрении как о токсико-гипоксической энцефалопатии (Снесарев П. Е., 1934)

4. ПРОБЛЕМА КЛИНИКО-АНАТОМИЧЕСКИХ СОПОСТАВЛЕНИЙ.

Оценка клинико-анатомических взаимоотношений при изучении аутопсийного материала связана со значительными трудностями, поскольку аутопсийный мозг, поступающий для исследования, как правило, принадлежит многократно госпитализированным хронически больным шизофренией с разной и в большинстве своем большой длительностью болезни, разными формами и стадиями заболевания, после продолжительного лечения психофармакологическими препаратами. Однако, несмотря на эти трудности, многие нейроморфологи предпринимали попытки проведения клинико-анатомического анализа.

Наиболее традиционным подходом всегда являлось сравнение разных форм шизофрении. Наш аутопсийный материал был представлен двумя формами болезни — непрерывнотекущей (параноидной) и приступообразно-прогредиентной (шубообразной) шизофренией. Проведение соответствующих корреляций с морфологическими данными показало, что дифференциация этих форм определялась только степенью выраженности соответствующих структурных изменений. Наиболее информативным показателем, отличающим непрерывнотекущую от приступообразно-прогредиентной шизофрении, оказались особенности ультраструктурной патологии мембран нейронов (митохондрий, миелиновых волокон и синаптических контактов), а также дистрофические изменения всех типов глиальных клеток. При непрерывнотекущей шизофрении ультраструктурные эти нарушения были значительно более выраженными, особенно в случаях длительного течения и раннего начала болезни.

Морфометрическое исследование синаптических контактов при параноидной шизофрении не выявило достоверных корреляций параметров синаптических структур с длительностью болезни. Однако малое число случаев, изученных количественными методами, вследствие их трудоемкости, не позволяет сделать определенных выводов. Для этого необходимо расширить выборку количественно исследуемых случаев шизофрении как в пределах одной клинической формы, так и с включением нескольких подгрупп с разными типами течения шизофрении.

Проведенное исследование показало, что на всех уровнях структурной организации мозга — от клеточно- тканевого до тончайших синаптических и рецепторных перестроек четко выступает неоднородность (мозаичность) обнаруженных изменений — сочетание выраженной патологии и выпадения клеточных структур с полностью сохранными компонентами и, более того, с перестройками их в направлении по-видимому обеспечивающим не только сохранность функций нейронных сетей, но и усиление этих Функций, особенно на уровне межнейрональных взаимодействий (увеличение числа пучков тонких безмиелиновых волокон, аксонных терминалей, изменения отдельных функциональных параметров синаптических структур). При этом следует обратить внимание на своего рода усилие межнейрональных связей, тенденцию к их диффузности и меньшей дифференцированности, с одной стороны, и искажению (Формирование «ошибочных» связей), с другой.

Сказанное дает основание провести параллели с рядом клинических особенностей шизофрении. Это заболевание, как известно, отличается тем, что при нем имеет место не столько снижение или выпадение высших психических функций, сколько их искажение («расщепление»), не исключающее развитие позитивных аспектов функционирования. Последнее проявляется способностью больных шизофренией, несмотря на наличие психических расстройств, активно профессионально, и подчас оригинально творчески функционировать. Но наиболее четко это выступает в структуре самого шизофренического дефекта. Показано, что этот дефект имеет сложную структуру, и он может быть объяснен рядом закономерностей нарушений познавательных процессов, в частности изменением процесса актуализации прошлого опыта. Он допускает нетрадиционное решение поставленных перед больным задач, когда наряду с трудностями для него решения повседневных и тривиальных проблем имеется возможность оригинально и в высшей степени творчески, необычно решать задачи более сложные на основе более широкой, хотя и менее дифференцированной актуализации хранящейся в мозге информации (Поляков Ю. Ф., 1974; Критская В. П. с соавт., 1991). Отмеченные особенности шизофренической психики должны иметь определенные не только нейрофизиологические, но и структурные предпосылки. Регрессия - тип изменений синапсов (сморщивание окончаний аксонов, отсутствие в них митохондрий, наличие коротких активных зон синапсов, дегенерация пресинаптических терминалей по темному типу), а также дистрофические и деструктивных изменения миелиновых волокон в разных структурах дофаминовой системы мозга при шизофрении могут в большой степени определять формирование негативных симптомов болезни. Что касается таких изменений синапсов, как гипертрофия и гиперплазия аксонных терминалей, а также их набухание и снижение числа синаптических пузырьков наряду с признаками гипертрофии отдельных миелиновых волокон, то их можно трактовать как пластические перестройки, направленные на компенсацию регрессивных изменений синаптических связей. Такого рода изменения могут играть роль в генезе позитивных расстройств.

Дальнейшее изучение аутопсийного мозга больных с различными клиническими формами шизофрении с использованием методов компьютерной морфометрии и цитохимии может способствовать пониманию патогенеза заболевания со всеми его особенностями, присущими только шизофрении, что, в свою очередь, может дать основу для развития новых методов терапевтического воздействия и социально-реабилитационных мероприятий.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в дофаминергической системе мозга был выявлен сложный, но достаточно определенный комплекс изменений, слагающийся из нарушений структуры нейронов, глио-нейрональных взаимоотношений и межнейрональных контактов на уровне ультраструктурных перестроек синапсов, а также компенсаторных изменений в них пролиферативно-гипертрофического типа. Каждый из описанных в работе морфологических феноменов не является специфичным для шизофрении и может встречаться при многих других заболеваниях. Тем не менее в соответствии с общими закономерностями формирования синдромов в патологии человека, в том числе синдромов нейроморфологических (Смирнов Л. И.,1955; Орловская Д. Д., 1978, 1983),

комплекс морфологических изменений в дофаминергической системе мозга при шизофрении может быть определен с одной стороны как достаточно типичный для шизофрении, а, с другой, как имеющий ряд особенностей, свойственных по-видимому, именно дофаминергическим структурам мозга при этом заболевании. Наиболее общим элементом патологии при шизофрении являются изменения клеточных мембран митохондрий в телах и отростках нейронов, синапсов и миелиновых волокон. Характерным является нарушение глио-нейрональных взаимоотношений, в большой мере обусловленное дистрофическими изменениями значительной части всех типов глиальных клеток.

Подтверждено наличие органического мозгового процесса при шизофрении, выходящего за рамки постулируемых дофаминовой гипотезой шизофрении трансмиттерно-рецепторных сдвигов. Состояние дофаминергической системы мозга при хронической шизофрении может быть определено как дисфункциональное.

ВЫВОДЫ

1. Состояние дофаминергической системы мозга при шизофрении, с учетом возрастных и посмертно возникающих сдвигов в нервной ткани, характеризуется комплексом ультраструктурных изменений, который отличается сочетанием процессов дистрофически-деструктивного характера с компенсаторными в виде перестроек пролиферативно-гипертрофического типа на фоне многих сохранных элементов нервной ткани. Выявленный комплекс изменений выходит за рамки рецепторно-нейрохимических сдвигов, постулируемых дофаминовой гипотезой шизофрении, подтверждая наличие органического мозгового процесса при этом заболевании.

2. Дофаминергической системе мозга при шизофрении свойственны как типичные нейроморфологические проявления этого заболевания, так и ряд особенностей — выраженная патология клеточных мембран, поражение миелиновых волокон, избыточность в некоторых структурах безмиелиновых волокон и аксонных терминалей, нарушения структуры и организации синаптических связей в области дофаминергических проекций.

3. В областях проекций дофаминергических нейронов (префронтальная кора, передняя лимбическая кора) в случаях шизофрении обнаруживаются увеличенное число аксонных терминалей и разрастание пучков безмиелиновых волокон в зонах выпадения нейронов.

4. Общим и наиболее распространенным элементом изменений в структурах дофаминергической системы мозга при шизофрении является патология биологических мембран (цитоплазматических и внутриклеточных), проявляющаяся деструктивными и пролиферативными изменениями с появлением аномальных мембранных структур в отростках нейронов, глиальных клеток и в области синаптических контактов.

5. Поражение миелиновых волокон характеризуется наличием дистрофической аксонопатии, выражающейся дистрофически-деструктивными процессами в миелиновых оболочках и вторичной дистрофией и атрофией осевого цилиндра (дистрофически-атрофическая аксонопатия).

6. Состояние клеток глиального ряда характеризуется преобладанием в них дистрофических изменений, нарушением глио-нейрональных взаимоотношений (изменение числа, расположения и состояния глиальных элементов вокруг измененных нейронов и синаптических структур) и отсутствием заместительных реакций глии типа глиоза.

7. Выявлены морфологические особенности отдельных структур дофаминергической системы мозга при шизофрении: в черной субстанции наличие дистрофических нарушений дофаминовых нейронов в виде особого рода филаментозных включений в соме и гликогена в дендритах нейронов, в префронтальной коре — особая выраженность и сопряженность общих дистрофических нарушений нейронов и глии, в хвостатом ядре — преобладание патологии мембран на уровне синапсов. Реакцию корковых дофаминергических структур по сравнению с подкорковыми отличало наличие очагов выпадения нейронов, более выраженный полиморфизм их изменений и меньшая степень патологии клеточных мембран.

8. По данным качественного и морфометрического анализа синаптических связей установлена дисфункция дофаминергической системы мозга при шизофрении, проявляющаяся нарушением ультраструктуры синаптических контактов в областях проекций дофаминовых нейронов на уровне отдельных компонентов синапсов, изменением соотношений пре- и постсинаптических компонентов, а также числа аксошипиковых и аксодендритных синапсов. Выраженные дистрофически-деструктивные изменения ультраструктуры многих синапсов на дендритах дофаминовых нейронов свидетельствуют о нарушении регуляции функции дофаминовой системы со стороны других нейрохимических систем мозга при шизофрении.

9. Выявленный при шизофрении феномен гипериннервации (избыточное количество аксонных терминалей и пучков безмиелиновых волокон), повышение числа синаптических связей на шипиках дендритов, гипертрофия и гиперплазия митохондрий в аксонных терминалях отражают компенсаторные перестройки на уровне межнейрональных связей.

10. Из 12 морфометрических параметров синаптических контактов — объемной, поверхностной и численной плотностей аксонных терминалей, митохондрий в аксонных терминалях, постсинаптических уплотнений и шипиков дендритов наиболее информативными для оценки синаптических

перестроек оказались размеры постсинаптического уплотнения, объемная, поверхностная и численная плотности аксонных терминалей и содержащихся в них митохондрий. Именно по этим параметрам установлено достоверное отличие шизофрении от контрольной группы при отсутствии соответствующих корреляций с длительностью заболевания и нейролептической терапией.

11. При непрерывнотекущей шизофрении ультраструктурные нарушения нейронов, глиальных клеток и синаптических контактов (дистрофически-деструктивного характера) были более выраженными, чем при приступообразно-прогредиентной шизофрении, особенно в случаях длительного течения и более раннего возраста и периода начала болезни. Наиболее информативными морфологическими показателями, позволяющими разграничить состояние структур дофаминергической системы мозга при непрерывнотекущей и приступообразно-прогредиентной шизофрении, являются ультраструктурная патология митохондрий, миелиновых волокон и синаптических контактов нейронов, а также дистофически изменения всех типов глиальных клеток. Сочетание выраженной патологии с пролиферативно-гипертрофическими изменениями клеточных элементов может иметь отношение к генезу позитивных и негативных расстройств.

12. Отсутствие корреляции между синаптическими перестройками и длительностью шизофрении, отсутствие прогрессивных реакций глии, увеличение числа безмиелиновых волокон и аксонных окончаний в некоторых областях дофаминергических проекций, а также характер искажения межнейрональных связей свидетельствуют о возможных нарушениях развития дофаминергических структур на ранних стадиях онтогенеза.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Уранова Н. А. Влияние лепонекса на ультраструктуру мозга. //Ж. невропатол. и психиатр. — 1985, — 85, — № 7, — С. 1006-1011.

2. Уранова Н. А. Ультраструктура лобной коры при действии лепонекса //Ж. невропатол. и психиатр. — 1986, — 86, — № 7, — С. 1016- 1021.

3. Клинцова А. Ю., Уранова Н. А., Шенк X., Хасельхорст У. Ультраструктура синапсов в обонятельном бугорке при действии галоперидола. В кн.: Адаптивные и компенсаторные процессы в головном моэге // (Сборник научных трудов института Мозга ВНЦПЗ, — М. — 1986, — 15, — С. 19-20.

4. Буравлев В. М., Уранова Н. А. Влияние лепонекса на структуру развивающейся и зрелой нервной ткани головного мозга человека и животных // Тезисы докл. на Всесоюзном симпозиуме « Химия, фармакология и клиника

5. Uranova N. A. Electron microscopic study of substantia nigra in schizoprenia (the ultrastructure of synapses) // Zentralbl. allg. Pathol. — Pathol. Anat. — 1986, — v.131, — № 4, — p.394.

6. Клинцова А. Ю., Уранова Н. А., Шенк X., Хасельхорст У. Действие галоперидола на ультраструктуру некоторых областей дофаминергической системы мозга // Ж. невропатол. и психиатр, — 1987, — 87, — 7, — С. 1028-1031.

7. Уранова Н. А., Левите О. И. Ультраструктура черной субстанции при шизофрении // Ж. невропатол. и психиатр. — 1987, — т.87, — в.7, — 1017-1024.

8. Уранова Н. А., Буравлев В. М. Реакция нервной ткани разной степени зрелости на некоторые нейролептики // В кн.:» Методологические, теоретические и методические аспекты современной нейроморфологии» Сб. научных трудов. — 1987, — С. 150-151.

9. Клинцова А. Ю., Уранова Н. А., Истомин В. В., Хасельхорст У., Шенк X. Ультраструктура префронтальной коры мозга при хроническом введении амфетамина // Ж. невропатол. и психиатр. — 1988, — 88, — № 7, — С. 71-76.

10. Уранова Н. А. Структурные изменения нейропиля лобной коры при шизофрении // Ж. невропатол. и психиатр. — 1988, — 88, — № 7, — С. 52-58.

11. Уранова Н. А. Ультраструктура нейронов и синаптических контактов черной субстанции при шизофрении // Тезисы докл. ХШ Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (биология и медицина) г. Звенигород — 1988.

12. Клинцова А. Ю., Уранова Н. А., Брук В. П., Хасельхорст У., Шенк X. Действие галоперидола при длительном введении: ультраструктурные перестройки в префронтальной коре // Ж. невропатол. и психиатр. — 1989, — 89, — № 7, — С.110-114.

13. Уранова Н. А., Аганова Э. А. Ультраструктура синапсов в передней лимбической коры при шизофрении // Ж. невропатол. и психиатр. — 1989, — 89, — № 7, — С. 56-59.

14. Klintsova A. Ju., Uranova N. A., Schenk H., Haselhorst U., Istomin V. V. The Effects of Haloperidol on Synaptic Plasticity in Rat"s Medial Prefrontal Cortex // J. Hirnforsch. — 1989, — v.30, — № 1, — P.51-57.

15. Uranova N. A., Klintsova A. Ju., Istomin V. V., Haselhorst U., Schenk H. The Effects of Amphetamine on Synaptic Plasticity in Rat"s Medial Prefrontal Cortex // J. Hirnforsch. — 1989, — 30, — № 1, — P.45-50.

16. Klintsova A. J-, Uranova N. A., Haselhorst U., Schenk H. Synaptic Plasticity in Rat"s Medial Prefrontal Cortex under Chronic Haloperidol Treatment Produced Behaviral Sensitization // J. Hirn- forsch. — 1990, — 31, — № 2, — P. 175-179.

17. Орловская Д. Д., Уранова Н. А., Клиниова А. Ю., Хасельхорст У., Шенк

X. Морфологические корреляции пластичности синаптических связей при различных типах нарушения повеления // В кн.: «Медико-биологические аспекты охраны психического здоровья» Тезисы докладов Всесоюзной конференции (Томск, 3-6 апреля 1990). Томск, — 1990, — С. 46-47.

IS. Орловская Д. Д., Уранова Н. А. Нейроанатомия шизофрении на современном этапе (обзор зарубежной литературы) // Ж. невропатол. и психиатр. — 1990, — 90, — № 10, — С. 114-120.

19. Uranova N. A., Orlovskaya D. D., Apel К., Klintsova A., Haselhorst U., Schenk H. Morphometric study of synaptic patterns in the rat caudate nucleus and hippocampus under haloperidol treatment // Synapse — 1991, — v.7, — № 4, — P. 253-259.

20. Orlovskaya D., Aganova E., Uranova N. The ultrastructure of cortical synapses in schizophrenia // Suppl. Biol. Psychiatry, — 1991, — v.29, — № 11S (5th World Congress of Biological Psychiatry 9-14 June 1991, Florence, Abstracts), P.663 S

21. Ойфа А. И., Уранова Н. А. Электронномикроскопический анализ цитоархитектонических нарушений в коре головного мозга при шизофрении // Ж. невропатол. и психиатр. — 1991, — 91, — 10, — С. 48-52.

22. Клинцова А. Ю., Уранова Н. А. Ультраструктура синапсов обонятельного бугорка при длительном действии галоперидола: данные морфометрии // В кн.: Тезисы докладов XIY конференции по электронной микроскопии (биология и медицина) г. Черноголовка 1-5 июня 1992. — Москва — 1992, — С. 126.

23. Uranova N. A., Orlovskaya D. D. Ultrastructural alterations of nerve cell processes in schizophrenia // Schizophrenia Res. — 1992, v.6, — № 2, — P.6 (addendum).

Дофаминергическая система мозга при шизофрении (ультраструктурно-морфометрическое исследование)

Разделы

Новости