Ранние преходящие неврологические расстройства как реакция на лучевой стресс

О.С. Саурина, И.Б. Ушаков, В.П. Федоров

Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н.Бурденко

В последние годы в специальной литературе окончательно решен вопрос в пользу высокой чувствительности нервной системы к радиационным воздействиям. Установлено также, что при облучении животных с большой мощностью источника наблюдаются ранние преходящие неврологические расстройства (РПН) в виде кратковременных неврологических расстройств. Однако, структурно-метаболическая оценка этого явления остается неизученной. Наше исследование выполнено на крысах, облученных в дозе 50 и 200 Гр в направлении голова-хвост при мощности воздействия 35 Гр в минуту. РПН наступали в промежутке от 0 до 100 минут после воздействия. Изучению подвергались участки лимбической, пирамидной и экстрапирамидной систем, а также промежуточный и продолговатый мозг в момент наступления РПН. В процессе исследования использовали различные нейрогистологические (серебрение по Кампосу и Кахал-Фаворскому, выявление миелиновых оболочек по Вейгерт-Палю и Марки, окраска нервных клеток по Нисслю), гистохимические (выявление липидов, белка, реакционноспособных аминных и сульфгидрильных групп, нуклеиновых кислот, кислых и нейтральных мукополисахаридов, тучных клеток, а также различных ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз), электронномикроскопические и биометрические методики (кариометрия, нервно-клеточный индекс и т.д.). Активность щелочной фосфатазы определяли стереометрическим методом, а активность дегидрогеназ – методом двухволновой микроденситометрии.

В результате исследования установлено, что уже сразу после воздействия в различных отделах ЦНС выявляются реактивные, а в некоторых случаях и деструктивные изменения. Причем количество последних увеличивается через 100 минут после воздействия и более отчетливо выражено при облучении в дозе 200 гр. В тоже время, при статистической обработке цифрового материала достоверно не подтверждается факт уменьшения количества неизмененных клеток в экспериментальных группах. Среди реактивно измененных нейроцитов по характеру тинкториальных свойств выявляются гипохромные и гиперхромные клетки. В цитоплазме и отростках гипохромных клеток уменьшено содержание тигроида, РНК и белка. Причем это обеднение в цитоплазме может быть периферическим, центральным, очаговым или тотальным. В ряде случаев наблюдается вакуолизация цитоплазмы таких клеток. Кроме того нисслевская субстанция может быть представлена в виде крупных неправильной формы глыбок, расположенных неравномерно, что особенно характерно для грушевидных нейроцитов мозжечка. Ядра обычно бледно окрашены и смещены на периферию. При ультраструктурном исследовании гипохромные нейроциты имеют пониженную электронную плотность ядра и цитоплазмы за счет обеднения их ультраструктурами, особенно рибосомами и полисомами.

Гиперхромные клетки, наоборот, отличаются увеличенным содержанием тигроида, РНК и белка. Ядра обычно расположены в центре и незначительно уменьшены в объеме. При электронномикроскопическом исследовании такие нейроциты имеют повышенную осмиофилию ядра и цитоплазмы.

Наряду с гипохромными и гиперхромными клетками встречаются нейроциты с изменениями деструктивного характера. Прежде всего это пикноморфные клетки, отличающиеся уменьшенными размерами и удлиненной веретенообразной формой. Ядро и цитоплазма в них интенсивно окрашиваются красителями так, что граница между ними не просматривается. Ко второму виду деструктивных изменений можно отнести клеточные тени, характеризующиеся грубыми разрежениями и запустениями цитоплазмы, отсутствием ядра и ядрышка. Клетки с подобными изменениями встречаются и в контрольной группе, где их количество доходит до 3,5%, в то время как в экспериментальных группах их количество увеличивается вдвое. Выявить на светооптическом уровне наиболее пораженные отделы головного мозга нам не удалось. Не дали существенных результатов и электронномикроскопические исследования нервных клеток. Выявлено лишь изменение осмиофилии ядра и цитоплазмы, небольшое набухание органоидов. Видимо, с неуязвимостью ультраструктур связаны и стабильные показатели содержания белка, нуклеиновых кислот и окислительно-восстановительных ферментов. Вместе с тем, в гиппокампе отмечается интересное явление, не встречаемое нами в ранние сроки после воздействия с меньшей мощностью облучения, а также при других видах воздействия. Так среди групп неизменных глиальных клеток встречаются пикноморфные олигодендроциты, характеризующиеся повышением осмиофилии карио- и цитоплазмы, сморщиванием ядра и набуханием органелл. Учитывая важную роль глиальных элементов для функционирования нервных клеток, подобное явление в ранние сроки после воздействия следует рассматривать как явно неблагоприятное.

Не выявлено существенных изменений в состоянии структур гематоэнцефалитического барьера. Элементы микроциркуляторного русла расширены и в некоторых участках наблюдается набухание периваскулярной астроцитарной муфты. В отличии от других образований мозга эндотелий капилляров гиппокампа набухший, имеет умеренное количество пиноцитозных пузырьков. Базальная мембрана сосудов не изменяет реакции на мукополисахариды. Сразу после воздействия активность щелочной фосфатазы практически не изменяется, а через 100 минут после облучения в дозе 200 Гр имеет тенденцию к повышению, достигая значимых величин в лимбической коре и полосатом теле. Одним из косвенных показателей состояния гематоэнцефалитического барьера и в тоже время функционального состояния невроцитов является объем их ядер, поскольку он тесно связан с интенсивностью обменных процессов и проницаемостью клеточных мембран. Проведенные кариометрические исследования показали, что сразу после облучения в дозе 200 Гр ядра имеют тенденцию к сморщиванию, но уменьшение объема не достигает статистической значимости. Через 100 минут после воздействия объем ядер хотя и снижен, но достоверно не отличается от такового у интактной группы животных. Несколько иная картина наблюдается через 100 минут после облучения крыс в дозе 50 Гр, когда ядра достоверно увеличены в объеме.

Наиболее существенные изменения выявлены со стороны синапсов головного мозга, являющихся структурной основой межнейрональной интеграции. При этом в различных структурах ЦНС встречаются все типы патологических изменений ультраструктур синапсов, не являющиеся, видимо, специфичными для ионизирующего излучения. Среди различных патологических изменений синапсоархитектоники наиболее часто встречается деструкция синапсов по светлому типу и очаговая деструкция. В более редких случаях выявляется деструкция синапсов по темному типу, а также сложные формы поражения синаптических контактов. Интересно отметить, что наибольшие изменения синапсоархитектоники выявлены в гиппокампе и сенсомоторной коре, т.е. структурах мозга, ответственных за поведенческие реакции и сознательные акты.

Для дегенерации синапсов по светлому типу характерно резкое набухание с просветлением цитоплазмы их аксональной части. Типичным при этой форме дегенерации является уменьшение количества синаптических везикул. При этом оставшиеся везикулы имеют разнообразную форму и степень осмиофильности. Нередкой картиной является «склеивание» оставшихся везикул на пресинаптической мембране или в центре аксонального отростка. На месте бывших везикул встречается осмиофильный хлопьевидный материал. В подобных синаптических контактах митохондрии, как правило, набухшие, имеют просветленный матрикс с миелиновыми фигурами и распавшимися кристами. Нередко при подобной форме дегенерации наблюдается нарушение целостности пре- и постсинаптической мембран. Это явление является характерным и для очаговой дегенерации синапсов. При этом большая часть синаптического контакта имеет обычную организацию везикул, митохондрий и мембран. В тоже время в отдельных участках наблюдается уменьшение количества или полное исчезновение везикул, извитые контуры синаптических мембран или даже их распад. Интересно отметить, что выраженность изменений в синапсах очень полиморфна. Иногда даже при явных деструктивных изменениях в невроцитах их аксосоматические синапсы остаются сохраненными. В тоже время наблюдается массовое разрушение этих образований при сравнительно незначительных изменениях нейроцитов. Наконец, подсчет измененных и неизмененных синаптических контактов свидетельствует о том, что большая их часть остается сохраненной при данном виде воздействия. Тем не менее, обнаруженные изменения синаптических контактов являются, видимо, структурной основой РПН.