1.3.1. Головной мозг

Нервная система является наиболее реактивным элементом системы регуляции. Она запускает, модулирует регуляцию работы функциональных систем, испытывающих воздействие гуморальных факторов самого различного характера, общего и местного действия и , конечно, генома (Шанин Ю.Н., 1989). Поэтому при терминальных состояниях эта система не только повреждается сама, но и отключает систему регуляции. Терминальные состояния могут сопровождаться или быть первично инициированными такими патологическими процессами в головном мозге (ГМ), как нарушение кровообращения, водно-электролитный дисбаланс, ишемические повреждения нейронов и т.п. Гистологические исследования ГМ животных, перенесших 5-минутную клиническую смерть от острой кровопотери, показали, что изменения были небольшими, касались отдельных нервных клеток и главным образом эндотелия сосудов (Романова Н.П., 1977). Это не исключает возникновения гистохимических и ультраструктурных изменений, которые проявятся, если реанимация будет успешной (Миротворская Г.Н., 1980; Семченко В.В., 1980; Семченко В.В. и соавт., 1983).

Одним из наиболее ранних изменений во время умирания, особенно после прекращения кровообращения, является нарушение проходимости крови в микроциркуляторном русле мозга (Пермяков Н.К. и соавт., 1986).

Б.И. Ткаченко (1989) показал, что в норме объемная скорость кровотока в ГМ достаточно высокая - 55 мл/100 г/мин. Однако максимальная кратность ее увеличения - одна из самых низких в организме (2,8 раза). Это, несомненно, связано и с тем, что ГМ находится в закрытом пространстве черепа и возможности его увеличения ограничены.

В ГМ имеются особенности кровоснабжения, знание которых позволяет понять характер патологических процессов (Москаленко Ю.Е. и соавт., 1988). Так, мозговые артерии, разветвляясь и анастомозируя между собой, образуют сложную систему артерий мягкой мозговой оболочки (пиальные артерии). Пиальная артерия располагается в сравнительно широком канале подпаутинного пространства, поэтому ее диаметр может меняться в широких пределах. От мельчайших артерий мягкой мозговой оболочки отходят радиарные артерии, ветвящиеся в веществе ГМ. Они наименее активны с точки зрения изменения диаметра и регулирования мозгового кровообращения (Лунев Д. К. и Колтовер А.Н., 1981).

Капиллярная сеть ГМ непрерывна. В сером веществе ГМ плотность капиллярной сети в три-четыре раза выше, чем в белом (Ткаченко Б.И., 1989; Бредбери М., 1983), что связано с более интенсивными процессами обмена веществ в корковом веществе. ЦНС в целом и высшие отделы ГМ в особенности являются образованиями, наиболее легко повреждаемыми при кислородном голодании (при том, что масса мозга составляет около 2 % от массы тела, мозг в спокойном состоянии вмещает приблизительно 15 % минутного объема сердца и 15-20 % всего потребляемого организмом кислорода). Критическая величина снижения мозгового кровотока, при которой могут появиться признаки необратимых изменений мозгового вещества в связи с недостатком кислорода, 15 мл/100 г/мин. Уже через 5-7 с после прекращения кровообращения в ГМ человек теряет сознание (Ткаченко Б.И., 1989). При ишемии более 5 мин отмечается феномен невосстановления кровотока вследствие нарушения функции микроциркуляторного русла из-за изменений эндотелия капилляров и отека глиальных клеток (Ames J. et al., 1968; Туманский В.А. и соавт., 1991). В отличие от других органов, мозг почти не располагает запасом кислорода. Через 15 с после полной ишемии ГМ снижается напряжение кислорода в тканях до нуля (Сафар П., 1980). Поэтому нарушения кровоснабжения микрососудов ГМ достаточно долго влияют на состояние нейронов. Установлено, что количество сосудов на 1 мм² площади среза в сером веществе ГМ у умерших больных с предшествующим нарушением сознания оказывается достоверно больше, чем без его нарушения (Повзун С.А., 1994). Венозная кровь поступает из капилляров мозга в широко анастомозирующую венозную систему как мягкой мозговой оболочки (пиальные вены), так и в большую мозговую вену (вену Галена). В отличие от других частей тела венозная система мозга не выполняет емкостной функции (Мчедлишвили Г.И., 1980, 1981). Мозговое кровообращение регулируется через эффекторы магистральные, пиальные и в меньшей степени внутримозговые артерии. При этом «возмутительными» могут быть четыре вида изменений:

♦ нарушение адекватности кровоснабжения тканей мозга;

♦ изменение содержания кислорода и углекислоты в крови;

♦ изменение уровня общего АД;

♦ избыточное кровенаполнение сосудов ГМ.

Если в первых двух видах эффекторными являются преимущественно мелкие артерии пиальной оболочки, то в двух других реагируют магистральные сосуды головного мозга. Устранить избыточный объем крови в сосудах ГМ необходимо, так как мозг расположен в замкнутом пространстве. Избыточный объем крови может возникать при затруднении оттока крови от вен мозга и избыточном притоке крови вследствие расширения артерий мягкой мозговой оболочки, например при асфиксии (Митяева Н.А., Герсалия Г.К, 1994).

Нарушения мозгового кровотока (ослабление или усиление) заключаются главным образом в патологических изменениях его интенсивности, главным образом из-за изменений артерио-венозной разницы давлений и сопротивления сосудов ГМ. Уменьшение интенсивности мозгового кровотока может быть связано с уменьшением артерио-венозной разницы давлений вследствие понижения системного АД и повышения ЦВД, при этом чаще главную роль играет артериальная гипотензия. Кроме этого, уменьшение интенсивности может быть обусловлено увеличением сопротивления в сосудах ГМ (атеросклероз, тромбоз, эмболия или ангиоспазм). Патологическое усиление интенсивности мозгового кровотока как правило сопровождается констрик-цией артерий ГМ. При нарушении гематоэнцефалического барьера и склонности к отеку мозга из-за повышенного давления в капиллярах резко усиливается фильтрация воды из крови в ткань мозга, в результате чего развивается его отек (Кожура В.Л. и соавт., 1990).

Компенсаторный механизм - обязательная составная часть симптомокомплекса, характеризующего нарушение мозгового кровообращения. При этом компенсацию осуществляют те же регуляторные механизмы, которые функционируют в нормальных условиях, но более напряжены. При повышении или понижении общего АД происходит посредством изменения сопротивления преимущественно в крупных мозговых артериях. Если они не обеспечивают компенсацию, то микроциркуляция перестает быть адекватной, и включаются артерии мягкой мозговой оболочки. При быстром повышении общего АД указанные компенсаторные механизмы могут не сразу сработать и тогда интенсивность мозгового кровотока резко усилится со всеми возможными последствиями. При снижении общего АД компенсаторные механизмы также могут поддерживать нормальную интенсивность мозгового кровотока, причем пределы компенсации у разных лиц могут быть неодинаковыми. При совершенной компенсации нормальная интенсивность кровотока отмечается при снижении общего АД до 30 мм рт.ст., тогда как обычной границей ауторегуляции мозгового кровотока считают АД не ниже 55-60 мм рт.ст. (Мчедлишвили Г.И., 1981).

Однако для механизмов компенсации характерна двойственность, т.е. компенсация одних нарушений вызывает другие циркуляторные расстройства. Например, при постишемической гиперемии интенсивность микроциркуляции может быть значительно выше уровня, необходимого для обеспечения метаболизма тканей, т.е. наступает избыточная перфузия крови, способствующая, в частности, развитию постишемического отека ГМ (Корпачев В.Г. и соавт., 1980; Пермяков Н.К. и соавт., 1986; Есипов А.С, 1993;DuckrowR.B., 1991).

Венозный застой в ГМ могут вызывать сердечная или легочно-сердечная недостаточность, сдавление внечерепных вен в области шеи, травма черепа и мозга и другие причины (Чайковская Р.П., 1981; Богданович Н.К., 1987; Митеева НА., Гер-салия Г.К, 1994; Beckatead J.E. et al., 1978; Cole G., Cowie V.A., 1987). Благодаря компенсаторным возможностям мозгового кровообращения признаки затруднения венозного оттока, даже при длительном его существовании, могут отсутствовать. Однако при усилении этих явлений возможно развитие венозной энцефалопатии, которая характеризуется разными клиническими проявлениями: головными болями, судорожными припадками, мозжечковыми расстройствами и т.п. (Бердичевский М.Я., 1989).

Как показали исследования С.А. Повзуна (1994), одним из феноменов наблюдаемым преимущественно у больных, у которых в премортальном периоде имелась психоневрологическая симптоматика, было появление оптических пустот вокруг сосудов и клеток мозга (периваскулярный и перицеллюлярный отеки). Отек ГМ считается одним из наиболее серьезных танатогенетически значимых осложнений (Пермяков Н.К. и соавт., 1986; Клочков Н.Д. и соавт., 1995). Различают как общий, так и местный перифокальный отеки. Патологоанатомическая диагностика отека мозга практически сводится к определению величины вклинения мозга в тенториальное и большое затылочное отверстия, а также к субъективным методам оценки (влажность поверхности разреза, прилипание вещества мозга к ножу и т.п.).

Отек, очень часто развивающийся в ГМ у внезапно умерших от острой сердечной недостаточности, - одна из причин изменений в системе микроциркуляции в ГМ (Дронникова И.С, 1989; Cole G., Cowie V.A., 1987). При этом может сузиться просвет капилляров за счет их сдавления как отечной жидкостью, так и набухшими отростками астроцитов. Это отмечал при экспериментальном отеке мозга Г.И. Мчедлишвили, 1989. Н.К. Богданович (1987), исследуя состояние нейросекреторных клеток гипоталамуса умерших от ОСН, указал на наличие особенностей в структуре микроциркуляторного русла гипоталамуса, накладывающих отпечаток на функциональную активность гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы, являющейся центральным пунктом в развертывании процессов адаптации. Снижение нейросекреторной активности клеток гипоталамуса, получающих информацию со стороны различных рецепторов, регулирующих деятельность сердечно-сосудистой системы (баро-, прессо-, волюмо- и осморецепторов), приводит к тому, что ее эфферентная деятельность может оказаться неадекватной возникающей ситуации (внезапной гипотонии, нарушениям ритма) и, следовательно возможно наступление смерти как следствие недостаточно реализованных приспособительных процессов в организме.

Острое вспучивание мозга (крайний вариант отека) во время нейрохирургических операций сопровождается внезапным увеличением его объема и дислокационным синдромом с кровоизлияниями и вторичной компрессионной ишемией. Этот феномен является результатом сложной нейрососудистой реакции, возникающей при раздражении определенных зон среднего мозга и таламуса (Пермяков Н.К. и соавт., 1986). Кровоизлияния в сетчатые образования ГМ, возникающие вследствие раздражения сосудодвигательных центров во время острого смещения ствола, по мнению Л.М. Поповой (1983), лежат в основе коматозных состояний при патологических процессах в задней черепной ямке.

Морфологическим эквивалентом отечных изменений в ГМ является расширение периваскулярных и перицеллюлярных пространств, выраженность которых имеет важное прогностическое значение как косвенный показатель состояния фильтрационно-адсорбционных процессов на уровне гематоэнцефалического барьера. Существующая концепция (Войно-Ясенецкий MB., Жаботинский Ю.М., 1970) о периваскулярных и перицеллюлярных пространствах как об артефакте, возникающем при проводке и заливке тканей ГМ в парафин, не подтверждают данные, полученные А.С. Есиповым (1993) и С.А. Повзуном (1994). Они, в частности, показали, что удельный объем этих пустот, с одной стороны, коррелирует с количеством сосудов в срезе (его возрастание не может быть артефициальным), а с другой, не зависит от срока от момента смерти до момента фиксации тканей во время вскрытия.

Проницаемость капилляров ГМ связана не только с состоянием эндотелия, но и с особенностью базальной мембраны (Бредбери М., 1983). Установлено, что в капиллярах мозга она сплошная и гомогенная, в отличие от капилляров других органов, где имеет решетчатое строение (Матавкин П.А. и соавт., 1983). Базальная мембрана капилляров мозга особенно плотная, часто состоит из двух слоев, которые тесно прилежат к эндотелию, а иногда сливаются в одну мембрану. Отек тканей мозга с образованием периваскулярных и перицеллюлярных оптически пустых пространств связан не с выходом плазмы за пределы капилляров, а с нарушениями оттока из них тканевой жидкости. При этом нарушение тесной взаимосвязи между капилляром и астроцитом, с одной стороны, а также астроцитом и нейроном, с другой, является одним из главных факторов ишемического повреждения и некроза нервных клеток за счет удлинения диффузионного пути кислорода и глюкозы, что происходит по градиенту концентрации, а не активным переносом (Повзун С.А., 1994; Mies G. etal., 1990).

Отечные изменения в нейронах выражаются в появлении вокруг ядра небольших участков разрежения цитоплазмы, образующих оптически пустой светлый ободок. Ядро в этих клетках уменьшается, принимает неправильную, угловатую форму и делается гиперхромным, нисслевское вещество быстро исчезает, и лишь по периферии в виде узкого ободка остаются окрашенными неясные сетчатые структуры, также вскоре исчезающие (Жаботинский Ю.М., 1965).

Однако наиболее объективным способом решить вопрос о степени гидратации ткани ГМ является прямое определение содержания воды в соответствующих отделах ГМ (Медведев Ю.А. и соавт., 1988; Березов Т.Т. и Коровкин Б.Ф., 1990). Дифференциальная клиническая диагностика отека и дегидратации ГМ чрезвычайно сложна, так как проявляется в основном коматозным состоянием. Так, по данным О.Н. Гайковой (1984), более чем у половины у умерших, по мнению клиницистов, от «отека и набухания ГМ» на вскрытии обнаруживали дегидратацию, иногда очень значительную. При сопоставлении состояний гидратации различных структур мозга установлено, что чаще всего (42%) встречается мозаичное распределение воды, т.е. чередующиеся участки гипер-, нормо- и дегидратации. При сопоставлении состояния гидратации мозга с общими нарушениями водно-электролитного баланса корреляции не получено (Гайкова О.Н., 1996).

У умерших от тяжелой закрытой черепно-мозговой травмы в подбугорье обнаружены тотальные (40,1 %) и локальные (51,4 %) признаки нарушения водного обмена (в 59,3 % - дегидратация, 32,2% - гипергидратация), а также электролитный дисбаланс в ткани ГМ (Рейнус К.Б., 1986).

Исследования содержания электролитов в различных отделах ГМ немногочисленны (Гайкова О.Н., 1984; Медведев Ю.А. и соавт., 1988; Гайкова О.Н. и соавт., 1996; Mies G. et al., 1984; Eleff S.M. et al., 1991). Работ, посвященных изучению содержания основных ионов в периоде ТС, мы не обнаружили.

Показано, что содержание липидов в ГМ влияет на показатели содержания воды и электролитов в тканях мозга, которые могут увеличиваться как за счет истинного увеличения, так и за счет уменьшения сухого остатка. Поэтому выделяют истинный отек ГМ, когда имеется абсолютное увеличение содержания воды и связанное с этим увеличение объема ткани мозга, а также - ложный, при уменьшении содержания липидов в ткани ГМ (Гайкова О.Н. и соавт., 1996). Не надо доказывать, что в основе расстройств сознания при различных поражениях ГМ лежат дистрофические и некробиотические поражения нейронов. С.А. По-взун (1994) доказал, что между продолжительностью бессознательного периода в премортальном периоде и процентом погибших нейронов имеется положительная корреляционная зависимость. В классической нейроморфологии «ишемические» изменения нейронов на светооптическом уровне характеризуются гомогенной бледной окраской основными анилиновыми красками всего тела клетки (Chopp M. et al., 1990). Эозин при этом окрашивает цитоплазму в яркий розовый цвет. Ядра таких клеток слегка уменьшаются, становятся гиперхромными, принимают неправильные угловатые формы, соответственно формам клеток (Жаботинский Ю.М., 1965; Eke A. et al., 1990).

В.В. Семченко (1980), исследуя изменения структуры ткани мозга в процессе умирания от кровопотери и в постреанимационном периоде, обнаружил следующие изменения нейронов:

♦ сморщивание и гиперхромию;

♦ гипохромию нейронов с признаками хроматолиза базофильного вещества цитоплазмы (тигролиз).

При сморщивании клетки постепенно принимают удлиненно-суженную форму, очертания их становятся подчеркнутыми, угловатыми. Округлые выпуклые границы превращаются в прямолинейные, а иногда и в вогнутые. Отростки отходят под резко очерченным углом. В конечном счете нейрон сморщивается. Тело и ядро его начинают окрашиваться, и граница между ними становится неразличимой (Жаботинский Ю.М., 1965; Ярыгин Н.Е. и Ярыгин В.Н., 1973; Пермяков Н.К, 1985).

Для «клеток-теней» характерными морфологическими признаками являются обесцвеченные тело и ядро клетки, исчезновение нисслевского вещества (Туманский В.А., 1985; Людковская И.Г., 1981, 1991). В основе этого повреждения лежит кариолизис с последующим развитием цитолиза. С современной точки зрения описываемые изменения нисслевского вещества определяются состоянием шероховатого эндоплазматического ретикулума

Жаботинский Ю.М., 1965; Боголепов Н.Н., 1979). Изменения нейронов могут быть диффузно-аноксическими, а также носить характер парциальных, полных или неполных некрозов. (Пермяков Н.К. и соавт., 1986; Simpson R.H., Berson S.D.. 1987). Сморщивание нейронов - универсальное проявление ишемиче-ского повреждения (Орловская Д.Д., Клещинов В.Н., 1986; Klatzo I/, 1975; Garcia J.H., 1988).

В экспериментах с умерщвлением животных различными способами (кровопусканием, электротравмой с фибрилляцией желудочков, длительной гипотензией, асфиксией, утоплением в соленой воде, изолированной ишемией ГМ) выявлены не только разнообразие, но и неодинаковая степень повреждения нейронов в целом в ГМ и в различных отделах ЦНС (Авцын А.П. и соавт., 1971; Романова Н.П., 1977; Неговский В.А. и соавт., 1987; Klatzo I., 1975; Hossmann K., 1980).

Исследование ультраструктуры нейроцитов коры ГМ у собак за время умирания и клинической смерти от кровопотери Семченко В.В., 1980; Пермяков Н.К. и соавт., 1986) выявило набухание митохондрий с сохранением или с частичным, или полным разрушением крист, расширением канальцев эндоплазматической сети, в то время как ультраструктура нейронов и гли-альных клеток остается относительно интактной. Эндотелиоциты при исследовании в электронном микроскопе выглядели слегка набухшими, их ядра - увеличенными, а хроматин - сконцентрированным преимущественно у внутренней мембраны. Митохондрии также были набухшими, с поврежденными кристами, ка-альцы эндоплазматической сети расширены, а люминальная оверхность цитоплазмы эндотелиоцитов имела множество ворсинок и пиноцитозных везикул.

Н.П. Романова и В.Е. Локтев (1970) изучали на модели ме-анической асфиксии состояние гипоталамо-гипофизарной ней-осекреторной системы в процессе асфиксии и в постреанимационном периоде. Выяснилось, что характер и степень выраженности морфологических изменений этой системы зависят от продолжительности жизни, полноты восстановления функций ЦНС и общего соматического состояния после выведения животного из клинической смерти. А.П. Авцын и соавт. (1971) исследовали мозг собак, оживленных после утопления в соленой воде. Клиническая смерть продолжалась 9-25 мин. Нейрогистологические исследования мозга забитых впоследствии животных показали дистрофические изменения в невроцитах, которые, как правило, носили рассеянный характер при отсутствии грубо выраженных реакций других структурных элементов ткани мозга. Микрозоны клеточного опустошения локализовались главным образом в коре больших полушарий и слое грушевидных нейронов мозжечка.

Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности филогенетически самые молодые отделы ГМ - нервные клетки коры и те отделы мозга, кровоснабжение которых в условиях снижения системного АД оказывается наиболее недостаточным, гиппокамп и грушевидные нейроны мозжечка (Неговский В.А., 1986; Пермяков Н.К., 1986).

Отмеченные виды повреждений нейронов можно рассматривать как формы единого процесса «созревания» повреждения, о чем применительно к постреанимационной энцефалопатии пишут Н.К. Пермяков и соавт. (1986). На основании экспериментальных данных I.Klatzo (1975) можно считать, что повреждение, развивающееся уже в течение ишемического периода, вместе с повреждением после восстановления кровообращения, составляют начало феномена созревания. Подобная трактовка в клиническом понимании означает, что основы реанимационной патологии головного мозга умерших после травм и хирургических вмешательств, осложнившихся кровотечением, связаны с гемодинамическими нарушениями и закладываются в премортальном периоде еще при жизни больного (Есипов А.С., 1993).

Н.К. Пермяков и соавт. (1986), подводя итог изучению литературы и собственным исследованиям, свидетельствуют о том, что выраженность патоморфологических изменений и их локализация в различных участках ЦНС зависят от вида умирания, длительности клинической смерти, способа оживления и особенностей лечения в постреанимационном периоде.

Черепно-мозговая травма весьма вариабельна в клинических и морфологических проявлениях. Это обусловлено большим разнообразием видов и условий механического воздействия на голову, различием характера повреждений, сложностью анатомо-топографического строения черепа, оболочек и вещества ГМ. В конце прошлого века было показано, что при механической травме могут повреждаться нервные отростки. Даже незначительного смещения мозга достаточно для разрыва нервных волокон. Эти разрывы названы диффузными аксональными повреждениями ГМ, причем они составляют 8-12 % фатальных исходов черепно-мозговой травмы (Касумова С.Ю., Ромодановский П.О., 1991). В последние годы в литературе накапливаются сведения, касающиеся исследования вегетативной нервной системы, одного из «организаторов» процессов адаптации при критических и терминальных состояниях. Показано, что у умерших после нейрохирургических вмешательств и длительного пребывания в реанимационном отделении имеют место гибель 25-75 % нейронов в чувствительных, например межпозвоночных ганглиях или в ганглиях симпатического ствола, распад рецепторных образований и синаптического аппарата (Мартынова Л.А., 1987). Это явление называется «смертью вегетативной нервной системы» по аналогии со «смертью мозга» (Медведев Ю.А., 1991). Конечно, при смерти вегетативной нервной системы рассчитывать на успех в реанимационном пособии на современном уровне нереально.

Описаны морфологические картины при гипоталамической недостаточности, проявляющейся диэнцефальными ареактивным и катаболическим синдромами. Первому соответствуют, как правило, остро наступающая двусторонняя деструкция, кровоизлияния, ишемические изменения, преимущественно в медиальных отделах подбугорья; второму - распространенные нарушения реологических и коагуляционных свойств крови в сочетании с преимущественно обратимыми дистрофическими изменениями нейронов в вегетативных ядрах всех отделов гипоталамической области (Медведев Ю.А., 1991).

Клиническая диагностика проявлений недостаточности ГМ во многом не определенна. Например, клиническим критерием недостаточности ГМ, по мнению А.Р. Borzotta, H.C. Polk (1984), является возможность реакции организма только на болевой импульс.

Таким образом, анализ литературных данных свидетельствует о недостаточной разработке вопросов патологической анатомии ГМ при терминальных состояниях и особенно трактовке этих изменений для танатологической оценки конкретного летального исхода.