МОНОГРАФИЯ Гипертоническая энцефалопатия. Ганнушкина И.В., Лебедева Н.В. 1987

Впервые электронно-микроскопические исследования транс­ порта жидкости через сосудистую стенку при острой гипертепзии начали проводить Kung и соавт. (1968). В дальнейшем ряд положений был уточнен и разработан F. Giacomelli и соавт. (1970), Y. Olsson, К.-А. Hossmann (1970—1971), F. S. Goldby, L. J. Beilin (1972), И. В. Ганнушкиной (1975), L. Hansson и соавт. (1975), S. Nag и соавт. (1977) и др. В настоящее время можно считать установленным, что ультраструктурные измене­ ния ткани мозга наиболее четко улавливаются в участках с повышенной проницаемостью ГЭБ для макромолекул. Ни в одной из работ при резком повышении АД не было обнаружено механического повреждения сосудистых стенок у здоровых жи­ вотных. Как уже отмечалось, основной процесс, благодаря ко­ торому осуществляется усиленный транспорт жидкости, — это микропиноцитоз. Его усиление улавливается уже через 172мип после СРА МК, при этом не только увеличивается количество микропиноцитозных пузырьков, но и может резко увеличивать­ ся размер каждого из них (рис. 34).

Можно проследить весь транспорт такого пузырька от ин­ вагинации люминалыюй поверхности цитоплазмы эндотелия, прохождения через нее и излияния во внеклеточный базальный слой, цитоплазму гладких мышц, если это были артериолы, и затем во внеклеточное пространство, окружающее поврежден­ ные артериолы, капилляры и вепулы. Периваскулярный отек развивается в течение первых минут, при этом часто повреж­ даются мембранные структуры и электронно-плотные метки (чаще всего использовалась пероксидаза хрена), распространя­ лись по внеклеточному пространству мозга. S. Nag и соавт. (1977) выявили, что распространение метки в окружающей ткани зависит от времени, прошедшего после повышения АД. Оно сопровождается расширением периваскулярных глиальпых сосудистых ножек, особенно вокруг артериол. Согласно данным авторов, в первые секунды появляется большое количество ми­ кропиноцитозных пузырьков только у люминалыюй поверхнос­ ти цитоплазмы эндотелиоцитов, а затем их все больше обнару­ живается и в окружающих сосуды тканях. Пузырьки накапли­ ваются не только в астроцитах, по и Б цитоплазме нейронов, включая многие их отростки. Светооптически это хорошо вид­ но при изучений распространения альбумина, меченного синим Эванса. Согласно нашим данным [Ганпушкииа И. В., 1975], в участках повреждения ГЭБ можно обнаружить капилляры с резко суженным или даже закрытым просветом из-за содержа­ ния в цитоплазме эндотелиоцитов большого количества круп­ ных, сливающихся между собой конгломератов микропиноци­ тозных пузырьков (рис. 34). Транспорт жидкости особенно хорошо прослеживается при использовании электронно-плотных белковых меток, но его удается проследить и без них, посколь­ ку богатая белком жидкость имеет собственную нерезко вы­ раженную, но четкую электронную плотность. Как видно из

82

рис. 35, микропиноцитозные пузырьки в цитоплазме эндотелия сосудов улавливаются не только благодаря их специфической морфологии, но и из-за некоторой электронной плотности их содержимого. При излиянии пиноцитозных пузырьков во вне­ клеточный базальныйслой, перицит или перикапиллярное про­ странство, по нашим данным, размер микропиноцитозных пу­ зырьков обычно бывает большим, чем в цитоплазме эндотелия. При этом они могут иметь не вполне округлую форму и нес­ колько различающуюся электронную плотность, по-видимому, из-за различного содержания в них белка (рис. 35).

Чаще всего размер микропиноцитозных пузырьков в цито­ плазме эндотелия бывает меньшим, чем глобул во внеклеточ­ ном пространстве, однако это нельзя считать правилом. На рис. 36 видны две особенно крупные глобулы в цитоплазме эндоте­ лия артериолы. Форма этих глобул неправильная, позволяю­ щая расценивать их образование как результат слияния из не­ скольких более мелких пузырьков уже в цитоплазме эндоте­ лия. Одновременно обращает на себя внимание и весьма ин­ тенсивная электронная плотность содержимого этих глобул.

Отмечен еще один факт в состоянии внутримозговой сосу­ дисто-капиллярной системы мозга в участках резко повышен­ ной проницаемости ГЭБ для белков плазмы крови. Очень час­ то, практически во всех местах плотных контактов, между эндотелиальными клетками обнаруживается резкое усиление электронной плотности участков цитоплазмы эндотелия капил­ ляров, непосредственно прилежащих к мембранам, формирую­ щим места стыка соседних эндотелиальных клеток, или даже образующим Zonulae occludentes, или плотные контакты. На рис. 37 видно, что такие участки могут быть ограниченными на протяжении какого-либо места контакта двух соседних эндотелиоцитов или, как это представлено на рис. 38, распространять­ ся по длине всей видимой на срезе границы между соседними клетками. Повышенная электронная плотность иногда могла быть отмечена у мембраны эндотелиоцита как со стороны его люминальной, так и аблюминальной поверхности.

Резкое усиление микропиноцитоза, как мы уже отмечали, может приводить к вспучиванию эндотелиоцитов с формирова­ нием глубоко заходящих складок. Достаточно типичным по­ вреждением стенок сосудов микроцйркуляторного русла явля­ ется повреждение внеклеточного базального слоя. В местах выхода в ткань мозга белков крови мы часто отмечали рас­ слоение внутреннего слоя базальной мембраны с образованием многочисленных оптически пустых пространств. Типичными из­ менениями базальной мембраны были разрушение ее наружной элементарной мембраны и утрата характерного для нормаль­ ного строения сосудов мозга трехслойного ее строения (рис. 39).

Интересно, что на ранних стадиях повышения проницаемос­ ти сосудов мозга для белков крови, которое мы наблюдали уже в первые минуты после достаточно быстрого и значитель-

ного повышения АД, сопровождающегося СРА МК, основные изменения структуры сосудистых стенок касались именно сис­ тем транспорта жидкости из просвета сосудов в ткань мозга. Мы не могли отметить выраженных повреждений митохондрий, которые бы позволили думать о первичном ишемическом пора­ жении ткани мозга вследствие уменьшения к ней притока кро-

Рис. 39. Повреждение базального слоя эндотелиоцита в виде электронно-прозрачных участков. Электронограмма. Х60 000.

ви, если бы была справедлива концепция спазма сосудов мозга как основного ведущего патогенетического механизма в повреж­ дении сосудов и ткани мозга при резком повышении АД. На приведенных электронограммах, а также на электронограммах, использованных в качестве иллюстраций во всех анализирован­ ных нами работах других исследователей, удается видеть со­ хранение наружных и внутренних контуров митохондрий и их

нии белка в цитоплазму эндотелия и гладких мышц артериол происходит сдавление и повреждение различных органелл этих клеток с последующим отложением даже фибрина в стенку сосуда. Естественно, что в этих условиях артериола скорее все-

85

го повреждается настолько, что не может дать ауторегуляторную реакцию как при нормализации АД, так и при повторном его повышении. И действительно, в острых опытах Т. Suzuki и соавт. (1976) не наблюдали восстановления диаметра артерий, которые оставались расширенными после снижения АД, если продолжительность их растяжения, т. е. СРА МК, длилась бо­ лее 20 мин. Можно думать, что этот процесс неравномерно вы­ ражен по длине сосуда. Е. Т. Mac Kenzie и соавт. (1976) при многократных повышениях АД отметили, что локальное рас­ ширение сосудов, т. е. феномен «сосисок», всегда возникает в тех же местах, где его наблюдали при первом повышении АД. Выше мы уже отмечали, что объяснение феномену «сосисок», т. е. локальному СРА МК, находят в возможном неравномер­ ном распределении иннервации, как рецептерной, так и эффектордой. Приведенные данные F. S. Golcjfoy и L. J. Beilin (1972) позволяют предположить, что повреждения гладкомышечного слоя в каком-либо сегменте артерии, вызвав повреждение мы­ шечной оболочки в этом месте, делают ее дефектной и для всех последующих реакций. Прослеживая транспорт глобул белка через эндотелий микрососудов ткани мозга, мы также могли обнаружить их в разных структурах сосудистых стенок, даже не используя для этого специальные белковые метки. Глобулы белка в виде округлых образований с несколько повышенной электронной плотностью имели разные размеры — от сравни­ тельно небольших, сопоставимых с размером обычных микропиноцитозных пузырьков до крупных, превышающих обычные размеры в 3—4 раза (см. рис. 36). Особенно хорошо они были видны за пределами базального слоя капилляров, артериол и венул, когда располагались или свободно среди элементов адвентиляции сосудов, или в отдельных мышечных клетках.

О расположении белка в различных элементах сосудистой стенки, включая и отдельные мышечные клетки, свидетельству­ ют, как это было описано выше, и картины люминесценции альбумина, меченного синим Эванса. Таким образом, мы по­ лагаем, что при остром повышении АД возникают по меньшей мере два процесса, могущие повреждать активность гладкомы­ шечных клеток мелких артерий и артериол мозга. С одной сто­ роны, это резкое перерастяжение клеток в участках расширен­ ных сосудов, а с другой — попадание в них белков крови, преж­ де всего альбуминов, практически не определяемое при обыч­ ных гистологических методах исследования. Мы уже останав­ ливались на описании своеобразного изменения отдельных гладкомышечных клеток артерий мозга животных, перенесших резкое повышение АД, обозначенного F. В. Byrom (1969) как первичный некроз гладкомышечных клеток. Оценка значения отмеченных изменений клеток в участках с перерастянутым просветом сосудов вследствие резкого повышения АД позво­ ляет предположить участие обоих процессов в формировании острого первичного некроза отдельных гладкомышечных клеток

86

в этих условиях. Таким образом, хотя этот некроз гладкомышечных клеток и был обозначен как первичный, т. е. не явля­ ющийся следствием пропитывания стенки сосуда белками кро­ ви, на самом деле в происхождении такого некроза, по-видимо­ му, играют роль оба процесса.

Известные к настоящему времени электронно-микроскопи­ ческие данные позволяют предположить и причину снижения МК после острой фазы его увеличения на фоне резкого повы­ шения АД. Просвет капилляров может быть сужен из-за уси­ ления микропмноцитоза и как бы вспучивания цитоплазмы эн­ дотелия. Другой причиной может быть сдавление капилляров вследствие острого отека окружающих их сосудистых ножек астроцитов, что, однако, еще не является общепризнанным.

Плотные контакты между соседними эндотелиоцитами. по мнению большинства исследователей не повреждаются и не являются местом транспорта макромолекул. Во многих рабо­ тах с использованием электронно-плотных меток белков было показано, что распространение метки приостанавливается перед плотным контактом как с люмипальной его стороны, так и с аблюминальной при ретроградном заполнении межэидотелиальной щели.

Исключение представляет исследование Z. Nagy и соавт. (1979). Авторы провели две серии опытов с моделированием внезапного подъема АД у крыс линии Вистар с помощью внут­ ривенного введения 50 мг/100 г арамииа или виутрикаротидпого введения под давлением 300—340 мм рт. ст. (0,63 мл/с) бо­ люса изотонического раствора хлорида натрия в течение 8 с. В обеих сериях опытов повреждение проницаемости захваты­ вало в основном область самых периферических ветвей глав­ ных артерий мозга с односторопнним их повреждением в мо­ дели с односторонней инъекцией изотонического раствора. Ав­ торы подчеркивают и очень убедительно иллюстрируют свой основной вывод о том, что наряду с усилением микропиноцитоза транспорт пероксидазы хрена осуществляется не только с помощью плазмолеммальных пузырьков. В артериолах, капил­ лярах ,и венулах авторам удалось обнаруживать продукт реак­ ции пероксидазы хрена па всем протяжении между эндотелиальными клетками, включая и области плотных контактов.

Прохождение пероксидазы хрена между эндотелиальными клетками чаще встречалось в модели с введением под давле­ нием изотонического раствора хлорида натрия, но обнаружива­ лось и в опытах с химически индуцированной гипертензиен. Иными словами, они отмечают роль и межэндотелиальных ще­ лей в повышении проницаемости ГЭБ при острой артериальной гипертензии. Большая выраженность этого процесса в опытах с введением изотонического раствора объясняется тем, что в этих опытах подъем внутрисосудистого давления был сущест­ венно большим (до 300—340 мм рт. ст.) по сравнению с опы­ тами с использованием арамина (до 215 мм рт. ст.). Интерес-

87

по, что артериолы и венулы повреждались в обеих моделях опытов примерно одинаково, а капилляры были больше повреж­ дены в опытах с введением изотонического раствора. Особенно важно было установить возможность прохождения по межэндотелиальным щелям коллоидного лантана, который в нормаль­ ных условиях также не проходит через плотные контакты. В заключение авторы высказывают предположение, что этот вид транспорта макромолекул может возникать при СРА МК <и вы­ зываемом им перерастяжении мозговых сосудов.

люмипалыюй и аблкшлиальной поверхностями эндотелиоцитов, которая образуется от слияния многих микропиноцитозных пу­ зырьков при прохождении их через клетку. Поэтому форма канальцев и трубочек часто имеет неравномерно выпячиваю­ щиеся стенки. Их ход через клетку чаще бывает изогнутым, а не прямым. A. S. l.ossinksi (1979) считает, что только такая си­ стема сообщения просвета микроциркуляторпого русла с его наружной поверхностью может обеспечить действительно боль­ шой транспорт жидкости, который возникает при СРА МК из-за острого повышения АД.

В соответствии с нашими данными, в участках резкого по­ вреждения проницаемости ГЭБ, возникшего при остром повы­ шении АД, всегда удается обнаружить структуры типа систе­ мы канальцев и трубочек (рис. 40). Такие канальцы и трубоч­ ки имеют широкий просвет, заполненный более или менее элек­ тронно-плотным содержимым. При попадании их в срезы под разным углом к их ходу через цитоплазму эндотелиоцита они могут иметь вид очень крупных микропиноцитозных пузырьков округлой формы (см. рис. 34, б). При совпадении их хода с плоскостью среза такие системы имеют действительно вид ка­ нальца, располагающегося в цитоплазме эндотелиоцита. Однако в наших электронно-микроскопических исследованиях не уда­ лось найти какой-либо сосуд, в котором бы такой каналец мог быть прослежен от устья на люминалыюй поверхности клетки до его открытия на аблюминалыюй стороне. Вместе с тем устья больших пиноцитозных пузырьков типа инвагинации люминальной поверхности эндотелиоцитов встречаются достаточно часто, особенно в опытах с наиболее выраженным поврежде­ нием проницаемости ГЭБ для белков плазмы крови. Такими условиями в наших исследованиях были опыты с открытым черепом или с дополнительным воздействием 5—7% С02 во вдыхаемом воздухе, ингаляция которой происходила во время повышения АД или предшествовала ему (см. рис. 38).

Система таких канальцев или трубочек отграничивалась от цитоплазмы эндотелиоцитов мембраной такого же характера, как и на люмииальной и аблюминалыюй поверхностях. Она

88

прослеживалась вокруг всего профиля наблюдаемой ультраст­ руктуры, окружая внутреннюю полость непрерывным слоем со всех сторон. Иногда к ней прилегали и как бы в нее излива­ лись мелкие микропиноцитозные пузырьки, однако чаще такой каналец или трубочка представляли собой самостоятельную отграниченную полость. Поскольку в литературе отсутствуют обобщения по функционированию системы трубочек и каналь-

Рис. 40. Образование крупных канальцев и трубочек в цитоплазме эндотелия капилляра в области «синего пятна» (показано стрелкой). X 45 000.

цев в эндотелиоцитах, еще трудно сказать, насколько этот ме­ ханизм транспорта жидкости может считаться универсальным, какие причины могут приводить к тому, чтобы система трубо­ чек и канальцев открывалась как в сторону люминальнои, так и аблюминальной поверхности клеток. Не решен окончательно вопрос даже об энергозависимости этого процесса, хотя из­ вестно, что пиноцитозная активность эндотелиоцитов уменьша­ ется при снижении температуры тела, при ишемии мозга. Учас­ тие ферментативной активности особенно четко отметили А. С. Fordbord и соавт. (1980), обнаружившие перемещение ще­ лочной фосфатазы вместе с пиноцитозными пузырьками от лю­ минальнои к аблюминальной поверхности сосудов с повышен­ ной проницаемостью.

Триггерами системы трубочек и канальцев, по мнению ряда авторов, могут быть различные воздействия: само повышение

89

АД, циркуляция серотонина, эпинефрина, циклический АМФ, ишемия, при которой возрастает количество эндогенного серо­ тонина, и т. д. [Lossinksi A. S. et al., 1979].

Мы уже неоднократно отмечали, что в нормальных условиях ГЭБ практически непроницаем для белков плазмы крози и для белков и пептидов ткани мозга. Иммупогистохимические методы с использованием радиоактизпых, экзогенных электрон­ но-плотных белковых меток и различных красок, дающих комп­ лексы с белками, позволили установить, что в ткань мозга про­ никают только следы белка. Основным путем проникновения белков через цитоплазму эндотелия являются микропииоцитоз и транспорт через систему трубочек и канальцев. Однако ско­ рость этого транспорта в норме позволяет, по-видимому, метаболизировать белок, поскольку он не определяется за предела­ ми эпдотелиальной клетки.

Достаточно строгий барьер для белков в мозге, по нашему мнению, может быть связан с тем, что мозг относится к числу так называемых забарьерных органов, белки которых являются

и их преобразование должно было бы вовлекать аутоиммунные механизмы при достаточно длительных процессах, связанных с артериальной гипертензией, т. е. по существу при любых ви­ дах хронической энцефалопатии. Ниже мы специально остано­ вимся на этом вопросе.

Рассматривая механизмы транспорта различных компонен­ тов плазмы крови через ГЭБ, необходимо отметить одно уни­ версальное обстоятельство: наличие в структурах ГЭБ двух групп противоположно работающих механизмов. Первая груп­

предотвращающие попадание разных веществ в ткань мозга и выход из нее этих веществ. Проницаемость ГЭБ в норме ко всей группе активных мопоамииов отсутствует из-за функцио­ нирования в эндотелиоцитах соответствующих ферментов типа МАО, КОМТ, тирозипгидролазы, ароматической аминокислот­ ной декарбоксилазы, трансамииазы ГАМК. Эти ферменты и некоторые другие в норме разрушают биогенные амины уже на люмииалыюй поверхности эпдотелиоцитов и в меньшей сте­ пени в их цитоплазме. Предполагается КОМТ-активность миоцитов сосудов и периоцитов.

К числу важных механизмов транспорта веществ необходи­ мо прежде всего отнести K+-iNa+-ATOa3y, стереоспецифические переносчики гексоз, ферменты, осуществляющие транспорт аминокислот и их метаболитов. В последние годы выдвигается концепция, согласно которой капилляры мозга не являются свободно проницаемыми для воды, как это предполагалось мно­ гие годы. М. Е. Raichle и соавт. (1980) показали, что за регу­ ляцию проницаемости капилляров мозга к воде ответствен ме-

90