Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции



Скачать 117.4 Kb.
Дата26.07.2014
Размер117.4 Kb.
ТипДокументы
АПОПТОЗ НЕЙРОНОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА ДЕТЕЙ ПРИ ЦИТОМЕГАЛОВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ

И.А.Швед, Н.К.Сугак, Т.Э.Владимирская, Г.Я.Хулуп

Отклонения в развитии нервно-психических функций у детей раннего возраста в большинстве случаев своими корнями уходят в перинатальный период и привлекают в настоящее время все большее внимание исследователей. Цитомегаловирус – один из часто встречающихся инфекционных агентов, определяющих пренатальную и раннюю постнатальную инфекционную патологию новорожденных [1-4]. Один из 20 инфицированных цитомегаловирусом детей может иметь клинические симптомы заболевания, у 4 из 20 при проспективном наблюдении могут выявиться признаки задержки развития или умственной отсталости [5,6].

Выявление в 1972 г. Kerr такого явления, как апоптоз, открыло перспективы для разработки уникальных высокоэффективных диагностических и терапевтических (в том числе нейропротективных), стратегий. Поскольку апоптоз представляет собой регулируемый процесс, блокада синтеза, активации и/или экспрессии ряда его ключевых белков сможет предотвратить гибель нейронов 7-9. Апоптоз в норме представляет собой фундаментальный механизм развития и ремоделирования различных тканей и органов, в т.ч. и головного мозга (ГМ) [10]. Под воздействием различных патологических стимулов (гипоксии-ишемии, последующей реоксигенации-реперфузии с развитием «кислородного парадокса», инфекции и пр.) возможна активация апоптотического каскада ферментов, приводящая к гибели клеток [11,12].

Целью данного исследования было охарактеризовать особенности апоптотической гибели нейронов и морфологических изменений головного мозга детей при цитомегаловирусной (ЦМВ) инфекции.

Для исследования использовали ГМ 10 умерших детей с менингоэнцефалитом (МЭ), вызванным ЦМВ. У всех детей патологический процесс развился в перинатальном периоде (с 22 недель гестации до 7 суток жизни). Интервал между смертью ребенка и аутопсией колебался от 4,5 до 22,5 часов, и в среднем составил 14,4±0,8 часа.

Причинами смерти послужили дыхательная, церебральная либо полиорганная недостаточность.

После извлечения и макроскопического изучения ГМ вырезались кусочки из цитоархитектонических полей (ЦАП) 4, 10 с подлежащим белым веществом, срок фиксации которых в 10% растворе нейтрального забуференного формалина составил в среднем 31,1±1,5 часа. Изготовление парафиновых микропрепаратов проводилось по стандартной методике. Кроме этого, вырезались кусочки из перивентрикулярных отделов, очагов поражения (перивентрикулярная лейкомаляция - ПВЛ, кисты), мозжечка, моста, продолговатого мозга. После фиксации в 10% растворе нейтрального забуференного формалина в течение 14-18 суток фрагменты ГМ заливались в парафин по стандартной методике. Затем готовили срезы толщиной 4-6 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, Luxol Fast Blue по Клювер-Баррера в модификации Викторова.

Для выявления апоптоза использовали метод TUNEL. Использовался коммерческий набор NeuroTACSTM (Trevigen, США).

Апоптотический индекс (АИ) вычислялся по TUNEL-позитивным нейронам на 100 нервных клеток 2–6 слоев цитоархитектонических полей (ЦАП) 4 (АИ4) и 10 (АИ10) при увеличении 400 (в 20 полях зрения, минимальное количество подсчитанных клеток в каждом наблюдении 400).

Для выявления механизмов развития использовали антитела к активной каспазе-3. С целью определения экспрессии активной каспазы 3 (АК-3) использовался иммуногистохимический метод. Индекс экспрессии (ИЭ) АК-3 вычислялся по позитивно окрашенным нейронам на 100 нервных клеток 26 слоев ЦАП 4 (ИЭак34) и 10 (ИЭак310).

Изучение препаратов и изготовление микрофотографий проводили с помощью микроскопа DMLS с программным обеспечением («Leica», Германия). Статистическую обработку проводили с использованием пакета программ STATISTICA 6,0.

Изменения ГМ детей с перинатально приобретенной ЦМВ-инфекцией зависели от срока гестации и продолжительности жизни. Основные данные, характеризующие особенности анамнеза детей и поражения ГМ, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Особенности анамнеза и поражения головного мозга детей с ЦМВ-инфекцией



№ п/п

Срок гестации, недели

Пол

Масса тела

при рождении, г

Продолжи-тельность жизни

Вид поражения ГМ

1

2

3

4

5

6


1

23

М

620,0

10 сут.

Острый МЭ, ПИВК 2


2

27

Ж

1100,0

44 дня

Хронический


энцефалит, ПИВК 1

3

29

М

1650,0

5 сут.

Острый МЭ, ПИВК 1


4

30

М

1780,0

1 год

Хронический

МЭ, киста, гидроцефалия


5

32

Ж

1690,0

6,5 мес.

Хронический МЭ, кисты




1

2

3

4

5

6


6

33

М

1820,0

8 мес.

Хронический энцефалит, гидроцефалия



34

М

2110,0

1,5 года

Хронический МЭ, кисты



36

М

2890,0

27 сут.

Острый МЭ, ПИВК 1



37

Ж

3160,0

11 мес.

Хронический МЭ, гидроцефалия


10Ц

40

Ж

3345,0

4,5 мес.

Хронический МЭ, киста, гидроцефалия


Выявлялся ряд общих признаков поражения ГМ:

1) Гигантоклеточная трансформация нейронов и/или глиоцитов и эндотелиоцитов сосудов – цитомегалические клетки (характерный вид по типу «совиного глаза», возникающий в результате формирования крупного внутриядерного гиперхромного включения с ободком просветления) (рис. 1). Данные клетки локализовались в перивентрикулярных отделах, белом веществе больших полушарий ГМ, мосте, продолговатом мозге. У детей старше 2-х месяцев выявлялись петрифицированные ЦМВ-клетки преимущественно в субвентрикулярной зоне больших полушарий ГМ и стволовых отделах. Располагались поодиночке либо небольшими группами по 2-5 клеток. ЦМВ-трансформации постоянно подвергалась нейроглия (10 наблюдений, 100%), реже нейроны (7 наблюдений, 70%) и эндотелиоциты сосудов белого вещества больших полушарий ГМ (3 наблюдения, 30%).

2) Наличие скудных очаговых периваскулярных инфильтратов, состоящих из лимфоцитов. Данные инфильтраты выявлялись в мягкой мозговой оболочке (8 наблюдений, 80%), белом веществе больших полушарий ГМ (9 наблюдений, 90%), стволовых отделах ГМ (6 наблюдений, 60%).

3) Патологическая незрелость ГМ, характеризовавшаяся отставанием его созревания на 2 и более недель по сравнению с постконцептуальной нормой. Нарушение перинатального развития ГМ характеризовалось также наличием ряда других тканевых дисплазий (врожденных и приобретенных): гетеротопий нейронов в пределах корковой пластинки больших полушарий ГМ, наличие аномальных (атрофированных) нейронов, нарушения миело- и цитоархитектоники и васкуляризации (рис. 2); гипоплазией белого вещества больших полушарий ГМ.




Рис. 1. Цитомегалические клетки, окраска гематоксилином и эозином, ув. 400.

Рис. 2.. Дисплазии неокортекса у ребенка с хронической ЦМВ-инфекцией,

окраска гематоксилином и эозином, ув. 50.



Кроме этого у детей сроками 23-29 и 36 недель гестации выявлялись ПИВК 1 и 2. У детей, проживших 4,5 месяца и более, в области базальных ганглиев и перивентрикулярных отделов больших полушарий ГМ определялись кисты диаметром до 3,0 см, не сообщавшиеся с полостью боковых желудочков (ложная порэнцефалия), содержавшие прозрачную жидкость. Стенки этих кист были представлены глиофибриллярной мембраной.

В ряде наблюдений (5 случаев, 50%) имели место нарушения васкуляризации по типу избыточной пролиферации кровеносных капилляров в различных отделах ГМ (более выражена в больших полушариях ГМ, мягкой мозговой оболочке). Постоянной находкой являлись петрифицированные нейроны и цитомегалические клетки в области базальных ганглиев и стволовых отделов ГМ. Характерным признаком являлся глиоз: фибриллярный (белого вещества больших полушарий ГМ, мозжечка, в т.ч. субэпендимальный) и протоплазматический с формированием тучных астроцитов Ниссля, имевших овальное крупное ядро (реже 2-3 ядра) и обильную эозинофильную цитоплазму; глиоз 1 слоя неокортекса.

При исследовании микропрепаратов в световом микроскопе в различных отделах ГМ выявлялись TUNEL-позитивные нейроны со следующими признаками апоптоза: конденсация и краевая маргинация хроматина, пикноз ядра, отдельные апоптотические тельца и их группы (рис. 3, 4); фагоцитоз апоптотических телец окружающими клетками выявлялся крайне редко. Интенсивность апоптотической гибели была различной как в ГМ разных детей, так и в различных отделах ГМ одного и того же ребенка. Во всех наблюдения преобладала апоптотическая гибель нейронов неокортекса и гиппокампа над интенсивностью апоптоза нервных клеток других отделов ГМ.


Рис. 4. Апоптоз нейронов неокортекса (10 ЦАП) у ребенка с острой ЦМВ-инфекцией,

TUNEL-метод, ув. 1000


В


Рис. 3. Апоптоз нейронов неокортекса (4 ЦАП) у ребенка с острой ЦМВ-инфекцией,

TUNEL-метод, ув. 1000


4 ЦАП апоптотические нейроны определялись в 16 слоях с преимущественной локализацией во 2 и 4 слоях. TUNEL-позитивные клетки Беца отсутствовали. В 10 ЦАП данные клетки распределялись относительно равномерно в 24 слоях. Выявлена прямая корреляционная связь между АИ4 и АИ10 – острый МЭ (r=0,76; р0,01), хронический МЭ (r=0,72; р0,01). Установлены также прямые корреляционные связи между степенью активности процесса (острое либо хроническое воспаление) и АИ4 (rs=0,41; р0,05), АИ10 (rs=0,40; р0,01).

При иммуногистохимическом изучении экспрессии АК-3 выявлено слабое либо умеренное позитивное окрашивание цитоплазмы нейронов 4 и 10 ЦАП. Распределение данных нейронов в корковой пластинке (определялись в 16 слоях с преимущественной локализацией во 24 слоях) в целом соответствовало распределению TUNEL-позитивных клеток. Выявлено позитивное окрашивание цитоплазмы единичных клеток Кахала-Ретциуса, а также клеток Беца нормальной морфологической структуры либо с признаками набухания. Кроме того, выявлялось позитивное окрашивание цитоплазмы глиоцитов подкоркового белого вещества, эпендимоцитов, клеток субэпендимальных псевдожелез.

Выявлена прямая корреляционная связь между АИ4 и ИЭак34 – при остром МЭ (r=0,79; р0,01), при хроническом МЭ (r=0,69; р0,001), а также между АИ10 и ИЭак34 – при остром МЭ (r=0,76; р0,01), при хроническом МЭ (r=0,54; р0,01). Установлены также обратные корреляционные связи между степенью активностью процесса в головном мозге (острое либо хроническое воспаление) и ИЭак34 (rs=0,46; р0,01), ИЭак310 (rs=0,44; р0,01).

Результаты морфометрического исследования апоптоза нейронов 4 и 10 ЦАП, а также экспрессии АК-3 в нейронных представлены в таблице 2.

Таблица 2

Интенсивность апоптотической гибели нейронов 4 и 10 ЦАП детей с ЦМВ-инфекцией



Вид поражения ГМ

АИ4, %,

(X±mx)



ИЭак34, %

(X±mx)



АИ10, %

(X±mx)



ИЭак310, %

(X±mx)



Острый МЭ

3,10±0,08*

5,19±0,10*

3,76±0,08

6,21±0,12

Хронический МЭ/энцефалит

1,30±0,04*‡

2,02±0,05

1,53±0,05‡

2,14±0,06

Примечание: * различия достоверны между соответствующими АИ4 и АИ10 и между ИЭак34 и ИЭак310(р<0,01); различия достоверны между острым и хроническим воспалением (р<0,01); ‡ различия достоверны между соответствующими показателями одного ЦАП (АИ и ИЭак3) (р<0,01)

Заключение. Для детей с ЦМВ – инфекцией характерна патологическая активация апоптотической гибели нервных клеток неокортекса, интенсивность которой зависит от активности воспалительного процесса (острое либо хроническое воспаление). При остром воспалении апоптотические индексы цитоархитектонических полей 4 и 10 составили соответственно 3,10±0,08% и 3,76±0,08%. При хроническом воспалении соответствующие апоптотические индексы цитоархитектонических полей 4 и 10 были достоверно ниже (р<0,01) и составили соответственно 1,30±0,04% и 1,53±0,05%. Апоптотическая гибель нейронов 4 и 10 цитоархитектонических полей неокортекса детей с ЦМВ – инфекцией осуществляется преимущественно каспазозависимым путем.



Литература:

  1. Серов В.Н., Музыкантова B.C., Калашников В.Г. Врожденная цитомегалия – клинико-анатомическая характеристика // Акушерство и гинекология. – 1992. - № 7. – С. 33-36.

  2. Кистенева Л.Б. Цитомегаловирусная инфекция как проблема перинатальной патологии: этиология, патогенез, диагностика // Российский вестник перинаталогии и педиатрии. – 2003. – №4. – С. 55-59.

  3. Griffits P.D. Strategies to prevent CMV infection in the neonate // Semin Neonatol. - 2002. – Vol. 7, №4. – P. 293-299.

  4. Wen L.Z., Xing W., Liu L. Q. et al. Cytomegalovius infection in pregnancy // Int J Gynaecol Obstet. – 2002. - Vol. 79, №4. – P. 111-116.




  1. Congenital cytomegalovirus infection after recurrent infection: case reports and review of the literature. Gaytant M.A., Rours G.I., Steegers E.A. et al. // Eur J Pediat. – 2003. - Vol. 162, №4. – P. 248-253.

  2. Arav-Boger R., Pass R.F. Diagnosis and management of cytomegalovirus infection in newborn // Pediat Ann. – 2002. - Vol. 31, №11. – P. 719-725.

  3. Программированная клеточная гибель / Под ред. В.С.Новикова. – СПб., 1996. – 277 с.

  4. Berger R., Garnier Y., Jensen A. Perinatal brain damage: underlying mechanisms and neuroprotective strategies // J. Soc. Gynecol. Investig. – 2002. – Vol. 9, № 6. – Р. 319–328.

  5. Protection against ischemic brain injury by inhibition of mitochondrial oxidative stress. G.Fiskum, R.E.Rosenthal, V.Vereczki e.a. // J. Bioenerg. Biomembr. – 2004. – Vol. 36, № 4. – Р. 347–352.

  6. Antiapoptotic role of the p38 mitogen-activated protein kinase-myocyte enhancer factor 2 transcription factor pathway during neuronal differentiation. S.Okamoto, D.Krainc, K.Sherman, S.A.Lipton // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2000. – Vol. 97, № 13. – P. 7561–7566.

  7. Apoptotic neurodegeneration following trauma is markedly enhanced in the immature brain. P.Bittigau, M.Sifringer, D.Pohl e.a. // Ann. Neurol. – 1999. – Vol. 45, № 6. – Р. 724–735.

  8. Intrauterine infection induces programmed cell death in rabbit periventricular white matter. T.Debillon, C.Gras-Leguen, V.Verielle e.a. // Pediatr. Res. – 2000. – Vol. 47, № 6. – P. 736–742.






Похожие:

Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconЗамещающая электростимуляция головного мозга человека
Альцгеймера и других заболеваний головного мозга, при которых происходит повреждение белого и серого вещества
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconТранквилизаторы
Применяются при язвенной болезни, гипертонии, бронхиальной астме ( психосоматического характера ). Транквилизаторы изменяют активность...
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconОстрое нарушение мозгового кровообращения (инсульт)
При разрыве кровеносного сосуда головного мозга вследствие кровоизлияния в мозг развивается геморрагический инсульт. При спазме или...
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции icon«Острые и хронические заболевания головного мозга»
Агафонов, Б. В. Возможности фитотерапии в комплексном лечении пациентов с хроническими сосудистыми заболеваниями головного мозга...
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconПрогнозирование клинического исхода геморрагической трансформации инфаркта головного мозга
Геморрагическая трансформация (ГТ) инфаркта головного мозга на сегодняшний день – это клинический и радиологический диагноз, который...
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconВ. В. Краснов, О. В. Халецкая, А. П. Обрядина, Т. И. Уланова, А. А. Кулова
Клинические проявления и лабораторная диагностика цитомегаловирусной инфекции у детей дошкольного возраста
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconПрограмма элективного курса «Иммунотерапия опухолей головного мозга»
Основная цель элективного курса – повышение знаний студентов о механизмах и возможностях иммунотерапии опухолей головного мозга
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconЛекция 8 Конечный мозг
Конечный мозг, или большой мозг, в процессе эволюции возник позднее других отделов головного мозга. По своей массе и величине он...
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconДосвід використання препарату протефлазід в практиці лікаря-інфекціоніста
Применение индукторов интерферона с целью снижения вирусовыделения при цитомегаловирусной инфекции
Апоптоз нейронов головного мозга детей при цитомегаловирусной инфекции iconВлияние нарушения маточно-плацентарного кровообращения на структуру лимбической системы головного мозга крыс в раннем постнеонатальном онтогенезе и его биохимическая коррекция
Цель исследования: сравнительный анализ структурных изменений головного мозга у плодов и новорожденных крысят, развивавшихся в условиях...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org