Глава 2
Механизмы повреждения нервной системы
Сосудистые факторы
По распространенности в популяции и влиянию на состояние нервной системы наиболее значимые механизмы повреждения связаны с сосудистыми факторами. Патологические процессы и заболевания, обусловленные сосудистыми механизмами повреждения, не исчерпываются атеросклерозом, артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца. Большую роль в развитии хронической и острой ишемии мозга играют свойства крови. Анемия (малокровие), эритремия (избыточное содержание эритроцитов), тромбофилия (наклонность к образованию тромбов) – наиболее распространенные гематологические синдромы, оказывающие непосредственное влияние на состояние мозгового кровообращения. Можно выделить три уровня участия патологии сердечно-сосудистой системы в проблеме нарушений кровообращения нервной ткани:
1. Нарушения центральной гемодинамики (работа сердца).
2. Нарушения на уровне крупных магистральных артерий.
3. Микроциркуляторные расстройства.
Очевидно, что потребности головного мозга в кровоснабжении могут быть удовлетворены только при условии эффективной работы сердца. Главный признак нормальной работы сердца – это сохранение его насосной функции. Судить о насосной функции можно по объемным показателям (ударный объем крови – УОК, минутный объем крови – МОК, фракция выброса – ФВ). В норме УОК (объем крови, которое выбрасывает сердце за одно сокращение) составляет 60–80 мл. МОК у здорового человека достигает 4,0–5,5 л. Не менее 22 % этого объема потребляет головной мозг. Снижение эффективной работы сердца характеризуется снижением МОК и фракции выброса. Сердечная недостаточность, в большинстве клинических случаев, обусловлена повреждениями миокарда в результате недостаточного коронарного кровообращения (атеросклеротический кардиосклероз). Расширение камер сердца, которые связаны с изменениями внутрисердечной гемодинамики (пороки сердца, нарушения работы клапанного аппарата), нередко приводит к снижению его эффективной работы. Сердечная недостаточность может быть обусловлена диффузными нарушениями обмена веществ в миокарде с ослаблением его сократительной способности (кардиомиопатии). Но чаще, насосная функция сердца нарушается в результате увеличения массы миокарда (гипертрофии).
Увеличение массы сердечной мышцы приводит к увеличению потребности в кровоснабжении, при этом камеры сердца медленнее расслабляются (диастолическая дисфункция) и хуже сокращаются (систолическая дисфункция). Гипертрофия левого желудочка сердца характерна для гипертонической болезни, ведь при высоком артериальном давлении сердце выполняет большую работу, а значит, увеличивается масса миокарда.
Оптимальная работа сердца возможна только при сохранении правильного ритма, который обеспечивает последовательное сокращение предсердий и желудочков с частотой 60–90 в 1 мин. Последовательная работа камер обеспечивается проводящей системой сердца, которая представлена нервными волокнами и узлами (нейронами).
Известно, что проводящая система сердца находится под влиянием вышестоящих отделов центральной нервной системы, в частности, водителя ритма в продолговатом мозге и вегетативных центров гипоталамуса. В патологических случаях проводящая система сердца чаще страдает от нарушений коронарного кровоснабжения. Существует и другая сторона пробелы нарушений ритма сердца: клетки миокарда, страдающие от ишемии, от системных нарушений обмена веществ, изменяют свою возбудимость. В последние годы установлено, что высокая возбудимость миоцитов может быть обусловлена недостатком в их мембранах полиненасыщенных жирных кислот (эйкозапентаеновой, докозагексаеновой). Результатом таких нарушений становится электрическая нестабильность миокарда. В исследовании GISSI-P, одном из крупных независимых испытаний, в которое было включено 11000 пациентов, показано, что приём достаточных доз Омега-3 более чем на 20 % снижает общую смертность, на 30 % – смертность от сердечно-сосудистых причин, на 45 % – число эпизодов фатальных аритмий!
С учетом высокой потребности головного мозга в снабжении кровью патологические изменения со стороны сердца играют важнейшую роль в патогенезе заболеваний нервной системы. Острые нарушения мозгового кровообращения, дисциркуляторная энцефалопатия – широко распространенные в популяции заболевания, связь которых с патологическими изменениями сердца не вызывает сомнений.
Необходимо отметить, что сердце – второй по объему потребитель крови после головного мозга. Чрезвычайно велики энергетические потребности миокарда, которые осуществляются при значительном потреблении убихинона (кофермент Q-10).
Нарушения кровообращения на уровне крупных магистральных артерий играют наиболее существенную роль в механизмах ишемического повреждения сердца и мозга. В подавляющем большинстве клинических случаев эти нарушения обусловлены атеросклерозом.
Наиболее демонстративные проявления атеросклероза обусловлены формированием атером – атеросклеротических бляшек, суживающих просвет артерии. Иногда такие бляшки существенно уменьшают просвет артерии (стеноз) или вовсе перекрывают его (окклюзия). Очевидно, что подобное механическое препятствие снижает объемный кровоток и сказывается на кровоснабжении тканей. Кроме того, атеросклеротические бляшки могут разрушаться, увеличиваться в размерах за счет воспаления или кровоизлияния (активация атером). Наконец, неровная структура бляшки способствует образованию тромба, что нередко приводит к закупорке артерии (ате-ротромботический инсульт).
По современным представлениям атеросклероз является системным патологическим процессом, который характеризуется уплотнением артериальных стенок за счет нарушения функции эндотелия (внутренняя оболочка артерии) и уплотнением средней оболочки (медиа) и образованием атером. Атеросклероз – это типичный гетерогенный патологический процесс, не имеющий одной причины. Развитие атеросклероза обусловлено генетическими особенностями, экологическими факторами, вредностями (курение, злоупотребление алкоголем), заболеваниями (артериальная гипертония, сахарный диабет). Считается, что атерогенез тесно связан с нарушениями липидного обмена – с повышением концентрации сывороточного холестерина увеличивается вероятность изменений сосудистой стенки. Установлено, что значительную роль в развитии этого процесса играет дислипидемия (увеличение в крови липопротеидов низкой плотности и триглицеридов). Хотя линейной зависимости изменений сосудистой стенки от уровня холестерина не существует, многочисленные специальные исследования убедительно демонстрируют пользу от снижения уровня холестерина и липопротеидов низкой плотности в крови. Эта польза выражается в достоверном уменьшении случаев инсульта и инфаркта миокарда.
Итак, атеросклероз приводит к уплотнению и утолщению сосудистой стенки. Это патологическое состояние является результатом сложных обменных и иммунных процессов, которые завершаются фиброзом. Фиброз – это и есть склероз, морфологическая сущность которого состоит в замене активной мышечной ткани артериальной стенки на соединительнотканную, рубцовую. Результатом такой перестройки становится потеря способности артерии к расширению. Узкие артерии, не способные обеспечить адекватное кровоснабжение, особенно в периоды возрастающих потребностей (физическая или эмоциональная нагрузка), становятся причиной хронической ишемии. Последние годы исследователи уделяют большое внимание фактору жесткости артерий (ригидность). Артериальная ригидность, связанная с уплотнением сосудистой стенки, не позволяет смягчать пульсовую волну, выравнивать артериальное давление, что способствует развитию гипертонии.
Таким образом, исходом патологического процесса, который включает обменные, иммунные, механические и другие факторы, становится уплотнение соединительной ткани. Соединительная ткань и в норме присутствует во всех органах, включая крупные артерии, поскольку она образует каркас любой структуры. Она выполняет опорную и трофическую функцию. Соединительная ткань состоит из нескольких видов клеток, наиболее значимыми из которых являются фибробласты – клетки, продуцирующие коллаген. Эластичная структура соединительной ткани обеспечивается гликопротеинами – сложными белками, в синтезе которых принимают участие поли- и моносахариды (глюкоза, фруктоза, глюкозамин и др.). Основу межклеточного вещества соединительной ткани составляет гиалуроновая кислота – по химической структуре глюкоаминогликан. При атеросклерозе соединительная ткань замещает специализированные клетки органа. Кроме того, изменяются ее свойства – она становится более плотной в связи с нарушениями синтеза коллагена и потери эластичности матрикса. Восстановление эластичности крупных артерий является одним из наиболее перспективных направлений лечения пациентов, страдающих от осложнений атеросклероза. В настоящее время с этой целью применяются антиоксиданты, сосудорасширяющие вещества и средства, улучшающие микроциркуляцию. Кроме того, определенную эффективность демонстрируют различные методы оптимизации липидного и углеводного обмена. Перспективным считается направление, предполагающее использование растительных ферментов близких к папаину, для улучшения свойств соединительной ткани.
Микроциркуляторные расстройства, оказывающие существенное влияние на состояние нервной системы, обусловлены преимущественно изменениями свойств крови.
Как известно, кровь состоит из жидкой части (плазма) и клеток крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов). Эффективность микроциркуляции определяется проходимостью капилляров – сети тончайших периферических сосудов, в которых и происходит обмен газами и веществами меду тканями и кровью. Общая площадь капилляров у человека достигает 50 квадратных метров. Поэтому состояние микроциркуляции оказывает существенное влияние на состояние здоровья.
Тонкие капилляры по диаметру меньше таких крупных клеток крови как эритроциты.
Поэтому проходимость капилляров определяется способностью эритроцитов к деформации – их пластичностью. На состояние микроциркуляции оказывают влияние и другие свойства крови, например, вязкость плазмы, которая зависит от концентрации глюкозы, белков и жиров. Однако эритроциты – это главное, что влияет на реологические свойства крови. Если их слишком много (эритремия) или изменены свойства их мембран, то микроциркуляторный блок может существенно сказываться на кровоснабжении сердца и головного мозга. Повреждение мембран эритроцитов может быть связано с токсическими факторами (курение, загрязнение воздуха и воды) и нарушениями обмена веществ. Среди метаболических расстройств наиболее значимы дислипидемии и нарушения углеводного обмена. Микроциркуляция может страдать и вследствие наклонности крови к внутрисосудистому образованию тромбов. Нарушение равновесия системы гемостаза в сторону гиперкоагуляции обычно связано с системным повреждением сосудов (атеросклероз), сгущением крови, действием токсических и инфекционных факторов. Образование тромбов является чрезвычайно значимым механизмом сосудистых повреждений сердца и мозга, поскольку в большинстве клинических случаев инсульт или инфаркт миокарда становятся следствием закупорки сосуда тромбом (атеротромбоз). В этой связи применение антитромботических средств остается одним из наиболее эффективных направлений профилактики сосудистых повреждений нервной системы.
Травмы и механическое воздействие
Существует множество клинических ситуаций, обусловленных повреждением нервных структур механическими факторами. Распространенность подобных повреждений весьма велика, если учитывать, что травмы в нашей стране занимают третье место среди всех причин смерти. В России ежегодно регистрируется более 400000 пострадавших только от черепно-мозговой травмы. Производственные и автомобильные травмы, повреждения, полученные в результате боевых действий и бытовых конфликтных ситуаций, в большинстве случаев затрагивают структуры центральной или периферической нервной системы. К травматическим повреждениям отчасти, можно отнести и большую группу детских болезней, объединенных понятием «детский церебральный паралич». Хотя значительная часть таких синдромов обусловлена нарушением питания плода, родовая травма играет не последнюю роль в дальнейшей жизни маленьких пациентов.
Структура травматических повреждений нервной системы разнообразна: при легкой травме изменения происходят на уровне клеток и синапсов, при ушибе обнаруживается гибель нервной ткани на обширных участках с кровоизлиянием, отеком. При повреждениях нервных стволов морфологическое исследование выявляет разрыв аксонов и разрушение миелиновой оболочки. Даже «незначительные» травмы приводят к существенным изменениям тонкой биохимии мозга, возникновению отека вокруг сосудов, нарушениям микроциркуляции, повреждению мембран. Это отражается в изменении функциональной активности нервных структур. Как правило, после черепно-мозговой травмы электроэнцефалограмма регистрирует судорожную активность и признаки раздражения стволовых структур.
С определенными допущениями и особенностями, повреждения корешков и нервов при остеохондрозе позвоночника, межпозвонковых грыжах также можно отнести к травмам. Сдавление нервного ствола грыжей приводит к повреждению аксонов нейронов спинного мозга с характерными изменениями миелиновой оболочки и нарушениями проведения по нервным волокнам.
Если разрушения клеток, изменения миелиновой оболочки, нарушения микроциркуляции и отек – это принадлежность острого периода травмы, то многочисленные структурные и функциональные проблемы, возникающие в отдаленном периоде, имеют свои особенности. Комплекс функциональных и морфологических расстройств, возникающих после травмы, иногда называют травматической болезнью. Сущность этих изменений заключается в том, что поврежденные при травме нейроны и клетки нейроглии подвержены неспецифическим процессам, среди которых можно выделить: дистрофию, апоптоз, иммунные реакции, нарушения микроциркуляции и обмена веществ. Нередко после травмы головного мозга формируется комплекс нейроэндокринных нарушений, которые связаны с повреждением вегетативных центров. Это приводит к нестабильности работы сердечно-сосудистой системы, эмоциональным расстройствам. Поврежденные в результате травмы ткани приобретают новые антигенные свойства, что приводит к хроническим воспалительным процессам, которые обычно проявляются в оболочках мозга. Воспалительный процесс, образование рубцов сопровождаются нарушениями обращения ликвора – жидкости, омывающей ткани центральной нервной системы.
В некоторых случаях эти патологические процессы приводят к повышению внутричерепного давления, расширению желудочков мозга и подоболочечных пространств (гидроцефалии).
Инфекционные, токсические и метаболические факторы
Существует множество инфекционных заболеваний, которые протекают с поражением структурных образований нервной системы. Особенно агрессивны по отношению к нейронам вирусные инфекции. Строго говоря, любое вирусное заболевание, включая грипп, является нейроинфекцией поскольку вирусы способны размножаться внутри клетки и имеют выраженную нейротропность – склонность к проникновению в нервные структуры. Некоторые вирусы (вирус ветряной оспы, герпеса, Эпштейн-Барр) способны находиться в нервных клетках в течение всей жизни человека. Их активность зависит от состояния иммунной защиты. Демонстративным примером такого поведения вируса может служить вирус ветряной оспы. «Поселившись» в нервных узлах в детстве, вирус может никогда не проявить себя. Но однажды, после переохлаждения или стресса, вирус активизируется, быстро размножается, распространяется по нервным волокнам, вызывая воспаление на коже (опоясывающий лишай – герпетический ганглио-неврит). Подобным образом может проявляться герпетическая инфекция. Однако другие вирусы могут демонстрировать и другую клинику. Например, активность вируса Эпштейн-Барр связывают с психическими заболеваниями, вегетативными дисфункциями.
При обострении процесса вирусы вызывают интоксикацию и повреждение нервных структур, включая демиелинизацию нервных волокон. В «холодном» периоде они перестраивают работу нейронов, нарушают их энергетический баланс, оказывают влияние на обмен веществ. В настоящее время большинство исследователей придерживается мнения, что демиелинизирующие заболевания (рассеянный склероз, рассеянный энцефаломиелит, некоторые полиневропатии) патогенетически связаны с вирусной инфекцией.
На практике врач нередко сталкивается с синдромами повреждения нервной системы, которые возникают в связи с системными нарушениями обмена веществ. Условно, в рамках этой проблемы, можно выделить нарушения жирового, белкового и углеводного обмена. Нарушения жирового обмена на ранних этапах проявляются дислипидемией – изменением соотношения липопротеидов низкой и высокой плотности, увеличением содержания холестерина и триглицеридов. Патологические изменения белкового обмена чаще сопутствуют заболеваниям желудочно-кишечного тракта или почек. К нарушениям белкового обмена следует относить и подагру – заболевание, которое характеризуется накоплением мочевой кислоты в крови и тканях. Обычно нарушения обмена веществ, обусловленные разными причинами, взаимно поддерживают друг друга и отмечаются одновременно – метаболический синдром.
В клинической практике чаще встречаются нарушения углеводного обмена, которые в тяжелых случаях приобретают форму заболевания (сахарный диабет). Заболевание имеет сложный патогенез, но основной признак метаболических расстройств при сахарном диабете заключается в увеличении концентрации глюкозы в сыворотке крови. Это увеличивает вязкость крови, что неизбежно сказывается на микроциркуляции. Однако главная проблема сахарного диабета заключается в способности высоких концентраций глюкозы оказывать повреждающее влияние на белки. Гликолиз белков, а к ним относятся и ферменты, резко нарушает их функцию. В частности, подавляется активность метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) – фермента, который при помощи своих коферментов (витамины группы В и фолиевая кислота) осуществляет синтез миелина. Нарушение синтеза миелина приводит к повреждению длинных нервных волокон (полиневропатия) и белого вещества головного мозга (диабетическая энцефалопатия).
Глубокие обменные расстройства, которые отражаются на состоянии нервной системы, обнаруживаются при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Атрофические процессы слизистой оболочки желудка, язвенная болезнь, дисбиоз кишечника – часто встречающиеся патологические процессы и заболевания, которые приводят к дефициту важнейших витаминов и микроэлементов, необходимых в работе ферментных систем. Как правило, у больных, страдающих хроническими заболеваниями желудка и кишечника можно обнаружить признаки поражения периферических нервов, вегетативную дисфункцию и другие неврологические синдромы. Системные обменные нарушения, протекающие с дефицитом и изменением качества витаминов, обычно обнаруживаются у лиц, злоупотребляющих алкоголем. Недостаток важнейших веществ – участников биохимических процессов, может быть связан с качеством продуктов питания, загрязнением воды и воздуха.
Конец ознакомительного фрагмента.