2 курс / Гистология / Востриков_В_М_Олигодендроглия_в_мозге_человека_при_шизофрении

141 время при маниакально-депрессивном психозе и депрессии было

обнаружено уменьшение размера нейронов в V и VI слоях поля 9 (Cotter D.R. et al., 2005).

Итак, в настоящем исследовании нами выявлено выраженное снижение числа перинейрональных олигодендроцитов, но не показано изменение площади среза пирамидных нейронов. Нарушение показателей олигоденроглио-неирональных взаимоотношений на морфологическом морфометрическом уровне выявлено нами только со стороны олигодендроцитов. По-видимому, нарушения этих взаимоотношений со стороны тела нейронов носят характер небольших и трудно выявляемых морфологических изменений, но которые могут отражаться в изменении их дендритного дерева. В пользу этого свидетельствуют данные нашей совместной работы с исследователями из США (Black J.E. et al., 2004) и работы Broadbelt К. и соавт. (2002), в которых показано снижение площади, занимаемой базальными дендритами в V слое поля 10 при шизофрении, а также данные других авторов, обнаруживших уменьшение плотности дендритных шипиков пирамидных нейронов при шизофрении (Garey LJ . et al., 1998, Glantz L.A. and Lewis D.A., 2000, Kalus P. et al., 2000).

С учетом обнаруженной нами потери перинейрональных и интерфасцикулярных олигодендроцитов при шизофрении и аффективных расстройствах возникает вопрос: изменяется ли субпопуляции перикапиллярных олигодендроцитов при этих заболеваниях? В настоящем исследовании нами впервые представлены свидетельства снижения численной плотности перикапиллярных олигодендроцитов в слое V поля 10 на 20,8% у больных шизофренией по сравнению с контролем. Поскольку при статистическом анализе мы не выявили влияния факторов пола, возраста, посмертного интервала, времени хранения ткани мозга в формалине на изучаемый параметр, то мы имеем все основания

142

считать, что снижение численной плотности перикапиллярных

олигодендроцитов связано с изучаемым заболеванием.

Представленные данные полностью согласуются с результатами

наших предыдущих морфометрических исследований, в которых

показано выраженное снижение численной плотности общей

популяции олигодендроцитов в слое VI и подлежащем белом веществе поля 10 при шизофрении, а также в слое VI поля 9 при

шизофрении, маниакально депрессивном психозе и депрессии. Результаты нашего морфометрического исследования, в котором была

показана потеря перинейрональных олигодендроцитов в

префронтальной коре при шизофрении, маниакально-депрессивном психозе и депрессии также согласуются с данными о дефиците перикапиллярных олигодендроцитов. Хотя мы и измеряли число олигодендроцитов на единицу длины капилляра, мы не исключаем возможности, что снижение их числа в префронтальной коре при шизофрении может быть связно с изменениями кровеносных сосудов, в частности с уменьшением плотности капиллярной сети. О нарушении функции кровеносных сосудов в префронтальной коре при

шизофрении свидетельствуют результаты исследований,

выполненных с помощью метода функциональной магнитнорезонансной томографии (фМРТ) и показавших снижение скорости кровотока в этих областях (Lahti А.С. et al., 2001, 2006, Ragland J.D. et al., 2001, Schultz S.K. et al., 2002). Однако стереологическое морфометрическое исследование плотности капиллярной сети в префронтальной коре аутопсийного мозга при шизофрении не выявило различий по сравнению с контролем (Kreczmanski P. et al., 2005).

Таким образом, наши данные и данные литературы позволяют предположить, что популяция перикапиллярных олигодендроцитов вовлечена в патофизиологические процессы при шизофрении и

143

возможно в те, которые связаны с функционированием гематоэнцефалического барьера.

Итак, комплексный подход с применением стереологического и электронно-микроскопического методов, позволил нам впервые доказать наличие выраженной патологии и потери олигодендроцитов в префронтальной коре при шизофрении и аффективных расстройствах. В сером веществе коры потеря происходит главным образом за счет перинейрональных, а также перикапиллярных олигодендроцитов; в подлежащем белом веществе за счет интерфасцикулярных олигодендроцитов.

При электронно-микроскопическом исследовании мы обнаружили выраженные ультраструктурные повреждения и гибель перинейрональных, перикапиллярных и интерфасцикулярных олигодендроцитов на фоне сохранности нейронов, астроцитов и микроглиальных клеток. Однако вопрос о повреждениях астроцитов и микроглиальных клеток при шизофрении и аффективных расстройств также обсуждается в научной литературе. В большинстве морфологических исследований головного мозга, за редким исключением (Stevens J.R., 1982), отвергается наличие пролиферативной реакции астроцитов (астроглиоза) при шизофрении и аффективных расстройствах (Уранова Н.А., 1995, Roberts G.W. et al., 1987, Casanova M.F. et al., 1990, Arnold S.E. et al., 1998, Falkai P. et al., 1999, Damadzic R. et al., 2001). Изучение астроцитов при помощи специфического маркера - ГФКБ позволило выявить лишь незначительные изменения этих клеток. Так Webster MJ. и соавт. (2001) на коллекции научно-исследовательского медицинского института Стенли не нашли отличий в интенсивности иммуногистохимического окрашивания астроцитов в префронтальной коре при шизофрении, маниакально-депрессивном психозе и депрессии по сравнению с контролем. Однако они обнаружили

144

ослабление иммуногистохимической реакции в периваскулярных астроцитах при шизофрении и депрессии. С другой стороны Rajkowska G. и соавт. (2002) на собственной коллекции не обнаружили существенных различий в площади иммуногистохимически выявляемых тел и отростков, и в численной плотности тел астроцитов, в слоях III и IV в префронтальной коре (поле 9) при шизофрении по сравнению с контролем. Только в слое V они обнаружили уменьшение площади, занятой иммуногистохимически мечеными отростками астроцитов, однако при этом они выявили увеличение численной плотности тел астроцитов на единицу площади среза. Однако Davis S. и соавт. (2002) не обнаружили разницы в интенсивности иммуногистохимической реакции на ГФКБ в префронтальной коре и передней части поясной извилины при депрессии по сравнению с контролем. Они лишь обнаружили высокую вариабельность в интенсивности иммуногистохимической реакции астроцитов как в контроле, так и при депрессии.

Исследования аутопсийного мозга при шизофрении и аффективных расстройствах с применением биохимических методов также не принесли убедительных доказательств в пользу нарушенной функции астроцитов. Так Johnstone-Wilson N. и соавт. (2000) обнаружили снижение уровня четырех изоформ ГФКБ в префронтальной коре при шизофрении, маниакально-депрессивном психозе и депрессии. Однако в последующей работе они не подтвердили ранее полученные результаты, показав, что функциональная активность астроцитов, оцененная по экспрессии генов, не изменена в префронтальной коре (поле 9) в группах шизофрении и маниакально-депрессивного психоза по сравнению с контролем (Tkachev D. et al., 2003).

145 Что же касается возможного вклада микроглиальных клеток в

снижение численной плотности глиальных клеток, то она представляется нам незначительной ввиду малочисленности этого типа клеток в префронтальной коре у человека. В единичных исследованиях аутопсийного мозга при шизофрении, посвященных этому вопросу, отмечено либо отсутствие изменений микроглиальных клеток (Ziegeler A. et al, 2002), либо незначительное увеличение их числа наряду с дегенеративными изменениями (Radewicz К. et al., 2000, Wierzba-Bobrowicz Т. et al., 2004 2005).

Таким образом, совокупность результатов собственных наблюдений и сведений литературы позволяет нам сделать заключение, что в настоящее время нет убедительных доказательств, свидетельствующих в пользу выраженного повреждения астроцитов и микроглиальных клеток и изменения их численности в префронтальной коре при шизофрении, маниакально-депрессивном психозе и депрессии.

Следует отметить важный аспект нашего исследования, связанный с клиническими особенностями психических заболеваний Дефицит олигодендроцитов, выявленный нами в префронтальной коре при шизофрении, не зависел от возраста больных, длительности болезни, возраста начала болезни, терапии нейролептиками. Многочисленные клинические, нейропсихологические и томографические исследования показали, что морфо-функциональные нарушения в префронтальных областях коры обнаруживаются, как у хронических больных шизофренией (Mathalon D.H. et al., 2001, Pantelis Ch. et al., 2005), так и у впервые заболевших (DeLisi L.E. et al., 1997, Gur R.E. et al., 1998; Rapoport J.L. et al., 1999). Они обнаруживаются, как у больных, длительно принимавших нейролептики, (Pantelis Ch. et al., 2005), так и у больных не принимавших нейролептики (Jayakumar P.N. et al., 2005, Chua S.E. et

146

al., 2006). При этом отмечено, что выраженность данных нарушений положительно коррелирует с выраженностью негативной симптоматики (Бовин Р.Я., 1991, Mathalon D.H. et al., 2001, Ho B.C. et al., 2003, Sigmundsson T. et al, 2003, Lieberman J.A. et al., 2005). Ha основании этих результатов большинство исследователей постулируют, что существует взаимосвязь между структурными нарушениями в лобных отделах коры и негативными симптомами. В Международной классификации болезней (МКБ-10) и в классификации болезней американской ассоциации психиатров (DSMIV) выявление негативных симптомов является основным признаком для диагностики шизофрении. Поэтому мы изучали взаимосвязь между численной плотностью олигодендроцитов в префронтальной коре и типом шизофрении, выделяемым по преобладанию позитивной или негативной симптоматики. Анализ показал, что наиболее выраженное снижение численной плотности олигодендроцитов в VI слое и подлежащем белом веществе поля 10 префронтальной коры было в подгруппе больных с преобладанием негативных симптомов по сравнению с контрольной группой и подгруппой больных с преобладанием позитивных симптомов. В то же время в подгруппе шизофрении с преобладанием позитивных симптомов снижение численной плотности олигодендроцитов в подлежащем белом веществе было менее выраженным, а в слое VI не достигало уровня статистической значимости. Аналогичные результаты получены в отношении перикапиллярных олигодендроцитов. Статистически значимое снижение их численной плотности в слое V поля 10 было обнаружено только в подгруппе больных с преобладанием негативных симптомов. В подгруппе случаев с преобладанием позитивных симптомов аналогичные изменения не были статистически значимыми.

147

Полученные данные согласуются с результатами морфометрического электронно-микроскопического исследования префронтальной коры и хвостатого ядра, при котором обнаружено, что наиболее выраженные ультраструктурные повреждения олигодендроцитов (главным образом их ядер) наблюдались в случаях шизофрении с преобладанием негативных симптомов, но не в случаях с преобладанием позитивных симптомов (Uranova et al., 2001).

Наши результаты согласуются также с исследованиями, выполненными с применением методов фМРТ, в которых показано, что наиболее выраженное нарушение кровотока (Lachti А.С. et al., 2001, 2006, Potkin S.G. et al., 2002) и снижение уровня N- ацетиласпартата (Callicott J.H. et al., 2000, Sigmundsson T. et al., 2003, Bertolino A. et al., 2003), в лобных отделах коры головного мозга обнаруживаются у больных шизофренией с преобладанием негативной симптоматики.

Таким образом, данные литературы и настоящего исследования свидетельствуют, что при шизофрении существует взаимосвязь между структурными изменениями и функциональными нарушениями в префронтальной коре. Более выраженные структурные повреждения олигодендроцитов и более выраженное снижение их численной плотности наблюдается в случаях с преобладанием негативных симптомов. Результаты настоящей работы вместе с данными литературы позволяют с большой вероятностью предполагать, что основой функциональных нарушений при шизофрении в виде негативных симптомов являются деструктивные изменения и дефицит олигодендроцитов в префронтальной коре.

Следует обсудить и другой клинический аспект настоящего исследования. Существует ли взаимосвязь между численностью олигодендроцитов в префронтальной коре и возрастом индивидуума? В настоящей работе установлено, что численная плотность

148 олигодендроцитов в префронтальной коре в контрольных случаях

увеличивается с возрастом. Положительная и статистически значимая корреляция между численной плотностью олигодендроцитов и возрастом выявлена в слое VI и подлежащем белом веществе поля 9 на коллекции научно-исследовательского института Стенли, в слое VI и подлежащем белом веществе поля 10 на коллекции НЦПЗ РАМН. Число перикапиллярных олигодендроцитов в слое V поля 10 в контрольной группе также достоверно увеличивается с возрастом. Однако при шизофрении, маниакально-депрессивном психозе и депрессии число олигодендроцитов в префронтальной коре не увеличивается с возрастом.

Полученные результаты согласуются с морфологическими данными о том, что в норме у человека пролиферация олигодендроцитов из стволовых клеток и последующая их дифференцировка, а также процесс миелинизации в коре головного мозга продолжаются до 40 лет (Yakovlev P.L. et al., 1967, JerniganT.L. et al., 1991). Эти закономерности подтверждены также при исследовании процесса миелинизации у животных. Установлено, что в коре головного мозга высших обезьян и крыс число олигодендроцитов постоянно увеличивается с возрастом (Ling Е.А. and Leblond СР . 1973, Peters A. et al., 2004). Прижизненные исследования головного мозга человека, выполненные при помощи методов компьютерной томографии, и изучение его гистологическими методами также показали, что в норме процесс миелинизации в белом веществе коры начинается сразу после рождения и продолжается вплоть до 45 лет (Kemper Т., 1994, Klingberg Т. et al., 1999, Bartzokis G., 2005). Однако при шизофрении в головном мозгу показано снижение пролиферативной способности стволовых клеток (Reif A. et al., 2006) и замедление процесса миелинизации (Bartokis G. et al., 2003, Flynn S.W. et al. 2003). Проведенный нами корреляционный анализ

149

между численной плотностью олигодендроцитов и возрастом больных позволил конкретизировать существующие представления о причинах нарушения процессов миелинизации в префронтальной коре при шизофрении. Мы считаем, что структурной основой этих нарушений являются деструктивные изменения олигодендроцитов и их дефицит.

Важным клиническим аспектом нашего исследования является изучение возможного влияния нейролептической терапии на численную плотность олигодендроцитов. В настоящем исследовании мы не обнаружили корреляций между численной плотностью олигодендроцитов и дозами нейролептиков ни при шизофрении, ни при маниакально-депрессивном психозе. Однако полностью исключить влияние нейролептиков на численную плотность олигодендроцитов нельзя, поскольку существуют данные о том, что типичные нейролептики (галоперидол, хлорпромазин) могут усиливать имеющиеся при шизофрении негативные симптомы (Voruganti L. and Award A.G., 2004). Имеются также свидетельства о влиянии нейролептиков на структуру нейронов и синапсов у животных (Harrison P.J., 1993, Eastwood S.L. et al., 1997, Kelley JJ. et al., 1997) и у человека (Christensen E. et al., 1970, Jellinger K., 1985).

Изучение головного мозга человека с использованием методов МРТ показало, что нейролептики оказывают влияние главным образом на подкорковые структуры головного мозга. Большинство таких исследований свидетельствует об увеличении объема хвостатого ядра (Chakos М.Н. et al., 1994, Corson P.W. et al., 1999, Shenton M.E. et al., 2001) и скорлупы (Gur R.E. et al, 1998, Noga J.T. et al., 2001) у больных, лечившихся типичными нейролептиками. Некоторые авторы сообщают об отсутствии изменений в размере хвостатого ядра у больных лечившихся нейролептиками (DeLisi L.E. et al., 1997, Tauscher-Wisniewski S. et al., 2002). Однако есть сведения, что типичные и атипичные нейролептики могут оказывать различное

150

влияние на объем подкорковых структур мозга. Типичные нейролептики, такие как галоперидол, вызывают увеличение размера хвостатого ядра, а атипичные нейролептики, такие как клозапин, назначаемые после лечения типичными нейролептиками, вызывают уменьшение объема хвостатого ядра (Frazier J.A. et al., 1996; Corson P.W. et al., 1999, Scheepers F.E. et al., 2001).

Что же касается данных о влиянии типичных и атипичных нейролептиков на кору головного мозга, то они носят противоречивый характер. Так Harrison P.J. (1993) не нашел корреляций между лечением типичными нейролептиками и объемом коры. Однако другие авторы показали, что лечение типичными и атипичными нейролептиками может вызывать уменьшение объема коры в некоторых областях у больных шизофренией (Christensen J. et al., 2004, Dazzan P. et al., 2005, Leibennan J.A. et al., 2005).

Вопрос, влияет ли хронический прием нейролептиков больными шизофренией на состояние глиальных клеток остается мало изученным. В экспериментах на обезьянах макаках обнаружено что хроническое (в течение 6 месяцев) введение им галоперидола приводит к повышению плотности глиальных клеток в префронтальной коре, но не вызывает достоверных изменений в толщине коры (Selemon L.D. et al., 1999). В другом исследовании показано, что длительное введение, как галоперидола, так и оланзапина обезьянам макакам приводит к снижению числа астроцитов в теменной коре, но не влияет на численность олигодендроцитов (Konopaske G.T. et al., 2007). В то же время есть данные, что хроническое введение галоперидола крысам вызывает снижение экспрессии генов, ответственных за синтез специфических белков олигодендроцитов — клаудина, гликопротеина миелина и олигодендроцитов, основного белка миелина, протеолипидпротеина-1, трансферрина, а введение олазапина не оказывало влияния на