Патоморфологічні зміни у перифокальній зоні головного мозку при інсультах різного типу ( Pathomorphological changes in perifocal cerebral areas in different types of stroke )

Фаліон Р.І. Патоморфологічні зміни у перифокальній зоні головного мозку при інсультах різного типу. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю  222 – «Медицина» (22 – «Охорона здоров’я»). – Львівський Національний медичний університет ім. Данила Галицького. Міністерство охорони здоров’я України, Львів, 2022.
Дисертація присвячена проведенню оцінки морфогенезу змін різних структурних елементів головного мозку на основі даних гістологічного, морфометричного та імуногістохімічного досліджень з подальшим визначенням нових критеріїв для встановлення типу та періоду інсульту.
Згідно даних Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) щорічно в світі від захворювань серцево-судинної системи (ССС) помирає понад 17 млн. людей, що складає 30% від усіх випадків смертей. Згідно з результатами дослідження DALY (показника років життя, адаптованих до інвалідності: Disability – Adjusted Life Year, 2013), розробленого ВООЗ, яке проводилось за період 1990-2013 років і в якому брали участь 188 країн, показало, що інсульт займає друге місце за смертністю (11,8% від загальної смертності у світі) після ішемічної хвороби серця (ІХС) (14,8% відповідно) та третє місце за причиною розвитку інвалідності серед усіх причин після ІХС. Щорічно в Україні трапляється 146 000 інсультів, 90 000 людей помирають від гострого порушення мозкового кровообігу (ГПМК), 20 000 людей, які перенесли інсульт стають інвалідами та потребують сторонньої допомоги, а 36% від усіх інсультів в Україні трапляються у людей працездатного віку.
При всіх типах інсульту окрім ділянки мозку з незворотніми змінами важливою є перифокальна тканина мозку, що представляє значний науковий та клінічний інтерес, оскільки в умовах гіпоперфузії залишається дієздатною та потребує ефективного лікування з метою запобігання розширення зони некрозу.
Процеси, що виникають у перифокальній тканині головного мозку в результаті гострої судинної патології, активно вивчаються, проте не до кінця зрозуміла та досліджена роль пошкодження, реактивного запалення, механізмів післяінсультної репарації та дегенерації [1] в критичній зоні мозку, що маніфестують як у функціональний, так і в когнітивний дефіцит, впливаючи на післяінсультну адаптацію та якість життя пацієнтів.
Таким чином, високий рівень захворюваності, поширеність і смертність від інсульту в Україні, рівень інвалідизації осіб, що вижили, а також проблема якості життя пацієнтів після перенесеного інсульту робить необхідним подальше поглиблене вивчення патоморфологічних змін перифокальної тканини головного мозку при інсультах різного ґенезу з метою покращення діагностики, профілактики та лікування.
При виконанні дисертаційної роботи було проведено ретроспективне дослідження автопсійного матеріалу на базі Комунального закладу Львівської обласної ради «Львівського обласного патологоанатомічного бюро» (КЗ ЛОР «ЛОПАБ») 9759 автопсій за період 2010-2019 років, із яких виокремили 1092 випадки з гострим порушенням мозкового кровообігу.
Проспективне дослідження включало проведення дослідження 71 автопсійного випадку з ГПМК на базі КЗ ЛОР «ЛОПАБ».
Випадки були розподілені на три групи залежно від типу інсульту. До  першої групи дослідження увійшли 25 випадків (32,21%) автопсій із  ішемічним інсультом (ІшІ). Другу групу дослідження склали 28 випадків (39,43%) автопсій із геморагічним інсультом (ГІ). У третій групі – 18 випадках (25,35%) діагностовано ішемічний інфаркт із геморагічною трансформацією (ІшІ з ГТ).
У всіх випадках із метою визначення типу та періоду інсульту проведено гістологічне дослідження.
Для поглибленого дослідження хронічних змін нейронів було проведено морфометричне дослідження. Зроблено 118 знімків гістологічних препаратів перифокальної зони головного мозку забарвлених гематоксиліном та еозином всіх груп із абсолютно рівномірним заміром нейронів кори та підкіркових ядер головного мозку, а також здійснено заміри ядер та ліпофусцину із використанням мікроскопу калібрування співвідношення пікселя до мікрометра (2,588 пікселя = 1,0 мкм). Всі протоколи замірів зберігалися у вигляді електронних таблиць для подальшої статистичної обробки отриманих результатів.
У 21 випадку з метою визначення процесів репарації, ангіогенезу та постінсультної дегенерації проведено імуногістохімічне дослідження (ІГХД), із використанням маркеру GFAP (поліклонального антитіла до гліального кислого протеїну астроцитів «Dako Cytomation», Данія), маркеру CD34 (попередника стовбурових ендотеліальних клітин – CD34, Moa-HuCD34 ClassII, CloneQBEnd 10 «Dako Cytomation», Данія) та поліклонального антитіла τ-білок (NeoMarkers Fremont, CA Tau AB-3, Rabbit. Lot: 1429A15041, RB-14-29-A0).
За результатами ретроспективного дослідження автопсійного матеріалу нам вдалося встановити переважання чоловіків у структурі смертності від інсульту та переважання частки осіб середнього і молодого віку на 25% від загальної кількості померлих внаслідок інсульту. Визначили істотне переважання частоти автопсій із ІшІ (p<0,01) за весь період сумарно порівняно з випадками ГІ та ІшІ з ГТ. Визначили, що вік чоловіків, які померли від інсульту був істотно нижчим (медіана середнього віку 64 р.) ніж вік жінок (медіана середнього віку 76 р.). Виявлена тенденція «омолодження» інсульту протягом оцінюваного періоду 2010-2019 років за рахунок чоловіків – тау Кендала 0,058 (p=0,03). Найчастішими етіологічними чинниками розвитку ГПМК була ГХ, атеросклероз судин головного мозку, ІХС, ЦД, ожиріння.
Нами було досліджено, що при ІшІ в перифокалній зоні головного мозку переважало у 2-му та 3-му періодах поєднання в одному випадку гострих змін нейронів у вигляді коагуляційного та колікваційного некрозу порівняно з 1-м періодом (p1-2<0,05; p1-3<0,05). Із перебігом ІшІ у 2-му та 3-му періоді навколо зони некрозу встановили зростання частоти виявлення нейронів із хронічними змінами (p1-3<0,05), вогнищ випадінь нейронів та corpora amilacea (СоАм). Реактивний астрогліоз та ангіогенез починався в 1-му періоді (з істотною різницею порівняно з 1-м періодом для ангіогенезу р1-3<0,05), а у 2-му і 3-му періодах ІшІ зростали, і в поєднанні з активованою мікроглією формували постінфарктний гліальний рубець. Запальний інфільтрат утворений нейтрофілами в 1-му періоді з істотною різницею зменшувався у 2-му та 3-му періоді (р2-3<0,05; р1-3<0,05) і змінювався на лімфомакрофагальний інфільтрат.
На основі проведеного дослідження висунуто припущення, що пацієнти із ІшІ, у яких були більш виражені хронічні зміни головного мозку краще переживали 1-й період захворювання.
Враховуючи отримані результати при ГІ, в перифокальній зоні головного мозку було встановлено переважання коагуляційного некрозу нейронів у всіх періодах. Встановлено наявність нейронів із хронічними змінами, вогнищ випадінь нейронів, corpora amilacea та гліальних рубців теж в 1-му періоді ГІ. Виявлено зростання частоти виявлення нейронів із хронічними змінами у 2-му та 3-му періоді (р1-2<0,05; р1-3<0,05). Встановлено появу реактивного астрогліозу та раннього ангіогенезу в 1-му періоді і зростання частоти його виявлення в 2-му та 3-му (р1-2<0,05; р1-3<0,05 для астрогліозу і р1-3<0,05 для ангіогенезу) періодах ГІ. Доведено, що реактивне запалення асоціювалось із наявністю в перифокальній ділянці головного мозку нейтрофілів у 1-му періоді, а у 2-му та 3-му з лімфоцитами та макрофагами з істотною різницею між 1-м та 3-м періодом (р1-3<0,05). Виявлено, що запальні клітини в комплексі з реактивним астрогліозом та неоангіогенезом формували гліомезодермальну капсулу і відмежовували гематому від перифокальної зони головного мозку.
Отриманий аналіз результатів довів, при ішемічному інсульті з геморагічною трансформацією (ІшІ з ГТ) виявляли в одному випадку нейрони з коагуляційним некрозом, в другому – з колікваційним некрозом, а в третьому – поєднання обох варіантів гострого пошкодження нейронів. Встановлено наявність у значній частині випадків нейронів із хронічними змінами, corpora amilacea, істотне зростання вогнищ гліозу (p<0,05). Відмічено значне зростання ділянок із випадінням нейронів порівняно між 1-м та 2-м і 1-м та 3-м періодами (р1-2<0,05; р1-3<0,05). Встановлено початковий реактивний астрогліоз та неоангіогенез в 1-му періоді та зростання частоти виявлення даних ознак у 2-му та 3-му (р1-2<0,05 і р1-3<0,05 для астрогліозу та р1-3<0,05 для ангіогенезу) періодах ІшІ з ГТ. Доведено, що в результаті ішемії/реперфузії в перифокальній тканині головного мозку розвивалось реактивне запалення з наявністю нейтрофілів із переважанням у 1-му періоді (р1-3<0,05) та лімфоцитів і макрофагів впродовж усіх періодів ІшІ з ГТ.
Встановлено, що при ІшІ в перифокальній зоні головного мозку при порівнянні з іншими типами інсультів зростала кількість випадків із наявністю нейронів із колікваційним некрозом із динамікою захворювання (91,67%; p<0,05). При ІшІ з ГТ у 1-му періоді відмічено істотне збільшення нейронів із хронічними змінами та вогнищ із випадінням нейронів порівняно з ГІ (85,72%; p2-3=0,024). У динаміці захворювання доведено зростання частоти виявлення нейронів із хронічним змінами при всіх типах інсульту (коефіцієнт регресії β 0,4732; р<0,0001). Доведено істотне переважання ділянок із значною втратою нейронів (p=0,003) та corpora amilacea (85,72%; р=0,024) у групі ІшІ з ГТ. Реактивне запалення виявлено при всіх типах інсульту. Встановлено зменшення кількості нейтрофілів у динаміці захворювання для всіх груп (p<0,05) (метод рангової кореляції критерію тау Кендала -0,620, -0,310 і -0,510 для ішемічного інсульту та для ішемічного інсульту з геморагічною трансформацією), а натомість зростання лімфомакрофагального інфільтрату з перебігом захворювання при ІшІ та ГІ (p<0,01 для обох груп; критерій тау Кендала 0,400 і 0,464).
Встановлено найбільш активні процеси загоєння з наявністю гемістоцитів у 1-му періоді та найбільш активний ангіогенез у 3-му періоді (із статистично значущою відмінністю p=0,017 з ГІ) у групі ІшІ. Відзначено пряму залежність вираженості регенерації з періодом захворювання (тау Кендала 0,543 для ІшІ; 0,566 для ГІ та 0,598 для ІшІ з ГТ) p<0,001 для всіх груп дослідження.
Отримані дані дозволили встановити, що ранні процеси репарації та ангіогенезу в перифокальній тканині головного мозку розпочинались в 1-му періоді інсульту. GFAP+ клітини розташовувались у крайовій зоні навколо ядра некрозу/гематоми і в динаміці інсульту поширення GFAP+ астроцитів зростало. Найбільш виражена репарація виявлена при ІшІ. Встановлено чітке зростання ступеня експресії GFAP+ астроцитів та CD34+ клітин із перебігом захворювання (тау Кендала 0,774; p <0,001 для GFAP+ астроцитів та CD34+ клітин тау Кендала 0,512; p=0,001) при всіх типах інсульту. Виявлено найбільшу площу поширення GFAP+ астроцитів та CD34+ клітин (>61%) у  групі ІшІ. Нами виявлено, що CD34+ клітини в 1-му періоді при ГІ розташовувались у крайовій зоні мозку, безпосередньо прилеглій до гематоми і в комплексі з активованими астроцитами та мікроглією і запальними клітинами ставали основою для формування гліомезодермальної капсули.
Встановлено істотне зростання частоти виявлення τ-білка та поетапне нагромадження його внутрішньоклітинно в нейронах, із наступним потраплянням у нейропіль та інтерналізацією в астроцити (тау Кендала 0,359; p=0,023). Цей процес найшвидше відбувався при ГІ порівняно з ІшІ та ІшІ з ГТ, що потребує подальшого дослідження.
Аналізуючи отримані нами результати виявлено паралельний перебіг у часі процесів репарації та дегенерації, які засвідчено одночасним та взаємним підвищенням експресії GFAP+ астроцитів, CD34+ клітин (тау Кендала 0,740; p<0,001) та виявленням і поширенням τ-білка (тау Кендала 0,484; p=0,002).
Ключові слова: ішемічний інсульт, геморагічний інсульт, ішемічний інсульт із геморагічною трансформацією, GFAP+ астроцити, CD 34+ попередники ендотеліальних клітин, τ-білок.

EЦП