Патогенетические факторы и их следствия

Спинной мозг не достигал своего нормального размера и был на 1/3 короче, чем в норме. В этом варианте эмбриональной патологии мы видим ситуацию, принципиально отличную от описанной в литературе. Если в исследованном ранее случае патология развития была связана с несрастанием медуллярных валиков, то в нашем случае срастание полностью завершено. Однако наличие укороченного спинного мозга указывает на то, что смыкание медуллярных валиков в спинной части зародыша остановилось на уровне печеночного выступа. В описываемом случае остановка нейруляции в спинном отделе является единственной видимой причиной деструктурализации нервной системы, расположенной ростральнее брюшного стебелька. Исследованная аномалия отличается от известных вариантов патологии формирования нервной трубки человека, связанной с полной или частичной остановкой нейруляции на уровне рострального нейропора. Если в известных случаях наблюдается задержка нейруляции, то в нашем варианте превалирует окклюзия нервной трубки в головном и грудном отделах зародыша.

Нарушение развития головного мозга у эмбрионов человека между 27—м и 35—м днями после оплодотворения обусловлено существованием открытых участков нервной трубки, которая сообщается через эти зоны с околоплодной жидкостью. В обоих описанных случаях нервная трубка утратила свою целостность вентральнее рострального нейропора. Если у эмбриона на 13—й стадии развития незамкнутый участок нервной трубки короткий и ограничен вентральной зоной воронки, то у эмбриона на 14—й стадии развития нервная трубка открыта на всем участке вентральнее рострального нейропора. Нарушение нейруляции вентральнее рострального нейропора до настоящего времени не было описано. Известны случай нарушения развития нервной трубки на уровне каудального нейропора и сообщение о находке эмбриона темя—копчиковой длиной 9,5 мм, сочетающего в себе признаки циклопии и гипотелоризма. Сопоставление результатов собственных исследований с литературными данными ставит вопрос о природе топологического ограничения воздействующей аномалии. Действительно, неясно, почему нарушение нейруляции затронуло только ограниченный участок нервной трубки. Природу этого ограничения распространения аномалии следует искать в механизмах нейруляции человека.

Нейруляция человека начинается со смыкания медуллярных валиков на уровне проромбомеров заднего мозга. Из этой области в ростральном направлении двигается волна смыкания медуллярных валиков. Смыкающиеся медуллярные валики формируют крышу среднего и промежуточного мозга, и волна останавливается у дорсального края рострального нейропора. По существу описанный процесс смыкания медуллярных валиков является автономным и независимым от процессов нейруляции в других зонах нервной пластинки. С другой стороны, от рострального края нервной пластинки в каудальном направлении также двигается волна смыкания медуллярных валиков, которая останавливается у вентрального края рострального нейропора (рис. 2).

Рис. 2. Схематическое изображение корреляции между дефектами нервной трубки и волнами нейруляции. Различные типы штриховки отражают зоны смыкания нервной трубки у эмбрионов различной длины. Там, где штриховка отсутствует, нервная трубка оставалась открытой. I—V — темя—копчиковая длина эмбрионов (в мм), sn — каудальная зона нейруляции, сn — каудальный нейропор, cw — каудальная волна нейруляции, rw — ростральная волна нейруляции, vw — вентральная волна нейруляции, rn — ростральный нейропор.

Таким образом, нейропор является точкой схождения двух нейруляционных волн, движущихся навстречу друг другу. Автономность регуляции в этих двух регионах и приводит к ограничению распространения аномальных изменений.

Аналогичные события обнаружены у эмбриона темя—копчиковой длиной 5.5 мм на уровне заднего и спинного мозга. В этом случае не формируется волна смыкания медуллярных валиков, которая начинается в районе заднего мозга и двигается в каудальном направлении. У этого эмбриона нервные валики не сомкнуты в трех зонах: эмбриональном rhombencephalon, спинном и промежуточном мозге (рис. 3, а). Аномалия нейруляции у эмбриона темя—копчиковой длиной 6.5 мм проявилась в виде открытых зон нервной трубки в промежуточном и переднем мозге (рис. 3, б). Нервная пластинка осталась открытой от нейропора до зрительной хиазмы. Интерес представляет то, что открытый в норме IV желудочек оставался при данной аномалии закрытым. Эмбрион темя—копчиковой длиной 7 мм имел три зоны нарушения целостности нервной трубки (рис. 3, в). После нейруляции остались открытыми ростральные зоны спинного мозга, эмбриональный мозг, каудальная крыша среднего мозга и мозжечок. Зачатки полушарий мозжечка выявить не удалось, хотя обонятельные плакоды, зачатки слуховых пузырьков и глаза были развиты нормально. Совершенно иная картина нарушений наблюдалась у эмбриона темя—копчиковой длиной 9 мм. Нервная трубка этого эмбриона оставалась открытой на границе среднего и заднего мозга, в районе воронки и терминальной пластинки (рис. 3, г). В этих зонах нервной трубки наблюдалась гиперплазия свободного края нейроэпителия, которая сопровождалась атипичной пролиферацией нейробластов. У эмбриона темя—копчиковой длиной 10.5 мм было выявлено 5 зон аномального формирования нервной трубки (рис. 3, д). Эмбриональный мозг был открыт в преоптическо—таламической зоне, на уровне мозжечка, в каудальной зоне IV желудочка и в переднем мозге. Между полушариями переднего мозга дефект был крайне незначителен и составлял только 70 мкм. В вентральной части переднего мозга незакрытая зона была обширной, а латеральные желудочки соединялись с ротовой полостью. Дефект в преоптическо—таламической зоне совпадал с аналогичной аномалией в мозге эмбриона темя—копчиковой длиной 5.5 мм, а нарушение нейруляции в зоне закладки мозжечка привело к соединению желудочков мозга с околоплодной жидкостью.

Рис. 3. Ортогональные проекции графических реконструкций эмбрионов человека с различными нарушениями нейруляции. Темя—копчиковая длина эмбрионов: а — 5.5 мм, б — 6.5 мм, в — 7 мм, г — 9 мм, д — 10.5 мм. r — эмбриональный rhombencephalon, о — открытая нервная трубка, d — промежуточный мозг, spc — спинной мозг, р — передний мозг, m — средний мозг, h — полушария переднего мозга/

Следует подчеркнуть, что все указанные варианты аномалий нейруляции всегда ограничены размерами конкретной нейруляционной волны. У эмбрионов темя—копчиковой длиной 7—10 мм была обнаружена аномалия, не связанная с нарушением нейруляции . В настоящей работе исследовано 6 аномальных эмбрионов этого возраста. Основное внимание было уделено анализу состояния нервной трубки и реакциям ее стенки на возникающие отклонения в развитии. В 2 случаях нейроэпителиальный пласт оказался разомкнутым на уровне каудального края сильвиевого водопровода. Топологически этот участок совпадает с ростральным краем первичной зоны смыкания медуллярных валиков. На этих же стадиях обнаружена открытая нервная трубка каудальнее мезометэнцефалической складки. Следовательно, нарушение нейруляции на этих стадиях развития вновь оказывается ограниченным автономными зонами смыкания медуллярных валиков. Сходное нарушение было обнаружено после 16—й стадии развития человека. Выраженная анэнцефалия, по мнению авторов, была обусловлена открытой нервной трубкой. Однако существуют данные, ставящие под сомнение их вывод. Так, обнаруженная открытая нервная трубка у эмбриона человека на той же стадии развития не приводила к возникновению каких—либо аномалий. По—видимому, находки эмбрионов с нормально развитыми органами и открытой нервной трубкой являются редкими исключениями, а не правилом. В литературе описан случай с миеломенингоцеле, которое локализовалось в районе открытой нервной трубки. Следует отметить, что в этой работе была проведена оценка количества нервной ткани по сравнению с нормальными зародышами. Такой анализ позволил установить, что объем нервной ткани у эмбриона с открытой нервной трубкой был больше, чем в норме. В определенной степени эти данные совпадают с результатами ранее выполненного исследования человеческого эмбриона с анэнцефалией и амиелией. Однако существуют и некоторые противоречия. Если Паттен показал, что при нарушении нейруляции объем нервной ткани увеличивается, то другие авторы, демонстрируя анэнцефалов на ранних стадиях, подразумевают совершенно противоположный результат.

Варианты аномалий

Описанные в настоящей работе и приведенные в литературе случаи раннего аномального развития головного мозга демонстрируют довольно большую вариабельность. Однако все варианты эмбриональных аномалий могут быть легко объединены в три основные группы.

В 1—ю группу входят патологические изменения развития мозга, связанные с нарушением смыкания медуллярных валиков в ростральном участке нервной трубки. Топологически это место ограничено ростральным краем нервной пластинки и нейропором. Для удобства этот регион следует назвать пренейропорной зоной.

Во 2—ю группу эмбриональных аномалий необходимо отнести все варианты нарушения развития в районе промежуточного и среднего мозга. Это связано с тем, что крыша среднего и промежуточного мозга формируется в результате рострального движения второй автономной волны смыкания медуллярных валиков, начинающейся от района ромбомеров и заканчивающейся у дорсального края рострального нейропора. Эту область необходимо назвать постнейропорной областью.

В 3—ю группу аномалий развития нервной системы следует отнести изменения заднего, продолговатого, спинного мозга и кишечно—мозгового канала. Границы последней области определяются каудальной волной смыкания медуллярных валиков, которая начинается от ромбомеров заднего мозга и двигается в каудальном направлении вплоть до кишечно—мозгового канала (см. рис. 2).

Таким образом, существуют три сходные формы патологических изменений развития головного мозга, которые могут непротиворечиво объяснить почти все типы эмбриональных аномалий головного мозга. Однако в ряде известных случаев были описаны различные сочетания аномалий нервной системы. Так, у эмбриона человека темя—копчиковой длиной 14 мм было обнаружено одновременное существование анэнцефалии и расхизиса. Тем не менее, в подобных случаях никаких противоречий с предлагаемой гипотезой нет. Дело в том, что движение автономных волн нейруляции у человека происходит различными темпами. Быстрее всего завершается смыкание медуллярных валиков в постнейропорной области. В определенной степени это опосредовано небольшими размерами данной области. В связи с тем что нейруляция в постнейропорном регионе осуществляется быстро и заканчивается раньше, чем в других областях, мы, как правило, очень редко встречаем случаи аномалий промежуточного и среднего мозга на уровне крыши этих отделов. С другой стороны, наиболее распространено кистозное расщепление позвоночника, как правило, сопряженное с различными видами спинномозговых грыж и других пороков развития. Высокая частота аномалий заднего, продолговатого и спинного мозга обусловлена тем, что нейруляция в спинном отделе зародыша продолжается наиболее длительное время.

Если нейруляция человеческого эмбриона начинается на 22—й день эмбрионального развития, то в постнейропорной зоне она завершается к 23—му дню, в пренейропорной зоне — к 24—му, а в районе спинного мозга — только на 26—й день развития. Таким образом, в различных зонах нейруляции нервная трубка остается открытой разное время. Из приведенных данных о продолжительности нейруляции в различных отделах ясно, что наиболее длительное время нейруляция проходит в спинном мозге. Понятно, что вероятность тератогенного воздействия на крайне нестабильный процесс нейруляции в спинном мозге значительно выше, чем на уровне промежуточного и среднего мозга.

Промежуточное положение занимает частота аномалий развития пренейромерной зоны. В зависимости от того, в какой период времени пренейропорного смыкания медуллярных валиков происходит тератогенное воздействие, результаты могут носить различный характер. Например, если тератогенное влияние оказывается на развивающуюся нервную систему в течение 23—го дня после оплодотворения, то будет поврежден самый ростральный участок пренейропорной области смыкания медуллярных валиков. В этом случае аномалия должна быть связана с закладкой и первичной дифференцировкой полушарий переднего мозга.

Связь между двумя этими процессами опосредована тем, что парные полушария переднего мозга возникают именно из рострального участка пренейропорного шва нервной трубки. Действительно, из литературы известны аномалии такого рода. Наиболее распространенным видом является алобарная прозэнцефалия, которая характеризуется полным неразделением полушарий переднего мозга. Полушария закладываются в виде единого выпячивания и сохраняются в таком виде у плодов и новорожденных. Понятно, что дефект закладки парных полушарий неизбежно вызывает комплекс краниофасциальных изменений вентральной части этмоидного отдела. Как правило, изменениям подвергаются небо, нижняя челюсть и губная область. Если же тератогенное воздействие на нейруляцию постнейропорной области оказывается в течение 24—го дня развития, то отсроченные результаты будут иметь совершенно иной характер. Это связано с тем, что к началу 24—го дня развития пренейропорная волна смыкания медуллярных валиков уже пройдет половину зоны будущей дифференцировки полушарий переднего мозга. Исходя из предлагаемой гипотезы, следует ожидать в эмбриональной патологии появления не полностью разделенных полушарий переднего мозга. Речь идет о такой ситуации, когда полушария переднего мозга с одного края должны быть разделены, а с другого — представлять собой единое морфологическое образование. Этот вывод предлагаемой гипотезы подтверждается результатами исследований аномалий головного мозга плодов и новорожденных. В ряде случаев было найдено частичное разделение полушарий переднего мозга. Понятно, что варианты такой аномалии неизбежно должны быть, поскольку достаточно очень небольшой разницы во времени тератогенного воздействия, чтобы получить индивидуальную форму семилобарной голопрозэнцефалии.

Сходную вариабельность результатов может дать нарушение нейруляции в постнейропорном поле. В первую очередь это мозговые грыжи и нарушение дифференцировки четверохолмия. Однако аномалии этой области довольно редки, что подтверждается небольшим числом известных случаев нарушений развития постнейропорного поля.

Поскольку в нервной пластинке эмбрионов человека существуют три зоны автономной и асинхронной нейруляции, предлагаемая гипотеза дает ответ на природу и происхождение аномалий негенетической природы, проявляющихся в различных отделах нервной системы. На 23—й день развития тератогенное воздействие на нейруляцию может привести к одновременному возникновению патологических изменений на уровне среднего, переднего и заднего мозга. Однако уже на 24—й день после оплодотворения могут возникнуть аномалии одновременно в двух районах нервной трубки — продолговатом и переднем мозге, поскольку постнейропорное смыкание медуллярных валиков к этому времени завершено. Этот вывод является частным следствием предлагаемой гипотезы и подтверждается многочисленными наблюдениями, известными из литературы

Заключение

Анализ нейруляционных аномалий позволил установить, что развитие нервной системы человека наиболее неустойчиво между 21—м и 27—м днями после оплодотворения, когда происходит активное изменение формы мозга, а неспецифическое нарушение или задержка смыкания нервных валиков приводит к возникновению эмбриональной патологии нервной системы. Различные формы эмбриональных аномалий головного мозга человека возникают в результате трех вариантов нарушения нейруляции. Открытая пренейропорная область вызывает аномалии переднего мозга и этмоидного отдела. Остановка нейруляции в постнейропорной зоне приводит к аномалиям промежуточного, среднего мозга и окципитального региона головы. Нарушение нейруляции в каудальной области нервной трубки является причиной спинномозговых аномалий. Вышеуказанные аномалии формируются в результате локальных нарушений нейруляции, которые являются первопричиной морфогенетической патологии развития нервной системы. Вполне допустимо предложить классифицировать ранние эмбриональные аномалии нервной системы по принципу их морфогенетического происхождения, а не по финальным состояниям плода.

Список литературы:

1. Лазюк Г. И. Тератология человека. — М., 1979.

2. Савельев С. В. // Аналитические аспекты дифференцировки. — М., 1991 .

3. Савельев С. В., Черников В. П. // Изв. АН СССР. Сер. биол. — 1992

4. Дудел Дж. и др. Физиология человека, пер. с англ., т. 1—4, М., 1985

5. Савельев С. В. Формообразование мозга позвоночных.

6. Лабораторные методы исследования в клинике, под ред. В.В. Меньшикова, с. 222, М., 1987

7. Савельев С. В., Бесова Н. В., Истомин А. А. // Морфология. — 1992.

8. Мазурин А.В. и Воронцов И.М. Пропедевтика детских болезней, с. 322, М., 1985

9. Руководство по педиатрии, под. ред. У.Е. Бермана и В.К. Вогана, пер. с англ., кн. 2, с. 337, VI., 1987

10. Савельев С. В. // Журн. общ. биол. — 1993

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: