Динамика морфологических изменений фибрина в мягких оболочках и веществе головного мозга при острой черепно-мозговой травме

 

 

 

 

КОШАК КОНСТАНТИН ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

 

 

 

ДИНАМИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ФИБРИНА В МЯГКИХ ОБОЛОЧКАХ И ВЕЩЕСТВЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ОСТРОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЕ

 

                           

                                                                     

14.00.15 – патологическая анатомия

14.00.24 – судебная медицина

                          

 

 

 

 

 

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата медицинских наук

 

 

 

Новосибирск 2009

 

 

 

Работа выполнена в Новокузнецком государственном институте усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию и в Норильском городском отделении Красноярского краевого бюро судебно-медицинской экспертизы

Научные руководители:
кандидат медицинских наук, профессор                Рыков Владимир Александрович
кандидат медицинских наук, доцент                      Чикун Владимир Иванович

Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор                    Агеева Татьяна Августовна
кандидат медицинских наук                                    Романова Елена Александровна

Ведущая организация: Алтайский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (г. Барнаул)

Защита состоится «  »____________2009 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 208.062.05 при Новосибирском государственном медицинском университете Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 52; тел.: (383) 229 – 10 - 83)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного медицинского университета Росздрава

Автореферат разослан «      »                       2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор                                          А. В. Волков

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Черепно-мозговая травма (ЧМТ) относится к числу наиболее распространённых повреждений и составляет около 40 % от всех видов травм (Коновалов А.Н., Лихтерман Л.Б., 1994), отличается высокой летальностью и различной тяжестью причиняемого вреда здоровью. Кроме того, ЧМТ отличается разнообразным характером в зависимости от условий возникновения и видов травматического воздействия, что повышает значение различных научно-практических методик, направленных на изучение давности возникновения, характера, объема и прогнозируемых последствий повреждений ЦНС. Проблема ЧМТ является одним из ведущих направлений судебно-медицинской науки, так как установление механизма, прижизненности и давности травмы, выяснение танатогенеза и непосредственной причины смерти, оценка способности пострадавших к совершению активных целенаправленных действий и предоставление обоснованного экспертного заключения позволяет разрешить многие вопросы, возникающие в судебно-следственной практике.

В практике судебно-медицинской экспертизы морфологическое исследование очагов повреждения головного мозга при отсутствии анамнестических, следственных и других данных является основным и, порой, единственным источником информации о времени возникновения травмы и длительности посттравматического периода.

В настоящее время изученная многими авторами патологическая анатомия повреждений ЦНС с большой достоверностью позволяет судить о характере, распространённости и сроках возникновения травмы, в основе которых лежат собственно механические повреждения, общие и локальные нарушения в системе гемостаза, патологические состояния сосудистой стенки.

Патологическая анатомия повреждений вещества головного мозга при ЧМТ изучена достаточно полно, в первую очередь на обширном секционном материале боевой травмы головы в период Великой Отечественной войны, когда были выполнены фундаментальные исследования по патологической анатомии ЧМТ (Снесарев П.Е., 1946; Смирнов Л.И., 1947, 1949). Позднее масштабные работы отечественных авторов касались в основном биомеханики образования повреждений вещества мозга при различных видах травматического воздействия (Сингур Н.А., 1970, Попов В.Л., 1988).

Однако является очевидным, что при изучении возникновения, развития и организации очагов повреждения при ЧМТ в современных условиях недостаточно только описания тех или иных микроскопических процессов в очагах повреждения. Необходимо сопоставление их с данными клиники, определение соответствия повреждений с характером системных расстройств, неизбежно возникающих в организме вследствие тяжёлых повреждений ЦНС. Поэтому крайне важным и необходимым аспектом является изучение системных и локальных изменений со стороны сосудистого русла, сосудистой стенки и патоморфоз белковых компонентов крови (Ricker, 1924; Смирнов А.А., 1972; Тикк А.А., 1978; Kumura E., 1987; Bouma G.J., 1991; Hulka F., 1996; Чурляев Ю.А. 2003), в первую очередь характер изменений системы свёртывания крови и оценка звена «фибриноген - фибрин - продукты деградации фибрина» (Смирнов А.А., 1972; Brueton M.J., 1976; Bajo R., 1980; Dalens B., 1981; Nowak S., 1984; Евсеев Е.М., 1985; Ueda S., 1985; Гаджиев М.Г., 1991; Lafuente J.V., 1999; Haagh W.A., 2006).

Селективные методы окраски фибрина впервые были предложены Lendrum А.С. (1962) для выявления условного времени коагуляции фибрина. Это методы Marcius-Scarlett-Blue (MSB), Picro-Mallory V, Masson 44 / 41. Из них наиболее перспективным представляется метод MSB, предложенный для определения времени коагуляции фибрина в сосудистых тромбах. В 1984 году Зербино Д.Д. и Лукасевич Л.Л. полностью трансформировали данный метод, заменив труднодоступные импортные красители отечественными аналогами, а также упростив некоторые этапы, присвоив новые аббревиатуры по первым буквам основных красителей - метод ОКГ («оранжевый – красный - голубой»). Они выделили три «возраста» фибрина – «молодой», «зрелый» и «старый». Спектр окраски их по методу ОКГ включает оранжевый, красный и фиолетовый цвета и переходные оттенки.

Поэтому использование в работе специфических гистологических и гистохимических окрасок изменения фибрина как своеобразного маркёра давности травматического повреждения головного мозга представляет большой как теоретический, так и практический интерес.

Цель работы. Изучить динамику изменений фибрина в сосудистом русле и в очагах повреждений ЦНС для нового диагностического подхода к морфологической оценке давности черепно-мозговой травмы.

Задачи исследования:

1. Выявить чувствительность специфических окрасок на фибрин аутопсийного материала для диагностики сроков давности повреждения головного мозга.
2. Определить надёжные дифференциально-диагностические морфологиче-ские признаки для определения давности повреждения головного мозга.
3. Изучить изменения в сосудистых сплетениях головного мозга при острой черепно-мозговой травме с использованием специфических окрасок на фибрин.
4. Разработать доступную практическую методику для установления давности повреждений головного мозга на основе применения специфических окрасок на фибрин.

Научная новизна исследования:

1. Впервые дана характеристика временных аспектов патоморфоза фибрина для объективизации критериев диагностики сроков травмы по морфологическим данным.
2. Дана селективная гистохимическая оценка сосудистого и внесосудистого фибрина при острой ЧМТ, что свидетельствует о высокой специфичности и чувствительности этого метода.
3. Впервые систематизированы органические изменения в очагах повреждения головного мозга, выявленных при помощи специфических окрасок на фибрин (метод Picro-Mallory V в модификации Д.Д. Зербино).
4. Выявлены изменения сосудистых сплетений головного мозга при острой ЧМТ.
5. С морфологических позиций впервые дано объяснение механизму некупируемого травматического отёка и набухания вещества головного мозга, даже при отсутствии участков разрушения вещества мозга и успешной эвакуации острых внутричерепных гематом.

Практическая значимость. Метод селективной окраски фибрина в очагах повреждения головного мозга и мозговых оболочек по Picro-Mallory V (в модификации Зербино) может быть использован для объективного установления давности ЧМТ в повседневной судебно-медицинской практике. Характер изменений в сосудистых сплетениях головного мозга при острой ЧМТ позволяет с морфологических позиций проследить механизм возникновения вазогенного отёка головного мозга.

Положения, выносимые на защиту:

1. Гистологическое исследование с применением специфических окрасок на фибрин достоверно позволяет определять давность возникновения очагов травматического повреждения мозга при преобладании процессов альтерации в совокупности с локальными и общими расстройствами в системе свёртывания крови при возникновении ЧМТ, особенно в ранний период травмы (от нескольких минут до нескольких часов).
2. Повреждение сосудистых сплетений головного мозга (ССГМ), является морфологическим проявлением локального сосудистого и тканевого дисбаланса при тяжёлой ЧМТ и служит морфологическим критерием ушиба вещества головного мозга, наряду с деструктивными изменениями оболочек и собственно вещества головного мозга.
3. Предложенные методы гистологического исследования давности ЧМТ достоверны и доступны для их применения, а критерии данного алгоритма и протокола исследования позволяют унифицировать временную оценку патологических изменений при ЧМТ.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены Всероссийской юбилейной научно-практической конференции патологоанатомов с международным участием к 100-летию проф. П.Г. Подзолкова 20-22 октября 2008 г. "Актуальные вопросы современной патологии" (г. Красноярск).

Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в практику кафедры общей клинической патологии Новокузнецкого государственного института усовершенствования врачей, Новокузнецкого городского патолого-анатомического бюро, Красноярского краевого бюро судебно-медицинской экспертизы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 1 в ведущем научном журнале, рецензируемом ВАК РФ. Разработано и предложено к использованию 1 методическое пособие, принято к внедрению в практику 1 рационализаторское предложение.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и библиографического указателя, включающего 73 работы отечественных и 51 работу иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 48 микрофотографиями, 14 таблицами и диаграммами.

Личный вклад автора. Весь материал собран, обработан и проанализирован лично автором.

 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Данная работа выполнена на секционном материале в рамках Федеральных законов «Основы законодательства об охране здоровья граждан РФ» (ст. 52) от 22. 07.1993 г., 5487-1 и «О государственной судебно-экспертной деятельности в РФ» от 31.05.2001 г., 73-ФЗ.

Практическим материалом для диссертационной работы послужили секционные наблюдения пострадавших от черепно-мозговой травмы (ЧМТ), смерть которых наступила непосредственно на месте происшествия, либо последовала позже в лечебных учреждениях г. Норильска. Вскрытия проводились на базе Норильского городского отделения Красноярского краевого бюро судебно-медицинской экспертизы, здесь же осуществлялась обработка гистологического материала и микроскопические исследования.

Всего было исследовано 127 умерших от ЧМТ, в том числе 105 мужчин и 22 женщины. Характеристики по полу и возрасту, распределение по роду смерти, по виду, характеру и механизму возникновения травмы приведены в таблицах 1, 2, 3, 4.

Таблица 1. Распределение материала по возрасту

	11-20 лет	21-30 лет	31-40 лет	41-50 лет	51-60 лет	61-70 лет	Старше 70 лет
Мужчины	4	21	28	32	14	6
Женщины	1	5	6	5	2	2	1

 

Из них умерли в стационаре 43 человека, в том числе 35 мужчин (81 %, или 28 % от общего количества умерших) и 8 женщин (19 %, или 6 % от общего количества умерших). Погибли вне стационара 84 человека, в том числе 70 мужчин (83 %, или 55 % от общего количества умерших) и 14 женщин (17 %, или 11 % от общего количества умерших). В момент получения травмы 79 мужчин и 17 женщин (соответственно 75 % и 77 %, или 76 % от общего количества умерших) находились в состоянии лёгкого алкогольного опьянения, не имевшего существенного влияния на результаты исследования.

Предпочтение при исследовании отводилось аутопсийному материалу от лиц, умерших в первые минуты и часы после получения травмы (от нескольких минут до 3 часов).

Таблица 2. Распределение материала по роду смерти

Род смерти	Структура показателей
	Мужчины		Женщины
	n	%	n	%
Убийство	26	24,8	7	31,8
Самоубийство	7	6,7	3	13,6
Несчастный случай на производстве	4	3,8
Несчастный случай вне производства	36	34,3	6	27,3
Род смерти не установлен	31	29,5	6	27,3
Другое	1	0,9

Таблица 3. Распределение материала по виду и характеру травмы головы

	По виду травмы		По характеру травмы
	Изолированная	Сочетанная	Открытая	Закрытая	С переломом костей черепа	Без перелома костей черепа
Мужчины	76	29	25	80	51	54
Женщины	18	4	1	21	8	14

 

Таблица 4. Распределение материала по механизму возникновения травмы

Механизм травмы	Мужчины		Женщины
	n	%	n	%
Дорожно-транспортные происшествия	14	13,5
Производственная травма	3	2,8
Повреждения тупыми предметами	52	49,6	15	68,2
Повреждения острыми предметам	3	2,8
Падение с высоты: в том числе с высоты собственного роста	25 16	23,8	7 3	31,8
Огнестрельные повреждения	4	3,8
Комбинированные повреждения, в том числе: ЧМТ + механическая асфиксия ЧМТ + огнестрельные повреждения тела ЧМТ + отравление угарным газом	3   1 1 1	2,8
Другие	1	0,9

 

Контрольную группу составили морфологические исследования головного мозга и сосудистых сплетений у лиц, погибших от колото-резаных ранений – преимущественно с малым количеством ран (1 - 2) и повреждением сердца, сопровождавшихся только кровоизлиянием в сердечную сумку и тампонадой сердца. Короткий промежуток времени до наступления смерти, следовавший после таких ранений и относительно небольшой объём кровопотери без выраженного обескровливания внутренних органов позволили нам судить о нормальной гистологической структуре центральной нервной системы.

 

Рисунок 1. Продолжительность жизни после травмы

Всего было исследовано 10 трупов лиц в возрасте от 19 до 40 лет (9 мужчин и 1 женщина). В 9 случаях из 10 смерть наступила в результате проникающего колото-резаного ранения грудной клетки с повреждением сердца, в 1-м случае - от огнестрельного слепого пулевого ранения грудной клетки, также с повреждением сердца. Во всех случаях смерть пострадавших наступила в течение короткого промежутка времени (не более 5-10 минут) в результате тампонады сердечной сорочки излившейся кровью, без выраженного малокровия внутренних органов.

Метод исследования. На вскрытии производились отбор и маркировка повреждённых участков вещества головного мозга и мягкой мозговой оболочки, а также сосудистых сплетений мозговых желудочков (в 39 случаях). Материал фиксировался в формалине, затем подвергался стандартной дегидратации в спиртовой батарее с последующим изготовлением парафиновых блоков. После приготовления гистологических срезов они окрашивались гематоксилином и эозином, а также по методу Picro-Mallory V в модификации Д.Д. Зербино – «оранже– красный - голубой» (ОКГ), который оказался наиболее показательным и результативным при выявлении фибрина на разных сроках его образования. В зависимости от окрашивания определялся «возраст» фибрина:

• «МОЛОДОЙ» (0 - 6 часов) – жёлто-оранжевый цвет;
• «ЗРЕЛЫЙ» (6 - 24 часа) – оттенки от оранжево-красного (6 - 12 часов) через ярко-красный (12 - 18 часов) до красно-фиолетового (18 - 2й цвет, постепенно переходя­щий в серо-голубой (свыше 48 часов).
• «СТАРЫЙ» (более 24 часов) – фиолетовый цвет, постепенно переходящий в серо-голубой (свыше 48 часов).

Остальные ткани окрашивались следующим образом – эритроциты в оранжевый цвет, мышечная ткань в фиолетовый цвет, коллагеновые волокна в тёмно-синий цвет.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Микроскопические изменения в мягкой оболочке и веществе головного мозга при окрашивании рутинными и селективными методами

Проведёголовного мозга при о строй ЧМТ с применением специфических окрасок на фибрин позволяет утверждать, что на тяжесть ЧМТ, кроме непосредственного воздействия механической энергии, влияют сложные и многообразные механизмы нарушений гемодинамики и гемореологии как локальные, так и генерализованные.

Пусковым механизмом для расстройств кровообращения является механическая травма головного мозга, когда повреждение оболочек и вещества мозга сопровождается  естественной физиологической реакцией сосудистого спазма. Одновременно развивается активация систем коагуляционного и тромбоцитарного гемостаза, компенсированная активацией противосвёртывающей и фибринолитической систем. Поэтому во всех случаях острой ЧМТ дисциркуляторные и дисгемические расстройства центральной нервной системы сопровождаются развитием ДВС-синдрома с образованием тромбоцитарно-фибриновых микросвёртков в системе микроциркуляции. В результате этого развиваются вторичные ишемические, геморрагические и некротические явления в жизненно важных органах, в том числе и в головном мозге, что влияет на течение и исход ЧМТ.

Основным морфологическим субстратом в диагностике ДВС-синдрома, в том числе его стадий, является наличие в просвете сосудов микроциркуляторного русла микротромбов – имеющих фибриновый каркас или полностью состоящих из фибрина. Образование фибрина в просвете сосудов происходило как в результате изолированного повреждения сосудистой стенки, так и в результате генерализованного дисбаланса в системе гемостаза и имело ряд чётко выраженных последовательных этапов. На разных этапах своего развития и регресса фибрин способен воспринимать сугубо определённые (селективные) красители. В данном случае цвет фибрина при использовании специальных методов окрашивания прямо говорит о его возрасте.

Эта методика была положена в основу нашего исследования для выработки дифференциально-диагностических критериев при установлении давности возникновения ЧМТ, что позволяет при обобщении материала сделать следующие выводы:

-  в первые минуты после причинения ЧМТ в зоне повреждений оболочек и вещества головного мозга отмечаются исключительно дисциркуляторные изменения, характеризующиеся преимущественно малокровием всех структурных участков кровеносного русла (артериального, капиллярного, венозного) с явлениями ангиоспазма и сосудистого коллапса; наблюдаются очаговые расстройства гемореологии в виде сепарации плазмы, очаговое плазматическое пропитывание стенок сосудов, очаговые плазморрагии; очаговый отёк и разрыхление мягких мозговых оболочек; повреждённая ткань мозга имеет вид небольших полостей с оптически пустым просветом; неповреждённая ткань мозга без каких-либо изменений, отмечаются лишь очаговые дистрофические изменения нейронов в поверхностных отделах коры, наиболее чувствительных к гипоксии;

-  при наступлении смерти в период времени до 1 часа после причинения ЧМТ также отмечаются преимущественно дисциркуляторные изменения, которые, однако, на разных участках имеют различные особенности: при сохраняющемся ангиоспазме в зоне травматической деструкции, в неповреждённых участках отмечается неравномерное реактивное полнокровие, дистония и парез сосудов; развиваются гемореологические расстройства в виде стаза и сладжа эритроцитов с сепарацией плазмы, плазматическим пропитыванием стенок сосудов и плазморрагиями; в очагах повреждения мозга видны свободно лежащие неизменённые эритроциты; в молекулярном слое коры больших полушарий - мелкоячеистое разреже­ние, в других слоях коры - очаговое набухание нейроцитов со слабо выраженным хроматолизом, очаговое набухание клеток нейроглии с единичными «сотовидными структурами»;

-  при наступлении смерти через несколько часов после травмы (2 - 6) неравномерное кровенаполнение сосудов, сосудистый спазм сменяются резко выраженным застойным венозным полнокровием с выраженными гемореологическими нарушениями (стаз, агрегация, сладжи эритроцитов в микроциркуляторном русле, явления очагового тромбоза вен крупного и среднего калибра). В очагах травматических кровоизлияний отмечается начало лизиса эритроцитов с разрушением цитоплазмы и превращением их в гомогенную, местами зернистую оксифильную массу, выраженная сепарация плазмы, появление лейкоцитарной инфильтрации различной интенсивности на периферии участков кровоизлияний (что особенно хорошо заметно в мягкой мозговой оболочке). В связи с венозным застоем в разной степени выражены явления тканевой гипоксии – выраженный периваскулярный отёк с формированием «муфтообразных» полостей, гемо- и плазморргии, межуточный отёк, набухание и дистрофические изменения клеточных элементов со слабо выраженной тканевой реакцией в виде микроглиального сателлитоза. Выражено фибриноидное набухание волокнистых структур в стенке сосудов и в мозговых оболочках с очаговым фибриноидным некрозом, с неравномерной лимфо-лейкоцитарной инфильтрацией различной интенсивности и начальными явлениями лейкодиапедеза. При окраске на фибрин методом ОКГ отмечается диффузная белковая преципитация сосудистой стенки с ярко-жёлтым её прокрашиванием, что особенно отчётливо контрастирует с набухшими извитыми сине-голубыми коллагеновыми волокнами. В просвете сосудов и периваскулярно обнаруживаются единичные или многочисленные глыбки «молодого» жёлто-оранжевого фибрина;

-  при наступлении смерти в период времени от 6 до 24 часов в очагах травматических кровоизлияний – выщелачивание и лизис эритроцитов с неравномерной сепарацией плазмы и обильной неравномерной лейкоцитарной инфильтрацией; с выпадением на периферии фибрина в виде нитей или нежно-сетчатых масс. Явления застойного венозного полнокровия ещё более выражены, в просвете сосудов разного калибра определяются многочисленные тромбы из эритроцитов, тромбоцитов и немногочисленных лейкоцитов, а также диффузное фибриноидное набухание стенок с очаговым некрозом и обильной лейкоцитарной инфильтрацией. В веществе мозга – обусловленные тканевой гипоксией тяжёлые дисциркуляторно-дистрофические изменения, некробиоз и очаги некроза нейроцитов с микроглиальным сателлитозом и начальными явлениями нейронофагии. В коре и белом веществе - неравномерное набухание клеток нейроглии с образованием «сотовидных структур». В белом веществе – набухание, очаговая извитость и фрагментация аксонов, периаксиальный микроглиальный сателитоз. Начинается формирование участков некроза вблизи более крупных очагов травматической деструкции с вторичными кровоизлияниями из неизменённых эритроцитов. При окраске на фибрин методом ОКГ - неравномерное утолщение и разрыхление стенок сосудов с диффузным прокрашиванием в жёлто-оранжевый цвет. Местами утолщённые стенки сосудов имеют красноватый или красный оттенок – фибриноидный некроз. В просвете сосудов – массы агрегированных охряно-жёлтых эритроцитов с явлениями очагового сладжа и гомоге­низации (при этом разрушенные эритроциты сохраняют яркий охряно-жёлтый цвет). Среди эритроцитов – глыбки и нити фибрина оранжевого и красноватого цвета; изолированные агрегаты фибрина полностью обтурируют просвет капилляров по типу тромбов. Периваскулярные пространства значительно расширены, оптически пусты или заполнены неизменёнными эритроцитами и гомогенными массами с жёлто-оранжевой окраской различной интенсивности. В очагах кровоизлияний фибрин обнаруживается как на периферии, так и в центре очагов в виде нежно-сетчатых масс оранжево-красной, иногда фиолетово-красной окраски;

-  при наступлении смерти в период 24 - 72 часа с момента ЧМТ субдуральные и субарахноидальные кровоизлияния представлены массами большей частью лизированных и выщелоченных эритроцитов; среди которых – толстые нити и оптически плотные глыбчатые массы фибрина, чаще всего имеющие вид сетчатых или кольцевидных конгломератов с обильной лейкоцитарной инфильтрацией.  На периферии кровоизлияний среди лейкоцитарного инфильтрата появляются немногочисленные макрофаги, некоторые из них нагружены кровяным пигментом. Расстройства кровообращения носят диффузный характер, сохраняется венозный застой с тромбо-геморрагическими явлениями. В зоне травматической деструкции выражены явления некроза с вторичными кровоизлияниями, а также диффузное экссудативное воспаление. Оболочечные и паренхиматозные кровоизлияния характеризуются чрезвычайно «пёстрой» морфологической картиной – наряду с массами разрушенных эритроцитов имеются неизменённые или выщелоченные эритроциты, среди которых различимы оптически плотные «кольцевидные» массы фибрина, которые при окраске методом ОКГ имеют тусклый фиолетово-красный и серо-фиолетовый, а также голубовато-серый цвет («зрелый», «стареющий» и «старый» фибрин) с чёткой грубоволокнистой сетчатой структурой. Отмечается диффузное пропитывание рыхлой соединительной ткани (мягкая мозговая оболочка, строма ворсин и ворсинок сосудистых сплетений) фибрином, который имеет вид крупноглыбчатых и грубоволокнистых масс оранжево-красного и красного цвета;

-  при наступлении смерти в период 4 - 7 суток и позднее после причинения ЧМТ начинают преобладать процессы репарации, резорбции и очищения очагов повреждения головного мозга тканевыми макрофагами. Происходит восстановление кровотока в микроциркуляторном русле, тромбы из «молодого» фибрина в просвете сосудов уже не обнаруживаются (нормализация системы гемостаза). Также не обнаруживается «молодой» фибрин в сосудистой стенке и в очагах травматических кровоизлияний. Массы «старого» фибрина повсеместно подвергаются лизису полиморфно-ядерными лейкоцитами, возникает и постепенно начинает преобладать резорбция фибрина тканевыми макрофагами. Однако сохраняются имевшие место прежде нарушения проницаемости сосудистой стенки, обусловленные длительным гипоксическим состоянием, тромбозами сосудов и некрозами сосудистой стенки. С этим связано и сохранение дегенеративно-дистрофических изменений клеточных структур коры головного мозга, локальные нарушения кровообращения в головном мозге ввиду функциональной недостаточности вновь восстанавливающегося мозгового кровотока.

 

 Микроскопические изменения сосудистых сплетений головного мозга при острой черепно-мозговой травме

В нашем исследовании теоретически было предположено, что сосудистые сплетения головного мозга (ССГМ) являются своеобразной «мишенью» для развивающегося в результате острой ЧМТ синдрома ДВС крови. Образующиеся и циркулирующие в крови пострадавшего микротромбы неизбежно в большом количестве попадают в артериолы и капилляры сосудистых сплетений, что влечёт за собой их окклюзию и как следствие – полный или частичный блок в системе циркуляции тканевой и цереброспинальной жидкости.

Это, в частности, может служить объяснением механизма быстро развивающегося и некупируемого травматического отёка и набухания вещества головного мозга. Ведь любое повреждение ткани неизбежно влечёт за собой локальную гиперемию, что является закономерной реакцией организма человека на повреждение. И в случае ЧМТ с развитием гемодинамического блока на уровне ССГМ локальная гиперемия ЦНС ведёт к прогрессирующему увеличению выхода жидкой части крови в периваскулярные пространства, затем в межуточную ткань мозга (нейропиль).

Центральная нервная система (ЦНС) является уникальным образованием как с морфологической, так и с патофизиологической точки зрения. Особый интерес представляет собой баланс жидкостных сред в ЦНС, поскольку, как известно, здесь нет лимфатических сосудов для отведения избытка тканевой жидкости (Ham A., Cormack D., 1979, Robertson J.D., 1962).

Бóльшая часть тканевой цереброспинальной жидкости образуется в ССГМ, которые расположены в сосудистой покрышке верхней стенки III-го желудочка мозга. Покрышка имеет 2 тонких листка, образованных мягкой оболочкой; по обоим краям покрышки эти листки, переходя друг в друга, образуют множество ворсинок, богато снабжённых кровеносными сосудами, которые вдаются в полость боковых желудочков (Faivre, 1854; Meek W., 1907; Фридман А.П., 1957). Кровоснабжение ССГМ осуществляется 2 передними хориоидными артериями (ветви внутренних сонных артерий) и 2 задними хориодными артериями (ветви задних мозговых артерий). А центральная часть сплетений, или сосудистый клубок – 2 средними хориоидными артериями (из верхних мозжечковых артерий). Артерии переходят в артериолы, затем в громадное число капилляров. Кровь из капилляров собирается в венулы и вены, которые впадают в хориоидную вену, в вену прозрачной перегородки и в пограничную вену, а далее через внутренние мозговые вены кровь вливается в большую непарную вену Галена (Клосовский Б.Н., 1951; Автандилов Г.Г., 1962).

Микроскопически ССГМ представлены большим числом листовидных отростков с множеством мелких ворсинок на поверхности, выстланных низким кубическим эпителием, аналогичным эпителию эпендимы желудочков (рис. 5,7). В сплетениях различают гроздьевидную часть, где внутри ворсин и ворсинок, в рыхлой соединительно-тканной строме имеется сложная, широкопетлистая система мелких артерий и артериол, переходящих в капиллярные сплетения, расположенные в ворсинках непосредственно под эпителием; и негроздьевидную часть (рыхлая соединительнотканная строма на основании сплетений, где имеется большое количество пучков из коллагеновых и эластических волокон, образующих крупнопетлистую сеть). В зависимости от возраста, в гроздьевидной части обнаруживается различное количество псаммозных телец, что связывают с замедлением циркуляции тканевой жидкости и нарушением обмена в ССГМ (Автандилов Г.Г., 1957).

В гроздьевидной части из капилляров через эпителий и происходит диффузия жидкости из сосудистого русла в просвет мозговых желудочков. Сосудистые сплетения, по сути, являются одним из компонентов гематоэнцефалического барьера. Избыток образующейся в мозговых желудочках цереброспинальной жидкости всасывается через отверстия в крыше IV-го желудочка в субарахноидальное пространство, а затем через арахноидальные ворсинки Пахионовых грануляций – в венозные синусы твёрдой мозговой оболочки (Фридман А.П., 1957).

Каждое из ССГМ – это целостный орган, деятельность которого определяется структурно-функциональными отношениями между всеми основными его компонентами – сосудисто-капиллярной сетью, эпителием и соединительной тканью (Куликов В.В., 1968).

При расстройствах кровообращения в головном мозге в сосудистых сплетениях отмечается застойное венозное полнокровие с отёком стромы, вакуолизация эпителия, разрыхление эпителиального пласта, выраженные в различной степени. Застойное полнокровие ССГМ наступает как следствие общего венозного полнокровия, отёчное состояние перикапиллярной стромы связано с нарастающей проницаемостью капиллярных стенок (Автандилов Г.Г., 1962).

 Травматическое повреждение головного мозга запускает целый каскад опасных, в том числе и биохимических изменений, которые протекают на фоне изменённой проницаемости стенок сосудов и гемато-энцефалического барьера (ГЭБ). Согласно данным литературы, выделяют 2 основные формы повреждения головного мозга: первичное – в результате непосредственного воздействия механической энергии; и вторичное – возникающее в результате сложных и многообразных механизмов, развивающихся с момента получения травмы. Нарушение проницаемости, дисфункция и недостаточность ГЭБ являются одним из факторов вторичного повреждения головного мозга (Семченко В.В., 1999; Никифорова Н.В., 2004; Кан С.Л., 2006). В основе вторичного поражения головного мозга лежит его исключительная чувствительность к метаболическим нарушениям, возникающим вследствие кислородного голодания. При острых ишемических состояниях потребность головного мозга в кислороде и субстратах окисления значительно превышает их поступление с кровью (Гоман Т.Ф., 1981).

То есть субстрат (первичное повреждение) возникает в момент травмы и является результатом механического фактора. А посттравматическая церебральная реакция (вторичное повреждение) не обязательно связана с травматическим субстратом, так как может развиваться не только вблизи их, но и на отдалении, и кроме того, порой возникает в отсутствие первичных поражений мозга в ответ на механическое воздействие. Выраженность и последствия вторичных осложнений, связанных с реакциями мозга на травму, весьма различны по своим проявлениям, но в то же время сущность их определяется, как правило, тремя основными патогенетическими механизмами, неизбежно сопровождающими травму головы: 1) гипоксией; 2) отёком и 3) гиперемией (Квитницкий-Рыжов Ю.Н., 1988, Ромодановский П.О., 1991)

Таким образом, независимо от механизма ЧМТ, травматическому воздействию механической энергии подвергается вся система оболочек головного мозга и межоболочечных пространств, что морфологически проявляется повреждением оболочек (твёрдой, паутинной, сосудистой), что нередко сопровождается кровоизлияниями (эпи- и субдуральными, субарахноидальными). Во всех случаях происходит смещение головного мозга и последующее его возвращение в исходное положение. Это неизбежно сопровождается динамическим перераспределением ликвора в субарахноидальном пространстве и системе желудочков мозга (Пашинян Г.А., 1992). При исследованиях ряда авторов (Сингур Н.А., 1970, Потёмкин А.М., 1975, Шишков Т.Т., 1990, Svadovsky A.I., 1991) было установлено, что при ЧМТ сосудистые сплетения и эпендима желудочков подвергаются определённым изменениям. Поскольку сами ССГМ являются морфологическим субстратом гематоликворного барьера, а эпендима желудочков – ликвороэнцефалического барьера, то повреждение первого приводит к нарушению ликворопродукции, а второго – к нарушению обменных  процессов между ликвором и мозгом, что может привести к развитию гидроцефалии и отёка мозга. Степень выраженности патоморфологических изменений сосудистых сплетений и эпендимы мозговых желудочков варьирует в зависимости от длительности посттравматического периода ЧМТ и её тяжести. Структурные изменения ССГМ в виде отёка стромы ворсин и нарушения целостности выстилки хориального эпителия, могут привести к нарушению функционирования гематоликворного барьера и способствовать возникновению гидроцефалии, а патоморфологические изменения эпендимарной выстилки (субэпендимарный отёк, нарушение целостности пласта эпендимных клеток, формирование «бухт») – повлечь нарушение функционирования ликвороэнцефалического барьера и способствовать развитию отёка мозга (Пашинян Г.А., 1992).

В нашей работе проводилось изучение патоморфологических изменений в ССГМ при острой смертельной ЧМТ. Забор материала для исследования проводился в случаях заведомо известной досуточной летальности после полученной ЧМТ.

Кроме рутинных методов окраски (гематоксилин-эозин) проводилось окрашивание методом ОКГ. Нормальная гистологическая структура ССГМ, отмеченная в контрольной группе, соответствует специфической цветовой шкале при данном методе окраски – жёлто-оранжевые эритроциты, тёмно-синяя окраска коллагеновых волокон стромы и стенок сосудов. Хориоидальный эпителий окрашивается в тёмный жёлто-коричневый цвет. При исследовании были получены следующие результаты:

-   в первые минуты и десятки минут после получения ЧМТ в ССГМ отмечались отёк и разрыхление соединительно-тканной стромы, малокровие и коллапс, набухание стенок мелких артерий и артериол. При окраске методом ОКГ сохранялась специфическая дифференциация слоёв (синяя интима и адвентиция, фиолетово-красные мышечные волокна медии). Среди разрыхленных коллагеновых и мышечных волокон в стенке артериол появлялись очаговые отложения гомогенных жёлтых масс - «молодой» фибрин;

-   через несколько десятков минут – до 3 - 6 часов после травмы малокровие сосудов сменялся реактивным неравномерным полнокровием, отмечались стазы и сладжи эритроцитов; набухание и очаговая десквамация хориоидального эпителия. В просвете венул и капилляров при окраске методом ОКГ – шаровидные и каплевидные тромбы из молодого фибрина жёлтого цвета и разрушенных эритроцитов. В 1-м случае (падение с большой высоты) – диффузное фибриноидное набухание стенок сосудов, стенки сосудов диффузно прокрашены в ярко-жёлтый цвет, в просвете сосудов оранжево-красные фибриновые тромбы;

-   от 3 - 6 часов до 1 суток – просвет сосудов венозного русла в «гроздьевидной» части был заполнен тромботическими массами типа красных и, в меньшей степени, смешанных тромбов; отмечалось неравномерное фибриноидное пропитывание ворсинок, стенок капилляров и артериол, множественные очаги фибриноидного некроза на поверхности ворсинок; некробиоз, некрозы и десквамация кубического эпителия ворсинок. При окраске методом ОКГ были видны многочисленные оранжево-красные и красные фибриновые тромбы в капиллярах и артериолах на фоне выраженного полнокровия;

-   спустя сутки и более после получения тяжёлой ЧМТ в ССГМ определялся выраженный венозный застой с явлениями фибриноидного набухания и «слипания» ворсинок, фибриноидный некроз как в строме ворсинок, так и в стенках сосудов с развитием вторичных ангионекротических кровоизлияний;

-   через 3 - 4 и более суток после травмы отмечались явления репарации – регенерация хориоидального эпителия, очаговое восстановление кровотока в микроциркуляторном русле ворсин, пролиферация фибробластических элементов в строме.

Можно полагать, что быстро развивающиеся выраженные расстройства гемодинамики и гемореологии в сосудистых сплетениях мозговых желудочков с явлениями фибриноидного некроза и диффузным тромбообразованием являются одной из главных причин быстро прогрессирующего отёка мозга вследствие полного или частичного блока гемоликвородинамики. Это может служить объяснением некупируемого травматического отёка и набухания головного мозга даже в случаях успешно выполненной эвакуации внутричерепной гематомы и гемостаза повреждённых оболочечных или паренхматозных сосудов.

Забор сосудистых сплетений на аутопсии и их гистологическое исследование не представляют какой-либо сложности. Развивающиеся дисциркуляторные деструктивные изменения в ССГМ могут служить морфологическим маркёром ЧМТ ещё до развития грубых деструктивных изменений в веществе головного мозга. Это позволяет судить о роли системы ликворообращения в патогенезе черепно-мозговой травмы как дополнительных экспертных критериев сложного механизма повреждений головного мозга.

При этом следует отметить, что в подостром периоде ЧМТ (4 - 7 суток и позднее) изменения в ССГМ наиболее наглядно характеризуют состояние мозгового крово­обращения, особенно на уровне микроциркуляторного русла. В это время в повреждённых участках мягкой мозговой оболочки и вещества мозга про­исходит организация травматических повреждений, отмечаются экссуда­тивное, затем продуктивное воспаление, разрастания грануляционной ткани с явлениями гемосидероза и новообразованием сосудов, что может визуально искажать морфологическое состояние кровеносного русла. В веществе мозга вне зоны травматического повреждения кровеносные сосуды расположены неравномерно, и попадая в поле зрения при световой микроскопии, не всегда могут быть источником информации о состоянии мозгового кровотока.

В то же время фрагменты ССГМ, взятые для микроскопического исследования, представлены многочисленными сосудами на различных отрезках микроциркуляторного русла. Здесь, как правило, не  бывает травматических или грубых воспалительных изменений; поэтому микроскопическая картина в полной мере характеризует не только состояние мозгового кровотока на микроциркуляторном уровне, но и состояние ликворообразующей системы – изменения стромы и эпителия хориоидных ворсин и ворсинок (некроз, десквамация, регенерация, а также склероз и стромальный фиброз).

 

ВЫВОДЫ

1. Комплексная морфологическая оценка церебральных кровоизлияний при закрытой тупой черепно-мозговой травме, основанная на исследовании патоморфологических локальных изменений в очагах повреждений, патоморфоза фибрина и характера структурных преобразований сосудистых сплетений позволяет определить давность образования повреждений головного мозга.
2. В морфогенезе образования церебральных кровоизлияний при закрытой тупой черепно-мозговой травме, кроме непосредственно механического воздействия, важную роль играют локальные и генерализованные расстройства кровообращения в сочетании с изменениями системы гемостаза, что сопровождается последовательно развивающимися явлениями малокровия сосудов, с последующим реактивным полнокровием, тромбозом, некрозом сосудистой стенки, с формированием вторичных кровоизлияний и постепенным развитием репаративных процессов.
3. Морфологическая диагностика давности образования фибрина в зоне церебральных кровоизлияниях при закрытой тупой черепно-мозговой травме основывается на оценке стадий развития ДВС-синдрома, представленного преобразованиями истинных и смешанных микротромбов.
4. Возрастная динамика внесосудистого фибрина и фибриновых микротромбов выявляется специфической селективной окраской «оранжевый-красный-голубой» и полностью соответствует стадиям развития ДВС-синдрома.
5. Фибрин появляется одновременно в просвете сосудов, в стенке сосудов и в очагах кровоизлияний, что связано с перфузией плазмы крови, содержащей белковые структуры – предшественники фибрина.
6. При закрытой тупой черепно-мозговой травме в сосудистых сплетениях головного мозга развиваются выраженные гемодинамические и гемореологические расстройства, сопровождающиеся полнокровием, тромбозом, десквамацией хориоидального эпителия, некрозами ворсин и вторичными кровоизлияниями, что следует рассматривать, как одну из причин прогрессирующего отёка вещества головного мозга за счёт формирующихся нарушений гемоликвородинамики.
7. Для решения задач патоморфологической диагностики давности образования церебральных кровоизлияний при закрытой тупой черепно-мозговой травме предложена дифференциально-диагностическая таблица морфологических изменений в зоне повреждения вещества головного мозга, сосудистых сплетений и характера преобразований фибрина, использование данных которой позволит объективизировать выводы эксперта и повысить качество судебно-медицинских экспертиз.

 

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Оценка результатов проведённого исследования позволила составить диагностическую таблицу, дающую возможность судебно-медицинскому эксперту определять давность ЧМТ по характеру патоморфоза фибрина (таблица 5).

Таблица 5. Сравнительная характеристика микроскопических изменений в очагах повреждений и сосудистых сплетениях головного мозга при острой ЧМТ

 

№ п/п	Давность ЧМТ	Изменения в очагах повреждений	Патоморфоз фибрина при окраске ОКГ	Изменения в ССГМ
1.	Минуты	Малокровие, ангиоспазм, кровоизлияния из неизменённых эритроцитов	Фибрин не определяется	Бескровность, ангиоспазм, набухание стромы ворсин. Хориоидальный эпителий не изменён
2.	Десятки минут – 1 час	Полиморфизм сосудистых реакций. Стаз и сладжи эритроцитов, плазморрагии.	Фибрин ярко-жёлтый в виде мелких глыбок в просвете и в стенке сосудов, иногда периваскулярно.	Реактивная гиперемия, набухание стромы ворсин. Набухание, очаговая десквамация эпителия.
3.	От 2 до 6 часов	Реактивная венозная гиперемия, очаговый тромбоз вен. Лизис эритроцитов, миграция лейкоцитов в зону ушиба.	Фибрин жёлто-оранжевый, образует тромбы в сосудах разного калибра. Крупные глыбки в очагах кровоизлияний	Реактивная гиперемия, стаз и сладжи. Некроз и десквамация эпителия. Множественные тромбы из молодого фибрина в сосудах.
4.	От 6 до 24 часа	Застойное венозное полнокровие, множественные тромбы в просвете сосудов. Лизис эритроцитов, обильная лейкоцитарная инфильтрация. Фибрин в виде тонких отдельных волокон.	Фибрин оранжево-красный, затем ярко-красный, затем фиолетово-красный в тромбах и очагах кровоизлияний	Диффузный тромбоз сосудистого русла ССГМ. Некрозы ворсин. Тромбы из красного и фиолетового фибрина в сосудах и в строме ворсин.
5.	От 24 до 72 часа	Полнокровие, тромбозы, вторичные кровоизлияния. Фибрин в виде кольцевидных и грубосетчатых конгломератов, с лейкоцитарным лизисом и началом резорбции макрофагами.	Конгломераты фибрина серо-фиолетового и серо-голубого цвета, фрагментация конгломератов фибрина	Распространённые некрозы ворсин и негроздьевидной части; слипание ворсин, вторичные кровоизлияния.
6.	4 и более суток	Лизис эритроцитов и фибрина, очищение очагов повреждение тканевыми макрофагами. Репарация, начало формирования рубцовой ткани.	Фрагментация, лизис и резорбция фибрина. Реканализация тромбов. Нормализация кровотока.	Регенерация хориоидального эпителия. Восстановление кровотока. Реканализация тромбов. Фибрин не определяется

 

Список работ, опубликованныХ По теме диссертации

1. Кошак К.В. Использование метода селективной окраски фибрина для определения давности повреждений головного мозга при острой черепно-мозговой травме / К.В. Кошак, В.А. Рыков, В.И. Чикун // Сибирское медицинское обозрение. - 2008. - № 6. - С. 20 - 24.
2. Кошак К.В. К вопросу о роли сосудистых сплетений головного мозга в патогенезе острого вазогенного отёка / К.В. Кошак // Актуальные вопросы теории и практики судебно-медицинской экспертизы. - Выпуск 6. - Красноярск, 2008. - С. 92 - 96.
3. Кошак К.В. Патоморфологические изменения в сосудистых сплетениях головного мозга при острой черепно-мозговой травме / К.В. Кошак // Актуальные вопросы теории и практики судебно-медицинской экспертизы. - Выпуск 6. - Красноярск, 2008. - С. 96 - 102.
4. Кошак К.В. Патоморфологическая характеристика изменений сосудистых сплетений головного мозга при острой черепно-мозговой травме. / К.В. Кошак, В.А. Рыков // Медицина в Кузбассе. Актуальные вопросы медицины. Современная помощь в многопрофильной больнице. Спецвыпуск № 3. – Новокузнецк, 2008. – С. 42 - 43.
5. Кошак К.В. Изменения микроциркуляторного русла сосудистых сплетений головного мозга при острой черепно-мозговой травме / К.В. Кошак // Актуальные вопросы современной патологии : сборник научных трудов Всероссийской юбилейной научно-практической конференции патологоанатомов с международным участием к 100-летию проф. П.Г. Подзолкова. – Красноярск, 2008. – С. 223 - 225.
6. Кошак К.В., Чикун В.И. Определение давности черепно-мозговой травмы по патоморфозу фибрина : метод. рекомендации / К.В. Кошак, В.И. Чикун // - Красноярск, 2008. – 13 с.

Рационализаторское предложение

Использование селективных методов окраски микроскопических препаратов для определения давности повреждений при острой черепно-мозговой травме / К.В. Кошак. - Удостоверение № 2456; заявл. 01.09.08; опубл. 24.09.08; КрасГМА.

 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

• ЧМТ       – черепно-мозговая травма
• ЦНС       – центральная нервная система
• ММО     – мягкие мозговые оболочки
• МЦР       – микроциркуляторное русло
• ССГМ     – сосудистые сплетения головного мозга
• Г-Э          – гематоксилин-эозин
• ГЭБ        – гемато-энцефалический барьер
• ЛЭБ        – ликворо-энцефалический барьер
• ОКГ        – «оранжевый – красный – голубой»