Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Морфология шишковидной железы человека в позднем онтогенезе, при болезни Альцгеймера и шизофрении

На правах рукописи ФОКИН Евгений Иванович

МОРФОЛОГИЯ ШИШКОВИДНОИ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА В ПОЗДНЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ, ПРИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА И ШИЗОФРЕНИИ

14.00.15 - патологическая анатомия

03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 2 ДЕК 2008

Москва - 2008

003456779

Работа выполнена в ГУ Научно-исследовательском институте морфологи человека РАМН

Научные руководители:

член корреспондент РАМН, д.м.н., профессор доктор биологических наук, профессор

Л.В. Кактурский; С.В. Савельев

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Л.М. Михалева

В.П. Туманов

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет» Росздрава

Защита диссертации состоится «25» декабря 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного совета (Д 001.004.01) ГУ НИИ морфологии человека РАМН по адресу: 117418, г. Москва, ул. Цюрупы, д.3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ морфологии человека РАМН.

Автореферат разослан «22» ноября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук Л.П. Михайлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Пинеальный орган, шишковидная железа, или эпифиз (corporus pineale, Iandula pinealis, epiphysis cerebri) человека является наименее изученной елезой внутренней секреции. В настоящее время не существует достоверных ведений ни о морфологической индивидуальной изменчивости эпифиза при

шрснии, ии лрИ ПСИлйЧсСКИХ Заиилсвсшклл Человека.

Эпифиз формируется из каудальных отделов крыши промежуточного озга, начиная с 5-6 недели беременности. Активнее всего он функционирует у етей, достигая максимального развития к 7-ми годам, а затем начинается его анняя инволюция. После полового созревания атрофия пинеалоцитов еще ольше ускоряется, разрастается строма, прогрессивно увеличивается оличество внеклеточных образований - отложений фосфатных и карбонатных олей в виде «слоистых шариков» мозгового песка (Koshy S., 2001). Сточки рения большинства авторов, к 35-40 годам эпифиз подвергается перерождению уменьшается в объёме (Труфакин В.А., 2006; Ljubicic D., 2007).

Однако существует противоречие между общепринятыми представлениями возрастной инволюции эпифиза и продолжительным сохранением его [ ункций. О сохранении функций свидетельствует выделение в зрелом возрасте инеалоцитами серотонина (в дневное время), который в них же превращается в елатонин (в ночное время). Эти гормоны регулируют циркадный ритм -иоритм суточной, месячной, сезонной и годовой активности, координируя ее с уточной цикличностью вращения Земли (Шурлигина A.B., 2006; Karasek М, 006). С возрастом эти функции эпифиза снижаются, но не исчезают. Поэтому представляется актуальным изучение возрастных изменений эпифиза как у психически здоровых людей, так и при болезни Альцгеймера и шизофрении.

Роль эпифиза при разнообразных нарушениях умственной деятельности неоднократно становилась предметом исследований (Дмитриева Т.Б. и др., 2009; Skene D.J., 2006). При различных заболеваниях, в том числе шизофрении и болезни Альцгеймера, отмечались отклонения концентрации в плазме крови мелатонина, а также изменения циркадных циклов, сна и бодрствования, поведения больных (Le May D.R., 1998; Doljansky J.T., 2006). Для коррекции суточных ритмов интенсивно используется экзогенный мелатонин, хотя не все исследователи поддерживают эту практику (Анисимов В.Н., 2003; Wu Y.H.,

2006). Существует также ряд антидепрессантов, применяемых в психиатрии, повышающих уровень мелатонина. Морфологические исследования эпифиза при шизофрении и болезни Альцгеймера до сих пор касались в основном степени его кальцификашга (Sandyk R., 1992; Singer, S., 2003; Mahlberg R., 2008) и антропометрических характеристик (Хелимский А.М., 1969; Rajarethinam R., 1995; Bersani G., 2002). В связи с разнообразием точек зрения на образование конкреций при психических заболеваниях представляется актуальным изучение конкрементогенеза эпифиза при помощи рентгеновской микротомографии, которая позволяет определить топологию конкрементов без нарушения целостности органа.

Внеклеточные структуры эпифиза - так называемый мозговой песок (corpora arenacea, acervulus), представляют собой плотные частицы размером 2-3 мкм, образующие конгломераты до 1 мм и более. Согласно общепринятой точке зрения, мозговой песок формируется на месте деградировавших пинеалоцитов (Kunz D., 1999; Doyle A.J., 2006). Его морфогенез связан как с нормальной, так и с патологической инволюцией эпифиза. Мозговой песок имеется у человека уже при рождении. У взрослых его так много, что при рентгенологических исследованиях место нахождения эпифиза определяется именно по наличию конкреций. Химический состав конкрементов неоднороден. Их основной материал - композитный гидроксиапатит [ЗСаз(Р04)2-Са(0Н)2] (Bersani G., 1999), относительно недавно (Luke J., 2001.) были описаны также конкременты, состоящие из флюорита (CaF2). Пространственное строение конкреций эпифиза человека в настоящее время недостаточно изучено (Daghighi М.Н., 2007; Turgut А.Т., 2008). Это связано с тем, что для гистологических исследований мозговой песок обычно декальцинируется, а остающаяся органическая строма известковых зёрен довольно однородна. Совершенно отсутствуют сведения о динамике появления и исчезновения мозгового песка. Также нет данных о морфологических различиях конкрементов композитного гидроксиапатита и флюорита, так как все отложения в эпифизе считаются однородными по форме. Ещё менее определены сведения о связи конкрементов эпифиза с возрастными и сосудистыми изменениями головного мозга и патогенезом психических заболеваний у человека (Zajac А., 2007; Mahlberg R., 2008).

Таким образом, изучение дифференцировки компонентов пинеального комплекса, его роли при старении организма и психических заболеваниях человека представляет важную научно-практическую проблему современной медицины.

Цель исследования

Изучить морфологию шишковидной железы человека в позднем остнатальном онтогенезе, при болезни Альцгеймера и шизофрении.

Задачи исследования

1. Определить морфометрические параметры эпифиза человека в озрастном аспекте.

2. Охарактеризовать структурную организацию трабекулярногп аппарата, ист и конкрементов эпифиза человека в возрастном аспекте.

3. Изучить морфометрические параметры и структурную организацию пифиза человека при болезни Альцгеймера.

4. Изучить морфометрические параметры и структурную организацию пифиза человека при шизофрении.

5. Сравнить гистологическую, электронно-микроскопическую и икротомографическую характеристику конкрементов эпифиза человека в орме, при болезни Альцгеймера и шизофрении.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное анатомическое, гистологическое, лектронно-микроскопическое и микротомографическое исследование инеального комплекса у лиц без психических и неврологических заболеваний, традавших болезнью Альцгеймера и шизофренией.

Впервые установлен и количественно определён полиморфизм фостранственной организации эпифиза. Выделены шаровидные, каплевидные, илиндрические, полигональные, треугольные и лентовидные формы эпифиза.

В период позднего постнатального онтогенеза у лиц без психических аболеваний встречаются все семь форм организации эпифиза. При болезни льцгеймера - четыре, отсутствуют полигональные, треугольные и юнтовидные формы, а при шизофрении обнаружены эпифизы только онической, шаровидной и каплевидной формы.

При шизофрении конкременты вьивляются в эпифизах чаще, чем в группе равнения, но реже, чем при болезни Альцгеймера. Причем, при шизофрении икогда не обнаруживаются конкременты отдельно в области тела и на задней оверхности эпифиза.

Эпифиз при шизофрении на протяжении всей жизни сохраняет ювенильную организацию, что, по-видимому, является отражением процессов педоморфоза в инволюции нервной ткани головного мозга.

При помощи рентгеновской микротомографии впервые был проведён анализ пространственной организации конкрементов эпифиза при шизофрении, болезни Альцгеймера и лиц без психических заболеваний. Установлено, что у лиц без психических заболеваний конкрементообразование продолжается всю жизнь и приводит к распространенной кальцификации эпифиза. При шизофрении минерализация эпифиза носит более дифференцированный характер и сопровождается локальным обратимым разрушением уже образованных конкрементов.

Впервые установлено, что при отсутствии психических заболеваний обычно формируется один центр конкрементообразования, а новые зоны возникновения конкрементов находятся в общем поле более высокой концентрации внеклеточного гидроксиапатита и флюорита. При шизофрении этот генерализованный процесс нарушен. Резорбция конкрементов приводит к возникновению вторичных центров конкрементообразования вне общего поля повышенной минерализации.

Электронно-микроскопические исследования эпифиза человека показали, что конкременты могут начинать образовываться как внутри ядра, так и в органеллах цитоплазмы пинеалоцитов.

Научно-практическая ценность

Представленное в работе детальное морфологическое исследование возрастных изменений эпифиза у лиц различного возраста при болезни Альцгеймера, шизофрении и без психических заболеваний позволяет оценить морфофункциональную активность этой части головного мозга, как в норме, так и при патологических процессах. Выявленные достоверные морфологические отличия конкрементообразования при шизофрении следует учитывать при оценке результатов томографического исследования у больных психическими заболеваниями.

Полученные в работе данные по анатомическим, морфологическим особенностям строения эпифиза человека в позднем постнатальном онтогенезе, при болезни Альцгеймера и шизофрении рекомендуется использовать в практической работе патологоанатомических отделений психиатрических и

геронтологических лечебных учреждений, а так же в учебном процессе на кафедрах патологической анатомии и гистологии медицинских Университетов.

Внедрение полученных результатов

Результаты диссертационного исследования используются в практике работы патологоанатомических отделений городских клинических психиатрических больниц г. Москвы: № 1 им. Н.А. Алексеева и № 4 им. П.Б. Ганнушкина. Результаты диссертационного исследования также используются в лекционном курсе и проведении практических занятий для врачей-патологоанатомов на кафедре патологической анатомии Российской медицинской академии последипломного образования.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на: II съезде Международного Союза Ассоциаций Патологоанатомов (Москва, 1999); научной конференции ГУ НИИ морфологии человека «Актуальные проблемы общей и частной патологии» (Москва, 2000); научной конференции ГУ НИИ морфологии человека «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии» (Москва, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 гг.); VII конгрессе международной ассоциации морфологов (Москва, 2005); VII Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2005); II съезде Российского общества патологоанатомов (Москва, 2006 ); VIII конгрессе международной ассоциации морфологов (Орёл, 2006); конференции «Фундаментальные науки - медицине» (Москва, 2006); международной конференции «Digest reports of the XVI international synchrotron radiation», Novosibirsk, Russia (2006); межлабораторной конференции ГУ НИИ морфологии человека РАМН (октябрь, 2008 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 23 печатные работы, из них 2 в центральных журналах, представленных в списке ВАК.

Объём и структура работы

Диссертация изложена на 207 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов, их обсуждения, выводов и списка литературы. Литературный указатель включает в себя 207 источников, из них 43 отечественных и 164 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 21 блоком фотографий, рисунков, схем, 23 таблицами.

7

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на аутопсийном материале, который набирался с декабря 2005 г по сентябрь 2008 г одновременно в нескольких городских клинических больницах г. Москвы: соматической ГКБ №81, психиатрических № 1 им. H.A. Алексеева, № 4 им. П.Б. Ганнушкина, №№ 1, 13, 14, 15. Всего исследовано 360 эпифизов, полученных при аутопсии лиц обоего пола (мужчин 111, женщин 249) в возрасте от 23 до 94 лет. Исследованный материал включал следующие группы: группу сравнения (120 случаев), параноидную форму шизофрении (120 случаев), являющуюся наиболее типичной и яркой среди других вариантов этого заболевания, ранние и поздние формы болезни Альцгеймера (120 случаев).

Анатомические методы. В каждом случае оценивалась масса головного мозга с точностью до 2 г, фиксировались его анатомические особенности, степень стеноза сосудов виллизиева круга. При вскрытии выделялась область четверохолмия с прилежащими участками головного мозга и всей области эпиталамуса. Материал фиксировали сразу после его взятия в кислом или забуференном 10% формалине. Затем головной мозг был исследован анатомическими и гистологическими методами, а также с помощью электронной микроскопии и рентгеновской микротомографии. При обработке всех случаев подробно анализировались истории болезни для сопоставления клинического диагноза с патологоанатомическим (проводился клинико-анатомический анализ летальности). Массу эпифиза определяли взвешиванием на аналитических весах с точностью до 0,1 мг. Объём определяли методом вытеснения свободной жидкости с точностью до 0,5 мкл, с последующим вычислением плотности объекта. Линейные параметры эпифиза (длину, ширину, толщину, наибольшую окружность) измеряли с точностью до 1 мм. Анализ индивидуальной и групповой анатомической изменчивости всех эпифизов проводился по контактным зарисовкам особенностей строения его передней и задней поверхности. По влажным отпечаткам эпифиза под бинокулярным микроскопом обводились контуры его тела и ножек, прорисовывались трабекулярные складки, кисты, расположение и конфигурация конкрементов. Далее производилось описание и сравнение форм и других параметров эпифиза по группам в зависимости от возраста. Кроме того, описано количество, размеры, распределение и точное расположение конкрементов на передней и задней поверхностях, ножках и теле эпифиза. Все

8

араметры были проанализированы и распределены по возрастам с шагом в 10 ет.

истологические и электронно-микроскопические методы. Фиксированные пифизы целиком проводили по спиртам восходящей концентрации и заливали парафиновые блоки. Изотовляли серийные срезы толщиной 7-10 мкм, оторые окрашивали гематоксилином и эозином, азаном по Маллори и методом иссля. Часть срезов импрегнировали азотнокислым серебром по Р. Кахалю.

Для электронно-микроскопического исследования испппглгтятш материал, юлученный при ранних вскрытиях (до 3-х часов после констатации смерти), пифизы фиксировали в 2% параформальдегиде на 0,1 М какодилатном буфере ри pH 7,4. Затем, небольшие кусочки заключали в эпонаралдит, после чего отовили полутонкие и ультратонкие срезы на ультратоме LKB (Швеция) олутонкие срезы окрашивали толуидиновым синим с последующим окрашиванием пиронином. Ультратонкие срезы монтировали на сетки и ленды, контрастировали в уранилацетате по стандартной схеме и исследовали электронном микроскопе JEOL 100S при 60-80 KV.

[икротомографические методы. Компьютерная (рентгеновская) томография в настоящее время является одним из диагностических методов в медицинских исследованиях. В современных медицинских томографах используется жесткое 1ормозное рентгеновское излучение (максимум интенсивности на длине волны (X ~ 0,2 А) с широким спектральным распределением. Особенность данного метода состоит в том, что используемое излучение слабо взаимодействует с биологическим объектом и потому относительно безопасно. С другой стороны, по этой же причине контраст между различными типами биологических тканей слабо выражен. Следует так же отметить, что и само значение коэффициента линейного поглощения (ц) для этих тканей не удаётся восстановить, поскольку разные длины волн в широком спектре зондирующего излучения поглощаются по-разному. Применение очень жёсткого не монохроматического излучения безусловно оправдано в дефектоскопии неорганических материалов. Та же идея применяется и при создании лабораторных рентгеновских микротомографов.

Непосредственно для анализа биологических объектов был создан рентгеновский микротомограф SkyScan-1172 с разрешением 8-32 мкм, разработананный на базе Института кристаллографии им. A.B. Шубникова РАН.

В рамках диссертационного исследования на базе Института кристаллографии им. A.B. Шубникова РАН было проведено сканирование 36

9

фиксированных в 10% формалине пинеальных комплексов до их декальцинации. Исследовано 12 случаев с шизофренией, 12 - с болезнью Альцгеймера и 12 - группы сравнения. При рентгеновском томографировании использовали монохроматизированное излучение МоКа, (7=0,71 А). Томографическое сканирование проводилось на двух экспериментальных установках. В первом случае узким пучком послойно освещался объект (высота пучка - 150 мкм), и рентгеновская тень каждого слоя фиксировалась на одномерном линейном детекторе при разрешении детектора 0,2 мм. Высокая чувствительность детектора позволила регистрировать отдельные прошедшие через объект фотоны и получить реконструкции объектов, рентгенооптическая плотность (ц) которых изменялась в диапазоне от 0,01 мм'1 до 20 мм"'. Для повышения разрешения трехмерных реконструкций в процессе проведения исследования был создан другой рентгеновский микротомограф, в котором использовался полупроводниковый детектор - ПЗС-матрица. Размер чувствительного элемента матрицы - 10x10 мкм, число элементов - 1024x1152. Особенность этого детектора состоит в том, что он позволяет зафиксировать резкие перепады плотности между соседними чувствительными элементами. Диапазоны чувствительности обоих описываемых детекторов сравнимы. Объект освещался расходящимся пучком, и на детекторе фиксировалось изображение - тень объекта.

Таким образом, были получены двумерные теневые проекции эпифизов, что позволило существенно сократить время эксперимента, и избавило от необходимости вертикального перемещения объектов. Эти данные по разрешению на порядок превосходят результаты современных медицинских томографов. На основании проведенных экспериментов удалось реконструировать пространственное (трехмерное) распределение кальция и ассоциированного с ним фосфора во всем объеме эпифиза человека. Методы статистического анализа. Данные анализировали с помощью программ Microsoft® Excel 2000 и SigmaStat for Windows Version 3.5 (Systat Software, Inc.). В случае нормального распределения данных использовали параметрические критерии - для попарных сравнений r-тест, для множественных сравнений однофакторный дисперсионный анализ и метод Хольма-Сидака. Если распределение отличалось от нормального, использовали тест Манна-Уитни для попарных сравнений, ранговый дисперсионный анализ Краскала-Уоллеса и тест Данна для множественных сравнений. Пороговый уровень достоверности р составил 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

ОБСУЖДЕНИЕ

Настоящее исследование охватывает три группы умерших, одна из которых вляется группой сравнения, где смерть наступала от причин, не связанных с оражением центральной нервной системы. Вторая группа пациентов, длительно традавших болезнью Альцгеймера, подтвержденной данными атоморфологического исследования головного мозга. Третья группа больных ыла с типичной клиникой параноидной формы шизофрении. Во всех трех >уппах собрано 360 наблюдений, в каждой по 120 человек.

В группе сравнения возраст исследуемых колебался от 35 до 94 лет, при изофрении - от 23 до 86 лет, при болезни Альцгеймера - от 57 до 89 лет. азличия групп неизбежны, поскольку, например, болезнь Альцгеймера азвивается постепенно, клинически определяется с трудом и летальные исходы едко фиксируются раньше старческого возраста.

Сравнение групп по полу показало преобладание женского контингента, группе сравнения и при шизофрении показатели достоверно не различались 61,2% и 60,8% соответственно; р > 0,05), а при болезни Альцгеймера были остоверно выше (82,5%; р < 0,01).

Статистически значимые различия между возрастными подгруппами в группе равнения были выявлены только по массе головного мозга (р < 0,05; табл. 1).

Минимальная масса головного мозга в группе сравнения, где отсутствовали ыраженные психические и неврологические заболевания, составляла 980 г, в равниваемых группах показатели не различались (при шизофрении 890 г, болезни льцгеймера 900 г). Самая большая масса головного мозга 1700 г. была бнаружена в группе сравнения, тогда как максимальный вес мозга при болезни льцгеймера составил 1550 г., а при шизофрении 1640 г. В группе сравнения средняя масса головного мозга статистически достоверно превышала таковую при болезни Альцгеймера (р < 0,01) и, была ниже, чем при шизофрении (р < 0,05). По-видимому, при болезни Альцгеймера происходит более выраженная дегенерация нейронов, разрушение нервной ткани и нервных волокон, чем в группе сравнения и при шизофрении.

В группе сравнения обнаружено 23,3% эпифизов конической формы, что

является классической формой, подтвержденной многими исследователями (Чазов

Е.И., 1974; Бепег ГШ., 1995). Как при болезни Альцгеймера (54,3%), так и при

11

шизофрении (56,7%) преобладали эпифизы конической формы, что более чем в 2 раза превышает данные группы сравнения, но статистически значимые различия (р<0,01) между группой сравнения и группами психических заболеваний получены только в подгруппах от 60 до 89 лет. Таким образом, при болезни Альцгеймера и при шизофрении эпифиз головного мозга имеет стандартную коническую форму, что является демонстрацией педоморфных изменений, т.е. инволюция формы эпифиза с возрастом при этих заболеваниях происходит медленнее, чем в группе сравнения.

Количественные отличия эпифиза шаровидной формы в целом по группам, без учета возраста, не выявлены, поскольку в группе сравнения, при болезни Альцгеймера и при шизофрении данная форма составляла от 24% до 30% всех исследованных случаев. Однако, статистически значимые различия (р < 0,05) между всеми группами обнаружены в возрасте 60-69 и 80-89 лет. В группе 60-69 лет они связаны с увеличением каплевидных форм группы сравнения, а 80-89 лет -с увеличением конических эпифизов как при шизофрении, так и в группе сравнения.

Следовательно, с возрастом в группе сравнения до 80 лет идет более интенсивная инволюция эпифиза, чем при болезни Альцгеймера и шизофрении, а до старческого возраста доживают лица с нативной организацией эпифиза конической или шаровидной формы.

Каплевидная форма эпифиза является гипоплазированным вариантом шаровидной. В группе сравнения она встречается в 16,7% случаев, при шизофрении в 13,3% (¿>0,05), а при болезни Альцгеймера в 4,2% (р < 0,001) случаев. Следовательно, различия по каплевидной форме эпифиза характерны только для болезни Альцгеймера. Цилиндрическая форма эпифиза является гипоплазированным вариантом конической. Она встречается в 16,2% случаев в группе сравнения, при болезни Альцгеймера в 14,2%, а при шизофрения отсутствует. Таким образом, эпифиз цилиндрической формы распространенный в группе сравнения и болезни Альцгеймера, не характерен для шизофрении. Полигональная форма представляет собой патологический вариант гигантского многоузлового, деформированного эпифиза. Встречается в 9,9% случаев в группе сравнения, а при болезни Альцгеймера и шизофрении отсутствует. Треугольная и лентовидная формы - патологический вариант резко склерозированных,

уплощенных эпифизов. Каждая из них встречается в 4,5% случаев группы сравнения, а при болезни Альцгеймера и шизофрении отсутствует.

По распределению всех форм эпифиза не обнаружено статистически достоверных различий внутри возрастных подгрупп группы сравнения, болезни Альцгеймера и шизофрении.

Следовательно, анализ формы эпифиза в трех исследованных группах показывает, что в группе сравнения встречается их выраженный полиморфизм -

ГЛЛ лд* «т ЛЛиЛппт тл/ тттлп т'ли»1ттал1/чиг ц»»т»пттшталтлотт т/ич/лп»«тгмг -»*»

каплевидный, полигональный, треугольный и лентовидный. При болезни Альцгеймера отсутствуют эпифизы полигональной, треугольной и лентовидной формы, а при шизофрении - цилиндрической, полигональной, лентовидной и треугольной формы.

Таким образом, по сравнению с группой сравнения при болезни Альцгеймера отсутствуют три основные формы эпифиза - полигональная, треугольная и лентовидная, а при шизофрении отсутствуют четыре его формы. Снижение полиморфизма эпифизов у больных с шизофренией следует учитывать при оценке результатов томографического исследования головного мозга у больных психическими заболеваниями как признак, косвенно указывающий на предрасположенность к шизофрении.

Однако форма эпифиза только отчасти отражает антропометрические характеристики, существенно отличающиеся во всех исследованных группах. Статистически значимые различия между возрастными подгруппами при шизофрении были выявлены в большинстве из них (р < 0,001; табл. 2), а при болезни Альцгеймера - только по окружности эпифиза (р < 0,001; табл. 3).

В группе сравнения разброс по массе эпифиза очень высок (12,3 раза) и колеблется от 32 мг до 398 мг. При болезни Альцгеймера эпифиз по массе различается в 9 раз, а при шизофрения - в 7,2 раза. Таким образом, уменьшается не только полиморфизм эпифиза при шизофрении и болезни Альцгеймера, но и разброс его массы.

В группе сравнения разброс по объему эпифиза так же высок: от 22,8 мг3 до 302,1 мг3, при шизофрении от 10,6 мг3 до 236,2 мг3, при болезни Альцгеймера от 18,6 мг3 до 175,7 мг3. Различия в группе сравнения и при шизофрении отсутствуют и составляют 13,3 и 13,2 раза соответственно, а при болезни Альцгеймера -значительно меньше (в 9,7 раза; р < 0,001).

Таблица 1

Сводная таблица морфологических параметров эпифиза в группе сравнения (n=120; М ± гп)

Группа (лет) Возраст Масса головного мозга Эпифиз Масса Г.М./ масса эпифиза

Масса Объем Плотность Длина Ширина Толщина Окружность

35-49 (п=9) 43,67 ± 1,67 1328,89 ±28,84 * 132,97 ±20,49 100,52 ± 18,88 1,36 ±0,04 7,73 ± 0,47 6,51 ±0,37 4,47 ± 0,32 17,33 ±0,96 0,10 ±0,02

50-59 (п=13) 55,31 ±0.86 1269,23 ± 18,93 * 100,18 ±9,50 64,59 ±8,21 1,59 ± 0,11 7,92 ± 0,39 6,15 ±0,26 3,75 ± 0,21 16,13 ±0,56 0,08 ±0,01

60-69 (п=2б) 65,58 ± 0,55 1263,85 ±30,37 * 113,70 ±8,09 79,97 ± 6,76 1.48 ±0,05 7,89 ±0,27 6,35 ±0,19 4,15 ±0,14 16,53 ±0,42 0,09 ± 0,01

70-79 (п=44) 75,23 ± 0,45 1237,07 ± 17,49 * И 2,23 ±9,17 77,25 ± 7,34 1,54 ±0,05 7,72 ± 0,23 6Д7± 0,18 3,87 ±0,12 15,81 ±0,32 0,09 ± 0,01

80-94 (п=28) 85,75 ± 0,78 1234,29 ± 16,51 * 91,66 ±4,99 62,94 ± 4,64 1,55 ±0,07 7,89 ±0,19 6,21 ±0,28 3,66 ± 0,15 15,68 ±0,55 0,07 ±0,004

Примечание: * р <0,05, при сопоставлении других групп р >0,05.

Таблица 2

Сводная таблица морфологических параметров эпифиза в группе шизофрении (n= 120; М ± т)

Груп- Возраст Масса Эпифиз Масса

па (лет) головного мозга Масса Объем Плотность Длина Ширина Толщина Окружность Г.М./ масса эпифиза

23-49 40,86 ± 1,99 1359,29 ±46,71 104,69 ± 12,98 73,74 ± 10,14 1,64 ±0,11 6,85 ± 0,28 5,77 ± 0,22 4,01 ±0,20 14,70 ± 0,56 0,08 ± 0,01

(п=14) * * * * * * * *

50-59 54,61 ± 0,47 1351,45 ±25,97 101,81 ±4,77 66,08 ± 4,46 1,80 ±0,08 6,91 ±0,14 6,01 ±0,10 3,54 ±0,12 15,24 ±0,33 0,08 ± 0,004

(п=31) * * * * * * * * *

60-69 65,20 ± 0,52 1303,00± 20,13 147,23 ±8,46 114,96 ±7,49 1,41 ±0,04 8,67 ± 0,35 7,59 ± 0,27 4,35 ±0,11 18,43 ±0,43 0,11 ±0,01

(п=30) * * * * * * * * *

70-79 74,09 ± 0,50 1219,03 ±23,49 98,45 ±4,15 73,79 ±4,11 1,48 ±0,04 7,19 ± 0,17 6,04 ±0,11 3,53 ±0,13 15,73 ±0,25 0,08 ± 0.004

(п=31) * * * * * * * * *

80-89 83,14 ±0,51 1173,51 ± 17,05 116,53 ± 10,66 81,56 ±8,71 1,77*0,17 7,79 ±0,44 5,91 ±0,29 4,05*0,16 15,31 ±0,69 0,09 ± 0,01

(п=14) * *

Примечание: * р <0,001, при сопоставлении других групп р >0,05.

Таблица 3

Сводная таблица морфологических параметров эпифиза в группе болезни Альцгеймера (n=120; М ± т)

Группа (лет) Возраст Масса головного мозга Эпифиз Масса Г.М./ масса эпифиза

Масса Объем Плотность Длина Ширина Толщина Окружность

50-69 (п=11) 64,64 ± 1,36 1241,82 ±50,11 106,02 ±5,17 76,22 ± 5,23 1,44 ±0,06 7,75 ± 0,29 5,48 ± 0,26 3,50 ±0,17 14,31 ±0,61 * 0,09 ±0,01

70-79 (п=51) 75,86 ± 0,36 1161,27 ± 14,85 110,38 ±5,11 77,37 ± 4,55 1,53 ±0,04 7,20 ±0,18 6,23 ±0,15 3,63 ± 0,08 16,30 ±0,33 » 0,09 ±0,01

80-89 (п=58) 82,28 ± 0,32 1136,55 ± 16,86 107,96 ±3,07 70,69 ±2,92 1,63 ±0,03 7,52 ±0,16 6,01 ±0,11 3,75 ± 0,08 15,98 ± 0,26 * 0,09 ± 0,003

Примечание: * р <0,001, при сопоставлении других групп р >0,05.

Изменчивость плотности эпифиза в группе сравнения, при шизофрении и при олезни Альцгеймера сходные (2,5, 2,8 и 2,3 раза соответственно).

Длина, ширина, толщина и окружность эпифиза во всех трех исследованных I уппах очень близки между собой и их изменчивость не так выразительна, как по ассе, объему или форме. Это говорит о том, что роль конкрементов эпифиза чень велика, то есть изменения, связанные с объемом и массой, определяются онцентрацией конкрементов эпифиза, а не его линейными параметрами.

Иначе гспсря, бпсшклл форма эпифиза лонсервашвно сохраняется во всех уппах. Основные изменения связаны именно с конкрементами, наличие или тсутствие которых сказывается на плотности, объеме и массе эпифиза. В целом опология и количества конкрементов эпифиза в ряду группа сравнения-болезнь льцгеймера-шизофрения уменьшается по направлению к шизофрении, онкреции встречаются при болезни Альцгеймера и при шизофрении несколько аще. Локализация конкрементов в области ножек эпифиза при болезни 1ьцгеймера отмечается в 75,4% случаев, а при шизофрении - в 90,7%, тогда как в ,уппе сравнения - в 49,5%. Среди 120 случаев шизофрении не обнаружено ни дного с локализацией конкрементов в теле эпифиза, тогда как при болезни тьцгеймера они найдены в 5,7% случаев, а в группе сравнения - в 17,5%. группе сравнения довольно часто (15,5 %) конкреции располагались только на адней поверхности эпифиза, тогда как при болезни Альцгеймера только в 0,9%, а ри шизофрении вовсе там не встречались.

Таким образом, шизофрения характеризуется, отсутствием конкрементов в еле, а также на задней поверхности эпифиза, а болезнь Альцгеймера - их тсутствием на задней поверхности эпифиза. В группе сравнения встречаются арианты расположения конкрементов во всех зонах эпифиза.

Особое внимание в структуре эпифиза обращалось на трабекулярные складки, ти складки являются зонами прохождения сосудов. В противовес некоторым сследованиям (Хелимский А.М., 1969; Khavinson V.K., 2002) оказалось, что абекулярные складки присутствуют в 100% случаев как при болезни шцгеймера, шизофрении, так и в группе сравнения. Однако, пересекающиеся кладки, обнаруженные при болезни Альцгеймера и при шизофрении, встречаются аще, чем в группе сравнения. В группе сравнения непересекающиеся складки ыявлены в 8,3% случаев и отсутствуют при шизофрении и болезни Альцгеймера. рямые складки обнаружены в группе сравнения в 70% случаях, при болезни

Альцгеймера ~ в 40,0% и при шизофрении в - 31,6%. Папиллярные мелкие складки встречаются в 30% случаев группы сравнения и в 30% - при болезни Альцгеймера, а при шизофрения. - в 66%. Это говорит о том, что трабекулярный аппарат, свидетельствующий о компенсирующем нарастании кровоснабжения эпифиза, лучше развит при шизофрении.

Подводя итог обзору сравнения трех групп умерших, относящихся к группе сравнения, группе с болезнью Альцгеймера и шизофрении, можно сделать общий вывод. Впервые обнаружены характерные признаки шизофрении, которые могут быть при жизни определены с помощью современных томографических методов исследования, и которые характеризуют различия между группой сравнения, т.е. людьми, не предрасположенными и предрасположенными к шизофрении.

При шизофрении не встречается цилиндрическая форма эпифиза. Кроме того, при шизофрении и болезни Альцгеймера отсутствуют патологические формы эпифиза: полигональные, треугольные и лентовидные. Конический, шаровидный и каплевидный эпифиз скорее всего свидетельствуют о предрасположенности к шизофрении. Наличие в теле и на задней поверхности эпифиза конкрементов можно расценивать как признак отсутствия предрасположенности к шизофрении. Наличие отложений мозгового песка только в области ножек эпифиза и на их передней поверхности, с очень большой вероятностью свидетельствует в пользу шизофрении.

Таким образом, найден комплекс параметров, который позволяет при жизни с помощью современного томографического метода исследования определить фенотипические признаки предрасположенности к такому тяжелому заболеванию, как шизофрения.

Исследование эпифиза человека показало, что существуют некоторые особенности его организации во всех трех группах: группе сравнения, при болезни Альцгеймера и при шизофрении. Самым существенным, различием при шизофрении является отсутствие локализации конкрементов в теле и на задней поверхности эпифиза. Это устойчивое отличие характерно только для шизофрении и не встречается ни в группе сравнения, ни при болезни Альцгеймера. Кроме этого есть статистически значимые различия (р < 0,001 - 0,05) объема, массы, ширины, толщины, окружности эпифиза и отношения массы эпифиза к массе головного мозга между группами болезни Альцгеймера, шизофрении и группой сравнения. При шизофрении встречается только коническая, шаровидная и каплевидная

орма эпифиза, которые характерны для детского и юношеского возраста Хелимский A.M., 1969). В то же время отсутствуют четыре другие, феимущественно патологические формы эпифиза: цилиндрическая, юлигональная, треугольная, лентовидная, наблюдаемые в группе сравнения. Это оворит о том, что эпифиз при шизофрении, сохраняя свою ювенильную форму, по аким-то причинам увеличивается в массе и объеме. Единственной причиной аких изменений можно считать наличие конкрементов.

Следссателшо, сксрсс г>ссго, прй шизофрении Мендели образование неклеточных конкрементов в ткани эпифиза. Отчасти на это указывает тсутствие конкрементов в его теле и на задней поверхности. Попытки истологического исследования эпифиза не дают абсолютно достоверного езультата, поскольку они связаны с деминерализацией конкреций растворением сновного несущего вещества - гидроксиапатита. В гистологических препаратах фи определении объема конкрементов с помощью стереологических методов удет допущена неточность, поскольку часть конкреций из-за использования ислот и других растворителей гидроксиапатитов бесследно исчезнет. Особенно то касается мелких конкрементов, растворяющихся в первую очередь.

В ткани эпифиза существуют два типа конкрементов: гидроксиапатиты и люориты. Известно, что конкременты эпифиза человека состоят реимущественно из композитного гидроксиапатита, который является ентгеноконтрастным веществом, также как и флюорит CaF2 (Luke J., 2001). месте с этими основными образованиями в эпифизарных отложениях также огут встречаться Мп, К, Mg, Zn, Fe, Str, Си, уран, иттрий. Судя по всему, при ормировании конкрементов могут быть использованы разные неорганические лементы, циркулирующие в плазме крови и в этом отношении конкреции отчасти вляются свидетельством особенностей микроэлементного обмена и условий итания конкретных популяций людей. Однако оценить их с помощью истологических и анатомических методов не представляется возможным, оэтому было проведено микротомографическое исследование на двух приборах, озволяющих не разрушая эпифиз, без деминерализации гидроксиапатита и люорита исследовать его в целом и оценить размеры минерализации. Один из их - «SkyScan 1072» бельгийского производства (Batchelar D.L., 2000), второй -кспериментальная рентгеновская микротомографическая установка, которая была

предоставлена сотрудниками Института кристаллографии РАН (Асадчиков В.Е. 2004).

С помощью этих приборов выборочно исследованы эпифизы из трех групп Оказалось, что концентрация конкрементов эпифиза всех этих групп существенн различается. Установлено, что при шизофрении по сравнению с группо сравнения уменьшено количество и относительная плотность мозгового песка В то же время сравнительный анализ нескольких случаев шизофрении показывает что происходит очень большой разброс в концентрации конкрементов. Их може встречаться в десятки раз меньше, чем среднее количество конкреций в групп сравнения, а в некоторых случаях, наоборот, в несколько раз больше. Шизофрен характеризуется большим разбросом показателей конкрементообразования В среднем из 120 человек, страдавших шизофренией, плотность и количеств конкреций в эпифизе оказалась выше, чем в группе сравнения.

Плотность конкрементов при шизофрении высокая и в среднем составляв 1,77 мг/мм3, в группе сравнения - 1,52 мг/мм3, а при болезни Альцгеймера - 1,6 мг/мм3. Длительно текущая шизофрения сопровождается уменьшение концентрации конкреций в десятки раз по сравнению с группой сравнения. Пр шизофрении происходит активная резорбция конкрементов с одной стороны накопление их с другой. Сравнение конкретных случаев, показывает, что сам минимальная плотность ткани эпифиза, т.е. концентрация на единицу объем количества конкрементов примерно равны как при шизофрении, так и в групп сравнения и составляет при шизофрении 1,05 мг/мм3, а в группе сравнени 1,03 мг/мм3. Однако при рассмотрении максимальной плотности эпифиз оказывается, что разница составляет более чем 30%. В группе сравнени максимальная плотность эпифиза составляет 2,57 мг/мм3, а при шизофрени 3,71 мг/мм3.

Как показывают данные исследования в группе сравнения общее количеств конкрементов постоянно возрастает. При шизофрении эти изменения являютс динамичными, то есть существует механизм разрушения конкрементов. По видимому, метаболические активные соединения, которые через плазму кров проникают в эпифиз, приводят к разрушению сформировавшихся конкременто или, наоборот, к ускорению их образования.

Таким образом, ^шизофрения с точки зрения формирования конкременто характеризуется огромной вариабельностью, которая намного превышае

итуацию при болезни Альцгеймера и в группе сравнения. Это подтверждается роведенными нами исследованиями на качественном уровне. При шизофрении в итоплазме пинеапоцитов обнаружены конкременты нового типа - неправильные олые сферы размерами от 0,1 до 1,5 мкм. Такое качественное изменение бразования конкрементов указывает на содержащие флюорит конкреции, что оответствует их размерной группе и плотности. Вполне возможно, что как альциевый, так и флюоритный состав конкрементов при шизофрении не сстеяпе::. При сохранении органической стромы композитные i идриксиапашт и люорит могут растворяться, начиная от центра конкремента. Механизм астворения пока не известен, но наблюдаемое снижение количества типичного юзгового песка при шизофрении может быть объяснено только динамической езорбцией. Вполне возможно, что исследование биохимических показателей при изофрении позволит выявить те соединения, которые приводят к еминерализации эпифиза, т.е. исчезновению межклеточных конкрементов.

Поскольку возникло представление о том, что конкременты, локализующиеся эпифизе, могут динамически изменяться, было проведено дополнительное истологическое и электронно-микроскопическое исследование. Цель его остояла в определении первичных источников конкрементообразования. лектронно-микроскопическое исследование эпифиза как в группе сравнения, ри болезни Альцгеймера, так и при шизофрении показало, что во всех сследованных случаях конкременты выявляются внутриклеточно, как в ядре, так в органеллах цитоплазмы. При этом конкрементообразование независимо от окализации начинается с появления первичных структур, размеры которых огут составлять от нескольких десятков до несколько сотен нанометров. До того момента они электронно-микроскопически незаметны, поэтому первичным сточником мотут быть как мембраны, так и органеллы, которые находятся в итоплазме. Судя по всему - это может быть как шероховатый ндоплазматический ретикулум и эндоплазматические цистерны, в которых были бнаружены отдельные гранулы конкрементов, так и ядерные структуры. Не сключено, что конкременты могут быть ассоциированы с хромосомами, оскольку были обнаружены непосредственно в деспирализованной части ДНК Luke J., 2001). Таким образом, первичный механизм конкрементообразования ребует дополнительного исследования, поскольку точные его источники нашими етодами не могут быть установлены. Не исключено, что этими источниками

могут быть первичные отложения различных микроэлементов, таких как медь, уран, иттрий, цинк, железо, запускающими механизм конкрементообразования.

В результате компьютерного моделирования, построенного на вычитания плотностей после томографического сканирования эпифиза, было показано, что в группе сравнения конкременты образуются из одной точки. При понижении уровня концентрации кальция, который регистрируется с помощью рентгеновской микротомографии, выяснилось, что все конкременты объединены в общем поле, в котором концентрация гидрооксиаппатита кальция и флюорита была выше, чем в окружающих тканях.

Следовательно, все конкременты в эпифизе объединены в общем поле более высокой концентрации минералов, входящих в состав конкрементов, то есть они интегрированы. Повышенная концентрация растворенного гидроксиапатита и флюорита, которые не видны в качестве конкрементов, объединяет все внеклеточные структуры. Это надклеточный уровень организации эпифиза, который задает пространственное распределение уже непосредственного отложения конкрементов, видимых в электронный микроскоп или при световой микроскопии.

Таким образом, в группе сравнения было показано, что конкременты, которые в дальнейшем не резорбируются, имеют общий первичный единый источник образования. Поле формирования конкрементов, которое захватывает весь эпифиз или его частично, как правило, едино и связано не только с расположением конкрементов, но и высокой концентрацией в определенном объеме элементов из которых они образуются.

При шизофрении удалось установить, что зоны расположения гидроксиапатитов и флюоритов, не связанных в конкременты, разрываются. Это означает, что они не едины и происходят из различных источников. Метод вычитания показал, что при шизофрении могут быть выявлены два и более центров конкрементообразования. Это свидетельствует о том, что при шизофрении конкременты могут растворяться, а потом вторично образовываться в новых зонах эпифиза

Микротомография эпифиза показала несколько важных результатов. Во-первых, динамика изменчивости эпифиза при шизофрении намного превосходит таковую в группе сравнения. Во-вторых, при шизофрении наблюдается инволюция конкрементов, чего в группе сравнения не происходит. В-третьих, если в группе сравнения поле представляет собой единое целое образование и

22

конкременты всегда локализуются внутри более высокой концентрации идроксиапатитов и флюорита, которые находятся как в клетках, так и в межклеточном пространстве, то при шизофрении эта закономерность нарушается, а счет динамического изменения концентраций этих элементов центры конкрементообразований могут быть разнесены по эпифизу. Именно поэтому при изофрении не наблюдается конкрементов ни в теле, ни на задней поверхности пифиза, поскольку этот динамический процесс никогда не захватывает орган в целом.

При болезни Альцгеймера вариабельность по плотности эпифиза соответствует изменчивости его плотности в группе сравнения. Образование конкрементов при болезни Альцгеймера несколько возрастает по сравнению с группой сравнения. Об этом свидетельствует и частота встречаемости конкрементов на поверхности эпифиза. Если в группе сравнения на передней поверхности встречаются конкременты в 37,1% случаев, то при болезни льцгеймера в 92,1% (р < 0,001). При болезни Альцгеймера на задней поверхности эпифиза конкременты встречаются в одном случае из 120, тогда как в группе сравнения - в 15 случаях. Налицо явные изменения в расположении конкрементов, но с другой стороны значительно меньше разброс по плотности ткани эпифиза при болезни Альцгеймера по сравнению с шизофренией. По-видимому, динамика конкрементообразования при болезни Альцгеймера такая же, как в группе сравнения, хотя более подробную картину можно получить только путем анализа пространственной организации конкрементов эпифиза при томографии.

ВЫВОДЫ

1. Формообразование эпифиза человека подвергается возрастной инволюции с образованием семи вариантов - конического, шаровидного, каплевидного, цилиндрического, полигонального, треугольного, лентовидного и сопровождается перестройкой трабекулярного аппарата и пространственной организации конкрементов.

2. Исследование морфологической организации эпифиза человека группы сравнения в возрастном периоде от 35 до 94 лет показало, что достоверных различий по линейным параметрам, массе, объёму и плотности эпифиза не наблюдается. Вариабельность этих параметров является

индивидуальной характеристикой, которая маркирует диапазон индивидуально' изменчивости в каждом возрасте.

3. При шизофрении выявлено минимальное разнообразие формы эпифиз по сравнению с группой сравнения. Присутствуют три из семи описанных форм коническая, шаровидная и каплевидная, из них преобладают коническая шаровидная. При шизофрении конкременты не образуются в области тела и н задней поверхности эпифиза, что следует учитывать при оценке результате томографического исследования у больных психическими заболеваниями.

4. Структурная организация эпифиза при болезни Альцгеймер характеризуется менее выраженным полиморфизмом, чем у лиц без психически заболеваний, но более высоким, чем при шизофрении. Основной характеристикой, отличающей эпифизы у лиц, страдавших психическими заболеваниями, является задержка их развития, которая свидетельствует о снижении скорости инволюци этой системы.

5. При помощи рентгеновской микротомографии установлено, что при внешнем анатомическом сходстве эпифизов отмечаются выраженные различия в организации конкрементов. У лиц, не страдавших психическими заболеваниями, конкременты располагаются в общей зоне повышенного содержания гидроксиапатитов и флюоритов. Трёхмерный томографический анализ динамики образования конкреций позволил установить, что конкременты впервые появляются в одной локальной точке эпифиза, а затем распространяются на соседние его участки.

6. При шизофрении и болезни Альцгеймера рентгеновская микротомография и трёхмерный анализ выявили несколько зон конкрементообразования, что свидетельствует о возможности растворения как композитного гидроксиапатита, так и флюоритов и динамического изменения структурной организации конкрементов.

7. Гистологическое и электронно-микроскопическое исследование конкрементов различных типов у лиц без психических заболеваний, при шизофрении и при болезни Альцгеймера показало, что первичной матрицей образования конкрементов являются как ядро, так и органеллы цитоплазмы пинеалоцитов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

. Фокина Т.В., Носков М.Г., Фокин Е.И., Душейко С.Д. Летальность в сихиатрических больницах Восточного округа Москвы // Тез. 2-го съезда еждунар. Союза Ассоц. Патологоанатомов. - Москва, 1999. - С. 218 - 219. . Фокина Т.В., Носков М.Г., Фокин Е.И.. Душейко С.Д. Шизофрения и теросклероз // Актуальные проблемы общей и частной патологии: Сб. науч. тр. н-та /' НИИ морфологии человека. - Москва, 20UU. - С. 63 - 66. . Фокина Т.В., Носков М.Г., Фокин Е.И., Душейко С.Д. Болезнь Альцгеймера / Актуальные проблемы общей и частной патологии: Сб. науч. тр. ин-та / НИИ орфологии человека. - Москва, 2000. - С. 67 - 69.

. Fokin E.I.. Fokina T.V. Alzheimer's disease in Russia // XXIII Intern, congr. of he Intern. Academy of Pathology: Abstr. - Japan. - Nagoya, 2000. - P. 116. . Ерофеева E.A., Савельев C.B., Фокин Е-И. Элементы нейрогистологического троения эпифиза человека // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и атологии: Сб. науч. тр. ин-та / ГУ НИИ морфологии человека РАМН. -осква, 2003. - С. 45-46.

. Фокин Е.И.. Фокина Т.В., Носков М.Г. Особенности шизофрении и теросклероза // Клин, геронтол. - 2003. - Т. 9. - № 9. - С. 62. . Фокин Е.И., Фокина Т.В., Носков М.Г. Особенности болезни Альцгеймера и теросклероза // Клин, геронтол. - 2003. - Т. 9. - № 9. - С. 62 - 63. • Фокин Е.И., Носков М.Г., Фокина Т.В. Летальность в психиатрическом тационаре (анализ за 10 лет) // Клин, геронтол. - 2003. - Т. 9. - № 9. - С. 154.

. Ерофеева Е.А, Фокин Е.И.. Савельев C.B. Морфологические изменения инеального комплекса при шизофрении // Актуальные вопросы морфогенеза в орме и патологии: Сб. науч. тр. ин-та / НИИ морфологии человека. - Москва, 004. - С. 59-60.

10. Савельев C.B., Ерофеева Е.А., Фокин Е.И.. Гулимова В.И, Постнов A.A. Конкременты эпифиза человека при шизофрении // Арх. пат. - 2004. - Т. - 66. -2 4.-е. 13-16.

11. Ерофеева Е.А., Фокин Е.И.. Гулимова В.И, Постнов A.A., Савельев C.B. Конкременты эпифиза человека при шизофрении // Морфология, 2004. - Т. 126. - № 4. - С. 46-47.

12. Фокин Е.И.. Савельев C.B., Асадчиков В.Е., Сенин С.А., Бузмаков A.B., Никитин В.Б., Ерофеева Е.А., Быстрова Т.В. Пространственная организация конкрементов эпифиза человека при старении // VII Всерос. конф. по патологии клетки: Сб. науч. тр. - Москва, 2005. - С. 111-114.

13. Ерофеева Е.А., Фокин Е.И.. Гулимова В.И, Постнов A.A., Савельев C.B. Рентгеновский и микроскопический анализ эпиталамуса человека при шизофрении // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии: Сб. науч. тр. ин-та / НИИ морфологии человека. - Москва, 2005. - С. 26-28.

14. Saveliev, S.V., Erofeeva, Е.А., Fokin E.I.. Gulimova, V.l. Morphological analysis and x-ray microtomography of epirhyseal concrements in schyzophrenia humans // XXIII World. Congress of Neurology (AAN et WFN): Abstr. - Australia. - Sydney, 5-11 nov. 2005.-P. 232.

15. Фокин Е.И.. Савельев C.B., Асадчиков В.Е., Сенин С.А., Бузмаков A.B. Возрастные изменения сосудистой системы пинеального комплекса человека // II съезд Росс. общ. патанат. - Москва, 2006. - С. 202-204.

16. Фокин Е.И.. Савельев C.B., Асадчиков В.Е., Сенин С.А., Бузмаков A.B. Анализ патогенетических процессов формирования конкрементов в головном мозге человека с помощью рентгеновского микротомографа // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии: Сб. науч. тр. ин-та / НИИ морфологии человека. - Москва, 2006. - С. 31-33.

17. Асадчиков В.Е., Бузмаков A.B., Гулимова В.И., Савельев C.B., Сенин P.A. Фокин Е.И. Лабораторная рентгеновская микротомография для исследования биологических объектов // Тез. докл. конф. «Фундаментальные науки -медицине. - Москва, 27-29 сент. 2006. - С. 94.

18. Asadchikov V.E., Buzmakov A.V., Senin R.A., Saveliev S.V. Fokin E.I. Microtomography of biological objects using laboratory x-ray sources // XVI World.

nt. Congr. of Synchrotron radiation: Abstr. - Russia. - Novosibirsk, 10-14 july 2006. P. 121.

9. Савельев C.B., Фокин Е.И. Морфогенез и патогенез пинеального комплекса еловека // Морфология, 2006. - Т. 12. - № 4. - С. 46-47.

0. Фокин Е.И.. Савельев C.B., Гулимова В.И., Асадчиков В.Е., Сенин P.A., узмаков A.B. Морфогенез и пространственная организация конкрементов пифиза человека при болезни Альцгеймера. шизофрении и алкоголизме // Арх. ат.-2006.-Т.-6.-№4.-С. 13-16.

1. Фокин Е.И.. Савельев C.B. Макроскопические изменения эпифиза человека ри шизофрении // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии: Сб. ауч. тр. ин-та / ГУ НИИ морфологии человека. - Москва, 2008 - С.159-162.

2 Фокин Е.И.. Фокина Т.В. Возрастная морфология пинеального комплекса еловека в норме (макроскопическое исследование) // Морфология, 2008. - Т. 33.-№2.-С. 142-143.

3. Фокин Е.И.. Фокина Т.В. Возрастная морфология пинеального комплекса еловека при болезни Альцгеймера // Морфология, 2008. - Т. 133. - № 4. - С. 9.

оискатель: С—Фокин Е.И.

Напечатано с готового оригинал-маке га

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N00510 от 01 12 99 г. Подписано к печати 21.11 2008 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печ.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 704, Тел 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Пинеальный орган или шишковидная железа, или эпифиз (corporus pineale, glandula pinealis, epiphysis cerebri) человека является наименее изученной железой внутренней секреции. В настоящее время не существует достоверных сведений ни о морфологической индивидуальной изменчивости эпифиза при старении, ни при психических заболеваниях человека.

Эпифиз формируется из каудальных отделов крыши промежуточного мозга начиная с 5-6 недели беременности. Активнее всего он функционирует у детей, достигая максимального развития к 7-ми годам, а затем начинается его ранняя инволюция. После полового созревания атрофия пинеалоцитов еще больше ускоряется, разрастается строма, прогрессивно увеличивается количество внеклеточных образований — отложений фосфатных и карбонатных солей в виде «слоистых шариков» мозгового песка [113]. С точки зрения большинства авторов, к 35-40 годам эпифиз подвергается значительному перерождению и уменьшается в объёме.

Однако существует противоречие между общепринятыми представлениями о возрастной инволюции эпифиза и продолжительным сохранением его функций. О сохранении функций свидетельствует выделение в зрелом возрасте пинеалоцитами серотонина (в дневное время), который в них же превращается в мелатонин (в ночное время). Эти гормоны регулируют циркадный ритм - биоритм суточной, месячной, сезонной и годовой активности, координируя ее с суточной цикличностью вращения Земли [47, 109]. С возрастом эти функции эпифиза снижаются, но не исчезают. Поэтому представляется актуальным изучение возрастных изменений эпифиза как в норме, так и при болезни Альцгеймера и шизофрении.

Роль эпифиза при разнообразных нарушениях умственной деятельности неоднократно становилась предметом исследований [76, 183]. При различных заболеваниях, в том числе шизофрении и болезни Альцгеймера, отмечались отклонения концентрации в плазме крови мелатонина, а также изменения циркадных циклов, сна и бодрствования, поведения больных [85]. Для коррекции суточных ритмов интенсивно используется экзогенный мелатонин, хотя не все исследователи поддерживают эту практику [63, 203]. Существует также ряд антидепрессантов, применяемых в психиатрии, повышающих уровень мелатонина. Морфологические исследования эпифиза при шизофрении и болезни Альцгеймера до сих пор касались в основном степени его кальцификации [174, 71] и антропометрических характеристик [161, 72]. В связи с разнообразием точек зрения на морфогенез конкрементов при психиатрических заболеваниях представляется актуальным изучение конкрементогенеза эпифиза при помощи рентгеновской микротомографии, которая позволяет определить топологию конкрементов без нарушения целостности органа.

Внеклеточные структуры эпифиза - так называемый мозговой песок (corpora arenacea, acervulus), представляют собой плотные частицы размером 2-3 мкм, образующие конгломераты до 1 мм и более. Согласно общепринятой точке зрения, мозговой песок формируется на месте деградировавших пинеалоцитов [118, 86]. Его морфогенез связан как с нормальной, так и с патологической инволюцией эпифиза. Мозговой песок имеется у человека уже при рождении. У взрослых его так много, что при рентгенологических исследованиях топология эпифиза определяется именно по наличию песка. Химический состав конкрементов мозгового песка неоднороден. Их основной материал - композитный гидрокси апатит [ЗСа3(Р04)2-Са(0Н)2] [71], относительно недавно [136] были описаны также конкременты, состоящие из флюорита (CaF2). Пространственное строение конкрементов эпифиза человека в настоящее время недостаточно изучено [73, 119]. Это связано с тем, что для гистологических исследований мозговой песок обычно декальцинируется, а органическая строма известковых зёрен довольно однородна. Совершенно отсутствуют сведения о динамике появления и исчезновения мозгового песка. Также нет данных о морфологических различиях конкрементов композитного гидроксиапатита и флюорита, так как все отложения в эпифизе считаются однородными по форме. Ещё менее определены сведения о связи конкрементов эпифиза с возрастными и сосудистыми изменениями головного мозга и патогенезом психиатрических заболеваний у человека [193, 72].

Таким образом, изучение дифференцировки компонентов пинеального комплекса, его роли при старении организма и психических заболеваниях человека представляют важную научно-практическую проблему современной гистологии и патологической анатомии.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы - изучение морфологии шишковидной железы человека в позднем постнатальном онтогенезе, при болезни Альцгеймера и шизофрении.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Определить морфометрические параметры эпифиза человека в возрастном аспекте.

2. Охарактеризовать структурную организацию трабекулярного аппарата, кист и конкрементов эпифиза человека в возрастном аспекте.

3. Изучить морфометрические параметры и структурную организацию эпифиза человека при болезни Альцгеймера.

4. Изучить морфометрические параметры и структурную организацию эпифиза человека при шизофрении.

5. Сравнить гистологическую, электронно-микроскопическую и микротомографическую характеристику конкрементов эпифиза человека в норме, при болезни Альцгеймера и шизофрении.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые проведено комплексное анатомическое, гистологическое, электронно-микроскопическое и микротомографическое исследование пинеального комплекса у лиц без психических и неврологических заболеваний, страдавших болезнью Альцгеймера и шизофренией.

Впервые установлен и количественно определён полиморфизм пространственной организации эпифиза. Выделены шаровидные, каплевидные, цилиндрические, полигональные, треугольные и лентовидные формы эпифиза.

В период позднего постнатального онтогенеза у лиц без психических заболеваний встречаются все семь форм организации эпифиза. При болезни Альцгеймера - четыре, отсутствуют полигональные, треугольные и лентовидные формы, а при шизофрении обнаружены эпифизы только" конической, шаровидной и каплевидной формы.

При шизофрении конкременты выявляются в эпифизах чаще, чем в группе сравнения, но реже, чем при болезни Альцгеймера. Причем, при шизофрении никогда не обнаруживаются конкременты отдельно в области тела и на задней поверхности эпифиза.

Эпифиз при шизофрении на протяжении всей жизни сохраняет ювенильную организацию, что, по-видимому, является отражением процессов педоморфоза в инволюции нервной ткани головного мозга.

При помощи рентгеновской микротомографии впервые был проведён анализ пространственной организации конкрементов эпифиза при шизофрении, болезни Альцгеймера и лиц без психических заболеваний. Установлено, что у лиц без психических заболеваний конкрементообразование продолжается всю жизнь и приводит к распространенной кальцификации эпифиза. При шизофрении минерализация эпифиза носит более дифференцированный характер и сопровождается локальным обратимым разрушением уже образованных конкрементов.

Впервые установлено, что при отсутствии психических заболеваний обычно формируется один центр конкрементообразования, а новые зоны возникновения конкрементов находятся в общем поле более высокой концентрации внеклеточного гидроксиапатита и флюорита. При шизофрении этот генерализованный процесс нарушен. Резорбция конкрементов приводит к возникновению вторичных центров конкрементообразования вне общего поля повышенной минерализации.

Электронно-микроскопические исследования эпифиза человека показали, что конкременты могут начинать образовываться как внутри ядра, так и в органеллах цитоплазмы пинеалоцитов.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Представленное в работе детальное морфологическое исследование возрастных изменений эпифиза у лиц различного возраста при болезни Альцгеймера, шизофрении и без психиатрических заболеваний позволяет оценить морфофункциональную активность этой части головного мозга, как в норме, так и при патологических процессах. Найдены достоверные морфологические отличия конкрементообразования при шизофрении, что позволяет разработать подходы для прижизненной томографической диагностики предрасположенности к этому заболеванию. Отмечены анатомические особенности организации эпифиза при развитии шизофрении, которые раскрывают сущность особенностей инволюции эпиталамуса при психических заболеваниях.

Проведённые патологоанатомические параллели имеют практическое значение как для правильной оценки изучения аутопсий эпифиза человека, так и для разработки методов прижизненной диагностики этого заболевания.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на: II съезде Международного Союза Ассоциаций Патологоанатомов (Москва, 1999); научной конференции ГУ НИИ морфологии человека «Актуальные проблемы общей и частной патологии» (Москва, 2000); научной конференции ГУ НИИ морфологии человека «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии» (Москва, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 гг.); VII конгрессе международной ассоциации морфологов (Москва, 2005); VII Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2005); II съезде Российского общества патологоанатомов (Москва, 2006); VIII конгрессе международной ассоциации морфологов (Орёл, 2006); конференции «Фундаментальные науки - медицине» (Москва, 2006); международной конференции «Digest reports of the XVI international synchrotron radiation», Novosibirsk, Russia (2006); межлабораторной конференции ГУ НИИ морфологии человека РАМН (октябрь, 2008).

ВНЕДРЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты диссертационного исследования используются в практике работы патологоанатомических отделений городских клинических больниц г. Москвы: соматической №81 и психиатрических № 1 им. Н.А. Алексеева и № 4 им. П.Б. Ганнушкина.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 23 печатные работы, из них 5 в центральных журналах, представленных в списке ВАК.

ОБЪЁМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 207 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов, их обсуждения, выводов и списка литературы. Литературный указатель включает в себя 207 источников, из них 43 отечественных и 164 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 21 блоком фотографий, рисунков, схем, 27 таблицами.

выводы

1. Формообразование эпифиза человека подвергается возрастной инволюции с образованием семи вариантов - конического, шаровидного, каплевидного, цилиндрического, полигонального, треугольного, лентовидного и сопровождается перестройкой трабекулярного аппарата и пространственной организации конкрементов.

2. Исследование морфологической организации эпифиза человека группы сравнения в возрастном периоде от 35 до 94 лет показало, что достоверных различий по линейным параметрам, массе, объёму и плотности эпифиза не наблюдается. Вариабельность этих параметров является индивидуальной характеристикой, которая маркирует диапазон индивидуальной изменчивости в каждом возрасте.

3. При шизофрении выявлено минимальное разнообразие формы эпифиза по сравнению с группой сравнения. Присутствуют три из семи описанных форм: коническая, шаровидная и каплевидная, из них преобладают коническая и шаровидная. При шизофрении конкременты не образуются в области тела и на задней поверхности эпифиза, что следует учитывать при оценке результатов томографического исследования у больных психическими заболеваниями.

4. Структурная организация эпифиза при болезни Альцгеймера характеризуется менее выраженным полиморфизмом, чем у лиц без психических заболеваний, но более высоким, чем при шизофрении. Основной характеристикой, отличающей эпифизы у лиц, страдавших психическими заболеваниями, является задержка их развития, которая свидетельствует о снижении скорости инволюции этой системы.

5. При помощи рентгеновской микротомографии установлено, что при внешнем анатомическом сходстве эпифизов отмечаются выраженные различия в организации конкрементов. У лиц, не страдавших психическими заболеваниями, конкременты располагаются в общей зоне повышенного содержания гидроксиапатитов и флюоритов. Трёхмерный томографический анализ динамики образования конкреций позволил установить, что конкременты впервые появляются в одной локальной точке эпифиза, а затем распространяются на соседние его участки.

6. При шизофрении и болезни Альцгеймера рентгеновская микротомография и трёхмерный анализ выявили несколько зон конкрементообразования, что свидетельствует о возможности растворения как композитного гидроксиапатита, так и флюоритов и динамического изменения структурной организации конкрементов.

7. Гистологическое и электронно-микроскопическое исследование конкрементов различных типов у лиц без психических заболеваний, при шизофрении и при болезни Альцгеймера показало, что первичной матрицей образования конкрементов являются как ядро, так и органеллы цитоплазмы пинеалоцитов.