Гидроцефалия (ГЦ) у новорожденных в течение многих лет остается важнейшей проблемой детской неврологии: встречается с частотой 0,28—3 случая на 1000 новорожденных, имеет высокий удельный вес в структуре детской заболеваемости и смертности, клинически сопровождается нарушениями со стороны высших корковых и двигательных функций [1], что требует адекватного лечебного подхода. Этиопатогенетические принципы лечения диктуют необходимость детального изучения структуры неокортекса при внутренней водянке головного мозга. Важнейшим фактором, влияющим на неокортикогенез плода, является рилин [2].

Рили́н — это гликопротеин, содержащийся в структурах головного мозга человека и животных, важнейшей функцией которого является регулировка миграции и позиционирования зародышевых матричных клеток в период фетального и раннего послеродового развития [3]. Значение рилина в пренатальном онтогенезе определяется его влиянием на формирование цитоархитектоники коры, а в постнатальном периоде — способностью воздействовать на механизмы памяти и обучения [4]. Экспериментально установлено, что отключение гена, кодирующего синтез рилина, приводит к инверсии слоев неокортекса [5], а генетически обусловленное отсутствие рилина у людей приводит к пахигирии, лиссэнцефалии, а также тяжелой умственной отсталости [6, 7]. Учитывая зависимость внутриутробного формирования неокортекса и других структур головного мозга от рилина [8, 9], а также структурные различия неокортекса при ГЦ разной этиологии [10—12], предполагаем участие рилина в патогенезе внутренней водянки головного мозга.

Цель настоящего исследования — изучить экспрессию рилина в неокортексе плодов и новорожденных с внутренней водянкой головного мозга и выявить ее особенности в зависимости от этиологии врожденной ГЦ.

Головной мозг 18 плодов и новорожденных 22—40 нед гестации с равномерно выраженной дилатацией всех отделов боковых желудочков (БЖ), превышающей 1 см, по этиологическому принципу разделили на 3 группы: 1-я — ГЦ, сопряженная с аномалиями развития сильвиева водопровода (n=9), 2-я — поствоспалительная (n=4) и 3-я — постгеморрагическая (n=5) ГЦ.

ГЦ, сопряженная с аномалиями развития сильвиева водопровода, известная как наследственная патология с X-сцепленным типом наследования [13], во всех случаях сочеталась с врожденными пороками развития: в 22,5% с менингомиелоцеле (n=2) и спинно-мозговой грыжей в пояснично-крестцовом отделе (n=3), в 11% с синдромом Патау (n=1), голопрозэнцефалией (n=1), аринэнцефалией (n=1) и премаксилярной агенезией (n=1).

Постгеморрагическая ГЦ формировалась на фоне частичной или полной окклюзии путей оттока ликвора сгустками крови. ГЦ инфекционной этиологии диагностировали при обязательной иммуногистохимической идентификации вирусов из группы герпетических (простой герпес I типа — 50%, Эпштейна—Барр — 25% и цитомегаловирус — 25%) в тканях головного мозга, а также при исключении врожденных пороков развития ЦНС и внутрижелудочковых кровоизлияний.

Группу сравнения (n=20) составил материал, полученный из головного мозга плодов с правильно сформированной вентрикулярной системой и щелевидным просветом всех отделов БЖ до 0,5 см.

Фрагменты ткани головного мозга размером 0,5×0,5×0,5 см, иссеченные с захватом неокортекса в проекции передней трети прецентральной извилины (корковое представительство двигательного анализатора), обработанные стандартным способом, готовили к иммуногистохимическому исследованию авидин-биотин-пероксидазным способом с применением мышиных моноклональных антител к рилину («Labvision», клон 142). Для фонового окрашивания использовали гематоксилин. Визуализацию образцов осуществляли при помощи светового микроскопа Micros (Австрия), исследуя 100 клеток в 10 полях зрения при увеличении в 400 раз. Интенсивность иммуногистохимического окрашивания оценивали в баллах (0 — негативная реакция, 1 — слабая, 2 — умеренно выраженная, 3 — максимальная) и вычисляли индекс экспрессии (ИЭ) гликопротеина по формуле: ИЭ=∑P(i)∙i/100, где i — интенсивность окраски клеток в баллах, P(i) — процент позитивных клеток.

Статистическую обработку данных осуществляли с помощью стандартного пакета программного обеспечения Statistica, вычисляя непараметрический критерий Манна—Уитни.

Экспрессия рилина ткани головного мозга у плодов и новорожденных группы сравнения выявлена в нейронах Кахаля—Ретциуса, расположенных в молекулярном (I) слое неокортекса (см. рисунок, а). Интенсивность иммуногистохимической реакции снижалась по мере увеличения гестационного возраста плодов (см. таблицу). Максимальное значение ИЭ (2,65 усл.ед.), соответствующее наиболее интенсивному синтезу рилина, выявлено в 22—27 нед гестации. В эти же сроки завершается дифференцировка нейронов и неокортекса в целом, а также гирификация больших полушарий головного мозга посредством борозд первого порядка [14]. Кроме того, рилинпозитивные нейроны (43%) выявлены в наружном зернистом (II) слое моторной коры у новорожденных 38—40 нед гестации (см. рисунок, б).

Полученные результаты позволяют предположить, что дифференцировка слоев и гирификация неокортекса, активно осуществляемые в 22—27 нед гестации, зависят от синтеза рилина. В последующие сроки пренатального онтогенеза темп преобразований неокортекса замедляется в соответствии с достоверным (p<0,05) уменьшением экспрессии гликопротеина. Появление рилинпозитивных клеток в наружном зернистом слое (II) неокортекса у доношенных новорожденных свидетельствует о второй волне синтеза рилина, необходимой для адекватного постнатального синаптогенеза, поскольку последний, согласно данным литературы [6], контролируется рилином.

Результаты исследования иммунореактивности мозговой паренхимы с антителами к рилину у плодов и новорожденных с ГЦ отражены в таблице.

ГЦ, сопряженную с аномалией развития сильвиева водопровода, изучали на четырех образцах головного мозга плодов 22—27 нед и таком же количестве материала от новорожденных 33—37 нед гестации. Во всех этих случаях в структурах неокортекса обнаружена иммунонегативная реакция (см. рисунок, в) в соответствии с чем ИЭ рилина составил 0 усл.ед. У единственного доношенного новорожденного 38 нед с аналогичной патологией в неокортексе выявлена умеренная экспрессия рилина в нейронах наружного зернистого (II) слоя, где ИЭ гликопротеина составил 0,26 усл.ед. При этом рилинпозитивные нейроны в молекулярном слое (I) отсутствовали, а ИЭ энзима в клетках Кахаля—Ретциуса в связи с иммунонегативным результатом составил 0 усл.ед.

Считаем, что отрицательную иммунореактивность нейронов Кахаля—Ретциуса с антителами к рилину в разные сроки гестации при ГЦ, сопряженной с аномалиями развития сильвиева водопровода, следует расценивать как фактор, неблагоприятный в отношении дифференцировки коры. Аргументом в пользу данного предположения являются ранее опубликованные результаты морфологического исследования [10], согласно которым при наследственной гидроцефалии герминативный матрикс не претерпевает существенных изменений на протяжении 22—40 нед гестации. В неокортексе при этом обнаруживается отсутствие дифференцировки II—VI цитоархитектонических слоев на фоне микрополигирии и изменения последовательности формирования рельефа коры в виде несвоевременного и асимметричного возникновения борозд [11].

Появление рилинпозитивных нейронов в наружном зернистом (II) слое у доношенного новорожденного с ГЦ, обусловленной стенозом сильвиева водопровода, свидетельствует о незначительном синтезе рилина в постнатальном периоде.

Образцы головного мозга с внутренней водянкой постгеморрагического генеза относятся к гестационным подгруппам 28—32 нед (n=4) и 38—40 нед (n=1). На 28—32-й неделе интенсивно окрашенный рилинпозитивный субстрат идентифицирован только в клетках Кахаля—Ретциуса, а ИЭ энзима составил 2,18 усл.ед. У доношенного новорожденного 38 нед гестации умеренная экспрессия рилина обнаружена в цитоплазме клеток не только молекулярного, но и наружного зернистого слоя неокортекса, а ИЭ рилина составил 0,74 и 1,28 усл.ед. соответственно слоям коры. Полученные параметры сопоставимы со средними значениями аналогичных показателей группы сравнения.

Высокая иммунопозитивность неокортекса к рилину у доношенного новорожденного сопровождалась соответствием уровней гирификации и дифференцировки коры его гестационному возрасту. В неокортексе сохранялась вертикальная ориентация нейронов в клеточных колонках и ансамблях [12]. Кроме позитивных изменений, в различных слоях неокортекса при постгеморрагической ГЦ выявлены ишемические изменения нейронов, проявляющиеся набуханием, некробиозом с формированием клеток — «теней» и последующим некрозом. Фокальные и очаговые некрозы нейронов сопровождаются образованием множественных зон клеточного опустошения на фоне выраженной атрофии коры [11, 12].

Поствоспалительная ГЦ диагностирована у новорожденных 35 нед (n=1) и 38—40 нед (n=3) гестации.

У недоношенного новорожденного 35 нед гестации выявлена слабая экспрессия рилина в клетках Кахаля—Ретциуса и нейронах наружного зернистого (II) слоя; ИЭ рилина соответственно слоям коры составил 0,05 и 0,17 усл.ед.

В головном мозге новорожденных 38—40 нед гестации экспрессия рилина проявилась умеренным окрашиванием аналогичных структур (см. рисунок, г), а ИЭ энзима в клетках молекулярного (I) и наружного зернистого (II) слоев составил соответственно 0,18 и 0,38 усл.ед., что достоверно меньше аналогичных параметров группы сравнения (p=0,025) в указанные сроки.

Ослабление экспрессии рилина в цитоплазме нейронов неокортекса при поствоспалительной ГЦ сочеталось с замедлением темпов гирификации неокортекса и дифференцировки пирамидного (III) и внутреннего зернистого (IV) слоев на несколько недель, а также с уменьшением количества нейронов в составе вертикальных клеточных колонок наружного и внутреннего зернистых слоев [14].

Исследование экспрессии рилина в структурах неокортекса плодов и новорожденных 22—40 нед гестации с внутренней гидроцефалией позволило установить особенности синтеза гликопротеина, на наш взгляд, связанные с этиологией заболевания. Внутренняя водянка головного мозга, связанная с аномалиями развития сильвиева водопровода и характеризующаяся торможением формирования цитоархитектоники коры и гирификации полушарий большого мозга, сопровождается отсутствием экспрессии рилина в клетках Кахаля—Ретциуса. При поствоспалительной гидроцефалии, сопровождающейся замедлением темпов дифференцировки нейронов, формирования цитоархитектонических слоев моторной коры и гирификации неокортекса в целом, экспрессия рилина снижается по сравнению с условной нормой. Экспрессия гликопротеина при постгеморрагической гидроцефалии сопоставима с таковой группы сравнения.

Выявленные особенности синтеза рилина в головном мозге у плодов и новорожденных 22—40 нед гестации при внутренней гидроцефалии следует рассматривать в качестве морфологических дифференциально-диагностических критериев заболевания в зависимости от его этиологии.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Е.В.П.

Сбор и обработка материала: М.Е.В.

ИГХ-исследование: М.Е.В.

Написание текста: Е.В.П.

Подготовка фотографий: Е.В.П.

Редактирование: Л.П.П.

Конфликт интересов отсутствует.