Патогенез посттравматических когнитивных нарушений

Основные патогенетические факторы, способствующие развитию когнитивной дисфункции при черепно-мозговой травме

В настоящее время выделяют два звена патогенетических факторов, оказывающих влияние на ткань мозга при ЧМТ.

Возникновение когнитивного дефицита связывают, с одной стороны, с действием факторов первичного звена, оказывающих непосредственное механическое разрушение структур головного мозга вследствие воздействия травмирующего агента. В данном случае клинические особенности возникающих когнитивных нарушений, а также степень их выраженности определяются топической локализацией травматического очага, и глубиной его поражения. С другой стороны, факторами, способствующими формированию когнитивного дефицита являются вторичные факторы патогенеза (Мякотных В.С. и соавт., 2002; Заваденко Н.Н. и соавт., 2009; Кондратьева Е.А. и соавт., 2009). В настоящее время остается не изученным, вследствие чего развиваются нарушения

высших психических функций при отсутствии морфологических изменений в головном мозге по данным современных методов нейровизуализации. Кроме того, не до конца ясны патогенетические механизмы прогрессирующего когнитивного дефицита. Высказывается мнение, что в их основе лежит формирование сопутствующей патологии, такой как нейродегенеративные и сосудистые заболевания, способной вызвать нарушение высших корковых функций (Sivanandam T.M., 2012).

Воздействие факторов первичного и вторичного звена активирует развитие ряда патофизиологических механизмов, приводящих к глубоким ультраструктурным изменениям клеток нервной системы и нарушению проницаемости гематоэнцефалического барьера. Одним из них является энергетический дефицит нейронов, который возникает на фоне альтерации клеточных мембран и нарушений аксонального транспорта (Крыжановский Г.Н., 1997). Особая роль в поврежденном мозге отводится локальным изменениям кровообращения. Многие исследователи отмечают определенную схожесть патогенетических механизмов, развивающихся при ЧМТ и ишемическом повреждении головного мозга (Шанько Ю.Г. и соавт., 2009; Bramlett H.M., Dietrich W.D., 2006). Было показано, что во время травмы происходит нарушение ауторегуляции тонуса сосудов, а также изменение проницаемости капилляров центральной нервной системы, вследствие дисфункции эпителия, провоцирующих развитие ишемии вещества головного мозга (Медведев Ю.А., Закарявичус Ж., 2002; Чураков А.В. и соавт., 2005). На фоне гипоксии наблюдается уменьшение активности дыхательной цепи митохондрий, приводящее к уменьшению синтеза макроэргов, в первую очередь аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Клочева Е.Г., 2008; Кашуро В.А. и соавт., 2010). Вследствие этого происходит компенсаторная активация анаэробного гликолиза, способствующего накоплению недоокисленных продуктов (Ашастин Б.В., 2012). Уменьшение содержания АТФ, в свою очередь, препятствует нормальной работе энергозависимого Na+/K+- насоса, что вызывает формирование ионного дисбаланса с накоплением ионов К+ во внеклеточном пространстве и ионов Na+ во внутриклеточном пространстве

(Мальцева Л.Д. и соавт., 2012). Эти изменения способствуют развитию деполяризации клеточных мембран, что провоцирует гиперактивацию нейронов, и вызывает вторичное повреждение клеточных органелл (Нечипуренко Н.И. и соавт., 2008, Кармен Н.Б. и соавт., 2011).

В условиях развития энергодефицита наблюдается неконтролируемое повышение содержания в клетке ионов Са2+.

В норме антиоксидантные системы митохондрий способны контролировать процесс превращения кислорода в свободнорадикальные формы. Однако в условиях ишемии происходит формирование дисбаланса между антиоксидантными и проксидантными клеточными системами (Федин А.И., Румянцева С.А., 2002). Избыточное содержание свободных радикалов и активация ПОЛ приводят к повреждению мембранных липидов (Одинак М.М. и соавт., 2008). Эти процессы способствуют пролонгированному повреждению мембран клеток и углублению гипоксии мозга.

В условиях устойчивой деполяризации клеточных мембран наблюдается избыточный выброс глутамата из синаптических пузырьков. Это приводит к переактивации глутаматных NMDA-рецепторов, которые способны находиться длительное время в открытом состоянии, что обеспечивает дополнительный приток Ca2+ внутрь клетки, на фоне чего нейротоксический эффект последнего

значительно усиливается (Николлс Дж.Г. и соавт., 2003; Гаврилова С.И., 2007). Таким образом, глутамат, являющийся важнейшим компонентом нейромедиаторных систем головного мозга участвующих в реализации когнитивных функций, в патологических условиях способен выступать в роли нейротоксина, оказывая повреждающее воздействие на нервную клетку (Беспалов А.Ю., Звартау Э.Э., 2000; Chui D.W., 1995; Parsons C.

В настоящее время обсуждается вопрос о роли в патогенезе посттравматических когнитивных нарушений бета-амилоида и тау-протеина. Установлено их повышенное накопление в головном мозге больных, перенесших ЧМТ. ( Uryu K. et al., 2007; Blennow K. et al., 2012). В то же время известно, что эти белки являются маркерами болезни Альцгеймера (БА) (Иллариошкин С.Н., 2003; Jack C.R., Holtzman D.M., 2013). В норме белок предшественник бета- амилоида, связанный с клеточной мембраной, участвует в образовании и поддержание межнейрональных контактов и в процессе консолидации следа памяти (Ашмарин И.П. и соавт., 1999; Zettenberg H. et al., 2014). Он подвергается воздействию α и γ протеаз с формированием растворимого фрагмента. При патологии, в результате альтернативного протеолиза происходит накопление нерастворимого белка – бета-амилоида, который откладывается в виде экстраклеточных а также периваскулярных амилоидных бляшек, обнаруживаемых в ассоциативных зонах коры головного мозга и лимбических структурах, оказывая повреждающее воздействие на нейроны (Ещенко Н.Д., 2004; Philibert K.D. et al., 2014). Тау-протеин является ассоциированным с микротрубочками нейронов белком (Lee V.M-Y. et al., 2001; Wischik C.M. et al., 2014). Он выполняет функции поддержания цитоскелета, а также организации аксонального транспорта. При патологии происходит избыточное фосфорилирование тау-протеина и отложение последнего в виде внутриклеточных нейрофибриллярных клубков (Blazquez-Llorca L. et al., 2011; Ghezzi L. et al., 2013). Это ведет к нарушению процессов внутриклеточного

транспорта и деградации нервных клеток. Установлено, что у больных, перенесших ЧМТ в головном мозге наблюдается избыточное накопление как бета-амилоида, так и тау-протеина. Кроме того, имеющиеся данные позволяют рассматривать ЧМТ в качестве фактора риска развития БА (Левин О.С., 2010; Sivanandam T.M., Thakur M.K., 2012). В частности в проведенном исследовании MIRAGE, показана статистически значимая взаимосвязь между перенесенной ЧМТ с потерей сознания и вероятностью развития БА (Guo, Z. et al., 2000).

Таким образом, вследствие воздействия повреждающего механического фактора, в нервной системе развивается комплекс параллельно протекающих и взаимодополняющих патофизиологических процессов, приводящих к структурному повреждению нейронов, и снижающих эффективность межклеточного функционального взаимодействия.