CC BY
12
АктуальН проблеми сучасно! медицины
ОГЛЯДИ Л1ТЕРАТУРИ
УДК 611.813:615.212.7]-018.1-08 З/'нько А.В.
МОРФОФУНКЦ1ОНАЛЬНИЙ СТАН Б1ЛО1 РЕЧОВИНИ К1НЦЕВОГО МОЗКУ В НОРМ1 ТА ЗА УМОВ ПАТОЛОГИ
Львiвський нацiональний медичний уыверситет iMeHi Данила Галицького
Анал'з сучасно)' фахово)' лтератури св!дчить про особливе защкавлення науковцв вивченням кнце-вого мозку. Наявнють нов!'тн!'х метод'т досл'дження в'дкривае новi можливостi пзнання морфофун-кцюнального стану нервово)' системи. Патологiя мозолистого тта виникае з рiзних причин, таких як вроджен!, запальнi, онкологiчнi, iнфекцйнi захворювання, травматичн! пошкодження, метабол'чн'! та судинн1' розлади, вплив токсичних речовин. Метою досл'дження було проведення анал'зу стану наукових знань щодо структурних та функцюнальних особливостей б'то')'речовини кнцевого мозку за умов ф!з!олог!чно)' норми та при патолог'чних станах. До сьогодн! важливим залишаеться ви-вчення вкових, статевих та конститущйних особливостей структур головного мозку в нормi. Су-перечливими е дан щодо морфологiчного стану б'то)' речовини кнцевого мозку доношених i недо-ношених дтей. Низка праць присвячена вковим змнам б'то)' речовини кнцевого мозку в нормi та за умов патолог) Враховуючи дан науково)' фахово)' в!тчизняно)' та закордонно)' лтератури, можна стверджувати, що проблема морфофункцюнальних особливостей б'то)'речовини юнцевого мозку за умов ф!з!олог!чно)' норми та пд впливом екзо- та ендопатогенних фактор'т е важливою як для морфологiв, так i для клМцист'т. Багато питань це)' проблеми е дискутабельними, вимагають як найскорiшого виршення шляхом проведення експериментальних та клiнiчних досл'джень. Знання анатоми' мозолистого тта за умов ф!зюлог!чно)' норми та за умов патологи мае важливе значення для рад 'юлог 'т, щоб встановити хворобу на раннiй стад!)' i допомогти кл!нцисту обрати оптима-льн'1 терапевтичнi дй.
Кпючов1 слова: бта речовина юнцевого мозку, морфолопя.
Стаття е фрагментом планово)' науково-досл!дно)' роботи кафедри нормально)' анатоми та оперативно)' жрургп з топо-граф!чною анатом!ею «Структура орган!в та )х кровоносного русла в онтогенезi, тд д!ею лазерного опромнення та фар-мацевтичних засоб!в, при порушеннях кровопостачання, реконструктивних операциях та цукровому д!абет!», № державно)' реестрацТ)' 0110U001854.
Вступ
Аналiз сучасноТ фаховоТ л^ератури свщчить про особливе зацкавлення науков^в вивченням кшцевого мозку [4, 5, 6, 24, 28]. Наявнють нов^-жх методiв дослщження вщкривае новi можли-вост жзнання морфофункцюнального стану не-рвовоТ системи [2, 3, 23]. Мозолисте тто людини складаеться з 200-250 мтьйожв аксожв [22]. Патолопя мозолистого тта виникае з рiзних причин, таких як вроджеж, запальж, онколопчж, шфекцшж захворювання, травматичн пошкодження, метаболiчнi та судинн розлади, вплив токсичних речовин. Мозолисте тто або певна частина його можуть бути порушеними вибiрко-во. Числены вади мозолистого тта виявляються часто пщ час КТ i МРТ. Знання анатоми мозолистого тта за умов фiзiопогiчноТ норми та за умов патологи мае важливе значення для радюлопв,
щоб встановити хворобу на раннш стади i допомогти клшщисту обрати оптимальн терапевтичн
д".
В той час, як числены зарубiжнi морфологи активно вивчають анатомш променистого вшця i мозолистого тта [10,11,16,18], трапляються лише поодинок повщомлення у вп"чизняшй фахо-вш лiтературi щодо окресленого вище питання [1,7].
Спираючись на в^чизняш та закордонн дан фаховоТ л^ератури, метою дослщження було проаналiзувати стан наукових знань щодо структурних та функцюнальних особливостей бтоТ' речовини кшцевого мозку за умов фiзiопогiчноТ норми та при патолопчних станах.
До сьогодн важливим залишаеться вивчення вкових, статевих та конституцшних особливостей структур головного мозку в нормi [1,7]. Авто-
Том 16, Випуск 4 (56)
частина 1
329
рами встановлено у д^ей 4iTKy залежнють роз-MipiB i будови мозолистого тта вiд форми голо-ви. Найширший дiапазон iндивiдуальних вщмш-ностей виявлено у пiдлiткiв до 17 ромв, що по-яснюеться iнтенсивним розвитком саме в цей перюд складних комплексних рухiв, iз форму-ванням зв'язкiв мiж окремими центрами [7]. Су-перечливими е дат щодо морфолопчного стану бтоТ речовини кiнцевого мозку доношених i не-доношених дiтей [8,25]. На думку деяких дослщ-никiв, мiкроструктура бтоТ речовини кiнцевого мозку недоношених дiтей значно змiнена, що ni-дтверджуе вiрогiдна рiзниця морфометричних показниш при статистичному опрацюваннi [25]. Недоношен дiти мають високий ризик розвитку черепно-мозковоТ травми та порушення розвитку нервовоТ системи, що часто виявляеться при звичайнш магнiтно-резонанснiй томографiТ. У 70 новонароджених (39 хлопчикiв i 31 дiвчинка) бу-ло дослщжене мозолисте тiло. Виявлено мор-фолопчш змiни бiлоТ речовини недоношених новонароджених, зокрема вiрогiдне вiдхилення морфометричних параметрiв мозолистого тiла.
1нша праця [8] свщчить, що мiкроструктурна оргашза^я мозолистого тiла новонародженоТ дитини не залежить вщ недоношеностi.
Цiкавими е результати дослщження залежно-стi анатомiчного розташування низхiдних шляхiв у променистому вшц в нормi [9,13]. Авторами встановлено соматототчну органiзацiю нерво-вих волокон в променистому вшц кшцевого мозку шляхом визначення вщсташ мiж волокнами, вiдповiдальними за верхш та нижнi кiнцiвки. У присередньо^чному напрямку середня вiдстань мiж волокнами фково-спинномозкового шляху для верхнiх i нижнiх кiнцiвок становила 2,41 мм на верхньому рiвнi променистого вшця i 1,21 мм на нижчому рiвнi променистого вiнця. У перед-ньо-задньому напрямку, середня вiдстань мiж волокнами кiрково-спинномозкового шляху для верхшх i нижнiх кiнцiвок становила 5,23 мм на верхньому рiвнi променистого вшця i 4,47 мм на нижчому рiвнi променистого вiнця. Наведет результати показують, що анатомiчне розташування i соматотопiчна оргашза^я волокон мрково-спинномозкового шляху для верхньоТ та нижньоТ кiнцiвок наступна: волокна для верхньоТ кш^вки розташоваш спереду i вбiк вiд волокон для нижньоТ кшфвки в променистому вшц нормального людського мозку, вщсташ мiж волокнами верхньоТ та нижньоТ кш^вок зменшуються в мiру опускання вiд верхнього до нижнього рiвня променистого вшця.
Низка праць присвячена вковим змшам бiлоТ речовини кiнцевого мозку в нормi та за умов патологи [26, 27]. Зокрема дослщжено потен^ал кореляцп вiкових змiн бтоТ речовини кшцевого мозку i площi поперечного перерiзу мозолистого тiла. У 578 па^ен^в шляхом застосування маг-штно-резонансноТ' томографп (МРТ) визначено площу поперечного перерiзу в 5-ти дтянках мозолистого тiла. Встановлено вiрогiдну кореляцiю
мiж площею поперечного перерiзу дiлянки валика мозолистого тта i морфологiчними змiнами бтоТ речовини кшцевого мозку. У В1Л-шфкованих пацiентiв було вiдзначено зменшен-ня площi профiлю всього мозолистого тта, а та-кож його рiзних частин. Абсолютна кiлькiсть нер-вових волокон значно зменшувалась в лобовш i потиличнiй частинах мозолистого тта. Аналiз морфометричних показникiв нервових волокон, аксошв, Тхнiх мiелiнових оболонок вказуе на те, що в деяких дтянках зменшуеться ктькють аксошв, зменшуеться також товщина мiелiновоТ оболонки, але в окремих дтянках спостер^аеть-ся набухання аксонiв, Тх набряк, розширення мь елiнових оболонок за рахунок набряку i розша-рування.
Морфометричним дослщженням мозолистого тiла присвячено чимало праць [12,20]. Визначення сшввщношення загального об'ему, площi i довжини головного мозку дорослих i дiтей до ширини рiзних вщд^в мозолистого тiла в нормi та патологи показало, що за умов патолопчних сташв параметри головного мозку дорослих вь рогiдно не змшюються [12]. При цьому ширина рiзних вiддiлiв мозолистого тiла вiрогiдно зрос-тае, що, вiдповiдно, призводить до вiрогiдноТ змiни (на 20%) сшввщношення об'ему, площi i довжини до ширини мозолистого тта. У д^ей спостер^аеться вiрогiдна змiна параметрiв головного мозку i мозолистого тта. Змшу розмiрiв мозолистого тiла автори пояснюють надмiрною мiелiнiзацiею нервових волокон (аксошв), збть-шенням кiлькостi позакл^инноТ' речовини, вакуо-лiзацiею. Автори припускають також, що змiни морфометричних параметрiв головного мозку в цiлому i мозолистого тiла зокрема зумовленi процесами апоптозу кл^ин, але пiдкреслюють, що останне вимагае пщтвердження в подальших глибших дослiдженнях.
У фаховiй лiтературi е повiдомлення про ви-вчення мiкроструктурних пошкоджень бтоТ речовини кшцевого мозку методом просторовоТ статистики [15]. Дослщження виконано у 26 здо-рових (контрольних) оаб i у 28 (13 чоловiкiв i 15 ж1нок) пацiентiв з розладами поведшки та емо-цiй. Результати дослщжень свiдчать про статис-тично вiрогiдне зниження фракцiйноТ анiзотропiТ в кол^ та в дзьобi мозолистого тта (р<0,05), а також в пучках променистого вшця правоТ i лiвоТ лобових часток пiвкуль кшцевого мозку ( р <0, 002) у па^ен^в з розладами поведшки та емо-цш, у порiвняннi з контрольною групою. Авторами не зафксовано кореляцiю змiн бтоТ речовини з вком або супутшми захворюваннями.
Значне зменшення об'ему мозолистого тта спостер^аеться у па^ен^в з бiполярними розладами [14]. Було обстежено 21 особу вком 44,4±7,5рош (48% жiнок) з бтолярними розладами методом магштно-резонансноТ' томографп (МРТ). 34 особи складали контрольну групу. Було створено тривимiрнi моделi з метою вiзуалi-зацп бтьшо'Т поверхнi мозолистого тiла. Резуль-
АктуальН проблеми сучасно!' медицини
тати дослщження показали значне стоншення i зменшення площi мозолистого тiла у па^ен^в з бiполярними розладами. Особливе вщхилення значень показникiв вiд норми виявлено в кол^ та валику мозолистого тта. Морфолопчно спо-стерiгали значне стоншення мiелiнових оболонок нервових волокон. Змши морфометричних параметрiв мозолистого тта виявлено i при вродженш слтотк Розроблено модель вивчення рiзних патологiчних станiв рухових нейронiв за допомогою аналiзу стану мозолистого тта [17].
Черепно-мозкова травма часто викликае тра-вматичне ушкодження аксонiв бтоТ речовини м-нцевого мозку [19]. В експерименл на бiлих щурах вивчали морфолопчш змiни мозолистого ть ла за станом ол^одендроци^в та мiелiновоï оболонки нервових волокон. Застосовували та-кож метод нейровiзуалiзацiï. Травму наносили в дiлянцi дзьоба мозолистого тта. Впродовж першого тижня пiсля травми магштно-резонансна томографiя показала, що осьовий коефiцiент дифузи в мозолистому тiлi зменшуеться, спостер^аеться гiпертрофiя мiкроглiï, п-пертрофiя астроцитiв, пролiферацiя ол^оденд-роцитiв. При електронномiкроскопiчному досл^ дженнi виявлено дегенерацш аксонiв, демiелiнi-зацiю нервових волокон.
У поодиноких працях розглядають топограф^ чнi аспекти анатомiï мозолистого тта в нормi та за умов токсичних впливiв [21]. Проаналiзував-ши стан мiелiну, мiкроглiï та астроци^в, автори роблять висновок, що за умов токсичного впливу найперше структуры змши розвиваються у кра-йових дтянках мозолистого тта, а згодом про-никають у товщу мозолистого тта.
Висновки
Враховуючи наведенi вище дат науково'1' фа-ховоï в^чизняноГ та закордонной' лiтератури, мо-жна стверджувати, що проблема морфофункц^ ональних особливостей бто1 речовини кiнцевого мозку за умов фiзiологiчноï норми та пщ впли-вом екзо- та ендопатогенних факторiв е важли-вою як для морфологiв, так i для клшщиспв. Ба-гато питань проблеми е дискутабельними, вимагають якнайскорiшого вирiшення шляхом проведення експериментальних та кл^чних до-слiджень.
Лпература
1. Бабич Л. В. Вков^ статевi та конституцiональнi особливостi структур головного мозку здорового населення (огляд лггера-тури) / Л. В. Бабич // Вюник Вiнницького нацiонального медич-ного унiверситету. - 2013. - Т. 17, № 1. - С. 22 -228.
2. Бекесевич А. М. Морфометричний аналiз ангюархгтектошки кори мозочка за умов впливу опющу / А. М. Бекесевич // Свп" медицини та бюлогп'. - 2014. - Т. 4, № 46. - С. 68-71.
3. Зшько А. В. Вплив опющу на ультраструктуру променистого вшця кшцевого мозку в експеримент / А. В. Зшько, Л. Р. Ма-тешук-Вацеба // Свп" медицини та бюлогп. - 2014. - Т. 4, № 47. - С. 127-130.
4. Коржевский Д. Э. Постишемическая пролиферация клеток конечного мозга и проблема постнатального нейрогенеза / Д. Э. Коржевский, О. В. Кирик, Т. Д. Власов // Всероссийская конференция с международным участием «Современные направления исследований функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга». 2-3 декабря 2010 года. - 2010. - С. 388-390.
5. Обухов Д. К. Современные представления о развитии, структуре и эволюции неокортекса конечного мозга млекопитающих животных и человека / Д. К. Обухов // Вопросы морфологии XXI века. - 2008. - № 1. - С. 200-233.
6. Обухов Д. К. Современные представления об эволюции конечного мозга позвоночных животных / Д. К Обухов, Е. В. Обухова, Е.В. Пущина // Международный журнал экспериментального образования. - № 6 / 2012. - С. 19-21.
7. Струкова С. С. Индивидуальные различия и возрастная динамика анатомометрических показателей глубоких структур головного мозга в детском возрасте по данным магнитно-резонансной томографии: автореф. дисс. на соискание тучной степени канд. мед. наук : специальность 14.00.02 «Анатомия человека» / С. С. Струкова. - Оренбург, 2006. - 30 с.
8. Shim S. Y. Altered microstructure of white matter except the corpus callosum is independent of prematurity / S. Y. Shim, H. J. Jeong, D. W. Son // Neonatology. - 2012. - Vol. 102 (4). - Р. 309-315.
9. Kwon H. G. Anatomical location and somatotopic organization of the corticospinal tract in the corona radiata of the normal human brain: a diffusion tensor tractography study / H. G. Kwon, J. H. Yang, J. B. Park // Neuroreport. - 2014. - Vol. 25(9). - Р. 710714.
10. Beltran-Marin M. Transient restricted diffusion in the splenaum of the corpus callosum after brain surgery / M. Beltran - Marin, N. Sadeghii // JBR- BTR. - 2013. - Vol. 96, № 2. - P. 92.
11. Christova R. Agenesis of corpus callosum - a review / R. Christova // Akush. Ginekol. (Sofiia). - 2010. - Vol. 49, № 3. - Р. 29-36.
12. Wignall E. L. Corpus callosum morphology and microstructure assessed using structural MR imaging and diffusion tensor imaging: initial findings in adults with neurofibromatosis type 1 / E. L. Wignall, P. D. Griffiths, N. G. Papadakis // Am J. Neuroradiol. -2010. - Vol. 31 (5). - Р. 856-861.
13. Jang S. H. The anatomical location of the corticobulbar tractat the corona radiata in the human brain: Diffusion tensor tractography study / S. H. Jang, J. P. Seo // Neurosci lett. - 2015. - Vol. 590. -P.80-83.
14. Bearden C.E. Mapping corpus callosum morphology in twin pairs discordant for bipolar disorder / C.E. Bearden, T. G. van Erp, R. A. Dutton [et al.] // Cereb Cortex. - 2011. - Vol. 21 (10). - P. 24152424.
15. Carrasco J. L. Microstructural white matter damage at orbitofrontal areas in borderline personality disorder / J. L. Carrasco, K. Tajima-Pozo, M. Diaz-Marsa [et al.] // J. Affect Disord. - 2012. - Vol. 139 (2). - P.149-153.
16. Di Paola M. Multimodal MRI analysis of the corpus callosum reveals white matter differences in presymptomatic and early Hun-tington's disease / M. Di Paola, E. Luders, A. Cherubini [et al.] // Cereb. Cortex. - 2012. - Vol. 22 (12). - P. 2858-2866.
17. Müller H. P. Neuroanatomical patterns of cerebral white matter involvement in different motor neuron diseases as studied by diffusion tensor imaging analysis / H. P. Müller, A. Unrath, H. J. Huppertz [et al.] // Amyotroph Lateral Scler. - 2012. - Vol. 13 (3). - P. 254-264.
18. Dhamija R. Novel de novo SPOCK1 mutation in a proband with developmental delay, microcephaly and agenesis of corpus callo-sum / R. Dhamija, J. M. Graham Jr, N. Smaoui [et al.] // Eur. J. Med. Genet. - 2014. - Vol. 57 (4). - P. 181-184.
19. Sullivan G. M. Oligodendrocyte lineage and subventricular zone response to traumatic axonal injury in the corpus callosum / G. M. Sullivan, A. J. Mierzwa, N. Kijpaisalratana [et al.] // J. Neuropathol Exp. Neurol. - 2013. - Vol. 72 (12). - P. 1106-1125.
20. Abdul-Kreem I. A. Regional corpus callosum morphometry: effect of field strength and pulse sequence / I. A. Abdul-Kreem, A. Stancak, L. M. Parkes, V. Sluming // J. Magn. Reson. Imaging. -2009. - Vol. 30 (5). - P. 1184-1190.
21. Schmidt T. Regional heterogeneity of cuprizone-induced demye-lination: topographical aspects of the midline of the corpus callo-sum. / T. Schmidt, H. Awad, A. Slowik [et al.] // J. Mol. Neurosci. -2013. - Vol. 49 (1). - P. 80-88.
22. Fitsiori A. The corpus callosum: white matter or terra incognita / A. Fitsiori, D. Nguyen, A. Karentzos [et al.] // Br. J. Radiol. - 2011. -Vol. 84 (997). - P. 5-18.
23. Oguz K. K. Tract-based spatial statistics of diffusion tensor imaging in hereditary spastic paraplegia with thin corpus callosum reveals widespread white matter changes / K. K. Oguz, E. Sanverdi, A. Has [et al.] // Diagn. Interv. Radiol. - 2013. - Vol. 19 (3). - P. 181-186.
24. De Brune F. T. Tractography of white-matter tracts in very preterm infants: a 2-year follow-up study / F. T. De Brume, G. Van Wezel-Meijler, L. M. Leijser [et al.] // Dev. Med. Child. Neurol. -2013. - Vol. 55 (5). - P. 427-433.
25. Liu Y. White matter abnormalities are related to microstructural changes in preterm neonates at term-equivalent age: a diffusion tensor imaging and probabilistic tractography study / Y. Liu, A. Aeby, D. Baleriaux [et al.] // Am. J. Neuroradiol. - 2012. - Vol. 33 (5). - P. 839-845.
ТОМ 16, ВИПуСК 4 (56) частинаi 331
26. Ryberg C. White matter changes contribute to corpus callosum atrophy in the elderly: the LADIS study / C. Ryberg, E. Rostrup, K. Sjostrandn [et al.] // Am. J. Neuroradiol. - 2008. - Vol 29 (8). - P. 28 1498-1504.
27. Wohlschlaeger J. White matter changes in HIV-1 infected brains: a combined gross anatomical and ultrastructural morphometric investigation of the corpus callosum / J. Wohlschlaeger, E. Wenger,
Реферат
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ БЕЛОГО ВЕЩЕСТВА КОНЕЧНОГО МОЗГА В НОРМЕ И В УСЛОВИЯХ ПАТОЛОГИИ Зинько А.В.
Ключевые слова: белое вещество конечного мозга, морфология.
Анализ современной научной литературы свидетельствует об особом интересе ученых к изучению конечного мозга. Наличие новейших методов исследования открывает новые возможности познания морфофункционального состояния нервной системы. Патология мозолистого тела возникает по разным причинам, таким как врожденные, воспалительные, онкологические, инфекционные заболевания, травматические повреждения, метаболические и сосудистые расстройства, влияние токсических веществ. Целью исследования было проведение анализа состояния научных знаний о структурных и функциональных особенностях белого вещества конечного мозга в условиях физиологической нормы и при патологических состояниях. До сих пор важным остается изучение возрастных, половых и конституциональных особенностей структур головного мозга в норме. Противоречивы данные о морфологическом состоянии белого вещества конечного мозга доношенных и недоношенных детей. Ряд работ посвящен возрастным изменениям белого вещества конечного мозга в норме и в условиях патологии. Учитывая данные научной отечественной и зарубежной литературы, можно утверждать, что проблема морфофункциональных особенностей белого вещества конечного мозга в условиях физиологической нормы и под влиянием экзо- и эндопатогенних факторов является важной как для морфологов, так и для клиницистов. Многие вопросы по этой проблемы дискутабельны и требуют скорейшего решения путем проведения экспериментальных и клинических исследований. Знание анатомии мозолистого тела в условиях физиологической нормы и в условиях патологии имеет большое значение для радиологов, чтобы установить болезнь на ранней стадии и помочь клиницисту выбрать оптимальные терапевтические действия.
Summary
MORPHO-FUNCTIONAL STATE OF FOREBRAIN WHITE MATTER IN NORMAL AND PATHOLOGICAL VARIANTS Zinko A. V.
Key words: forebrain white matter, morphology.
Analysis of current relevant literature demonstrates a special interest of researchers in studying forebrain. The availability of new investigation methods opens up new possibilities in studying morpho-functional state of the nervous system. The pathology of the corpus callosum can be caused by a number of factors including congenital, inflammatory, cancerous, infectious diseases, traumatic injury, metabolic and vascular disorders, and exposure to toxic substances. The purpose of the study was to analyze the data available on structural and functional characteristics of the forebrain white matter in normal variants and pathological conditions. Nowadays the issues on age, sexual and constitutional peculiarities of the brain structures in normal variants are still urgent. There are conflicting data about the morphological status of forebrain white matter in term and preterm infants. There are a number of works devoted to the age-related changes in the forebrain white matter in normal development and in pathological conditions. According to the research reports, the problem of morphological features of the forebrain white matter in normal development and under the influence of exo- and endopathogenic factors is important both for morphologists and for clinicians. A lot of questions on this issue are controversial and require a solution as soon as it is possible by means of experimental and clinical studies. Studying the anatomy of the corpus callosum in physiological normal development and under the influence of pathological factors is important for radiologists to determine the disease at its early stage and to help clinicians to make the optimal therapeutic choice.
P. Mehraein, S. Weis // Clin. Neurol. Neurosurg. - 2009. - Vol. 111 (5). - P. 422-429.
Yu D. White matter integrity affected by depressive symptoms in migraine without aura: a tract-based spatial statistics study / D. Yu, K. Yuan, L. Zhao [et al.] // NMR Biomed. - 2013. - Vol. 26 (9). - P. 1103 -1112.
