Нарушение гемоциркуляции в спинном мозге при тупой травме

Целью настоящего исследования являлось установление критериев прижизненности тупой травмы спинного мозга по реакции сосудисто-капиллярного русла (КР). Сведения по этому вопросу в литературе отсутствуют.

Исследовали трупы лиц мужского пола в возрасте 20—39 лет (9 наблюдений), погибших через 15—20 мин после происшествия в результате тупой травмы позвоночника и спинного мозга. В механизме повреждений преобладали сдавление и удар. Часто обнаруживались переломы тел и дужек позвонков, разрывы межпозвоночных связок, кровоизлияния в мягких тканях спины в области приложения силы. Для сравнения исследовали трупы лиц, погибших от обширных механических травм без повреждения позвоночника и спинного мозга (10 наблюдений). Трупы вскрывали не позднее 8 ч после наступления смерти, когда активность изучаемого фермента (АТФ) остается в пределах первоначальных посмертных величин [5]. Спинной мозг извлекали с мягкой мозговой оболочкой и исследовали в области травмы (А), а также в нижележащем отделе мозга на протяжении 1 см (А₁), 2 см (А₂) и 3 см (А₃). При тупой травме сила и характер механического воздействия на спинной мозг людей не поддаются учету. Эксперименты проводили на беспородных крысах-самцах массой 150—200 г (41 наблюдение). Под внутрибрюшинным наркозом (тиопентал-натрия, 20 мг/кг) у крыс обнажали твердую мозговую оболочку на уровне 7—8-го сегмента грудного отдела спинного мозга и причиняли тупую травму с помощью модифицированного аппарата Аллена [8]. Энергия травмирующей силы была величиной постоянной (400 г*см) и вызывала у животных стойкую параплегию [15, 16]. Все животные были разделены на 3 группы. В 1-ю группу (контрольную) вошли крысы (11), которым обнажали твердую оболочку спинного мозга, но травму не наносили. Животных 2-й группы (17) умерщвляли через 15 мин после нанесения травмы. Животным 3-й группы (13) травму наносили через 15 мин после остановки сердца. Всех крыс умерщвляли внутрисердечным введением гипертонического раствора хлорида калия. Спинной мозг исследовали в области травмы. Срезы, изготовленные из замороженных в криостате и фиксированных в 12 % растворе нейтрального формалина, залитых в парафин участков спинного мозга трупов людей и животных окрашивали гематоксилином и эозином по Ван-Гизону, Нисслю. КР изучали наливкой водным раствором туши (ИТ) и по методу С. Koenig и J. Vial [14] на магнийзависимую АТФ-азу (АТФ). Количественную оценку результатов гистохимической реакции проводили микроденситометром М 85А «Виккерс» при длине волны 550 нм и площади маски 78, 5 мкм². Изученные параметры КР приведены в таблице, их значимость показана ранее [3, 5, 10]. Капилляры измеряли в 3 полях зрения (по 0, 0216 мм²) отдельно на каждом из 6 срезов любого препарата. Стандартные ошибки средних определяли с учетом изменчивости признака в пределах организма [ 1 ].

Изменения морфометрических параметров каппиляров спинного мозга при травме (X±S_x)

Примечание. Звездочка — отличие результатов травмы от контроля недостоверно при Р>0,1. В остальных случаях Р от <0,05 до <0,001

При гистологическом исследовании спинного мозга трупов людей контрольной группы артерии и артериолы имели четкие очертания. В слабо окрасившихся гематоксилином и эозином капиллярах обнаруживались единичные эритроциты. При наливке сосудов тушью интрамедуллярная сеть была представлена артериями, артериолами и капиллярами (см. рисунок, а, на вклейке). Метрические показатели КР, выявленные ИТ, приведены в таблице. Капилляры, маркированные АТФ, имели вид узких лент с четкими контурами (см. рисунок, б, на вклейке) и окрашивались в зависимости от их функциональной активности. Фотометрическими исследованиями установлено, что наибольшей плотностью осадка, а следовательно, и активностью фермента, обладали капилляры, имеющие темно-коричневую окраску. Энзимная активность оказалась ниже у капилляров коричневого и светло-коричневого цвета. Количественные параметры, характеризующие капилляры, приведены в таблице. Следует отметить, что одной из важнейших гистофункциональных характеристик КР является средний показатель активности фермента обменной поверхности капилляров (СПАП), зависящий от величины рабочей поверхности и активности энзима в стенке капилляров. СПАП служит морфологическим критерием интенсивности обменных процессов, осуществляемых в стенке микрососудов при участии магнийзависимой АТФ-азы [10].

Область травмы (А). В первые минуты в месте повреждения отмечено незначительное западение спинного мозга и обильное кровотечение из поврежденных сосудов в мягкую мозговую оболочку и подпаутинное пространство, особенно в передней срединной борозде и области задней щели, а также по ходу корешковых артерий спинного мозга. Кровоизлияния, обнаруженные в мягкой мозговой оболочке и веществе спинного мозга, как показали электронно-микроскопические и микроангиографические исследования [11, 12, 15], возникают вследствие разрыва сосудов при непосредственном воздействии силы и не имеют типичной формы и локализации. Артерии и артериолы спазмированы, на что указывают их щелевидная форма, извитой характер внутренней эластической мембраны и волнистый контур гладкомышечных клеток. Отмечено полнокровие венозного русла. Отек и спонгиозность вещества спинного мозга сочетались с явлениями острого некроза нейронов. При наливке тушью сосуды имели извитой характер (см. рисунок, в, на вклейке), контрастное вещество обнаруживалось за пределами сосудистого русла. Регистрировали резкое расширение инъецированных микрососудов, значительное сокращение длины КР и величины рабочей поверхности капилляров (см. таблицу). При исследовании капилляров методом на АТФ выявлены расширенные микрососуды с мешковидными выпячиваниями (см. рисунок, г, на вклейке), увеличились средний диаметр капилляров, длина КР и величина рабочей поверхности (см. таблицу). Сократилось число капилляров со средней активностью фермента, в то же время возросла их доля с высокой активностью, поэтому усредненные показатели оптической плотности продукта реакции не изменились. Значительно увеличились значения СПАП (см. таблицу).

Область А₁. В этом сегменте кровоизлияния имели вид очаговых скоплений крови в периваскулярных пространствах сосудов мягкой мозговой оболочки. Резкие нарушения гемоциркуляции отмечены только в ближайших к месту травмы 10—15 срезах и в основном характеризовались кровоизлияниями и деформацией микрососудов серого вещества. Реже наблюдались спазмированные артерии и сосуды с поврежденной стенкой. Морфометрически установлены выраженные изменения показателей КР на протяжении всего исследованного сегмента. Так, просвет капилляров, выявленных ИТ или АТФ, увеличился на 14—19 % по сравнению с контролем. Установлено сгущение (на 36%) плотности КР при использовании АТФ и ее расширение (на 16,1%) при ИТ. При гистохимическом исследовании пропорционально увеличению длины КР отмечен рост значений величины рабочей поверхности (на 36,4%) и СПАП (на 65,3%). Не изменилось соотношение капилляров с разной активностью фермента. На уровне значений контрольной группы остался усредненный показатель оптической плотности преципитата.

Область А₂. На удалении 1—2 см от зоны травмы кровоизлияния в мозговые оболочки и вещество мозга не были обнаружены. Результаты исследований, полученные морфологическими методами, соответствовали значениям контрольной группы. Длина КР, выявленного с помощью АТФ, увеличилась на 25,1%, величина рабочей поверхности — на 30,3%, СПАП — на 56%.

Область А₃. На протяжении 2 см и более от области повреждения показатели КР при морфологических и гистохимических исследованиях соответствовали контрольным значениям.

Во 2-й группе в области повреждения постоянно встречались кровоизлияния в мягкую оболочку спинного мозга, которые распространялись до 1—2- го сегмента, расположенного выше и ниже зоны травмы (на 3—6 мм). На поперечных срезах мозга в области серого вещества обнаруживались точечные кровоизлияния. При морфологических исследованиях наряду с геморрагиями в серое и белое вещество спинного мозга наблюдали спазм артерий и венозное полнокровие. В области задних рогов выявляли отек вещества мозга и фрагментацию миелиновых оболочек. При наливке сосудов раствором туши обнаруживали большое число извитых и деформированных капилляров. Серьезные нарушения микроангиоархитектоники выявлены и при использовании АТФ. Установлено существенное уменьшение длины КР при наливке тушью и ее увеличение при использовании АТФ (см. таблицу). В обоих случаях увеличился диаметр микрососудов. Величина рабочей поверхности капилляров стала ниже при ИТ и увеличилась при использовании АТФ (см. таблицу). Незначительно сократилась доля капилляров со средней активностью фермента, отмечен рост значений СПАП (см. таблицу).

При исследовании спинного мозга крыс 3-й группы (посмертная травма) в мягкой мозговой оболочке обнаруживали единичные обособленные друг от друга точечные кровоизлияния. В сером веществе спинного мозга геморрагии либо отсутствовали, либо были единичными и небольших размеров. Внутриорганная микроструктура сосудистого русла по многим признакам напоминала мозг контрольных животных. Наряду с этим по ходу некоторых сосудов обнаруживали единичные экстравазаты контрастного вещества, отдельные микрососуды имели дефект наполнения. Еще меньше различий было выявлено гистохимическим методом. При метрическом анализе КР крыс 3-й группы, маркированного ИТ, показатели соответствовали контрольным значениям (см. таблицу). При использовании АТФ выявлены рост числа капилляров с низкой активностью фермента и уменьшение микрососудов с высокой и средней активностью. Существенно снизилась оптическая плотность продукта реакции в стенках капилляров (см. таблицу).

Таким образом, экспериментами на животных установлено, что прижизненное повреждение спинного мозга сопровождается выраженными морфологическими и гистохимическими изменениями структурной и функциональной организации КР в виде спазма артерий, пареза вен, расширения капилляров, увеличения длины КР при реакции АТФ и разрежения капиллярной сети при ИТ, повышения СПАП. При посмертной травме наблюдается снижение усредненных значении показателя активности магнийзависимой АТФ-азы преимущественно за счет увеличения числа капилляров с низкой активностью энзима. Экспертные наблюдения показали, что у человека при тупой травме спинного мозга направленность и выраженность реактивных процессов трансорганной микродинамики соответствует установленным у животных. В спинном мозге человека выделены 3 участка: зона травмы (А), промежуточная (А|) и периферийная (А₂, А₃) зоны. Тождественные изменения КР при посмертной травме спинного мозга были диагностированы у человека и животных [9]. Это закономерно, учитывая присущую им однотипность структурной и функциональной организации капиллярного русла.

Полученные данные свидетельствуют, что гистохимический метод АТФ прост, дает стабильные результаты и является более чувствительным в сравнении с ИТ маркером прижизненности причинения травмы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Катинас Г. С., Булгак В. И.. Никифорова Е. Н., Светикова Е. М. // Арх. анат. — 1969. —№ 9. —С. 97—104.
2. Крюков В. Н. Ц Судебно-медицинское установление механизма. прижизненности, последовательности и давности механических повреждений — М., 1983. — С. 45—49.
3. Козлов В. И., Тупицын И. О. Микроциркуляция при мышечной деятельности. — М., 1982.
4. Куприянов В. В., Караганов Я. Л., Козлов В. И. Микроциркуляторное русло. — М., 1975.
5. Мотавкин П. А., Ломакин А. В., Черток В. М. Капилляры мозга. — Владивосток, 1983.
6. Науменко В. Г., Мельников Ю. Л. // Суд -мед. экспер. — 1980. —№ 3, - С. 10—12.
7. Науменко В. Г., Митяева Н. А. Гистологический и цито логический методы исследования в судебной медицине. — М., 1980.
8. Пиголкин Ю. И. // Предложении рационализаторов Приморского края — Владивосток, — 1984. — № 6. — С. 21.
9. Пиголкин Ю. И. // Вопросы нормальной и патологической морфологии сосудистой системы. — Владивосток, 1985. - С. 41-44.
10. Черток В. М. // Арх. анат. — 1985. № 2. — С 28- 34.

11. Dohrmann G., Allen W. // J. Trauma. — 1975. — Vol. 15. — P. 1003—1013.

12. Dohrmann G., Wagner F., Вису P. // J. Neurosurg — 1972. — Vol. 36. — P. 407—415.

13. Koenig C., Vial J. // Histochem. J. — 1973. — Vol. 5. — P. 503-518.

14. Raekallio J. // Amer. J. Forensic Med. Path. —1980. Vol. 1. — P. 213-218.

15. Sasaki S., Schneider H., Relu S. // Advanc. Neurol. — 1978. — Vol. 20. — P. 423—431.

16. Wagner F., Slewart J., Stewart W. // J. Neurosurg. — 1981. — Vol. 54, — P. 802-806.

КР спинного мозга человека, выявленное наливкой тушью (с, в) и методом C. Koenig и I. Vial (б, г).
а — мужчина 31 года (контроль); б — мужчина 27 лет (контроль); в — мужчина 34 лет (травма); г — мужчина 23 лет (травма). Ок. ×10: об. ×20.