Морфофункциональные изменения головного мозга при патологии щитовидной железы в условиях макро-и микроэлементозов (клинико-нейропсихологическое и экспериментальное исследование)

Масштабность и значительное количество больных, обращающихся за медицинской помощью по поводу патологических состояний, прямо или косвенно вытекающих из нарушений обмена макрои микроэлементов, определяют чрезвычайную актуальность мероприятий по профилактике возникновения, лечению и реабилитации состояний головного мозга при макро — и микроэлементозах.

Нельзя не отметить, что морфоструктурные особенности головного мозга при микро — и макроэлементозах, несмотря на имеющиеся исследования, недостаточно изучены. При этом значительно возрос интерес клиницистов к проблеме обмена макрои микроэлементов в норме и при патологии. В частности, увеличено использование фармакологических препаратов, содержащих ионы микроэлементов при различных неврологических состояниях: ишемической болезни головного мозга, мигренях, депрессиях и многих других (Гусев Е.И., Скворцова В. И., 2001, 2002, Громова О. А., 2001, 2003,. Дюкова Г. М, 2002 и др.). Накоплены клинико-патофизиологические и биохимические данные по этой проблеме. Выпущен целый ряд препаратов для коррекции микроэлементного состава (Данилов А.Б., 2004, Вейн A.M., 2003). При этом мало изучены морфофункциональные признаки дои субклинических состояний при микроэлементном дисбалансе. Кроме того, нельзя не учитывать вторичные структурные преобразования нервной системы при развитии дизрегуляторной патологии организма на фоне макро и микроэлементозов. Одним из этиологических факторов этих состояний служит измененное количество микрои макроэлементов, содержащихся в почве и воде (Кондратюк В.А., 1989, Понкратов А. В., 1999, Павлова Т. В., 2002).

В силу того, что представляется чрезвычайно сложным выделение значимости отдельных факторов и мало изучено влияние отдельных комплексов микро — и макроэлементов на формирование патологии головного мозга, необходимо экспериментальное отделение ряда факторов экосистемы. Использована новая оригинальная модель для создания нозологических форм эндемической патологии щитовидной железы на лабораторных крысах (Павлова Т.В., Надеждин С. В., 2000, 2004) с использованием природного дисбаланса железа, кальция и магния в имитатах питьевой воды.

Достаточно известно деформирующее влияние тиреоидных гормонов на нервную ткань (Scott L.V., T.G. Dinan, 1999). При этом одним из основных этиологических факторов эндемической патологии щитовидной железы является недостаток или избыток макро — и микроэлементов. Помимо известных выраженных форм умственной отсталости, дефицит йода обусловливает снижение интеллектуального потенциала всего населения, проживающего в зоне йодной недостаточности. Исследования, выполненные в последние годы в разных странах мира, показали, что средние показатели умственного развития (IQ) в регионах с выраженным йодным дефицитом на 15−20% ниже, чем без такового. Однако помимо йода на формирование патологии щитовидной железы оказывают роль и другие микроэлементы, среди которых кальций, железо и магний, что предшествует ряду изменений головного мозга. При этом объективные характеристики когнитивного дефицита и компенсаторных возможностей у больных изучены крайне слабо. Во многом остаются неясными вопросы феноменологии нарушений высших психических функций (ВПФ) при эндемической патологии щитовидной железы и головного мозга, их патогенез и прогноз восстановления. Между тем нейропсихологические методы в изучении тиреоидэнцефалопатии не только имеют значительные перспективы, но и являются абсолютно необходимыми для создания эффективных и научно обоснованных программ профилактики, лечения и реабилитации среди самых широких групп населения.

Цель исследования Анализ морфофункциональных и когнитивных особенностей головного мозга при патологии щитовидной железы в условиях макрои микроэлементозов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Задачи исследования:

1. Изучить когнитивный статус пациентов, страдающих диффузным тиреотоксическим зобом и аутоиммунным тиреоидитом, и сопоставить нейропсихологические изменения при этих формах патологии щитовидной железы, а также выявить взаимосвязи между выраженностью гормональных изменений и когнитивным дефицитом.

2. На разных структурных уровнях выявить морфо-функциональные изменения головного мозга крыс при экспериментально смоделированной патологии щитовидной железы.

3. Уточнить роль экзогенного железа, кальция и магния, как в комплексе, так и при увеличенном содержании отдельных ионов в морфогенезе церебральных структур.

Научная новизна работы.

1. Углублено представление о спектре церебральных структур, прямо или опосредованно страдающих при патологии щитовидной железы.

2. Выявлен нейропсихологический синдром при эндемических формах патологии щитовидной железы, преимущественно представленный нарушениями интегративной организации психической, в частности оптико-конструктивной, деятельности и изменениями других сложных гностических функций, характеризующих нарушения лобной (преимущественно левой) и правой теменной долей, на фоне нейродинамических изменений.

3. В экспериментальном материале на различных структурных уровнях изучено влияние макрои микроэлементозов на головной мозг и расширено представление о процессах адаптации, проявляющихся стадиями повышенной резистентности, изменения гомеостаза и истощения. Установлены морфофункциональные особенности синдрома дезадаптации (при сочетанных микроэлементозах) в виде нарушений мозговой микроциркуляции и различными по механизму повреждениями нейронов и глии.

Практическое значение работы.

1. Данная работа формирует представления врача невролога и врача общей практики о морфофункциональных особенностях головного мозга и когнитивных нарушениях при патологии щитовидной железы. Показана необходимость включения в спектр обследования больных с эндемическими формами поражения щитовидной железы методов нейропсихологического исследования, оценки высших психических функций. Установлено формирование патологии щитовидной железы в эндемических регионах с повышенным содержанием макро — и микроэлементов, в том числе кальция, магния, железа. При этом, особенно уязвимыми являются дети, беременные женщины и новорожденные, а также женщины в возрасте 40−50 лет.

2. Показана необходимость более строгого контроля микроэлементного состава организма при назначении препаратов, содержащих ионы макро — и микроэлементов при различных неврологических состояниях, а особенно у практически здоровых лиц в «профилактических» целях.

3. Полученные данные обращают внимание врачей-эндокринологов на закономерность появления у пациентов с патологией щитовидной железы неврологических, нейропсихологических, «астенических» и так называемых функциональных невротических синдромов, подчеркивают необходимость консультативной неврологической помощи в этих случаях.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. При анализе проведенного нейропсихологического тестирования у пациентов, страдающих аутоиммунным тиреоидитом и диффузным тиреотоксическим зобом, выявлен нейропсихологический синдром, представленный преимущественно когнитивными изменениями в виде динамической интегративной организации психической, в частности оптико-конструктивной, деятельности, и других сложных гностических функций, относящихся к нарушениям лобной (преимущественно левой) и правой теменной области на фоне нейродинамических изменений.

2. На экспериментальных животных (крысы), потреблявших имитаты питьевой воды с повышенным содержанием Са2+ (196 мг/л), Mg (51 мг/л), Fe (1,8 мл/л) как в комплексе, так и при повышенном содержании одного элемента и нормативном содержании остальных, впервые нами создана экспериментальная модель гипери гипофункции щитовидной железы при влиянии экзогенных факторов. В основе модели лежало влияние повышенного содержания кальция, магния, железа питьевых вод.

3. Дезадаптивные изменения в головном мозге экспериментальных животных при изучаемых макрои микроэлементозах проявляются в виде нарушения кровообращения, носящих мозаичный характер от спазма сосудов (преимущественно при влиянии кальция), до полнокровия (в наибольшей степени выраженное при влиянии магния), а также в наличии кровоизлияний и тромбоза сосудов (в основном в группе при сочетанном влиянии элементов), что влияет на структуру нейронов, по сравнению с контрольной группой.

4. Адаптационные изменения, развивающиеся в ответ на дисбаланс макрои микроэлементов и способствующие сохранению обменных процессов в головном мозге, развиваются преимущественно на ультраструктурном уровне и наблюдаются как в ядрах нейроцитов (увеличении доли диффузного, так и в цитоплазаматических органеллах эндотелиоцитов и нейроцитов (расширения цистерн эндоплазматического ретикулума, увеличения содержания пиноцитозных везикул и вакуолей) и в большей степени выражены в группе с влиянием магния. Морфологические изменения ткани головного мозга крыс с экспериментальными моделями гипери гипофункции щитовидной железы проявляются наличием кариопикноза (в наибольшей степени проявляющимся при влиянии сочетанного содержания макрои микроэлементов — 12,0± 0,3- при р<0,05), вакуолизации ядер [в группе сочетанного содержания макрои микроэлементов — 12,0± 0,03 (р<0,05), в группе с влиянием повышенных концентраций железа — 11,0± 0,03 (р<0,05)], цитолизиса [как в группе воздействия кальция -33,65±0,7 (р< 0,05) так и в группе животных, получавших в повышенных концентрациях железо -26,0±0,03 (р<0,001)]. Несбалансированность микроэлементов в крови животных, повидимому, является причиной развивающегося отека ткани.

5. На клиническом и экспериментальном материале определен спектр церебральных структур, прямо или опосредованно связанных и взаимозависимых с щитовидной железой.

Выводы.

1. Течение диффузного тиреотоксического зоба и аутоиммунного тиреоидита сопровождается появлением нарушений высших психических функций в виде нейродинамического синдрома, характерного для дисфункции левой лобной и правой теменной области головного мозга на фоне общих нейродинамических изменений. Различий в выраженности и проявлениях нейродинамического синдрома в зависимости от характера патологии щитовидной железы не установлено.

2. Воздействие повышенных концентраций кальция в имитатах питьевых вод проявляется развитием морфофункциональных изменений в головном мозге в виде нарушений микроциркуляции, со спазмом сосудов и последующей ишемизацией ткани мозга, приводящей к повреждению части нейронов, преимущественно в глубинных структурах (вакуолизация ядер: 5,00±0,03, кариолизис: 8,25±0,45, цитолизис: 33,65±0,7 (р< 0,05 по сравнению с контролем), на фоне развертывания адаптационных перестроек на ультраструктурном уровне в эндотелиоцитах и нейроцитах.

3. Влияние повышенных концентраций магния в имитатах питьевых вод сопровождается морфофункциональными изменениями в головном мозге в виде умеренного отека тканей и полнокровия капилляров. Содержание некротически измененных нейронов уменьшено, по сравнению как с контрольной, так и с группой при влиянии кальция (р< 0,001), при этом в тканях отсутствовали явления вакуолизации и кариолизиса.

4. Воздействие повышенных концентраций железа в имитатах питьевых вод вызывает тяжелые морфофункциональные изменения в головном мозге в виде деструктивных изменений стенки сосудов, резкого сужения их просвета, ишемизации ткани головного мозга с развитием выраженных альтеративных процессов (вакуолизация ядер -11,0±0,03, кариопикноз — 26,00±0,03, кариолизис — 8,01±0,05, цитолизис — 26,0±0,03), по сравнению с контрольной группой (р<0,001), а также выраженного отека, что иллюстрирует уменьшение содержания нейронов в мозжечке на единицу площади: 77,3 5± 0,25, при 156,05±0,06 в контроле (р<0,05) и 132,55±2,04 в группе животных, получавших кальций (р<0,05), что свидетельствует о начале стадии истощения адаптации.

5. Сочетанное влияние повышенных концентраций магния, кальция и железа в имитатах питьевых вод приводит к развитию морфофункциональных изменений в головном мозге, проявляющихся в виде нарушений кровообращения, выражающихся полнокровием и кровоизлияниями. Повреждения в нейронах составляют: вакуолизация ядер в 12,00±0,03, цитолизис в 17,0±0,04, кариопикноз в 12,0± 0,3- при р<0,05, по сравнению с контрольной группой, что, по-видимому, объясняется конкурентной взаимозависимостью между изучаемыми микроэлементами.

Практические рекомендации.

1. Рекомендуется строгий контроль микроэлементного состава питьевых вод в эндемичных регионах по содержанию кальция, магния, железа как в комплексе, так и при увеличенном содержании отдельных ионов в используемых населением питьевых водах.

2. Целесообразно усиление внимания к неврологическим синдромам при эндемических формах поражения щитовидной железы с включением в спектр обследования методов нейропсихологического исследования высших психических функций, обращая особое внимание на детей, беременных женщин и новорожденных, а также женщин в возрасте 40−50 лет.