Введение

Наступление смерти знаменует начало развития посмертных изменений во всех органах и тканях. Выраженность и скорость развития посмертных изменений в той или иной мере зависят от эндогенного состояния (в частности, возраста, заболевания, приема лекарств) и факторов внешней среды (температуры, влажности и др.) [1]. Соответственно все вскрытия как патолого-анатомические, так судебно-медицинские проводят при наличии тех или иных неспецифических посмертных изменений.

Подобные изменения, несомненно, затрудняют посмертную диагностику прижизненно развившихся процессов и заболеваний, что служит причиной проведения вскрытий тел умерших пациентов как можно в более ранние сроки после констатации смерти, в частности, путем проведения ранних (в течение 1—1,5 ч после смерти) вскрытий [2, 3]. Наряду с этим выявление посмертных изменений лежит в основе определения давности наступления смерти — важной задачи судебно-медицинского вскрытия, необходимой для получения информации об обстоятельствах смерти и, соответственно, раскрытия преступления, подтверждения или опровержения алиби.

Согласно данным литературы [4], наиболее ранние посмертные изменения развиваются (или визуализируются) в клетках головного мозга и мозгового вещества надпочечников, затем в органах желудочно-кишечного тракта (поджелудочной железе и печени) и позже всего в коже, волокнистой соединительной ткани, хрящах и костях.

Цель работы — анализ данных литературы о посмертных изменениях ткани головного мозга и возможности определения их показателей для определения давности смерти.

Результаты

Знание посмертных изменений в ткани головного мозга крайне необходимо для изучения патологических процессов и заболеваний, поскольку получение его образцов для последующего исследования недоступно у живых пациентов.

В основе развития посмертных изменений, особенно ранних, лежат процессы аутолиза и посмертного перераспределения крови. Аутолизом обозначают разрушение клеток и тканей под действием собственных ферментов, в основном лизосомальных гидролитических. При этом органы, в которых отмечаются высокие показатели выработки аденозинтрифосфата (АТФ) и мембранного транспорта, в частности печень и головной мозг, также характеризуются выраженными процессами аутолиза по сравнению с другими органами [5, 6].

Посмертное перераспределение крови характеризуется развитием трупных пятен (трупных, посмертных гипостазов) вследствие перемещения под действием силы тяжести клеток и жидкой части крови сначала по кровеносным сосудам, а затем и перемещением в окружающие ткани [7].

В тканях головного мозга процессы аутолиза раньше всего визуализируются при электронно-микроскопическом исследовании, а затем при световой микроскопии гистологических препаратов. Соответственно первоначальные изменения проявляются в виде набухания ядра и цитоплазмы, затем прогрессирующего хроматолиза и просветления цитоплазмы. Подобные ультраструктурные изменения были зарегистрированы через 15—20 мин после эвтаназии крыс линии Sprague-Dawley и описаны более 50 лет назад [8]. Набухание цитоплазмы сопровождалось кристолизом митохондрий с превращением их в подобие пустых пузырей, а также отделением рибосом и полисом от мембран со смещением эндоплазматической сети на периферию клетки [9].

При микроскопическом исследовании гистологических препаратов первые изменения клеток мозга были отмечены через 30 мин после эвтаназии морских свинок [10] и через 40 мин после гибели крыс линии Sprague-Dawley [11]. При этом, по мнению ряда исследователей [12], посмертные изменения белого вещества менее выражены по сравнению с нейронами, по крайней мере, на ранних сроках. Тем не менее в белом веществе по мере увеличения давности смерти наблюдается снижение степени окрашивания, появление вокругклеточных (перицеллюлярных) и вокругсосудистых (периваскулярных) просветлений, а также признаков лизиса клеток глии с уменьшением их количества и гемолиза в кровеносных сосудах.

Необходимо отметить, что выраженность посмертных изменений отличается в разных отделах и структурных элементах головного мозга. Так, в эксперименте на крысах нейроны в области большого гиппокампа выглядели структурно неизмененными через 48 ч после гибели животных, в то время как в ретикулярной формации уже через 8 ч наблюдались признаки аутолиза [12]. В коре больших полушарий измененные нейроны наблюдаются в основном в 4 и 5 слоях [12]. На гистологических препаратах аденогипофиза крыс через 2 ч после их гибели выявлено расширение капилляров с развитием периваскулярных просветлений и расхождением эндокриноцитов друг от друга, изменения самих клеток в виде агрегации и маргинации хроматина, пикноза, рексиса и лизиса ядер отмечались через 4—6 ч [13].

В основе подобных различий лежит ряд факторов. Прежде всего это различия в скорости охлаждения головного мозга после смерти: внутренние области мозга охлаждаются медленнее, чем поверхностные [14]. Соответственно, ткань глубоких областей мозга будет в большей степени подвергаться гидролитическим ферментативным реакциям. Кроме того, разные отделы головного мозга и его клетки отличаются набором и выраженностью ферментативных реакций. Так, зернистые нейроны (лат.: neuron granulosum) мозжечка характеризуются большим содержанием лизосомальных ферментов, в частности нафтиламидазы [15], что находит свое отражение в более выраженном посмертном аутолизе этих клеток.

Действительно, еще в 1963 г. F. Ikuta и соавт. [16] при анализе секционных наблюдений отметили увеличение частоты случаев со сниженным количеством клеток в зернистом слое мозжечка при увеличении длительности посмертного периода. При вскрытии тел умерших больных в первые 3 ч после констатации смерти сниженное количество клеток в зернистом слое мозжечка наблюдалось в 6% (в 2 из 32) наблюдений, при вскрытии через 3—6 ч — в 10% (4 из 39), через 6—12 ч — в 21% (10 из 48), через 12—18 ч — в 30% (11 из 36) и спустя 18 ч — в 43% (4 из 7) [16]. В дальнейшем было установлено, что уменьшение количества зерниистых нейронов мозжечка в отсутствии реакции глии отражает развитие посмертных изменений и обусловлено высвобождением их лизосомальных ферментов, в частности, нафтиламидазы, при снижении pH менее 5,8 [15].

Наиболее полная и подробная характеристика морфологических изменений клеток зернистого слоя и клеток Пуркинье мозжечка была представлена J.W. Finnie и соавт. [17] через 0, 2, 4, 8, 12 и 16 ч и 1, 2, 3, 4, 7, 14, 21 и 28 сут после гибели самок мышей линии CD1. При микроскопическом исследовании гистологических препаратов мозжечка, окрашенных гематоксилином и эозином, уже через 2 ч после гибели животных отмечалось беспорядочное расположение зернистых нейронов с пикнотичными ядрами, постепенно увеличивающееся в динамике посмертного периода. В итоге в этих ядрах развивались кариорексис и кариолизис, приводящие к постепенному уменьшению количества клеток зернистого слоя. При этом клетки Пуркинье выглядели относительно неизменными примерно до 96 ч посмертного периода, когда в них стали наблюдаться микровакуоли и амфофилия цитоплазмы с частой гиперхромазией ядер. Через 7 сут после гибели мышей отмечались признаки пикноза ядер и гиперэозинофилии цитоплазмы, а спустя 2 нед — просветлялись цитоплазма и ядра клеток Пуркинье.

Примечательно, что, по мнению D. Sheedy и соавт. [15], морфологические характеристики ткани мозжечка следует использовать в качестве показателя степени выраженности посмертного аутолиза ткани головного мозга умерших пациентов при поступлении его в банк органов путем микроскопической оценки количества зерновидных нейронов в зернистом слое мозжечка. Отсутствие морфологических изменений ядер зернистых нейронов свидетельствует об отсутствии аутолиза. Наличие легкой степени аутолиза характеризуется небольшим уменьшением количества ядер при четкой картине оставшихся ядер клеток. При умеренной степени наблюдается диффузное уменьшение количества ядер при четкой картине отдельных оставшихся ядер. Полное отсутствие ядер или небольшое их количество при наличии вакуолизации зернистого слоя указывает на выраженные процессы посмертного аутолиза [15].

Вышеописанные посмертные структурные изменения закономерно находят свое отражение при гистохимических и биохимических исследованиях головного мозга. В этой связи заслуживает обзор данных литературы, опубликованный M. Oehmichen в 1980 г. [18]. Большинство проанализированных в нем работ выполнено в эксперименте на крысах и кроликах. На основании проведенного анализа автор сделал вывод, что почти во всех работах отмечено отсутствие изменений в активности изученных ферментов, в частности, глутаматдегидрогеназы, α-глицерофосфатдегидрогеназы, изоцитратдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы, в ткани головного мозга в течение 6—8 ч после гибели.

По данным D.M. Mann и соавт. [19], активность фосфофруктокиназы быстро снижалась после смерти, достигая минимальной активности примерно через 40 ч после смерти, активности лактатдегидрогеназы, пируваткиназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы повышаются в первые 25 ч, а затем в различной степени снижаются, активность же гексокиназы оставалась относительно постоянной на протяжении всего срока исследования (до 100 ч). В результате биохимического анализа образцов головного мозга взрослых самцов мышей линии Swiss установлено снижение активности Na⁺/K⁺-АТФазы на 65, 52, 84% через 6, 24 и 48 ч соответственно после эвтаназии и хранения тел при температуре 22 °C по сравнению с образцами, взятыми сразу после гибели животных [20]. При этом значения активности ацетилхолинэстеразы повысились на 56% через 24 ч и не отличались от исходного уровня через 6 и 48 ч, а активность глутатион-S-трансферазы вообще не имела значимых различий на всех сроках исследования [20].

При гистоэнзиматических исследованиях головного мозга самок крыс линии Sprague-Dawley в зависимости от длительности посмертного периода при хранении их тел после гибели при температуре 22 °C установлено снижение интенсивности продукта реакции (соответственно, активности) кислой фосфатазы через 24 ч, а α-нафтилацетатэстеразы и АТФ-азы — через 32 ч [12].

Подобные данные, полученные на животных, несомненно, не могут прямо экстраполироваться на человека. Тем более что у разных видов животных отмечаются различия в выраженности посмертных изменений. Тем не менее такие экспериментальные данные крайне необходимы для выяснения общих изменений и механизмов их развития. Преимуществом экспериментального материала является возможность исследования головного мозга в любые сроки после гибели животных, отсутствие у них каких-либо заболеваний, лечебных воздействий (как лекарственных мероприятий, так и оперативных вмешательств и реанимационных пособий), а также четкий выбор возраста животных, вида смерти, условий посмертного содержания тела.

Современный этап морфологических исследований характеризуется активным внедрением иммуногистохимических методов для анализа аутопсийного материала. В отношении ткани головного мозга определение иммунофенотипа клеток способствует улучшению диагностики, стадирования и выявления особенностей деменции, нейродегенеративных состояний и опухолей [21]. Более того, в рамках судебно-медицинской экспертизы, по данным канадских авторов [21], иммуногистохимические исследования были назначены в 66% наблюдений при неврологической патологии и в 36% при ее отсутствии. Однако, как известно [22, 23], использование аутопсийного материала для иммуногистохимического исследования может сопровождаться отсутствием реакции, ложноотрицательными результатами и неспецифическим положительным окрашиванием. В этой связи наличие посмертного аутолиза считается ограничивающим фактором для проведения иммуногистохимических исследований.

Тем не менее на материале судебно-медицинских вскрытий тел погибших I. Lesnikova и соавт. [24] продемонстрировали сильную положительную реакцию с антителами к S100 в глиальных клетках и миелине головного мозга в 100% наблюдений (в 20 из 20) лиц с давностью смерти от 1 до 7 сут, в 60% (в 6 из 10) при давности смерти от 7 до 14 сут и в 10% (в 1 из 10) при давности более 2 нед. При этом положительная реакция эндотелиоцитов сосудов головного мозга с антителами к виментину наблюдалась в 100% наблюдений (10 из 10) при давности смерти от 1 до 3 сут, в 90% (9 из 10) — от 3 до 7 сут, в 30% (3 из 10) — от 7 до 14 сут и в 20% (2 из 10) при давности более 2 нед [24].

Справедливости ради следует уточнить, что в настоящее время имеется немалое количество работ, посвященных посмертному анализу спинномозговой жидкости, а также зависимости ее изменений от длительности посмертного периода [25—27]. Анализ таких исследований выходит за рамки настоящей работы, поскольку, несомненно, заслуживает отдельного изложения.

Необходимо также добавить, что практически все вышеприведенные посмертные изменения ткани головного мозга аналогичны тем, что возникают прижизненно при различных патологических состояниях и заболеваниях, существенным образом затрудняя их дифференциальную диагностику [18, 28, 29].

Важную роль в проведении дифференциальной диагностики прижизненно развившихся процессов и посмертных изменений в настоящее время могут сыграть посмертные лучевые исследования, которые все шире и активнее внедряются в патолого-анатомическую и судебно-медицинскую практику, в том числе в качестве их альтернативы [30—32].

Действительно, посмертные лучевые исследования доказали свою высокую эффективность для оценки развития структур (зрелости) головного мозга у плодов и новорожденных, диагностики врожденных аномалий развития, патологических процессов и заболеваний [33—35], а также травматических повреждений разного генеза [36].

Имеющиеся данные литературы указывают на возможность объективной неинвазивной лучевой визуализации и посмертных изменений в органах и тканях [37—39]. Более того, посмертные лучевые исследования позволяют определять трупные гипостазы во внутренних органах, включая головной мозг, с самого начала их развития. Так, на основании посмертной компьютерной томографии (КТ), выполненной в первые 2 ч после смерти 126 больным, умершим в результате сердечной и легочной недостаточности нетравматического генеза, в 66 (52%) наблюдениях было установлено наличие трупных гипостазов в виде двух уровней содержимого в полости сердца и просвете магистральных сосудов: более высокая КТ-плотность нижерасположенной области (клеточные элементов) и более низкая, соответствующая КТ-плотности воды, вышерасположенной области (плазмы крови) [40]. На посмертных магнитно-резонансных (МР) томограммах легких и печени трупные гипостазы характеризовались в виде слоев органа с разной интенсивностью сигнала (более выраженного на Т1-ВИ по сравнению с Т2-ВИ) [41].

В головном мозге трупные гипостазы на посмертных КТ и МР-томограммах определяются в задней части сагиттального синуса и реже в поперечном синусе при хранении тела после смерти в положении лежа на спине [42]. По данным A.J. Walsh [43], проведение посмертной магнитно-резонансной томографии (МРТ) позволяет выявлять гипостазы в сагиттальном синусе головного мозга на протяжении как минимум 28 ч после смерти. Однако следует отметить, что в головном мозге, в отличие от легких и печени, слои ткани с различной КТ-плотностью или интенсивностью МР-сигнала не определяются [44], что, воэможно, связано с особенностями его кровообращения.

В то же время, по мнению S. Zerbo и соавт. [42], процессы аутолиза при посмертных лучевых исследованиях раньше всего отмечаются в ткани головного мозга по сравнению с другими органами. При КТ процессы аутолиза наиболее четко визуализируются через 24—48 ч после смерти в виде размытия структуры и потери четкости границ серого и белого вещества, снижения плотности ткани мозга и выраженности борозд и полостей желудочков мозга. В дальнейшем (через 2—3 сут) происходит полная утрата дифференцировки серого и белого вещества, а также исчезновение борозд и желудочков головного мозга. На более поздних сроках головной мозг размягчается и под действием силы тяжести оседает в полости черепа, при этом в просвете сосудов, самой ткани головного мозга и свободной части полости черепа могут отмечаться скопления гнилостного газа [45]. При посмертном МРТ-исследовании также отмечается прогрессирующее снижение выраженности борозд и извилин, а также контрастности его структур на Т1-ВИ и Т2-ВИ, в том числе границы между белым и серым веществом при увеличении посмертного периода [42, 44].

Такие изменения, выявляемые при посмертных лучевых исследованиях, однозначно облегчают диагностику наличия и степени выраженности трупных изменений, а также позволяют наиболее эффективно провести вскрытие и целенаправленное взятие образцов для дополнительных (морфологических, биохимических, микробиологических) исследований.

Заключение

Таким образом, головной мозг характеризуется развитием посмертных изменений, главным образом процессов аутолиза и трупных гипостазов, сразу же после смерти. Наиболее ранние проявления аутолиза клеток головного мозга выявляются при электронно-микроскопическом исследовании (через 15—20 мин после смерти). Увеличение длительности посмертного периода сопровождается прогрессированием морфофункциональных изменений печени, выявляемых при гистологическом, гистохимическом и иммуногистохимическом исследованиях. При этом выраженность посмертных изменений отличается в разных отделах и структурных элементах головного мозга. Наиболее эффективным методом визуализации посмертных гипостазов в головном мозге является проведение посмертных лучевых исследований, выявляющих их в задней части сагиттального синуса. Развитие аутолиза его ткани характеризуется снижением выраженности борозд и извилин, а также КТ-плотности и контрастности структур на МР- томограммах.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.