Дефицит олигодендроцитов в лобной коре при шизофрении

Во второй половине прошлого века появился повышенный интерес к нейропатологическим исследованиям шизофрении, который был вызван развитием прижизненных нейровизуализационных методов. Выполненные методами компьютерной томографии исследования показали, что наиболее выраженные структурные и функциональные нарушения в мозге при этом заболевании выявляются в префронтальной коре (ПФК) [1, 2]. При светооптическом и морфометрическом исследованиях аутопсийного мозга при шизофрении были выявлены цитоархитектонические изменения в ПФК: увеличение объемной плотности нейронов [3, 4], уменьшение размера тел нейронов [5, 6], уменьшение площади дендритного поля нейронов [7, 8]. В дальнейшем, по данным ряда исследователей [9—11], оказалось, что наиболее поврежденным типом клеток в ПФК при шизофрении являются миелинобразующие олигодендроциты. В проведенных нами ранее [9, 11] исследованиях в слое VI поля 10 ПФК у больных шизофренией были обнаружены дефицит олигодендроцитов, выраженные дистрофические и деструктивные их изменения, а также повреждения миелиновых волокон.

Олигодендроциты формируют и поддерживают миелиновую оболочку, регулируя скорость и синхронность проведения импульса по аксону. Таким образом, олигодендроциты и формируемая ими миелиновая оболочка влияют на эффективность синаптической передачи и в конечном итоге на когнитивные функции [12]. Снижение числа олигодендроцитов и их повреждения могут приводить к нарушению миелинизации в проводящих путях коры головного мозга и последующим когнитивным нарушениям, которые выступают как одни из ключевых симптомов шизофрении [13].

Поле 10 ПФК является одной из ключевых структур мозга, которая принимает участие в осуществлении высших корковых функций. В работах, выполненных методом функциональной МРТ, были обнаружены выраженные структурно-функциональные изменения в этой области при шизофрении [14, 15]. В связи с этим привлекают внимание данные [16, 17], свидетельствующие о том, что эти нарушения связаны с повреждением внутрикорковых связей и, в частности, с нарушением проведения в III слое ПФК. Имеются также данные об ассоциации внутрикорковых связей преимущественно с аксонами пирамидных нейронов этого слоя [18, 19].

Цель настоящего исследования — проведение морфометрического стереологического исследования численной плотности (Nv) олигодендроцитов в трех подслоях слоя III поля 10 ПФК при шизофрении по сравнению с контролем.

Исследование было проведено на коллекции мозговых структур аутопсийного мозга лаборатории клинической нейроморфологии (рук. — д.м.н. Н.А. Уранова) Научного центра психического здоровья. В исследование было включено 20 случаев шизофрении, которые составили основную группу.

Диагноз психического заболевания был сформулирован прижизненно психиатрами в соответствии с критериями МКБ-10. Во всех случаях речь шла о непрерывном типе течения шизофрении (рубрика F20.00). Контрольная группа состояла из 20 случаев смерти лиц без психической патологии. Демографические и клинические характеристики обеих групп представлены в табл. 1.

Причины смерти были сходными в основной и контрольной группах. Статистический анализ (ANOVA) не выявил различий между группами по возрасту (p>0,5), посмертному интервалу (p>0,1) времени фиксации в формалине (p>0,3). Поскольку большинство пациентов (за исключением 5) получали нейролептическую терапию типичными и атипичными нейролептиками, для учета возможного их влияния на исследуемый показатель был использован хлорпромазиновый эквивалент, который рассчитывался по показателям фармакотерапии за последний месяц [20].

Для гистологического исследования тканевые блоки толщиной 1 см, содержащие поле 10, вырезали из левого полушария, фиксировали в 4% параформальдегиде на 0,1 М фосфатном буфере (pH 7,4) и заливали в парафин. Из каждого блока получали серию парафиновых срезов толщиной 20 мкм, из которой методом систематического случайного отбора [21] отбирали 10 срезов и окрашивали крезиловым фиолетовым по методу Ниссля. Толщина срезов после гистологической обработки варьировала в пределах от 14 до 16 мкм. Олигодендроциты идентифицировали по их маленькому округлому или овальному ядру с относительно плотным хроматином и по узкому ободку светлой цитоплазмы. Срезы изучали при помощи светового микроскопа Axio Imager M1 («Carl Zeiss»), оснащенного иммерсионным объективом 100× (N.A.=1,40) и системой анализа изображений AxioVision. Nv олигодендроцитов подсчитывали в слое III поля 10 отдельно в подслоях a, b и c методом оптического диссектора, который был описан ранее [9, 22]. Для подсчета клеток использовали прямоугольную тестовую рамку размером 55×55 мкм. Толщина оптического диссектора составляла 10 мкм. В каждом подслое слоя III подсчитывали 100 диссекторов, общее число подсчитанных диссекторов составило 12 000. Коэффициент ошибки (CE) подсчитывали по H. Gundersen соавт. [21].

Статистический анализ проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0. Нормальное распределение в полученных выборках переменных было подтверждено при помощи критерия Колмогорова—Смирнова. Корреляционный анализ Пирсона использовался для выявления корреляционной зависимости между полученными параметрами, с одной стороны, и возрастом, посмертным интервалом, временем фиксации в формалине, хлорпромазиновым эквивалентом, с другой стороны. Для обнаружения статистически значимых отличий между основной и контрольной группами проводили многофакторный дисперсионный анализ (MANСOVA) с последующими апостериорными попарными сравнениями изучаемых групп (Дункан-тест), где Nv олигодендроцитов была зависимая переменная, диагноз и пол — независимые переменные, а возраст, посмертный интервал, время фиксации в формалине — ковариаты. Уровень статистической значимости для всех тестов (α=0,05).

Nv олигодендроцитов в сравниваемых группах для подслоев слоя III предоставлена в табл. 2.

При многофакторном дисперсионном анализе (MANOVA) было установлено статистически значимое влияние диагноза (шизофрения) на Nv олигодендроцитов во всех подслоях слоя III, но не было выявлено влияние фактора пола (см. табл. 2). Апостериорные попарные сравнения (Дункан-тест) показали достоверное снижение средних значений параметра в группе шизофрении по сравнению с контролем в подслое IIIa (–17%, p=0,02), IIIb (–20%, p=0,02) и IIIc (–17%, p=0,005) (см. рисунок).

В настоящей работе представлены данные о выраженном снижении Nv олигодендроцитов во всех подслоях слоя III поля 10 при шизофрении. Не выявлено влияния таких факторов, как возраст, пол, посмертный интервал и время фиксации в формалине, на изучаемый показатель. Мы также не обнаружили корреляций между Nv олигодендроцитов и длительностью заболевания, а также применявшимися для терапии больных дозами нейролептиков. Тем не менее в литературе имеются данные о повышении пролиферации олигодендроцитов у крыс после введения нейролептиков [23, 24] и стимулирующем эффекте нейролептиков на процесс миелинизации у пациентов с шизофренией [25]. Это дает основание говорить о возможности увеличения Nv олигодендроцитов и наличии соответствующих корреляций с дозами нейролептиков и длительностью болезни, но мы этого не обнаружили.

Таким образом, можно предполагать, что сниженная численность олигодендроцитов связана с основным мозговым патологическим процессом при шизофрении. Однако, поскольку дозы нейролептиков подсчитывались только за последний месяц, их влияние на численность олигодендроцитов нельзя исключать полностью.

Настоящее исследование дополняют и расширяют результаты наших предыдущих исследований, которые были выполнены на коллекции института Стенли (США) [26], о снижении числа перинейрональных олигодендроцитов во всех подслоях слоя III поля 9 ПФК при шизофрении, а также подтверждают данные P. Hof и соавт. [10].

Дефицит олигодендроцитов в ПФК не ограничивается только слоем III. Он также был отмечен в слое VI и в белом веществе [9]. Мы полагаем, что при шизофрении имеет место нарушение процессов пролиферации и созревания олигодендроцитов в ходе развития головного мозга. Однако мы не можем исключить, что потеря олигодендроцитов может происходить в течение болезни, поскольку в нашем предыдущем электронно-микроскопическом исследовании нами найдены признаки дегенеративных изменений олигодендроцитов и миелиновых оболочек аксонов в ПФК у больных шизофренией [11].

Дефицит олигодендроцитов, выявленный в настоящем исследовании, и их дегенеративные изменения, обнаруженные ранее, позволяют предположить, что нарушение процесса миелинизации в III слое поля 10 может приводить к повреждению внутрикорковых связей и вызывать нарушения корковых функций. Полученные данные в целом позволяют предполагать, что выявленные при шизофрении изменения олигодендроцитов могут играть важную роль в нарушении проведения импульсов по аксонам к синапсам, приводить к десинхронизации и дезинтеграции работы нейронных сетей, что выражается характерными для этих заболеваний расстройствами мышления.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: vostrikovvm@mail.ru