Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) - с точки зрения нейрофизиологии

Неврологические заболевания возникают вследствие патологических изменений в мозге. К ним относятся черепно-мозговые травмы, инсульт, эпилепсия, рассеянный склероз и нейрокогнитивные растройства.

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) — контактное повреждение мозга, является наиболее распространенной формой повреждения мозга у людей моложе 40 лет. ЧМТ обычно возникают в результате ударов по голове, например вследствие автомобильных аварий, техногенных катастроф или спортивных травм. ЧМТ также может возникнуть из-за удара в грудь, приведшего к резкому повышению артериального давления, способному вызвать повреждение мозга.

Основные факторы, обусловливающие распространенность травм головы, это возраст и пол. Дети и пожилые люди чаще травмируют голову при падениях, а мужчины в возрасте 25-30 лет особенно часто получают черепно-мозговые травмы в автомобильных авариях и авариях на мотоциклах (рис. 1). Вероятность тяжелой черепно-мозговой травмы у ребенка до достижения им возраста получения водительских прав составляет 1 к 30.

Рисунок 1. Распространенность травм головы. Созданный на основе отчетов об обращениях в отделение неотложной помощи, госпитализациях и летальных исходах данный график демонстрирует частоту ЧМТ у мужчин и женщин в течение жизни.

Сотрясением мозга называют легкие формы черепно-мозговых травм. Такие травмы являются серьезной проблемой как для профессиональных спортсменов, так и для спортсменов-любителей, в особенности для тех, кто играет в американский футбол, хоккей, лакросс и футбол. Сотрясение мозга представляет не меньшую проблему для военнослужащих.

Спортивные происшествия становятся причиной около 20% ЧМТ; по данным Хирургического института Вооруженных сил США (U.S. Army Institute of Surgical Research), черепно-мозговые травмы встречаются у 1 из 5 военнослужащих США, получивших ранения в военных операциях. Сотрясение мозга возникает вследствие удара по голове или телу; оно может сопровождаться кратковременной потерей сознания. Можно получить сотрясение мозга и не заметить этого. Некоторые симптомы сотрясения мозга перечислены в табл. 5.

В настоящий момент идут широкомасштабные долговременные исследования футболистов и хоккеистов с сотрясением мозга в анамнезе, согласившихся предоставить свой мозг для посмертных исследований (Broglio et al., 2018). Предварительные данные исследований мозга умерших профессиональных футболистов с сотрясением мозга и тяжелыми последствиями сотрясения в анамнезе (такие последствия описаны в разд. ниже «Клинические аспекты: Сотрясение мозга») указывают на обширную диффузную потерю мозговой ткани.

Следует отметить, что изучение связи между сотрясением мозга и изменениями в мозге началось совсем недавно и значимость полученных данных для спорта и исследований мозга остается предметом дискуссии (Schwab & Hazrati, 2018).

а) Симптомы и исходы черепно-мозговых травм. ЧМТ может привести к непосредственному повреждению мозга. Травма может стать причиной нарушения кровоснабжения мозга, кровотечения, отека (вызывающего повышение внутричерепного давления), инфицированию мозга и образованию рубцов в мозговой ткани (рубец впоследствии может стать эпилептическим очагом). Нарушение кровоснабжения обычно бывает кратковременным, однако одновременное нарушение энергетической функции митохондрий нейронов, способное сохраняться в течение нескольких недель, может стать причиной возникновения различных поведенческих последствий сотрясения мозга.

Черепно-мозговая травма обычно сопровождается потерей сознания — кратковременной (в течение нескольких минут) или долговременной (кома). Уровень нарушения сознания можно использовать в качестве показателя тяжести повреждения, поскольку он коррелирует со смертностью, интеллектуальными нарушениями и утратой социальных навыков. Чем дольше длится кома, тем выше вероятность серьезного ухудшения состояния или летального исхода.

ЧМТ приводят к поведенческим нарушениям двух типов: 1) нарушениям специфических функций, регулируемых корой головного мозга в месте приложения травмы или в зоне на противоположной удару стороне мозга, как показано на рис. 2, и 2) генерализованным нарушениям вследствие распространенного повреждения мозга. Дискретные нарушения чаще всего связаны с повреждениями лобной и височной долей — эти области мозга в наибольшей степени подвержены ЧМТ. (См. изображения образцов тканей в разд. ниже «Клинические аспекты».)

Рисунок 2. Биомеханика ЧМТ. Розовым и голубым обозначены области мозга, наиболее часто повреждаемые при закрытых черепно-мозговых травмах. Удар по голове может вызвать ушиб в месте приложения удара или в области на стороне, противоположной удару

Причиной генерализованных нарушений становятся разбросанные по всему мозгу мелкие повреждения и разрывы. Движение полушарий относительно друг друга приводит к разрывам соединяющих их волокон, в первую очередь волокон мозолистого тела. Это приводит к снижению когнитивных функций — быстроты мышления, концентрации и общей эффективности когнитивных процессов.

Пациенты с ЧМТ обычно жалуются на проблемы с концентрацией или утрату когнитивных способностей. Они не могут функционировать так же эффективно, как до травмы. Люди с высокоразвитыми навыками могут больше всего пострадать от ЧМТ в основном потому, что они остро переживают потерю навыка, не позволяющую им вернуться к прежнему уровню компетентности.

Черепно-мозговые травмы, приводящие к повреждению лобных и височных долей, влияют на личность и социальное поведение. Очень немногие пациенты с тяжелыми ЧМТ впоследствии возобновляют учебу или возвращаются к работе на высокооплачиваемой должности. Даже если они снова выходят на рынок труда, то работают на более низких должностях, чем до аварии.

Серьезной проблемой, связанной с черепно-мозговыми травмами, являются ошибочные диагнозы: долгосрочные последствия травм редко принимают форму очевидных неврологических симптомов или аномалий, которые могут быть выявлены с помощью КТ или МРТ Поэтому пациентов часто направляют на обследование к неврологу или психиатру. Тем не менее существует несколько способов оценки ЧМТ.

1. Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС), представляющая собой разновидность МРТ, позволяет выявить изменения уровня специфических маркеров функционирования нейронов. Одним из таких маркеров является N-ацетиласпартат вторая по концентрации аминокислота в человеческом мозге. Уровень экспрессии N-ацетиласпартата является показателем нормального функционирования нейронов, а его отклонения от нормального уровня (повышение или снижение) могут быть использованы в качестве маркеров нарушений функции мозга.

У пациентов с черепно-мозговыми травмами наблюдается хроническое снижение уровня N-ацетиласпартата, которое напрямую коррелирует с тяжестью травмы. Хотя сейчас МРС редко применяют в клинической практике, данный метод является перспективным как для идентификации мозговых нарушений, так и для мониторинга клеточного ответа на терапию — точно так же, как ПЭТ (Omalu et al., 2018). Результаты другого исследования указывают на то, что регистрация ЭЭГ покоя может быть использована для оценки тяжести черепно-мозговых травм (Dunkley et aL, 2018).

б) Клинические аспекты: Сотрясение мозга. В начале 2011 г. 50-летний бывший защитник «Чикаго Беарз» (Chicago Bears) Дэйв Дьюерсон убил себя выстрелом в грудь, оставив записку с просьбой исследовать его мозг. Дьюерсон 11 лет играл в Национальной футбольной лиге, выиграл два суперкубка и получил множество наград. Будучи профессиональным футболистом, он перенес не менее 10 сотрясений мозга, однако ни одно из них не было достаточно тяжелым, чтобы заставить его выйти из игры.

После завершения футбольной карьеры Дьюерсон поступил в Гарвард, чтобы получить бизнес-образование. Его карьера в бизнесе была успешной до тех пор, пока он не начал испытывать трудности с принятием решений и управлением гневом.

В конце концов и бизнес, и брак Дьюерсона рухнули. После его самоубийства Центр исследований травматической энцефалопатии при Бостонском университете изучил его мозг. Центр проводит посмертные патологоанатомические исследования мозга бывших спортсменов в рамках долговременного исследования.

У Дьюерсона была диагносцирована хроническая травматическая энцефалопатия (ХТЭ) — прогрессирующее дегенеративное заболевание, возникающее у людей, перенесших повторяющиеся сотрясения мозга или другие закрытые черепно-мозговые травмы. (Разновидность заболевания, встречающаяся у боксеров, — это деменция боксеров.)

Мозг Дейва Дьюерсона. Окрашивание на тау-белок позволило увидеть дегенерацию мозговой ткани (темно-коричневые участки) лобной коры и медиальной височной доли на коронарных срезах передней части правого полушарий мозга Дьюерсона. В центре срезов видны сравнительно немногочисленные повреждения базальных ядер (желтоватые участки)

Сотрясение мозга (легкая форма черепно-мозговой травмы) в спорте является обычным делом. В особенности это касается контактных видов спорта, в т. ч. американского и европейского футбола, хоккея и регби (Solomon, 2018). Сотрясение мозга может возникать вследствие падений во многих других видах спорта, а также при транспортных авариях. По-видимому, частота случаев сотрясения мозга превышает 6 на 1000 человек.

Сотрясение мозга часто остается незамеченным. У пациентов, которым был поставлен диагноз, после сравнительно короткого периода покоя проявляются незначительные признаки патологии — таких пациентов лечат обычными методами. Тем не менее установлена связь между сотрясением мозга и дегенеративными заболеваниями в более позднем возрасте — нейрокогнитивными заболеваниями, в т. ч. болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона, болезнями двигательных нейронов и ХТЭ.

Наличие связи между перенесенным в молодости сотрясением мозга и дегенеративными заболеваниями мозга в более позднем возрасте позволяет предположить, что сотрясение мозга может запускать каскад патологических событий, которые спустя много лет приводят к возникновению ХТЭ. Для ХТЭ характерны наличие нейрофибриллярных клубков и бляшек, а также гибель нейронов. В особо тяжелых случаях встречаются церебральная атрофия и расширение желудочков вследствие потери нейронов. Как показано на рисунке, исследователи выявляют гибель клеток путем окрашивания на тау-белок, связанный с гибелью нейронов и применяемый в качестве маркера травм мозга.

Пока о ХТЭ известно немного. Может ли единственное сотрясение мозга запустить приводящий к ХТЭ каскад событий или сотрясений мозга должно быть много? Отличаются ли пациенты, у которых развивается ХТЭ, особой восприимчивостью? Следует ли разграничивать удары по голове, которые не приводят к появлению выраженных симптомов, и удары, которые приводят к потере сознания?

Единственное, что мы знаем, — у многих известных спортсменов, в особенности у футболистов и хоккеистов, развивается ХТЭ. Этот факт способствовал повышению осведомленности общественности о последствиях сотрясения мозга и заставил людей изменить свое решение относительно занятий этими видами спорта. Кроме того, он может привести к изменениям в некоторых видах спорта, сделав их менее опасными для головного мозга (Broglio et al., 2018).

в) Восстановление после черепно-мозговых травм. Процесс восстановления после травмы головы может занять 2-3 года, однако большая часть когнитивных функций восстанавливается в течение первых 6-9 месяцев. Память восстанавливается дольше, чем интеллект; восстановление памяти идет хуже, чем восстановление других когнитивных функций. У пациентов с повреждениями ствола мозга и глазодвигательными нарушениями когнитивные функции восстанавливаются хуже; наихудшим образом восстанавливаются пациенты с речевыми и двигательными нарушениями.

Несмотря на хорошие перспективы восстановления когнитивных функций, прогноз в отношении восстановления социальных навыков и личностных качеств, претерпевающих, как правило, значительные изменения, менее оптимистичный. Многочисленные исследования подтверждают, что качество жизни, заключающееся в социальных связях, воспринимаемом уровне стресса и получении удовольствия от проведения свободного времени, снижается после ЧМТ и что это снижение носит хронический характер.

- Читать далее "Инсульт - с точки зрения нейрофизиологии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 13.12.2023