Патофизиология. Литвицкий. 2013

мозга), избыточная генерация радикалов кислорода, липидов и других веществ в ткани мозга (например, в условиях гипоксии и/или гипероксигенации мозга, отравлении нейротоксическими агентами).

†Механизмы апоптоза изложены в разделе «Апоптоз» в главе 4 «Повреждение клетки».

Описанные выше механизмы повреждения нейрона тесно взаимосвязаны, они нередко потенцируют друг друга, образуя порочные круги (circulus vitiosus). Формирование таких порочных кругов — неспецифическая, стандартная реакция нейрона на разные патогенные воздействия.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ НЕЙРОНОВ.

Патогенетическую основу большинства форм нарушений нервной деятельности составляют раздельные или сочетанные расстройства специфических для нейрона процессов метаболизма различных нейромедиаторов (рис. 29–3).

Рис. 29–3. Основные механизмы повреждения нейронов (специфические).

•Синтез нейромедиаторов. Наиболее частые причины нарушений синтеза нейромедиаторов: энергетический дефицит, дефицит субстратов синтеза, генетические дефекты ферментов синтеза, ингибирование ферментов синтеза.

•Аксонный транспорт нейромедиаторов. Наиболее частые причины нарушения аксонного транспорта рассмотрены далее (раздел «Механизмы нарушений межнейронных взаимодействий»).

•Секреция нейромедиатора (см. статью «Нейромедиаторы» в приложении «Справочник терминов»).

•Удаление нейромедиатора (см. статью «Нейромедиаторы» в приложении «Справочник терминов»).

•Взаимодействие нейромедиатора с его рецепторами (см. статью «Нейромедиаторы» в приложении «Справочник терминов»).

1481

Реализация описанных выше неспецифических и специфических механизмов повреждения нейрона обусловливает нарушение восприятия, анализа, генерации и проведения возбуждения нейронами.

МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЙ МЕЖНЕЙРОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Механизмы нарушений межнейронных взаимодействий приведены на рис. 29– 4.

возбуждения нейронами

Рис. 29–4. Механизмы нарушений взаимодействия нейронов.

В основе нарушений межнейронных взаимодействий находятся расстройства физико-химических процессов и форм функционального взаимодействия нейронов.

РАССТРОЙСТВА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Существует несколько вариантов расстройств физико-химических процессов, обеспечивающих межклеточные взаимодействия в нервной системе. К ним относятся нарушения мембранного электрогенеза (включая проведение ПД по аксонам), синаптической передачи (включая секрецию и рецепцию нейромедиатора), а также нарушения аксонного транспорта.

РАССТРОЙСТВА ФОРМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙРОНОВ

Среди межнейронных функциональных взаимодействий выделяют жёстко детерминированную и вероятностно-статистическую формы.

•Жестко детерминированная (жёстко программная) — стандартная форма ответной реакции определяется генетически запрограммированными особенностями реагирования нейронов на воздействия и наличием анатомических связей между нейронами, составляющими ту или иную функциональную совокупность (ядра, проводящие пути, нейронные сети и т.п.).

•Стохастическая (вероятностно-статистическая) форма реакции нейронов означает, что один и тот же стимул может вовлекать в ответные реакции разные нейроны или вызывать неодинаковые ответы. Зависимость между воздействием и ответной реакцией носит вероятностный характер. В основе

1482

этой формы взаимодействия лежат изменчивость текущего функционального состояния нейронов и функциональная избыточность нейронов и связей между ними. Стохастичность межнейронного взаимодействия обеспечивает высокую функциональную пластичность, а также значительные компенсаторно-приспособительные возможности нервной системы, предотвращающие возможность «случайных» патогенных последствий различных воздействий.

•В норме обе формы межнейронного взаимодействия сбалансированы и дополняют друг друга. Нарушение этого баланса приводит к расстройствам нервной деятельности. Например, в агональной стадии процесса умирания наблюдается переход нейронов дыхательного центра на жёстко-программный режим деятельности. Обеспечивая необходимый минимум лёгочной вентиляции, дыхательный центр утрачивает возможность реагирования на дополнительные воздействия. В условиях дефицита энергии дыхательный центр не реагирует на афферентные стимулы от синокаротидных рефлексогенных зон, рецепторов растяжения лёгких и других регионов. Такое состояние дыхательного центра обозначают как его «функциональная деафферентация».

МЕХАНИЗМЫ РАССТРОЙСТВ ИНТЕГРАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Механизмы расстройств интегративной деятельности нервной системы заключаются в нарушениях функционирования одного или нескольких звеньев нервной системы: афферентного, центрального и эфферентного.

•Афферентные нарушения могут быть связаны с расстройствами восприятия различных воздействий и проведения сигнала от афферентных структур к нервным центрам.

•Центральные нарушения характеризующегося расстройствами процессов анализа афферентных сигналов, синтеза и генерации эфферентного сигнала нервными центрами.

•Эфферентные нарушения заключаются в расстройствах проведения сигналов из центра и их восприятия исполнительными структурами.

Эти расстройства могут приводить к нарушениям деятельности функциональных и физиологических систем организма, а при тяжёлых поражениях — к их распаду.

ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Типовые формы нарушений деятельности нервной системы представлены на рис. 29–5.

1483

Типовые формы расстройств деятельности нервной системы

Рис. 29–5. Типовые формы расстройств деятельности нервной системы.

Всё многообразие типовых форм расстройств деятельности нервной системы подразделяют на три группы (по критериям зависимости от интенсивности нервных влияний на ткани и органы, адекватности ответа нервной системы на них и нарушенного вида нервной деятельности).

•По критерию интенсивности выделены патологическое усиление и патологическое ослабление нервных влияний на ткани и органы.

•По адекватности ответа нервной системы на воздействия говорят о фазовых состояниях.

•По критерию преимущественно нарушенного вида нервной деятельности выделяют нейрогенные расстройства движений, нарушений чувствительности, расстройства трофики мишеней и нарушения ВНД.

ПАТОЛОГИЧЕСКОЕ ОСЛАБЛЕНИЕ НЕРВНЫХ ВЛИЯНИЙ

Патологическое ослабление нервного контроля на эффекторы возникает при нарушениях центрального или эфферентного звеньев нервной системы.

Причины.

К причинам возникновения патологического ослабления нервных влияний относятся органические повреждения и функциональные изменения центрального аппарата нервной регуляции, а также нарушения в эфферентном звене системы нервного контроля.

•Органические повреждения центрального аппарата: механическая травма головного и/или спинного мозга, а также органных и тканевых нервных образований (например, нервных сплетений кишечника, брюшной и грудной полости, малого таза и др.), воспалительные процессы (например, энцефалит, менингит, неврит), опухоли (например, головного или спинного мозга и их оболочек), дегенеративные процессы (например, при боковом амиотрофическом склерозе, гибели нейронов

1484

коры при болезни Альцхаймера, стрионигральной дегенерации при атаксии и др.), нарушения кровообращения (чаще всего — ишемия, а также венозная гиперемия, стаз).

Возникающие при органических повреждениях нервных образований расстройства усугубляются развитием в нейронах вокруг очага повреждения состояния так называемого «охранительного торможения». Оно предотвращает или уменьшает дальнейшее нарастание патологических изменений в нейронах. Однако, это увеличивает степень дефекта нервной функции. Например, при локальном нарушении кровообращения в двигательном анализаторе выраженность паралича определяется, с одной стороны, размером очага органического повреждения, а с другой — торможением деятельности близлежащих неповреждённых нейронов, что усиливает дефект регуляции движений. Со временем (по мере снятия охранительного торможения) двигательная функция может в какой-то степени восстановиться даже при сохранении структурных повреждений мозговой ткани.

•Функциональные изменения центрального аппарата нервной регуляции: снижение интенсивности возбудительного процесса (например, при наркозе) и гиперактивация ядер ЦНС, оказывающих тормозное влияние на эффекторы (например, в условиях чрезмерного повышения активации нейронов ретикулярной формации продолговатого мозга, оказывающей тормозное нисходящее влияние на структуры спинного мозга, развиваются расстройства движений, вплоть до парезов мышц, а также снижения чувствительности тканей. В основе этих феноменов лежит угнетение полисинаптических рефлексов в спинном мозге под влиянием тормозных стимулов от нейронов ретикулярной формации).

•Нарушения в эфферентном звене системы нервного контроля: травматическое прерывание (частичное или полное) проведения сигналов, расстройства проведения ПД по аксонам и/или аксонного транспорта, расстройства восприятия нервных воздействий клетками– мишенями (например, в условиях гипоксии, дисбаланса ионов, изменения числа и аффинности рецепторов к нейромедиаторам). Возникающий при значительном снижении или выпадении нервного контроля комплекс метаболических, нейромедиаторных и структурно-функциональных изменений в постсинаптических нейронах, тканях и органах получил название «денервационный синдром».

ПАТОЛОГИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ НЕРВНЫХ ВЛИЯНИЙ

Патологическое усиление нервных влияний на эффекторные структуры развивается вследствие первичного и вторичного чрезмерного повышения уровня и/или длительности возбуждения нейронов.

•Первичное чрезмерное возбуждение. Причины: увеличение притока возбуждающей афферентации (например, при психогенном стрессе, болевом раздражении, повреждениях чувствительных нервов), пролонгирование действия возбуждающих нейромедиаторов (например, при повышенном выделении нейромедиатора в синаптическую щель, снижении процессов его

1485

разрушения и/или удаления), повышение чувствительности нейронов к возбуждающим сигналам (например, в результате избыточной деполяризации нейронов, вызванной увеличением содержания K+ в межклеточном пространстве).

•Вторичное чрезмерное повышение интенсивности и/или продолжительности возбуждения нейронов, уже находившихся в состоянии повышенной активности, развивается в условиях деафферентации, уменьшения секреции нейромедиаторов, блокады постсинаптических рецепторов.

†Деафферентация нейронов. Блокирует поступление тормозных сигналов к нейронам или нервным образованиям (например, перерезка в эксперименте ствола мозга между передним и задним четверохолмием по Шеррингтону вызывает характерный «феномен растормаживания» — децеребрационную ригидность).

†Уменьшение выделения тормозных нейромедиаторов (например, при блокировании столбнячным токсином секреции глицина из вставочных нейронов спинного мозга приводит к развитию судорог).

†Блокада постсинаптических рецепторов тормозных нейромедиаторов (например, блокирование стрихнином глициновых рецепторов вызывает развитие судорог).

Тормозные механизмы нервной системы весьма чувствительны к различным патогенным воздействиям. В связи с этим «феномен растормаживания» рассматривается как один из основных механизмов развития многих нарушений нервной деятельности.

Гиперактивация нервных структур может привести к формированию «застойных очагов возбуждения». Их функционирование проявляется различными нейропатологическими синдромами: приступами эпилептических судорог или болей (например, таламического болевого синдрома, фантомных болей). Образование таких очагов (например, в центрах гипоталамуса) может приводить к выраженным вегетативным расстройствам — артериальной гипертензии, полифагии, гиперсекреции желудка, аритмиям сердца и др.

ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ

По критерию адекватности ответа нервной системы на различные воздействия выделены такие нарушения её деятельности как фазовые состояния, развитие патологических рефлексов и снижение общей резистентности и степени адаптируемости организма к меняющимся условиям существования.

Фазовые состояния — нарушения адекватных соотношений между интенсивностью и/или характером («качеством») ответной реакции (условнорефлекторной или безусловнорефлекторной) и параметрами раздражителя, вызывающего данную реакцию. Ответы нервной системы в количественном или качественном

1486

отношениях не соответствуют ни параметрам раздражителя, ни потребностям организма.

•Причины.

†Генетически детерминированные патологические изменения на разных уровнях организации нервной системы. Так, конкордантность по рассеянному склерозу среди монозиготных близнецов превышает 50%, а у близких родственников (родителей, братьев и сестёр) риск возникновения этой болезни в 8 раз выше, чем в общей популяции. Это (наряду с влиянием факторов внешней среды) отражает взаимодействие нескольких генетических факторов между собой (так называемая полигенная зависимость).

†Приобретённые расстройства структурно-функциональной организации нервной системы (например, в условиях ишемии, роста опухолей, энцефалитов, интоксикаций).

•Последствия.

†Утрата сложившихся в процессе индивидуальной жизни межнейронных отношений, совокупностей нейронов или систем (функциональный распад нервной системы).

†Формирование патологических, не свойственных данному индивиду функциональных связей между нейронами и нервными образованиями («патологическая интеграция»), новых функциональных совокупностей нейронов и систем (образование «патологической системы»).

†Снижение пластичности и компенсаторно-приспособительных возможностей нервной системы в целом или отдельных её функциональных образований.

•Проявления.

†Развитие фазовых состояний. Фазовые состояния наиболее характерны для сферы ВНД и нейро-вегетативных реакций.

Типы фазовых состояний.

‡Уравнительное. Характеризуется одинаковыми ответами нервных структур на воздействия разной интенсивности.

‡Средних раздражителей. Проявляется максимальным ответом только на раздражители средней интенсивности.

‡Парадоксальное. Характеризуется слабой реакцией или её отсутствием на сильный раздражитель, сохранением или усилением реакции на слабые раздражители.

‡Наркотическое. Проявляется последовательным выпадением реакций на слабые, а затем и на сильные раздражители.

‡Тормозное. Характеризуется отсутствием реакции на любой раздражитель.

1487

‡Ультрапарадоксальное. Проявляется качественным изменением соотношения между характером раздражителя и вызываемой им реакцией. При этом состоянии негативные реакции развиваются в ответ на положительные раздражители и наоборот.

Для фазовых состояний характерна также смена их во времени («временная мозаика») и в разных регионах нервной системы («пространственная мозаика»).

†Формирование патологических условных или (чаще) безусловных рефлексов.

†Снижение общей резистентности и степени адаптируемости организма к меняющимся условиям существования.

НЕЙРОГЕННЫЕ РАССТРОЙСТВА ДВИЖЕНИЙ

Нейрогенные расстройства движений характеризуются патологическими изменениями количества движений, их темпа и координации.

КЛАССЫ НЕЙРОГЕННЫХ РАССТРОЙСТВ ДВИЖЕНИЙ

Выделены следующие классы типовых форм нейрогенных расстройств движения: гипокинезии, гиперкинезии, гиподинамии и атаксии.

•Гипокинезии — ограничение объёма и скорости произвольных движений.

•Гиперкинезии — выполнение избыточных непроизвольных движений.

•Гиподинамии — снижение двигательной активности и силы мышечных сокращений при движении.

•Атаксии — нарушение координации движений.

АНАТОМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ

К системам, осуществляющим регуляцию движений, относятся пирамидная и экстрапирамидная системы, а также структуры, ответственные за регуляцию координации движений. Аксоны всех нисходящих путей заканчиваются исключительно на мотонейронах спинного мозга.

•Пирамидная система.

†Нисходящие пути.

‡Корково-спинномозговой путь передний (пирамидный путь передний, tractus corticospinalis ventralis) образован аксонами нейронов,

расположенных в двигательной зоне коры [предцентральная извилина (gyrus precentralis)]. Волокна пути проходят через внутреннюю капсулу и в переднем канатике, заканчиваются в передних рогах, посегментно перекрещиваясь.

‡Корково-спинномозговой путь латеральный (пирамидный путь латеральный, tractus corticospinalis lateralis) начинается в коре предцентральной извилины, проходит через внутреннюю капсулу и

1488

после перекреста в продолговатом мозге проходит в боковом канатике, заканчиваясь в передних рогах.

†Уровни (топика, от гр. topos — место) наиболее частого поражения нервных структур пирамидной системы, регулирующей функцию поперечно-полосатых мышц и произвольные движения:

†тела нейронов центрального двигательного анализатора, расположенные преимущественно в предцентральной извилине двигательной зоны коры — пирамидные нейроны;

†корково-ядерные и корково-спинномозговые пути;

†вставочные клетки спинного мозга, через которые пирамидные нейроны влияют на мотонейроны передних рогов спинного мозга и черепных нервов;

†тела мотонейронов передних рогов спинного мозга и двигательных ядер черепных нервов, аксоны мотонейронов, нервно-мышечные синапсы.

•Экстрапирамидная система.

†Нисходящие пути.

‡Красноядерно-спинномозговой путь (пучок фон Монакова, tractus rubrospinalis) — нисходящий проекционный путь экстрапирамидной системы, начинается от красного ядра, проходит в мозговом стволе и боковом канатике и заканчивается в передних рогах.

‡Ретикулоспинальный путь (tractus reticulospinalis) — эфферентный путь экстрапирамидной системы; начинается в ретикулярной формации продолговатого мозга, заканчивается в передних рогах спинного мозга. Контролирует тонус скелетной мускулатуры и висцеральные двигательные функции (например, автоматизм дыхания).

†Уровни (топика) поражения нервных структур экстрапирамидной системы, регулирующих мускулатуру, обеспечивающую непроизвольные («автоматические») движения:

†нейроны коры (премоторная зона, поясная извилина и другие), подкорковых ядер стриопаллидарной системы, мозжечка, спинного мозга.

†проводящие пути стриопаллидарной системы (например, красноядерноспинномозговой или ретикулоспинальный),

•Система координации движений.

Уровни (топика) поражения нервных структур, обеспечивающих координацию движений:

†тела нейронов лобной и височной областей коры головного мозга, ядер мозжечка.

1489

†проводящие пути (от нейронов коры мозга и мозжечка к нейронам гипоталамуса, красного ядра среднего мозга, вестибулярных ядер, ретикулярной формации ствола мозга и др.);

†синаптические структуры.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПОВЫХ ФОРМ РАССТРОЙСТВ ДВИЖЕНИЯ

В этом разделе рассмотрены разные классы типовых форм нейрогенных расстройств движения: гипокинезии, гиперкинезии и атаксии.

•Гипокинезии — ограничения объёма, количества и скорости движений. Они, как правило, сочетаются со снижением двигательной активности и силы мышечных сокращений — гиподинамией. С учётом различных критериев выделяют несколько типов гипокинезий (рис. 29–6).

Тетраплегии

Рис. 29–6. Виды гипокинезий.

†В зависимости от выраженности нарушения движений выделяют парезы и параличи.

‡Парез — уменьшение амплитуды, скорости, силы и количества произвольных движений.

‡Паралич —полное отсутствие произвольных движений.

†В зависимости от распространённости (масштаба) расстройств движения выделяют различные плегии, от монодо тетраплегии.

‡Моноплегия — паралич или парез одной конечности (руки или ноги).

‡Параплегия — паралич или парез обеих рук или обеих ног.

‡Гемиплегия — паралич или парез левой или правой половины тела.

‡Триплегия — паралич или парез трёх конечностей.

‡Тетраплегии — паралич или парез рук и ног.

†В зависимости от изменения тонуса мышц различают спастические, ригидные и вялые формы гипокинезий.

1490