Диффузное аксональное повреждение головного мозга

В 1956 году Стрих, изучая аутопсии пяти пациентов с тяжёлой закрытой черепно-мозговой травмой, впервые предположил, что диффузная дегенерация белого вещества головного мозга может быть связана с физическим повреждением нервных волокон. В 1961 году тот же исследователь, проанализировав данные 20 пациентов, погибших от травмы головы, установил, что сдвигающее усилие, возникающее при ротационном ускорении движений головы, вызывает разрыв нервных волокон и диффузную дегенерацию полушарий и ствола мозга, заложив тем самым теоретическую основу для будущих исследований. В 1980-х годах Адамс и Дженнарелли детально изучили механизм развития и клиническую патологию данного состояния, добившись значительных успехов, которые были приняты во внимание при окончательном выборе названия. ДАПГМ было официально названо и признано международным научным сообществом в 1982 году^[2].

ДАПГМ является формой черепно-мозговой травмы^[3].

Выделяют 3 степени ДАПГМ^[4]:

• I степен характеризуется распространённым аксональным повреждением без очаговых изменений по данным нейровизуализации;
• II степень включает в себя повреждения I степени с дополнительными очаговыми изменениями, часто локализующимися в мозолистом теле;
• III степень включает повреждения I и II степени с дополнительным поражением ствола мозга.

В основе ДАПГМ лежит черепно-мозговая травма инерционного типа, возникающая в результате быстрого ротационного или поступательного движения головы — углового ускорения во фронтальной плоскости при высокоскоростном замедлении. Типичные причины: дорожно-транспортные происшествия, падения с высоты (кататравма), а также синдром тряски ребёнка. Факторы риска: молодой возраст (повышенная подверженность ускоренным нагрузкам при вождении и на производстве), употребление алкоголя или седативных средств (косвенно повышающее рискованное поведение)^[5].

В основе патогенеза ДАПГМ лежит ротационная теория: при ударах головы мозг совершает движения в сагиттальной, вертикальной и горизонтальной плоскостях. Подвижные полушария подвергаются ротации, тогда как фиксированный ствол мозга остаётся неподвижным и повреждается вследствие перекручивания и натяжения. Кроме того, отдельные части мозга вместе с оболочками и цереброспинальной жидкостью, а также отдельные слои мозга смещаются друг относительно друга. Даже незначительное смещение может приводить к разрыву нервных волокон, кровеносных сосудов и асинапсии. При ротационной травме возможно асимметричное распределение повреждений: при вращении мозга в какой-либо плоскости симметричные нервные волокна, идущие в одинаковых направлениях, избирательно повреждаются в одном полушарии и остаются интактными в другом. Основным следствием является первичное повреждение ствола мозга, что объясняет изначальную кому с грубой стволовой симптоматикой. Повреждения аксонов в мозолистом теле, внутренней капсуле, прилежащих отделах мозга и на различных уровнях ствола зависят от направления внешней нагрузки и места её приложения к голове, что связано с ротацией мозга в полости черепа^[6][5].

Первичное механическое воздействие нарушает целостность аксона и аксоплазматический транспорт, что приводит к накоплению белка-предшественника бета-амилоида. Повреждение аксона может быть следствием коллапса или растяжения аксолеммы, что ведёт к дисфункции ионного обмена через мембрану, деполяризации нейронов и гиперактивации ионных насосов. Ключевую роль во вторичном повреждении аксонов, нейронов и сосудистых структур играет внутриклеточная дисрегуляция кальция, вызванная механическим нарушением мембраны и избыточным высвобождением возбуждающих аминокислот, таких как глутамат. Этот патофизиологический каскад активирует множественные внутриклеточные сигнальные пути и ранние факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию генов, кодирующих факторы роста, цитоскелетные белки и белки теплового шока^[7].

В патогенезе ДАП также задействованы сложные нейровоспалительные реакции с ведущей ролью провоспалительных цитокинов и сигнальных путей, таких как фактор некроза опухоли альфа, интерлейкин-6 и ядерный фактор каппа-би, которые способствуют прогрессированию повреждения. Фактор некроза опухоли альфа способствует вторичному нейрональному повреждению, усиливая апоптоз, демиелинизацию и дальнейшую дегенерацию аксонов, а также повышает проницаемость гематоэнцефалического барьера, облегчая инфильтрацию периферических иммунных клеток. Повышение концентрации интерлейкина-6 вносит вклад в глиоз и хронические дегенеративные изменения в поражённых нейронных цепях. Сигнальный путь ядерного фактора каппа-би, активируясь, транслоцируется в ядро и индуцирует экспрессию цитокинов, таких как фактор некроза опухоли альфа и интерлейкин-6, усиливая воспалительный ответ; его устойчивая активация связана с продолжающейся аксональной дегенерацией и демиелинизацией^[7].

Кроме того, в поддержании аксонального повреждения играет роль дисфункция нейроваскулярно-глимфатической системы. После травмы может нарушаться как церебральная сосудистая система, так и параваскулярный глимфатический ток, ответственный за клиренс растворимых белков, метаболических отходов и избытка внеклеточной жидкости. Сосудистое повреждение ассоциировано с расширением периваскулярных пространств и снижением экспрессии аквапорина-4, что указывает на нарушение динамики церебральной жидкости и глимфатического клиренса. Травматическое воздействие снижает глимфатическую функцию, нарушая обмен между цереброспинальной и интерстициальной жидкостью, тем самым ослабляя способность мозга удалять интерстициальные метаболиты. В патогенез также вовлечён окислительный стресс, индуцированный избыточным внутриклеточным кальцием: внутри митохондрий генерируются активные формы кислорода, запускающие перекисное окисление липидов, окисление белков, повреждение ДНК и ингибирование митохондриальной дыхательной цепи, что в конечном счёте приводит к окислительному аксональному и нейрональному повреждению^[7].

ДАПГМ формирует характерную картину гистопатологических изменений. Очаговые кровоизлияния часто появляются в мозолистом теле, чаще всего в валике или колене, а также в дорсолатеральных отделах ствола мозга. Со временем эти очаги могут эволюционировать от точечных геморрагий до гранулярных рубцов или кист. Микроскопически в белом веществе полушарий, стволе мозга и иногда мозжечке обнаруживаются аксональные колбы, образованные перерезанными аксонами. У пациентов с короткой выживаемостью преобладают аксональные колбы, при промежуточной выживаемости вокруг повреждённых волокон формируются микроглиальные скопления, а у пациентов с длительной выживаемостью становится заметной валлерова дегенерация^[6]

Среди пациентов с тяжёлой черепно-мозговой травмой ДАПГМ выявляется в 60 % случаев. Отмечается выраженное преобладание мужчин (81 % случаев), что связывают с более высоким риском дорожно-транспортных и производственных травм. Доля детей младше 15 лет среди пострадавших с ДАПГМ составляет 24 %^[5].

Дифференциальная диагностика ДАПГМ проводится со следующими заболеваниями^[5]:

• субдуральная гематома;
• эпидуральная гематома;
• внутримозговая гематома;
• ушибы головного мозга;
• петехиальные кровоизлияния;
• гипоксическое повреждение;
• жировая эмболия;
• субарахноидальное кровоизлияние;
• ишемический инсульт;
• геморрагический инсульт;
• сотрясение мозга;
• гипогликемия.

Осложнениями ДАПГМ являются системные нарушения, включая коагулопатию, гипертермию, гипотензию, гипоксию, гипергликемию и электролитные расстройства (гипонатриемию). Другими осложнениями ДАПГМ является клинически значимая вегетативная дисрегуляция, проявляющаяся необъяснимой гипертензией, тахикардией, потливостью или патологическими позами, а также процесс вторичной аксотомии, при котором воспалительные и апоптотические каскады продолжают разрушать аксоны спустя часы или дни после первичной травмы^[5].

Основная цель терапии при ДАПГМ — устранение факторов вторичного повреждения мозга: гипоксии, артериальной гипотонии, внутричерепной гипертензии, церебральной гипоперфузии, гипертермии, гиперкапнии, нарушений концентрации глюкозы и анемии. Обязательно устраняют артериальную гипотензию, поддерживая систолическое артериальное давление на целевых значениях. При нарушениях сознания проводят интубацию трахеи для нормальной оксигенации и устранения гиперкапнии. При прогнозируемой длительной искусственной вентиляции лёгких выполняется трахеостомия. Для седации и контроля внутричерепного давления применяют седативные средства. Для коррекции рефрактерной внутричерепной гипертензии используют барбитураты на фоне стабильной гемодинамики. Декомпрессивная трепанация черепа с пластикой твёрдой мозговой оболочки применяется только при внутричерепной гипертензии, не поддающейся медикаментозной коррекции^[3].

Прогноз течения ДАПГМ определяется совокупностью таких факторов, как степень тяжести первичной травмы, локализация очагов аксонального повреждения и развитие вторичных повреждающих воздействий. Ухудшение прогноза ассоциировано с более высокой градацией поражения, возрастом пациента, наличием зрачковых нарушений, снижением концентрации гемоглобина, продолжительностью коматозного состояния, вегетативной дисрегуляцией, артериальной гипотензией, гипоксией, гипергликемией, а также общей тяжестью политравмы. Наиболее неблагоприятный прогноз наблюдается при вовлечении чёрной субстанции, покрышки среднего мозга, колена мозолистого тела и ядер восходящей активирующей системы. У детей прогноз ухудшается при исходно тяжёлой черепно-мозговой травме, снижении систолического артериального давления и длительном коматозном состоянии, при этом наиболее высокий уровень госпитальной летальности определяется у детей раннего возраста (до 3 лет)^[5].

После выписки из стационара пациенту показано диспансерное наблюдение у врача-невролога: в течение 1-го года — 1 раз в 3 месяца, затем — 1 раз в 6 месяцев. В первый год наблюдения объём диспансерного обследования включает компьютерную томографию головного мозга, электроэнцефалографию, а также консультацию невролога и офтальмолога^[3].

Профилактика ДАПГМ включает соблюдение правил дорожного движения и техники безопасности на производстве. Государственные и частные организации обязаны обеспечивать безопасные условия для предотвращения дорожно-транспортного травматизма и контролировать соблюдение правил охраны труда на производствах с повышенным риском получения травм^[3].