Использование метода селективной окраски фибрина для определения давности повреждений головного мозга при острой черепно-мозговой травме

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

© КОШАК К.В., РЫКОВ В .А., ЧИКУН В .И.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА СЕЛЕКТИВНОЙ ОКРАСКИ ФИБРИНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВНОСТИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ОСТРОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЕ

К.В. Кошак, В. А. Рыков, В.И. Чикун

Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов; Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей, ректор - д.м.н., проф. А.В. Колбаско.

Резюме. В работе представлены результаты патоморфологического исследования головного мозга 127 лиц, погибших от острой черепномозговой травмы, с применением селективных гистохимических окрасок на фибрин, позволяющих судить о давности травмы. Установлено, что изменения окраски фибрина в зависимости от его «возраста» весьма специфичны и показательны, имеют чёткие временные критерии, которые могут быть положены в основу морфологической классификации черепномозговой травмы.

Ключевые слова: черепно-мозговая травма, фибрин, патоморфология, гистохимия.

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является одной из наиболее актуальных проблем современной судебно-медицинской науки. Установление механизма, прижизненности и давности травмы, выяснение танатогенеза и непосредственной причины смерти, оценка способности пострадавших к совершению активных целенаправленных действий и предоставление обоснованного экспертного заключения позволяет разрешить многие вопросы, возникающие в судебно-следственной практике.

Поэтому установление сроков давности возникновения черепномозговой травмы по морфологическим данным было и остаётся важной практической задачей, которая и по сей день далека от разрешения [5, 7]. В

практике судебно-медицинской экспертизы морфологическое исследование очагов повреждения головного мозга при отсутствии анамнестических, следственных и других данных является основным и, порой, единственным источником информации о времени возникновения травмы и длительности посттравматического периода [4]. Воспаление, элиминация, организация, частным случаем которого являются процессы, развивающиеся в очаге повреждения и вокруг него, не дискретны, а непрерывны. На разных этапах их развития можно видеть характерные для того или иного срока сочетания морфологических признаков, более или менее чётко характеризующих временные параметры возникающих изменений [6].

Очевидно также, что при изучении сроков давности возникновения, развития и организации очагов повреждения в головном мозге нельзя ограничиться описанием только местных альтеративных, экссудативных и пролиферативных процессов, даже с применением методов количественной морфометрии [6]. Очень важным аспектом являются как системные, так и локальные изменения со стороны сосудистого русла, сосудистой стенки и патоморфоз белковых компонентов крови при ЧМТ [8, 10, 12, 13]. Как с патофизиологической, так и с патолого-анатомической точки зрения представляют значительный интерес изменения системы свёртывания крови, и в первую очередь звено «фибриноген-фибрин-продукты деградации фибрина» [1, 2, 9, 11, 14]. Поэтому использование специфических

гистологических и гистохимических окрасок для выявления изменений фибрина, как своеобразного маркёра давности травматического повреждения головного мозга, представляет большой как теоретический, так и практический интерес.

Материалы и методы

В нашем исследовании практическим материалом послужили секционные наблюдения пострадавших от ЧМТ, смерть которых наступила непосредственно на месте происшествия, либо последовала позже в лечебных учреждениях г. Норильска. Вскрытия проводились на базе

Норильского городского отделения Красноярского краевого бюро судебномедицинской экспертизы, здесь же осуществлялась обработка

гистологического материала и микроскопические исследования.

Всего было исследовано 127 умерших от острой ЧМТ, в том числе 105 мужчин и 22 женщины в возрасте от 1,5 до 78 лет. Из них 43 умерли в стационаре, погибли вне стационара 84. В момент получения травмы 79 мужчин и 17 женщин находились в состоянии алкогольного опьянения. Предметом исследования являлся аутопсийный материал из головного мозга пострадавших. Группы формировались исходя из давности травмы. Предпочтение при исследовании отводилось аутопсийному материалу от лиц, умерших в первые минуты и часы после получения травмы (табл. 1).

Таблица 1

Распределение умерших от черепно-мозговой травмы в зависимости от продолжительности жизни после травмы

На вскрытии производились отбор и маркировка повреждённых участков вещества головного мозга и мягкой мозговой оболочки, а также сосудистых сплетений мозговых желудочков (в 39 случаях). Материал фиксировался в 10% растворе нейтрального формалина, затем подвергался стандартной дегидратации в спиртовой батарее с последующим изготовлением парафиновых блоков. После приготовления гистологических срезов они окрашивались гематоксилином и эозином, а также по методу V. Рюго-МаПогу в модификации Д.Д. Зербино - «оранжевый-красный-голубой» (ОКГ), который наиболее показателен и результативен в выявлении фибрина на разных сроках его образования [3]. В зависимости от времени существования фибрина в сосудах после окраски методами ОКГ определялась следующая цветовая гамма:

• «молодой фибрин» (0-6 часов) - жёлто-оранжевый цвет;

• «зрелый фибрин» (6-24 часа) - оттенки от оранжево-красного (6-12 часов) через ярко-красный (12-18 часов) до красно-фиолетового (18-24 часа);

• «старый фибрин» (более 24 часов) - фиолетовый цвет, постепенно переходящий в серо-голубой (свыше 48 часов).

Результаты и обсуждение

При изучении гистологических препаратов и анализе микроскопических изменений были установлены чёткие временные различия патоморфологических изменений в повреждённых сосудах и ткани мозга. Так, в первые минуты после причинения ЧМТ в зоне травматической деструкции головного мозга наблюдались исключительно дисциркуляторные изменения, характеризующиеся преимущественно малокровием всех структурных участков кровеносного русла (артериального, капиллярного, венозного) с явлениями ангиоспазма и сосудистого коллапса. При применении селективной окраски на фибрин методом ОКГ как в участках травматической деструкции, так и в просвете и стенке сосудов каких-либо признаков образования фибрина выявлено не было.

При наступлении смерти в период времени до 1 часа после травмы отмечался полиморфизм сосудистых реакций. При сохраняющемся ангиоспазме в зоне травматической деструкции было обнаружено неравномерное реактивное полнокровие, дистония и парез сосудов в неповреждённых участках. Развивались гемореологические расстройства: стаз и сладжи эритроцитов, сепарация плазмы, плазматическое пропитывание стенок сосудов, плазморрагии. При окраске методом ОКГ в данной группе наблюдений в просвете венул и капилляров среди сладжированных жёлтых эритроцитов и плазмы, а также в медии и на адвентиции появляются очаговые гомогенные жёлто-оранжевые массы, которые имеют вид вытянутых крупных и мелких глыбок и более интенсивную окраску - «молодой» фибрин ( рис. 1) .

При наступлении смерти через 2-6 часов после ЧМТ в очагах травматических кровоизлияний наблюдалась агрегация, выщелачивание и начало лизиса эритроцитов с превращением их в гомогенную зернистую

массу. Неравномерное кровенаполнение, сосудистый спазм сменялись резкой паретической венозной гиперемией с выраженными гемореологическими нарушениями вплоть до очагового тромбоза вен крупного и среднего калибра. В стенке сосудов мягкой оболочки и вещества мозга отмечалось выраженное плазматическое пропитывание, фибриноидное набухание с очагами фибриноидного некроза и появлением лимфо-лейкоцитарной инфильтрации. В веществе мозга вне зоны травматической деструкции в связи с венозным застоем в разной степени были выражены явления тканевой гипоксии в виде умеренного периваскулярного отёка, гемо- и плазморрагий, инфильтрации эритроцитами данных участков мозга; а также выраженные дистрофические изменения нейронов коры. В микропрепаратах, окрашенных методом ОКГ выявлялась диффузная белковая преципитация сосудистой стенки с яркожёлтым её цветом на фоне набухания и разрыхления сине-голубых коллагеновых волокон. В просвете сосудов и периваскулярно обнаруживались единичные и многочисленные глыбки «молодого» фибрина. В сосудистых сплетениях мозговых желудочков наблюдалось появление в просвете венул и капилляров шаровидных и каплевидных тромбов из «молодого» фибрина и разрушенных эритроцитов. Кроме того, были отмечены дистрофические изменения, некробиоз, очаговая десквамация хориоидального эпителия (рис.2).

В период времени от 6 до 24 часов после причинения ЧМТ участки травматических кровоизлияний характеризовались лизисом эритроцитов с обильной неравномерной лейкоцитарной инфильтрацией и выпадением на периферии нитей или нежно-сетчатых масс фибрина. В мягкой оболочке и веществе мозга было выраженное застойное венозное полнокровие с многочисленными тромбами в просвете сосудов, а также фибриноидное набухание и некроз стенок сосудов с развитием вторичных ангионекротических кровоизлияний. При окраске методом ОКГ установлено неравномерное утолщение и разрыхление стенок сосудов с диффузным оранжевым и оранжево-красным прокрашиванием, что

непосредственно указывало на появление «молодого» фибрина и фибриноидный некроз. К концу первых суток выпавший фибрин имел фиолетово-красный цвет («зрелый» фибрин; рис. 3).

Через 24-72 часа после ЧМТ в зоне травматической деструкции сохранялся венозный застой с тромбо-геморрагическими явлениями, некрозом и вторичными кровоизлияниями, диффузное экссудативное воспаление. В травматических кровоизлияниях на фоне лизиса и выщелачивания эритроцитов появлялись толстые нити и оптически плотные глыбчатые массы фибрина, в основном в виде сетчатых или кольцевидных конгломератов с обильной лейкоцитарной инфильтрацией. На периферии кровоизлияний обнаруживались немногочисленные макрофаги и начальные явления макрофагальной резорбции гемосидерина. При окраске методом ОКГ в участках травматических кровоизлияний определялись оптически плотные «кольцевидные» и грубо-сетчатые массы тусклого фиолетово-красного, серо-фиолетового и голубовато-серого цвета, что согласно цветовой шкале соответствует «зрелому», «стареющему» и «старому» фибрину.

При наступлении смерти через 4-7 суток и позднее после причинения ЧМТ начинали преобладать процессы репарации, резорбции и очищения очагов травматической деструкции тканевыми макрофагами. Происходило восстановление кровотока в микроциркуляторном русле, тромбы в просвете сосудов не обнаруживались, что указывало на нормализацию системы гемостаза в этот период. Массы фибрина подвергались лизису лейкоцитами. Постепенно начинала преобладать резорбция фибрина тканевыми макрофагами. Но наряду с этим сохранялись нарушения сосудистой проницаемости, имевшие место ранее и обусловленные длительной гипоксией, тромбозом сосудов и некрозом сосудистой стенки, а также дегенеративно-дистрофические изменения клеточных структур коры и локальные нарушения кровообращения в ткани мозга вследствие функциональной недостаточности восстанавливающегося кровотока.

При этом следует отметить, что через 4-7 суток и позднее после ЧМТ изменения в сосудистых сплетениях мозговых желудочков (ССГМ) наиболее наглядно характеризовали состояние мозгового кровообращения, особенно на уровне микроциркуляторного русла. В это время в повреждённых участках мягкой мозговой оболочки и вещества мозга происходит организация травматических повреждений, отмечается экссудативное, затем продуктивное воспаление, разрастания грануляционной ткани с явлениями гемосидероза и новообразованием сосудов. Это может визуально искажать морфологическую оценку состояния кровеносного русла (рис.4). Вне зоны травматической деструкции кровеносные сосуды мозговой ткани расположены неравномерно, и попадая в поле зрения при световой микроскопии, не всегда являются источником достоверной информации о состоянии мозгового кровотока.

В то же время ССГМ представлены многочисленными компонентами микроциркуляторного русла на различных его отрезках. Как правило, здесь не возникает прямых травматических или грубых воспалительных изменений; поэтому микроскопическая картина в полной мере характеризует не только состояние мозгового кровотока на микроциркуляторном уровне, но и состояние ликворообразующей системы - изменения стромы и эпителия хориоидных ворсин и ворсинок (некроз, десквамация, регенерация, а также склероз и стромальный фиброз).

Полученные нами в процессе исследования данные позволяют заключить, что быстро развивающиеся выраженные расстройства гемодинамики и гемореологии в ССГМ с явлениями фибриноидного некроза и диффузным тромбообразованием являются одной из главных причин быстро прогрессирующего отёка мозга вследствие полного или частичного блока гемоликвородинамики. Кроме того, эти данные могут служить объяснением некупируемого травматического отёка и набухания головного мозга даже в случаях успешно выполненной эвакуации внутричерепной гематомы и гемостаза повреждённых оболочечных или паренхматозных

сосудов, а также в более поздние сроки после причинения черепномозговой травмы.

В нашей работе впервые было проведено изучение динамики патоморфологических изменений фибрина в очагах травматической деструкции головного мозга и в микроциркуляторном русле ССГМ при острой ЧМТ. Установлено, что количественное и качественное определение критериев микротромбоза в очагах повреждений и веществе головного мозга является своего рода морфологическим маркёром при определении давности ЧМТ на секционном материале. Таким образом, динамика патоморфологических изменений фибрина в участках повреждения мягкой оболочки и вещества мозга, при применении селективных гистохимических методов окрашивания может быть рекомендована как один из дифференциально-диагностических критериев определения давности повреждений при острой и подострой ЧМТ.

Имеющиеся в настоящее время методы селективной окраски фибрина доступны в повседневной судебно-медицинской практике и расширяют дифференциально-диагностические возможности в решении сложных экспертных и клинических ситуаций.

USE OF A METHOD SELECTIVE FIBRIN STAINING FOR DEFINITION OF A LIMITATION PERIOD OF BRAIN INJURY IN CASE OF ACUTE CRANIOCEREBRAL TRAUMA

K.V. Koshak, V.A. Rykov, V.I. Chikun

Krasnoyarsk state medical university named in honor of prof. V.F. Vojno-

Yasenetskij

In our work we present results of pathomorphologic research of 127 human brains after acute craniocerebral injury. In our research we use selective

histochemical staining for fibrin detection. It helps to establish a limitation period of brain injury.

Литература

1. Гаджиев М-Р.Г. ДВС-синдром при тяжёлой травме черепа и головного мозга // Вопр. нейрохирургии им. Бурденко. - 1991. - № 3. - С.8-10.

2. Евсеев Е.М., Харин М.Г., Литвинов Р.И. Проявления синдрома ДВС крови при ЧМТ // Казан. мед. журнал. - 1985. - Т. 66, № 3. - С. 202-204.

3. Зербино Д.Д., Лукасевич Л.Л. Диссеминированное внутрисосудистое свёртывание крови. - М.: Медицина, 1989. - 256 с.

4. Зотов Ю.В., Щедренок В.В., Бродская Н.И. и др. Время образования травматических внутричерепных гематом // Вопр. нейрохирургии им. Бурденко. - 1979. - № 3. - С. 14-18.

5. Науменко В.Г., Грехов В.В. Церебральные кровоизлияния при травме. -М.: Медицина, 1975. - 199 с.

6. Сергеев В.В. Морфологические изменения в центральной нервной системе в ранние сроки после черепно-мозговой травмы // Суд.-мед. экспертиза. -1992. - Т.35. - С. 43-46.

7. Хижнякова К.И. Динамика патоморфологии черепно-мозговой травмы. -М.: Медицина, 1983. - 183 с.

8. Чурляев Ю.А., Мороз В.В., Епифанцева Н.Н. Нарушения в системе гемостаза при черепно-мозговой травме и их коррекция. - Москва, 2003. -139 с.

9. Bajo R., Vaca R., Elduayen R. et al. Fibrin-fibrinogen degradation products in cerebrospinal fluid of patients with meningococcal infections // Med Clin (Barc). - 1980. - Vol.75, №8. - Р.338-341.

10. Bouma G.J., Muizelaar J.P., Choi S.C. et al. Cerebral circulation and metabolism after severe traumatic brain injury: the elusive role of ischemia // J Neurosurg. - 1991. - Vol.75, №5. - Р.685-693.

11. Dalens B., Bezou M.J., Coulet M. et al. Fibrin-fibrinogen degradation products in cerebrospinal fluid as an indicator of neonatal brain damage // Acta Neurol Scand. - 1981. - Vol.64, №2. - Р.81-87.

12. Hulka F., Mullins R.J., Frank E.H. Blunt brain injury activates the coagulation process // Arch Surg. - 1996. - Vol.131, №9. - Р.923-927

13. Kumura E., Sato M., Fukuda A. et al. Coagulation disorders following acute head injury // Acta Neurochir (Wien). - 1987. - Vol.85, №1-2. - Р.23-28.

14. Lafuente J.V., Cervos-Navarro J. Craniocerebral trauma induces hemorheological disturbances // J Neurotrauma. - 1999. - Vol.16, №5. -Р.425-430.

Таблица 1

Распределение умерших от черепно-мозговой травмы в зависимости от продолжительности жизни после травмы

Продолжительность жизни после травмы Структура показателей

мужчины женщины

п % п %

Несколько минут 29 27,6 3 13,6

От нескольких до десятков минут 24 22,8 4 18,1

От десятков минут до 3 часов 7 6,6 3 13,6

Несколько часов: 3-6 6 5,7 1 4,5

- 6-24 7 6,6 - -

- 24-48 9 8,5 3 13,6

- 48-72 3 2,8 1 4,1

Несколько суток: 3-7 13 12,3 4 18,1

- 8-14 1 0,9 - -

- 15-30 3 2,8 1 4,5

- свыше 30 3 2,8 2 9,0

РИСУНКИ

Рис. 1 Смерть через несколько десятков минут (до 1 часа) после травмы. Периваскулярное отложение «молодого» фибрина на фоне выраженного отёка вещества мозга. ОКГ, х 250.

Рис. 2 Смерть через 5 часов после травмы. Множественные тромбы из «молодого» фибрина в капиллярах ворсинок сосудистого сплетения мозговых желудочков. ОКГ, х 400.

Рис. 3 Смерть через 21 час после травмы. Отложение «зрелого» фибрина с начальными явлениями старения в строме ворсинки ССГМ на фоне её отёка. ОКГ х 100.

Рис. 4 Смерть через 8 суток от ЧМТ. Восстановление кровотока в микроциркуляторном русле, отёк и диффузное продуктивное воспаление в строме ССГМ. ОКГ х 100.