Патоморфологія і морфогенез печінкової енцефалопатії при цирозі печінки та сепсис-асоційованої енцефалопатії без гнійного ураження головного мозку

Abstract

З метою розробки концепції морфогенезу і патологоанатомічної діагностики печінкової енцефалопатії (ПЕ) при цирозі печінки (ЦП) та сепсис- асоційованої енцефалопатії (САЕ) без гнійного ураження головного мозку (ГМ) за допомогою клініко-анатомічного, патогістологічного (ПГ), гістохімічного (ГХ), імуногістохімічного (ІГХ), морфометричного (МФМ) дослідження кори і білої речовини великих півкуль (ВПГМ), гіпокампу, таламусу, смугастого тіла та мозочку померлих хворих на ПЕ при ЦП та на САЕ при абдомінальному сепсисі, а також за допомогою ПГ, ІГХ, МФМ, електронномікроскопічного (ЕМ) дослідження тих же відділів ГМ щурів з експериментальними гострою парацетамол-індукованою печінковою недостатністю та абдомінальним сепсисом визначено основні морфологічні зміни гліонейроваскулярного комплексу (ГНВК) ГМ і клініко-лабораторні параметри хворих з ПЕ різного ступеню тяжкості та хворих з САЕ в порівнянні з померлими хворими від гострої серцево-судинної недостатності на тлі ішемічної хвороби серця, а також зміни ГНВК ГМ щурів відповідних моделей. За результатами дослідження, визначено, що ініціюючу роль в розвитку ПЕ при ЦП відіграє депонування аміаку в ГМ, який виявляється ГХ реактивом Неслера у вигляді тканинних преципітатів. У померлих хворих з клінічно прихованою ПЕ G0 і компенсованим ЦП визначається слабко підвищена експресія аміаку (в 1.49 рази – в корі ВПГМ, в 1.38 рази – в таламусі, в 1.32 рази – в смугастому тілі, в 1.48 рази – в мозочку; p<0.05), її показники сягають максимуму при важкій G3-4 ПЕ, при якій експресія аміаку максимально підвищується в усіх 6-ти досліджених відділах ГМ: від 1.9 разів у білій речовині ВПГМ до 6.18 разів у мозочку; p<0.05. Кореляційний аналіз показав, що підвищення рівня аміаку в ГМ (p<0.05) асоційовано з п’ятьма взаємно повʼязаними морфогенетичними процесами, що прогресують по мірі зростання клінічних проявів ПЕ від прихованої G0 до легкої G1-2 та до важкої G3-4 ПЕ: 1) з ремоделюванням астроцитів: зростанням експресії аміак- детоксикуючої глютамінсинтази (GS); зниженням експресії цитоскелетного білку GFAP; появою Альцгеймер2-астроцитозу; 2) з прогресуванням набряку ГМ: зростання ваги ГМ при важкій ПЕ; підвищення експресії білку водних каналів AQP4; розширення площі периваскулярних (ПВП) і перицелюлярних (ПЦП) просторів; 3) зі зниженням синаптичної передачі за експресією синаптофізину (Syn) і зростанням кількості Casp3+ апоптотичних нейронів; 4) з активацією мікроглії (зростання площі CD68+ позасудинних мікрогліоцитів та частки CD68+ амебоїдних форм); 5) з дисфункцією глімфатичної системи: зростання кількості амілоїдних тілець (АТ) у периваскулярних, субвентрикулярних і субпіальних ділянках ГМ. Aimed to development the concept of morphogenesis and pathoanatomical diagnosis of hepatic encephalopathy (HE) in liver cirrhosis (LC) and sepsisassociated encephalopathy without purulent lesions to the brain (SAE) using clinical-anatomical, pathohistological (PH), histochemical (HC), immunohistochemical (IHC), morphometric (MFM) study of the cortex, white matter (WM), hippocampus, thalamus, striatum and cerebellum of deceased patients with HE in LC and SAE in abdominal sepsis, as well as using PH, IHC, MFM, electron microscopic (EM) study of the same brain regions of rats with experimental acute paracetamol-induced liver failure and abdominal sepsis it was revealed the main morphological changes in neurogliovascular unit (NGVU) and clinical-laboratory parameters of patients with HE of varying degree and patients with SAE in comparison with parameters of patients died from acute heart failure in ischemic heart disease, as well as changes in NGVU of rats in corresponding models. It was revealed that brain ammonia deposits, which can be determined HC by the Nesler reagent as tissue precipitates plays an integral role in the development of HE. In deceased patients with clinically covert HE G0 and compensated LC, ammonia expression is weakly increased (1.49 times in the cortex, 1.38 times in thalamus, 1.32 times in striatum, 1.48 times in cerebellum; p <0.05), these indicators reach a maximum at severe HE G3-4 in all 6 studied of brain regions: from 1.9 times inWM up to 6.18 times in cerebellum; p <0.05. Correlation analysis proved (p<0.05) association of increased ammonia with 5 mutually related morphogenetic processes, which progress according to impairment of HE manifestations from G0 to mild G1- 2 and to severe G3-4: 1) astrocytes remodeling: hyperexpression of ammoniadetoxication glutamine synthase (GS); droped expression of the cytoskeletal GFAP; appearance of Alzheimer2-astrocytosis; 2) progressive brain edema: growth of brain weight in severe HE; hyperexpression of water channel AQP4; expanded area of the perivascular (PVS) and pericellular (PCS) spaces; 3) impaired synaptic transmission due decreased expression of synaptophysin (Syn) and increased numbers of Casp3+ apoptotic neurons; 4) microglia reactivation (expanded area of extravascular CD68+ microgliocytes and increased numbers of CD68+ amoeboid cells); 5) dysfunction of the glymphatic system (increased density of corpora amylacea (CA) in perivascular, subventricular and subpial brain regions).