Академія медичних наук україни

Інститут нейрохірургії

імені академіка А.П.Ромоданова

Усатов Сергій Андрійович

УДК 616.831-006.484-08

дослідження перифокальної зони гліом півкуль

головного мозку з метою оптимізації їх лікування

14.01.05 – нейрохірургія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, Луганському державному медичному університеті МОЗ України, Луганській обласній клінічній лікарні

Науковий консультант — доктор медичних наук, академік АМН України, член-кореспондент НАН України, професор Зозуля Юрій Панасович, Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, директор

Офіційні опоненти — доктор медичних наук, професор Сіпітий Віталій Іванович, Харківський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри нейрохірургії—

доктор медичних наук, професор Зорін Микола Олександрович, Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України, професор кафедри неврології і нейрохірургії факультету післядипломної освіти—

доктор медичних наук, професор Шамаєв Михайло Іванович, Інститут нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України, керівник відділу патоморфології

Провідна установа — Одеський державний медичний університет МОЗ України, кафедра факультетської хірургії та нейрохірургії, м. Одеса

Захист відбудеться 26.11.2002 р. о 13.30 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.557.01 при Інституті нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України (04050, м. Київ, вул. Мануїльського, 32)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України (04050, м.Київ, вул. Мануїльського,32)

Автореферат розісланий 25.10.2002 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук Л.Л.Чеботарьова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За даними епідеміологічних досліджень відмічається неухильне зростання числа нейроонкологічних захворювань. Пухлини центральної нервової системи (ЦНС) складають 2–5% від загальної кількості онкологічних захворювань людини (Absan H. et al., 1995). Однозначних даних про причини такого зростання немає, хоча деякі автори пов'язують збільшення кількості захворювань на пухлини головного мозку в Україні з катастрофою на Чорнобильській АЕС (Орлов Ю.О., 1993). Так, захворюваність на пухлини головного мозку у дітей за 1987–1991 рр. порівняно з періодом 1981–1985 рр. збільшилася на 51,2% (Орлов Ю.О., 1993). Спостерігається також збільшення числа нейроонкологічних захворювань у дорослих (Зозуля Ю.А. та співавт., 1998; Зозуля Ю.А. с соавт., 1999). Це пов'язано також з поліпшенням якості діагностики, застосуванням сучасних нейровізуальних методів дослідження хворих — комп'ютерної томографії (КТ) і магнітно-резонансної томографії (МРТ). До 1993 року в Україні захворюваність на первинні пухлини головного мозку складала 8,9 випадків на 100 тис. населення (серед чоловіків — 10,2 на 100 тис., жінок — 7,6 на 100 тис.). У США цей показник складає 11,5 на 100 тис. (серед чоловіків — 12,1 на 100 тис., жінок — 11,0 на 100 тис.) (Boring C.C. et al.,1992). З огляду на статистику 80–90-х років, відмічається щорічне зростання частоти пухлин головного мозку на 1,0–2,0%.

Як відомо, серед пухлин мозку до 50–55% складають гліоми (Preston-Martin S. et al.,1982; Зозуля Ю.А. с соавт., 1999; Улитин А.Ю., 1997). При гліомах головного мозку характерні наступні показники виживання хворих понад 5 років: при гліобластомах — 5%; при астроцитомах — 44%; при олігодендрогліомах — 61%; при епендимомах — 65%.

Вирішення проблеми лікування нейроонкологічних хворих багато в чому визначається поглибленням знань про патофізиологічні процеси, що відбуваються як у структурі самої пухлини, так і в речовині головного мозку та організмі в цілому.

Перифокальна зона навколо пухлини є результатом складної взаємодії клітин пухлини з тканиною мозку, судинним руслом, місцевою і загальною реактивністю організму (Тушевский В.Ф., 1976; Ромоданов А.П. с соавт.,1980). За сучасними уявленнями перифокальная зона є своєрідним буфером, що охороняє тканину мозку від контакту з клітинами пухлини та перешкоджає її поширенню і метастазуванню (Trittmacher S., 1991; DeClerck Y.A. et al.,1994).

Зміни в речовині головного мозку, що безпосередньо прилягає до пухлини, досить повно вивчені морфологічно (Бакай Л. с соавт.,1969; Благовещенская Н.С., 1989; King W.A.,1991; Trittmacher S., 1991). Основну роль у формуванні перифокальної зони відводять набряку і набуханню речовини головного мозку (Prehn R., 1981; Klein E., 1983). Крім цього, у розвитку таких змін велике значення надається ряду факторів імунної системи (Ганнушкина И.В., 1990).

Одним з інформативних методів вивчення перифокальної зони є магнітно-резонансна томографія, відкрита Блохом Ф. і Парселлом Е. (1946). Метод МРТ відрізняється високою інформативністю при обстеженні гліальних пухлин супратенторіальної локалізації, тому що тканинам пухлини, як правило, притаманна висока гідрофільність, що збільшує їх контрастність у зв'язку з великою концентрацією ядер водню. Найбільш важливою перевагою МРТ є можливість прижиттєвої візуальної верифікації не тільки пухлинної тканини, але й змін у перифокальній зоні (Bradley W.G. et al., 1984; Brant-Zawadsky M., 1984; Brant-Zawadski M. et al.,1984; Gomori I.M. et al.,1985; Bydder G.M., 1988). МРТ дозволяє визначити не тільки зміни вмісту екстра- та інтрацелюлярної води, але й домішок крові, а також некротичних мас у пухлині.

Для трактування змін у перифокальній зоні найбільш придатна гіпотеза про тривалий перебіг метаболічних процесів, у поєднанні з відповідною реакцією організму на агресію (Сировский Э.Б. с соавт.,1990).

Враховуючи вищевикладене, необхідно більш детальне вивчення змін у головному мозку, що формуються навколо гліальних пухлин, з використанням сучасних методів дослідження хворих і на основі цієї інформації потрібна розробка необхідних лікувальних заходів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації пов'язана з виконанням науково-дослідної роботи Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України у 2002–2004 рр. за № державної реєстрації 0102U003251.

Метою роботи є поліпшення результатів лікування хворих із гліомами супратенторіальної локалізації на основі поглибленого дослідження механізмів розвитку перифокальної зони і її клініко-діагностичної характеристики, а також вироблення тактики консервативного та хірургічного лікування.

Завдання дослідження:

1. Дослідити зміни в перифокальній зоні супратенторіальних гліом головного мозку з урахуванням їх гістоструктури, ступеня злоякісності, локалізації і розмірів пухлини за допомогою МРТ.

2. Дослідити залежність між клінічними проявами гліом і даними МРТ в порівнянні із ступенем вираженості і характером перифокальної зони.

3. Визначити особливості гістоструктури перифокальної зони при гліомах супратенторіальної локалізації поблизу пухлини і на віддаленні від неї.

4. Дослідити особливості енергетичного обміну тканини мозку у перифокальній зоні гліальних пухлин.

5. З'ясувати значення імунних реакцій у формуванні перифокальної зони гліом і визначити можливості їх корекції.

6. Розробити тактику медикаментозної терапії гліальних пухлин супратенторіальної локалізації залежно від ступеня виразності перифокальної зони.

7. Визначити особливості хірургічного лікування хворих із гліомами головного мозку з урахуванням особливостей перифокальної зони.

Об'єкт дослідження — гліоми півкуль головного мозку супратенторіальної локалізації.

Предмет дослідження —перифокальна зона гліом супратенторіальної локалізації; оптимізація лікування хворих.

Методи дослідження: комплексне клініко-інструментальне, нейрогістологічне, біохімічне та імунологічне. Вивчали розвиток захворювання, клінічний перебіг, неврологічний статус хворих, особливості МРТ-картини пухлинного вогнища та перифокальної зони. Проводили клініко-МРТ-зіставлення. Нейрогістологічне дослідження мало на меті визначення гістоструктури, ступеня злоякісності, локалізації і розмірів пухлини. При біохімічному дослідженні вивчали тканинне дихання та енергетичний статус; імунологічному — визначали популяційний та субпопуляційний склад лімфоцитів, їх проліферативну активність, фактор некрозу пухлини (ФНП), a-інтерферон (ІНФ) та гліколітичний фермент нейроспецифічної енолази (НСЕ).

Статистичний аналіз даних проводили з використанням критерію Ст'юдента та коефіцієнту кореляції Пірсона.

Наукова новизна отриманих результатів.

Вперше встановлено, що вираженість перифокальної зони при гліомах головного мозку залежить від локалізації і гістобіологічних властивостей пухлини, що суттєво впливає на особливості клінічного перебігу.

Встановлено, що застосування МРТ при гліомах дозволяє прижиттєво уточнити особливості розповсюдження і величину перифокальної зони при пухлинах різного ступеня злоякісності.

Для гліом I–II ступеня злоякісності, за даними МРТ, характерна незначна вираженість перифокальної зони або відсутність її візуалізації, при помірно виражених зміщеннях церебральних структур.

При гліомах III ступеня злоякісності перифокальна зона нерівномірно виражена навколо пухлини, переважає, в білий речовині мозку і має незначні розміри поблизу кори.

При гліобластомах (IV ступінь злоякісності) перифокальна зона найбільш виражена; відмічається залежність між локалізацією пухлини і величиною перифокальної зони. Встановлена перевага деструктивних змін речовини мозку навколо цих пухлин і виражені явища набряку головного мозку на віддаленні, що визначаються на МРТ.

Вираженість перифокальної зони за даними МРТ дозволяє значною мірою вірогідно прогнозувати гістоструктуру гліом супратенторіальної локалізації.

На підставі дослідження енергообміну і даних МРТ, в перифокальній зоні гліальних пухлин визначено низький вміст АТФ аж до його нульового рівня, що свідчить про значне пригнічення мітохондріального дихання.

Встановлено значне підвищення рівня фактора некрозу пухлини (ФНП) у крові хворих з гліомами супратенторіальної локалізації, величина якого знаходиться у прямій залежності від ступеня злоякісності гліом і вираженості перифокальної зони. Підвищення концентрації ?-інтерферона і НСЕ залежить від величини перифокальної зони і відображає ступінь некротичних змін в ній.

Обґрунтовано вибір лікувальної тактики залежно від особливостей перифокальної зони гліом супратенторіальної локалізації.

Розроблено комплекс адекватних медикаментозних засобів в передопераційний період при гліомах з вираженою перифокальною зоною, (стероїдні гормони, препарати, які підвищують онкотичний тиск, інгібітори протеаз, простагландинів).

При хірургічному лікуванні гліом високого ступеня злоякісності обґрунтована доцільність видалення деструктивних ділянок перифокальної зони.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення дисертаційної роботи полягає у тому, що цілеспрямоване визначення особливостей перифокальної зони гліом півкуль головного мозку, відіграє діагностичну роль у визначенні ступеня злоякісності пухлини, а також є важливим для розробки лікувальної тактики, ведення передопераційного періоду і прогнозування результатів лікування хворих.

МРТ-дані про перифокальну зону при гліомах супратенторіальної локалізації дозволяють планувати оптимальний об'єм хірургічного втручання. Урахування ступеня функціональних змін у перифокальній зоні дозволяє визначити особливості проведення інтенсивної терапії, спрямованої на зменшення набряку і поліпшення метаболізму мозку; зміни імунних реакцій у перифокальній зоні і в організмі в цілому — обґрунтовують проведення цілеспрямованої імунокорегуючої терапії.

Вираженість порушень метаболізму мозкової тканини в перифокальній зоні, зниження енергообміну, тканинного дихання, імунних порушень визначає ступінь тяжкості захворювання, доповнює характеристику перифокальних реакцій мозкової тканини навколо гліом. Така комплексна об'єктивна оцінка стану перифокальної зони при гліомах головного мозку супратенторіальної локалізації дозволяє спланувати патогенетично обґрунтовану медикаментозну терапію.

Розроблена тактика медикаментозної терапії і хірургічного лікування гліом головного мозку з урахуванням комплексної характеристики перифокальної зони сприяла поліпшенню якості результатів лікування хворих і скорочення терміну перебування хворих на ліжку на 4,7±1,3 дня (р<0,05).

Особистий внесок дисертанта. Ідея проведених наукових досліджень запропонована, розроблена й оформлена дисертантом особисто, у ході досліджень була вивчена і критично проаналізована наукова література за темою дисертації, що відображено в літературному огляді та обговоренні результатів. Автор дисертації особисто провів обстеження і хірургічне лікування 142 хворих, вивчив і проаналізував МРТ-дані, здійснював забір біоптичного матеріалу, самостійно вивчав дані морфологічних, біохімічних, імунологічних досліджень, на основі чого ним була розроблена концепція диференційованого лікування хворих на супратенторіальні гліоми та запропоновані методи підвищення ефективності медикаментозного і хірургічного лікування цих пухлин.

Дисертація виконана та написана особисто автором.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації представлені на: I з'їзді нейрохірургів України (Київ, 1993); II з'їзді нейрохірургів України (Одеса, 1998); міжобласній науково-практичній конференції анестезіологів і хірургів (Луганськ, 1998); науково-практичній конференції Української асоціації нейрохірургів (Луганськ, 1999); Міжнародній науково-технічній конференції “Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій та комп'ютерної інженерії” (Львів, 2002).

Дисертація пройшла апробацію на спільному засіданні Спеціалізованої вченої ради Інституту нейрохірургії імені академіка А.П.Ромоданова АМН України з кафедрами нейрохірургії Національного медичного університету імені О.О.Богомольця та Київської медичної академії післядипломної освіти імені П.Л.Шупика, членами Української Асоціації Нейрохірургів.

Матеріали дисертації використовуються в читанні лекцій по нейроонкології на кафедрі нейрохірургії Київської медичної академії післядипломної освіти імені П.Л.Шупика МОЗ України, кафедрі нейрохірургії Харківського державного медичного університету МОЗ України, кафедрі нейрохірургії Донецького державного медичного університету МОЗ України, кафедрі факультетської хірургії та нейрохірургії Одеського державного медичного університету МОЗ України.

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 26 друкованих працях, з них 21 стаття в наукових фахових журналах, 5 тез доповідей на з'їздах та конференціях.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, 4 глав власних досліджень, підсумку, висновків і списку літератури; 1 додатка, ілюстрована 91 малюнками і 36 таблицями. Повний об'єм дисертації складає 362, ілюстрації займають 37 сторінок, таблиці — 10 сторінок, додатки — 21 сторінка. Список використаної літератури містить 421 джерела, з них 160 кирилицею, 261 латиницею.

Основний зміст дисертації

Характеристика власних клінічних спостережень та методів дослідження. У роботі аналізуються матеріали обстеження і лікування 142 хворих з гліальними пухлинами супратенторіальної локалізації різного ступеня злоякісності, що знаходилися на лікуванні в нейрохірургічному відділенні №1 Луганської обласної клінічної лікарні з 1991 по 2001 рр.

Патогістологічне дослідження біоптичного матеріалу, що був отриманий під час операцій, проводили в патоморфологічному відділенні лікарні.

Лабораторні, біохімічні та імунологічні дослідження, з вивченням показників тканинного дихання і окисного фосфорилювання, вмісту аденіннуклеотидів у мозковій тканині, визначенням вмісту НСЕ, a-інтерферону (-ІФН) і ФНП в спинномозковій рідині і периферичній крові, були проведені на базі Луганської діагностичної лабораторії (реєстраційний номер 2376201019).

Матеріалом для морфологічних і лабораторних досліджень була пухлинна тканина і біоптати перифокальної зони, що були отримані в процесі хірургічного доступу. Досліджували також кров і спинномозкову рідину.

У процесі виконання роботи ми користувалися класифікацією пухлин, яка була застосована в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П. Ромоданова АМН України, відповідно до якої різні пухлини гліального генезу підрозділяються на чотири ступеня анаплазії.

Із 142 хворих із гліомами (рис. 1; табл. 1), 41 спостереження склали хворі з гліомами I–II ступеня злоякісності (32 пацієнти з астроцитомами і 9 — з олігодендрогліомами); 38 спостережень — із гліомами III ступеня злоякісності (35 пацієнтів з анапластичними астроцитомами і 3 — з анапластичними олігодендрогліомами); 63 спостереження — з гліобластомами (IV ступінь злоякісності).

Рис. 1 – Розподіл гліом за ступенем злоякісності.

Хворі з урахуванням площі перифокальної зони пухлини за даними МРТ були розподілені на наступні групи:

I група, розмір перифокальної зони до 300,0 мм2, n=21. Цю групу склали хворі з астроцитомами I–II ступеня злоякісності і олігодендрогліомами;

II група, розмір перифокальної зони до 500,0 мм2, n=23. Цю групу склали хворі з анапластичними астроцитомами і олігодендрогліомами III ступеня злоякісності;

III (а) група, гліобластоми з малою перифокальної зоною, розмір до 700,0 мм2, n=24;

III (б) група, гліобластоми з великою перифокальної зоною, розмір більше 900,0 мм2, n=25.

Розподіл гліобластом на групи з малою і великою перифокальної зонами проводився вибірковим методом із загальної сукупності.

Таблиця 1

Види досліджень, проведені хворим з гліомами супратенторіальної локалізації

Кількість Кількість

Види досліджень обсте- астроцитоми олігодендрогліоми гліобластоми

жених I–II ст.зл. III ст.зл. II ст.зл. III ст.зл. IV ст.зл.

Клінічне обстеження хворих 142 32 35 9 3 63

МРТ гліом I–II–III ст.злоякісності та гліобластом (IV ст. злоякісності) з характеристикою перифокальної зони 137 27 35 9 3 63

Патоморфологічне 142 32 35 9 3 63

Біохімічне 39 24 7 - - 8

Імунологічні 93 12 20 9 3 49

Дослідження ФНП, a-ІНФ 93 12 20 9 3 49

Дослідження субпопуляційного складу лімфоцитів 63 - - - - 63

Дослідження проліферативної активності лімфоцитів 49 - - - - 49

Дослідження рівня НСЕ 93 12 20 9 3 49

Дослідження дії циклоферону 80 10 18 9 3 40

Інтраопераційна реєстрація ВЧТ 23 5 6 12

Клінічне обстеження хворих з гліомами головного мозку. Комплексне клініко-неврологічне обстеження хворих проводили за стандартною схемою: вивчалися анамнестичні дані, неврологічний статус з урахуванням “первинних” симптомів, симптомів “на віддаленні”, проявів дислокації, оцінювали вираженість загальномозкового синдрому, клінічні прояви інтоксикації, рівень інтелектуально-мнестичних змін. Верифікацію гістоструктури пухлин проводили за даними гістологічних досліджень матеріалу, який було взято під час операції. В усіх спостереженнях обчислювався коефіцієнт вираженості (КСВ) гідроцефально-гіпертензійного синдрому за формулою

.

МРТ-дослідження гліом головного мозку різного ступеня злоякісності з визначенням характеристик перифокальної зони. Дослідження проводились на томографі “Tomicon”, на базі Луганського обласного онкологічного диспансеру. МРТ виконували в Т1- і Т2-режимах і режимі контрастування. Для поліпшення чіткості зображення пухлини і її перифокальної зони у 35% хворих із гліомами III–IV ступеня злоякісності проводилось контрастне підсилення з застосуванням “Магневісту” виробництва фірми “Шерінг АО” (Німеччина).

Вимірювання площини пухлинного вогнища та перифокальної зони проводилось за програмами фірми “Бруккер” в горизонтальній проекції на рівні максимальних розмірів вогнища ураження головного мозку SM і через кожні 5 мм вище (, , ) та нижче (, , ) цього рівня, а також у фронтальній проекції на рівні максимального ураження АМ і через кожні 5 мм вище (, , ) та нижче (, , ) його. Для диференціації вираженості змін в перифокальній зоні пухлини головного мозку, пов'язаних з набряком-набуханням речовини головного мозку, на МРТ-сканах у фронтальній проекції враховувався ступінь зміщення серединних структур у передніх та задніх відділах півкуль великого мозку. Вимірювання зміщення проводили в зоні прозорої перегородки — на 40 мм до заду від внутрішньої поверхні лобної кістки і на 30 мм вище основи черепа і на рівні шишкоподібного тіла.

МРТ-дослідження проводили у хворих з гліомами різного ступеня злоякісності (табл.2).

Таблиця 2

МРТ-дослідження при гліомах головного мозку різного ступеня злоякісності

Ступінь анаплазії Гліоми головного мозку Кількість спостережень Ріст пухлини

з вузькою зоною інфільтрації з широкою зоною інфільрації

I Пілоцитарна астроцитома 2 2 -

II Фібрилярна астроцитома 11 3 8

II Протоплазматична астроцитома 14 9 5

II Олігодендрогліоми 9 5 4

III Анапластичні астроцитоми 35 10 25

III Анапластичні олігодендрогліоми 3 1 2

IV Гліобластоми 63 58 5

ВСЬОГО 137 88 49

Морфологічне дослідження тканини пухлин і перифокальної зони. Для проведення патоморфологічних досліджень нами був використаний біоптичний матеріал у 142 спостереженнях. Застосовували загальноприйняті оглядові методики: фарбування гематоксилін-еозином, гематоксилін-пікрофуксиліном. Для вивчення астроцитів використовували золото-сулемовий метод імпрегнації за Кахалом. Для оцінки стану нервових клітин у перифокальній зоні зрізи фарбувалися тіоніном за методикою Ніссля. Для виявлення структури судинних стінок і сполучнотканинної строми був використаний метод імпрегнації азотнокислим сріблом за методикою Гоморі. Як загальну реакцію на ліпіди було застосовано фарбування суданом.

Нами був використаний також метод якісної світлооптичної гістохімії для оцінки змін гідролітичних ферментів: неспецифічних фосфатаз (кисла і лужна), специфічної фосфатази аденінтрифосфорної кислоти, що дозволило оцінити метаболічні зміни, що відбуваються в перифокальній зоні у відповідь на розвиток пухлини (метод Гоморі).

Біохімічні дослідження енергетичного обміну пухлин та їх перифокальної зони. Вивчено показники дихання й окисного фосфорилювання в пухлинній тканині і її перифокальній зоні за допомогою полярографії: V2 — швидкість поглинання кисню гомогенатом; V3 — швидкість поглинання кисню гомогенатом у процесі фосфорилювання з додаванням у полярографічне вогнище аденіндифосфорної кислоти (АДФ); V4 — швидкість поглинання кисню гомогенатом після перетворення АДФ в АТФ;

Досліджено також енергетичний статус з визначенням концентрації АТФ, АДФ, аденінмонофосфатної кислоти (АМФ) методом тонкошарової хроматографії.

Дослідження імунних реакцій при гліомах різного ступеня злоякісності і вираженості перифокальної зони. Проводили виділення лімфоцитів, визначення життєздатності лімфоїдних клітин:

Для стимуляції лімфопроліферативної відповіді використовували фітогемаглютинін (ФГА) (“Дифко”, США) у дозі 5 мкг/мол і ЛПС (“Labodia”, Швейцарія) на круглодонних 96-ямкових планшетах (“Flow”, Великобританія) у середовищі RPMY-1640 з додаванням 20% ембріональної телячої сироватки (ЕТС), глютаміну й антибіотиків.

Облік реакції бласттрансформації лімфоцитів проводили морфологічно з фарбуванням азур-еозином.

Обчислювали індекс стимуляції (ІС) за наступною формулою

Визначення субпопуляцій лімфоцитів периферичної крові проводилося за допомогою імуноцитохімічного фарбування з використанням моноклональних антитіл.

При цьому використовували препарати і розчини для імуноферментної діагностики компанії “Хоффманн Ля Рош” (Швейцарія).

Визначали вміст НСЕ, -ІФН і ФНП в спинномозковій рідині і периферичній крові.

Визначення рівня -інтерферону і фактора некрозу пухлин у спинномозковій рідині й сироватці периферичної крові проводили з використанням фотометра “Multiskan MCC/340” (“Labsystems”, Фінляндія), мікропіпеток на 10, 25, 200 і 1000 мкл “Епендорф” (Німеччина) і тест-систем для визначення a-інтерферону і фактора некрозу пухлин у біологічних рідинах “Pro Con IF-a plus” і “Pro Con TNF-a” (“Протеїновий контур”, Росія).

Визначення рівня НСЕ в сироватці периферичної крові і спинномозковій рідині проводили з використанням фотометра COBAS EIA, інкубатора COBAS INCUBATOR, промивача COBAS WASHER і реактивів COBAS CORE NSE (“Хоффман Ля Рош”, Швейцарія).

Для кількісної оцінки інтерфероногенезу обчислювали ІС за формулою

,

де А — рівень a-інтерферону після стимуляції циклофероном;

Б — базальний рівень a-інтерферону.

Інтраопераційне дослідження внутрішньочерепного тиску у хворих з гліомами головного мозку. Нами запропоновано спосіб контролю напруги твердої мозкової оболонки (ТМО), що залежить від вираженості внутрішньочерепного тиску й об'єму перифокальної зони (заявлено 06.09.2002 р.).

У його основу покладено безконтактний оптичний контроль з автоматизованим відстеженням сигналу на комп'ютері. Для кріплення оптопари пристрою використовувався нейрохірургічний ретрактор.

Сутність пристрою пояснюється кресленням (рис. 2).

Рис. 2. Схема запропонованого пристрою.

1 — інфрачервоний світлодіод; 2 — об'єктив; 3 — контрольована зона; 4 —контрольована поверхня; 5 — світлочутливий елемент; 6 — фокусуюча лінза; 7 — оптичний фільтр; 8 — зовнішні джерела випромінювання; 9 — світловий промінь; 10 — екран.

Застосування контролю напруги ТМО дозволяє анестезіологу вчасно здійснювати заходи щодо зниження внутрішньочерепного тиску (ВЧТ).

Статистична обробка результатів проводилася за критеріями Ст'юдента та коефіцієнту кореляції Пірсона при p=0,05.

Клініко-магнітно-резонансно томографічні порівняння при різних видах гліом супратенторіальної локалізації з урахуванням характеристики перифокальної зони. За даними МРТ при астроцитомах I–II ступеня злоякісності у 77% хворих перифокальна зона не візуалізується, або не значно виражена. При цьому переважали форми з вузькою зоною інфільтративного росту, що мають по периферії ознаки інфільтрації, особливо при фібрилярних астроцитомах та при локалізації пухлини в лобово-тім'но-скроневій ділянці мозку. Межі пухлини чітко виражені, зміщення серединних структур мозку незначні.

Для астроцитом III ступеня злоякісності характерне нечітке відмежування пухлини від оточуючої мозкової речовини (у 59% випадків), навіть при застосуванні “Магневісту”. За умови задовільної візуалізації перифокальної зони, а саме, високоінтенсивного сигналу у Т2wi, у третини хворих перифокальна зона мала секторальну форму, була близькою до характеристик гіпергідратації цитотоксичного генезу. У 7% хворих з анапластическими астроцитомами перифокальная зона була великою і складала до 80% від об'єму пухлини. Пухлинам притаманний інфільтративний ріст — у 71% випадків, проростання мозолястого тіла і шлуночкової системи.

На злоякісний характер пухлини вказували розміри перифокальної зони, наявність вогнищ крововиливу, кист розпаду в структурі пухлини, значний “мас-ефект”, деформація і зміщення прилеглих ділянок бокових шлуночків.

Встановлено залежність МРТ-картини астроцитом від локалізації. При ураженні лобових часток мозку переважають вузлові форми астроцитом. Пухлини з нерівномірними контурами і наявністю кіст зустрічалися рідко, перифокальна зона слабо візуалізувалася. При астроцитомах лобово-тім'яної і лобово-скроневої ділянок переважали пухлини з нерівномірними нечіткими контурами й ознаками інфільтративного росту (88% випадків).

Для пухлин скронево-потиличної і тім'яно-потиличної локалізації була притаманна обмеженість зони інфільтративного росту — в 63% випадків, з нерівномірними контурами — 37%, гетерогенна структура, кистоутворення, вплив на задні відділи бокових шлуночків: зміщення — у 31% хворих, проростання — 15%. У ряді випадків, особливо у хворих з анапластичними астроцитомами, візуалізувалася велика перифокальна зона.

У зв'язку з невеликою кількістю спостережень олігодендрогліом їх характеристики за локалізацією детально не розглядалися. На МРТ крайова зона олігодендрогліом нерівномірно вклинювалася в мозкову тканину, що свідчило про інфільтративний характер росту. Пухлина проявлялася гіпоінтенсивним сигналом у Т1 wi і гіперінтенсивним – у Т2wi. В усіх випадках пухлина проростала шлуночкову систему, у своїй структурі містила кальцинати. Виділити зону гіпергідратації по периферії пухлини було неможливо. При анапластичних олігодендрогліомах були ознаки набряку у вигляді гіперінтенсивного сигналу в Т2wi з нерівномірними контурами, більш характерними для вазогенного набряку.

Гліобластоми головного мозку за величиною перифокальної зони диференціювалися на пухлини з малою і великою перифокальною зоною — до 500,0 мм2 в діаметрі на рівні максимальної товщини пухлинного вузла і понад 700,0 мм2. За величиною перифокальної зони ці групи були вірогідно різними, р<0,05. В усіх цих спостереженнях величина перифокальної зони гліобластом була вірогідно більшою, ніж у хворих з астроцитомами.

Відмічається пропорційна залежність між величиною перифокальної зони і локалізацією пухлини. У хворих з ураженням лобових відділів мозку величина пухлини перевищує розміри перифокальної зони, р<0,05. При гліобластомах скронево-потиличної ділянки при відносно невеликих розмірах пухлини перифокальна зона, як правило, перевищує її величину на 30–90%. Відсутній чіткий паралелізм між величиною перифокальної зони і ступенем зміщення серединних структур головного мозку. Обидва показники більше корелюють з площею пухлинної тканини. Відмічається векторність поширення перифокальної зони. При ураженні пухлиною лобової частки перифокальна зона у 85% випадків поширювалася рівномірно по периферії пухлини і збільшувалася медіально. При ураженні скроневої і тім'яної часток перифокальна зона пухлини поширювалася дозаду і медіально. При пухлинах потиличної частки перифокальні зміни виявлялися вентрально і медіально.

В залежності від вираженості перифокальної зони і гістоструктури пухлини проведені клініко-МРТ-зіставлення. Аналіз динаміки захворювання свідчить, що для астроцитом, що мають незначну перифокальную зону, характерним є ремітуючий тип перебігу хвороби (у 63% хворих). У 31% хворих цієї групи захворювання розвивалося інсультоподібно. У хворих з астроцитомами й олігодендрогліомами відмічався помірно виражений гіпертензійно-гідроцефальний синдром, його індекс складав 45%; мали місце помірні психічні порушення — у 78% хворих; незначний психоорганічний синдром зустрічався у третині випадків; вегетативні порушення були рідкими — у 22% хворих. В неврологічному статусі превалювала первинна симптоматика — 94% випадків. Симптоми на віддаленні спостерігалися у 6% пацієнтів, що можна пов'язати з невираженою перифокальною зоною. Порівняння клінічної картини астроцитом III ступеня злоякісності, при яких у 7% хворих перифокальна зона була вираженою, не виявили чітких відмінностей від астроцитом I–II ступеня злоякісності.

При гліобластомах головного мозку проведено диференційний аналіз клінічної симптоматики в групах хворих з малою і великою перифокальною зонами. Для обох груп хворих із гліобластомами був характерний прогредієнтний тип розвитку захворювання — 83–95% випадків. При дослідженні гіпертензійного синдрому встановлено, що індекс ступеня виреженості як у першій, так і в другій групах був практично однаковим — 79–85%. Це свідчить про відсутність паралелізму між клінічними проявами внутрішньочерепної гіпертензії і вираженістю перифокальної зони. У всіх хворих із гліобластомами були виражені психоневрологічні порушення: астенічні реакції (97%); емоційна лабільність (95%); неадекватність поведінки (54%). Значні психічні розлади у хворих із гліобластомами з малою перифокальної зоною були пов'язані з ураженням лобових структур головного мозку, а при великій перифокальній зоні — з ураженням півкулі великого мозку. Вегетативні порушення були виражені у всіх хворих із гліобластомами головного мозку. При малій перифокальній зоні, так само як і у хворих з астроцитомами, в неврологічному статусі переважали симптоми, пов'язані з безпосереднім впливом пухлини на речовину головного мозку (у 83% випадків), а у хворих з великою перифокальною зоною в 44% випадків виявлялися симптоми на віддаленні, що, враховуючи дані МРТ, пов'язано з впливом перифокальної зони на функціонально значимі ділянки мозку.

Патоморфологічні, біохімічні й імунологічні зміни в перифокальній зоні при гліомах головного мозку. Враховуючи специфіку змін перитуморальної гіпергідратації за даними МРТ при гліомах головного мозку, були проведені морфологічні і біохімічні дослідження тканини мозку в цій ділянці. Забір біоптичного матеріалу проводився інтраопераційо, за ходом енцефалотомії по ходу доступу в зоні оперативного втручання. При морфологічних дослідженнях тканину мозку одразу ж фіксували в 10% розчині формаліну, для біохімічного дослідження з метою збереження фізіологічних параметрів тканину мозку одразу ж занурювали у рідкий азот.

При світлооптичному дослідженні за допомогою оглядових та спеціальних нейрогістологічних методик було виявлено різний характер і ступінь вираженості змін в залежності від злоякісності гліом і віддалення від пухлини ділянок тканини, що досліджувалися.

У перифокальній зоні астроцитом I–II ступеня злоякісності виявлено незначні деструктивно-дистрофічні зміни частини клітин астроглії, олігодендроглії і мікроглії, а також нейронів. Виявлені гіпертрофія і гіперплазія частини астроцитів, помірні зміни судинних стінок, нейрони з частковим лізисом тигроїдної речовини, невеликі вогнища клітинного спустошення в корі.

В олігодендрогліоцитах виявляли гідропічні зміни. Відзначали незначну гіперплазію дрібних кровоносних судин, капілярів і прекапілярів, помірне набрякання і фрагментацію мієлінових волокон. В перифокальній зоні астроцитом I–II ступеня анаплазії виявляли пухлинні клітини, що інфільтрували мозкову речовину на незначній відстані від меж пухлини.

При олігодендрогліомах з широкою зоною інфільтративного росту пухлини диференціювати перифокальну зону за даними КТ і морфологічно не вдається. У тканинах мозку, взятих по периферії пухлини, виявляли пухлинні клітини з добре окресленим ядром, а також клітинні скупчення стільниковоподібної структури, в деяких випадках — клітини веретеноподібної форми. У речовині головного мозку виявлялися, в основному, слабо виражені зміни, характерні для набрякання.

При гліобластомах головного мозку на відміну від астроцитом I–II ступеня злоякісності перифокальна зона за даними МРТ контрастувалась у вигляді ділянок гіпергідратації на відстані до 70,0–80,0 мм від меж пухлини. У речовині головного мозку, що прилягає до пухлини, виявлялася деструкція нервової тканини у вигляді набряклого розрідження, зникнення клітинних елементів, утворення спонгіозних структур з вогнищами розплавлення мозкової речовини. У цих випадках під час оперативного втручання змінену мозкову тканину, що оточує пухлину, було легко “відмивати” струменем фізіологічного розчину.

Клітинні елементи речовини мозку зазнавали грубих змін. Астроцити були гіпертрофовані, мали місце явища клазматодендрозу як відростків, так і тіла астроцитів. В олігодендроглії виявляли вакуольну гідропічну дистрофію цитоплазми з явищами гіпертрофії. Були значно виражені дистрофічні і некробіотичні зміни нейронів. Все це супроводжувалося зміною цитоархітектоніки кори, зміщенням її шарів, зменшенням їх товщини. У білій речовині було чітко видно вогнища фрагментації мієлінових волокон, формування мієлінових шарів з вогнищами демієлінізації. У судинах перифокальної зони спостерігалися різноманітні зміни: плазматичне просочування стінок, розволокнення мембран, явища стазу, тромбоз, дистонія, ангіонекроз. Особливістю перифокальної зони при гліобластомах є надлишкове розростання судин дрібного калібру.

У перифокальній зоні цих пухлин гістохімічно були виявлені порушення активності гідролітичних ферментів — специфічних і неспецифічних фосфатаз. Виявлені зміни реакції ферментів дозволили судити про активацію аутолізу, некробіозу і некрозу (активність кислої фосфатази в клітинах), про стан енергетичного обміну (АТФ-аза) і про функцію гемато-енцефалічного бар'єру (лужна фосфатаза). Їх зрушення відповідали структурним змінам перифокальної зони, зокрема, розвитку дегенеративно-дистрофічних змін у перифокальній зоні, що виникають у нервовій тканині в процесі росту пухлини.

На віддаленні від пухлинного вогнища в зоні перитуморальної гіпергідратації, що фіксується КТ, виявляли зміни більш характерні для процесів набряку і набрякання, — збільшення екстрацелюлярної рідини, гіперплазію і гіпертрофію астроцитів. У нервових клітинах відмічали дистрофічні та некробіотичні зміни: тигроліз, зморщення цитоплазми, каріопікноз, клітини-тіні, у нервових волокнах — набрякання мієлінових оболонок і варикозне розширення. Зміни кровоносних судин були помірними або незначними.

При порівнянні гістологічної структури перифокальної зони у хворих із гліобластомами, які мали малу і велику перифокальну зону, відмічали різний ступінь вираженості деструктивно-дистрофічних змін пропорційно об'єму перитуморальної гіпергідратації.

При гліобластомах в усіх випадках виявляли інфільтрацію окремих пухлинних клітин у ділянках перитуморальной гіпергідратації, Ці дані, як і дані попереднього дослідження, вказують на доцільність видалення перифокальної зони при гліобластомах з урахуванням МРТ- даних.

Перифокальна зона анапластичних астроцитом (III ступеня злоякісності), що займають проміжне місце між гліомами I–II ступеня злоякісності і IV ступеня злоякісності, мала зміни, характерні як для астроцитом, так і для гліобластом.

Одним із чинників, що впливають на структурні зміни перифокальної зони, є характер і темп росту пухлини. Анапластичні астроцитоми, як правило, характеризуються інфільтративним ростом з дифузним вростанням пухлинних клітин у перифокальну зону. Це супроводжується тим чи іншим ступенем деструкції нервової тканини і появою ліпоїдних продуктів розпаду, проте при гістохімічному дослідженні (фарбування суданом) перифокальної зони астроцитом I–II ступеня злоякісності таких клітин не виявляли або виявляли в незначній кількості. Це пояснюється більш повільним темпом росту астроцитом без грубої деструкції тканини. Як відомо, продукти розпаду, що утворюються внаслідок деструкції нервової тканини, видаляються гуморальним шляхом. На відміну від цього при гліобластомах, що мають більш інтенсивний інфільтративний ріст, у перифокальній зоні відносно рівномірно виявляються гліальні клітини, що містять значну кількість ліпоїдних включень. Гліобластоми при такій же дифузійній інфільтрації викликають чітко виражену деструкцію навколишньої тканини внаслідок швидкого темпу їх росту, а ліпоїдні продукти розпаду накопичуються і резорбуються в клітинах глії з наступною елімінацією.

Таким чином, при гліальних пухлинах супратенторіальної локалізації по периферії пухлини в речовині головного мозку розвиваються грубі морфологічні зміни, пов'язані з впливом токсичних і метаболічних факторів, що залежать від ступеня злоякісності пухлини і від вираженості вогнищ гіпергідратації, що фіксуються за даними МРТ. У речовині мозку, що прилягає до пухлини спостерігається перевага деструктивних змін: розпад клітин, плазматодендроз, ангіонекроз, які мають незворотний характер, що потрібно враховувати нейрохірургу при операції. Інфільтрація окремих пухлинних клітин в зону гіпергідратації, особливо при гліобластомах, також свідчить про доцільність видалення цієї зони.

Для перифокальної зони при доброякісних гліомах і при гліобластомах на віддаленні від пухлини більш характерні гідропічні порушення.

Приймаючи до уваги отримані результати, для з'ясування незворотності порушень у вогнищах перитуморальної гіпергідратації, нами були проведені дослідження стану енергообміну, від рівня якого, залежить метаболізм клітин. Одним з основних біоенергетичних процесів, що продукують АТФ, є мітохондріальне окисне фосфорилювання. Важливим його показником вважається швидкість мітохондріального дихання. Результати досліджень дихальної активності в присутності глутамата в перифокальній зоні при доброякісних гліомах вказують на достовірне зниження V2, V2/V4 показників у порівнянні з групою контролю (р<0,05). Значення V3 і V4 мали лише тенденцію до зниження. Зниження швидкості поглинання кисню гомогенатами при фосфорилюванні екзогенного АДФ призводило до зниження коефіцієнту дихального контролю Чанса (ДКЧ). Дихальні характеристики гомогенатів при окислюванні сукцинату практично не відрізнялися від контрольної групи.

Із збільшенням злоякісності гліом спостерігалося ще більше зниження показників дихання. У групі гліом III ступеня злоякісності й особливо при гліобластомах усі досліджувані показники були вірогідно нижчі у порівнянні з контрольною групою (р<0,05). У перифокальній зоні поблизу від пухлинної тканини дихальна активність була або вкрай низкою, або взагалі відсутня (табл. 3).

При дослідженні вмісту аденіннуклеотидів у перифокальних зонах у хворих зі злоякісними гліомами виявлено відсутність або вкрай низькі значення АТФ, АДФ, АМФ при наявності великої перифокальної зони (табл. 4; 5; 6). При малій перифокальній зоні показники були хоча й низькі, але все-таки визначались.

Таблиця 3

Показники окисного фосфорилювання гомогенатів перифокальної зони поблизу гліом мозку різного ступеня злоякісності (субстрат окислення — глутамат)

Вид пухлинної тканини (група) Ділянки перифокальної зони пухлини V2 V3 V4 ДКЧ [АДФ]/[О] V2/V4

Астроцитоми Поблизу пухлини, n=12 0,3±0,2 0,9±0,7 0,6±0,4 0,45±0,31 0,47±0,33 0,14±0,10

I–II ст. зл. На віддаленні, n=9 0 0 0 0 0 0

Анапластичні Межа пухлини, n=6 0,7 2,4 1,9 1,26 1,70 0,37

астроцитоми Поблизу пухлини, n=12 0,1±0,1 0,3±0,2 0,2±0,2 0,2±0,2 0,65±0,27 0,06±0,05

III ст. зл. На віддаленні, n=8 0 0 0 0 0 0

Гліобластоми Поблизу пухлини, n=4 0 0 0 0 0 0

IV ст. зл. На віддаленні, n=4 0,6 2,0 1,5 1,33 1,64 0,40

Примітка. V2, V3, V4, ДКЧ, [АДФ]/[О], V2/V4 — показники дихання в пухлинній тканині, пояснення у тексті.

Таблиця 4

Вміст аденіннуклеотидів та енергетичний заряд

в перифокальній зоні гліом мозку

Група пацієнтів Ділянки перифокальної зони пухлини АТФ, мкМоль\г тканини АДФ, мкМоль/г тканини АМФ, мкМоль/г тканини Сума нуклеотидів мкМоль/г тканини Енергетич-ний заряд

Астроцитоми Поблизу пухлини, n=12 0,31±0,22 0,20±0,14 0,10±0,07 0,62±0,44 0,20±0,14

I–II ст. зл. На відділенні, n=11 0,18±0,17 0,12±0,11 0,08±0,07 0,38±0,36 0,15±0,12

Анапластичні Межа пухлини, n=6 1,20 0,66 0,38 2,24 0,68

астроцитоми Поблизу пухлини, n=12 0,17±0,16 0,10±0,09 0,06±0,05 0,33±0,28 0,10±0,09

III ст. зл. На віддаленні, n=8 0,36±0,30 0,27±0,25 0,20±0,18 0,83±0,70 0,20±0,18

Гліобластоми Поблизу пухлини, n=4 0 0 0 0 0

IV ст. зл. На віддаленні, n=4 1,2 0,63 0,35 2,18 0,69

Примітка. АТФ, АДФ, АМФ — показники окисного фосфорилювання в пухлинній тканині, пояснення у тексті.

Таблиця 5

Показники енергетичного статусу в перифокальній зоні

при гліобластомах головного мозку

Вид тканини АТФ, мкМоль\г тканини АДФ, мкМоль/г тканини АМФ, мкМоль/г тканини Сума нуклеотидів мкМоль/г тканини Енергетич-ний заряд

При малій перифокальній зоні 0,6±0,5 0,3±0,2 0,2±0,1 1,1±0,8 0,60±0,4

При великій перифокальній зоні 0 0 0 0 0

Примітка. АТФ, АДФ, АМФ — показники окисного фосфорилювання в пухлинній тканині, пояснення у тексті.

Таблиця 6

Показники енергетичного статусу перифокальної зони

в залежності від локалізації гліобластом

Локалізація пухлини АТФ, мкМоль\г тканини АДФ, мкМоль/г тканини АМФ, мкМоль/г тканини Сума нуклеотидів мкМоль/г тканини Енергетичний заряд

Лобова частка 0,6±0,4 0,4±0,3 0,2±0,1 1,2±0,6 0,65±0,3

Скронево-тім'яна ділянка 0 0 0 0 0

Примітка. АТФ, АДФ, АМФ — показники окисного фосфорилювання в пухлинній тканині, пояснення у тексті.

Ці дослідження підтверджують наявність грубих деструктивних і незворотних