Edema and swelling of the brain in the neuroinfections

Full Text

Отек и набухание головного мозга (ОНГМ) - наиболее частая причина смерти больных нейроинфекциями [1, 3 - 5, 9, 14]. Патогенез этих патологических процессов - отека мозга и набухания мозга существенно различается [4, 6, 10, 13, 16] (рис. 1). Отек мозга - это скопление жидкости во внеклеточном пространстве головного мозга. Причиной отека являются повышение проницаемости гема- тоэнцефалического барьера (ГЭБ), обусловленное различными факторами: повреждением клеток эндотелия сосудов мозга возбудителем (вирусами), токсинами возбудителя, циркулирующими в крови (например, ЛПС, менингококк) или образующими в энцефалитических очагах (например, пневмококки, криптококки), медиаторами воспаления и фермен- тами. Все эти факторы, вызывая повышение проницаемости самого мощного из гистиогемоцитар- ных барьеров, приводят к скоплению жидкости во внеклеточном пространстве головного мозга, смещению (дислокации) полушарий мозжечка, опусканию их нижней выступающей части (миндалин) в большое затылочное отверстие и сдавлению ствола мозга, в котором расположены дыхательный, сосудодвигательный и вегетативные центры. Вследствие ишемии происходят распад миелина, затем гибель нейроцитов ствола мозга. Смерть чаще всего наступает от остановки дыхания [1, 12, 13]. Основной причиной набухания мозга является гипоксия нервных клеток любой этиологии: гипово- лемия, шок с гипотензией, токсические воздействия на систему газообмена, нарушение газообмена на всех уровнях (поражение верхних дыхательных путей, бронхов, альвеол), развитие отека головного мозга, которое приводит к сдавлению мозговых сосудов и снижению мозгового кровотока. Следстви- Отек-набухание головного мозга Гипоксия головного мозга Набухание мозга * Повышение проницаемости ГЭБ Отек мозга Повышение АД <----- > Нарушение оттока крови Увеличение объема и массы головного мозга Опускание миндалин мозжечка в большое затылочное отверстие > Гипергликемия Сдавление, ишемия, демиелинизация и гибель клеток центров дыхания, гемодинамики и вегетативных центров Глюкоза + вода в вещество головного мозга ем гипоксии мозговых клеток является нарушение функции калиевого насоса, и вместо ионов калия в цитоплазму клеток начинает поступать натрий с атомами воды. В результате клетка набухает, ее объем увеличивается, соответственно увеличиваются объем и масса головного мозга, что приводит к дислокации, т.е. результат этих процессов однозначный, несмотря на различие патогенетических механизмов [16, 18, 19]. Кроме того, отек и набухание мозга потенцируют друг друга, сочетаются друг с другом, клинически и инструментально не дифференцируются, поэтому и используется термин ОНГМ. Следует отметить, что ОНГМ так же, как и другие патологические процессы в ЦНС, не имеет этиологической специфики, а симптоматика определяется локализацией и выраженностью процесса, поэтому на ранних этапах развития, до начала дислокации, симптоматика поражения ЦНС определяется другими факторами: поражением оболочек мозга с развитием в них воспалительного процесса и церебральной гипертензии вследствие гиперпродукции спинно-мозговой жидкости (СМЖ), которые проявляются менингеальным синдромом. При вовлечении в процесс вещества головного и спинного мозга появляется соответствующая симптоматика. Появляются общемозговые симптомы, вызванные токсическим и воспалительным поражением нейро- цитов, неизбежным присоединением ОНГМ, который в этом периоде диагностируется на основании установления диагноза нейроинфекции и знания происходящих при этом патологических процессов в ЦНС. Лишь появление стволовой симптоматики, обусловленной дислокацией мозга в большинстве случаев, за исключением сравнительно редких случаев стволовых энцефалитов, позволяет клинически диагностировать это осложнение [1, 3, 5]. Снижение мозгового кровотока Усиление гипоксии мозга Нарушение дыхания Тщательный многофакторный математический анализ клиники ОНГМ с использованием альтернативного алгоритма распределения частот симптомов в дифференцируемых группах больных с наличием ОНГМ и без признаков этого осложнения позволил более точно диагностировать ОНГМ. Распределение больных по группам основывалось на экспертной оценке клинической картины болезни и результатах аутопсии в летальных случаях. На основе этого анализа составлена диагностическая таблица, в которой оцениваются 2 показателя: диагностический коэффициент (ДК), и его частота (информативность). Диагностические симптомы расположены в порядке убывания их частоты. Диагноз устанавливается на основании алгебраического суммирования ДК до достижения пороговой суммы (+)30 - наличие ОНГМ или (-)30 при отсутствии осложнения, заданная точность результата 99% (см. таблицу). Анализ полученных данных, проверка таблицы в клинических условиях показали, что пороговая сумма +30 по данным аутопсии, достигается только при наличии дислокации мозга. ОНГМ без дислокации давал промежуточное значение со знаком «+» или «-», т. е. неопределенный результат. Однако подсчет по таблице в динамике позволяет судить о тенденции процесса - рост суммы ДК говорит о нарастании ОНГМ, снижение и переход к отрицательным значениям - о положительной динамике процесса, т.е. об эффективности терапии. Таблица многократно проверена в клинической практике сначала у больных менингококковой инфекцией, затем при других бактериальных менингитах, также при вирусных и грибковых нейроинфекциях. При этом наиболее информативны для диагностики стволовой дислокации мозга увеличение частоты дыхания свыше 170% возрастной нормы, наличие комы, генерализованных судорог, повышение диастолического давления [3, 9, 14]. В настоящее время эффективность таблицы может быть повышена за счет замены клинических критериев лабораторноинструментальными (биоэлектрическая активность мозга, показатели газов крови и др). Следует подчеркнуть, что течение и исход ОНГМ существенно зависят от многих факторов, например от возраста больного. У детей до 1 года при несрос- шихся костях черепа дислокации, как правило, не наблюдается. Напротив, у лиц пожилого возраста с исходно сниженным мозговым кровотоком мы наблюдали прогрессирование ОНГМ на фоне эффек- Диагностика ОНГМ с дислокацией мозга Частота дыхания: Число сердечных сокращений: до 85% +5 до 85% -6 86-115% -18 86-114% 0 116-140% -9 115-170% -3 141-170% +3 171-229% +10 171-225% +10 230% и более +5 226% и выше +15 Сознание: Потеря сознания до осмотра: ясное -18 нет -4 оглушенность, -3 есть +6 сопор кома +5 Судороги: Пульсовое давление: нет -2 до 20 мм +4 есть +16 21-50 мм -6 51 мм и выше +5 Диастолическое Цвет кожи лица: давление: до 85% 0 обычная -5 86-115% -8 бледность +2 116% и выше +7 гиперемия +12 Цианоз: Соотношение пульса и температуры: нет -3 брадикардия -6 губ и ногтей +1 соответствие или тахикардия +2 акроцианоз +15 Задержка мочеиспускания: тотальный +11 есть -4 нет +4 Систолическое Температура: давление: до 82% +6 До 37oC -1 83-118% -6 37,1-38oC +2 119-136% +3 38,1-39oC +5 13-155% +12 39,1-40oC -7 155% и выше +7 40,1oC и выше 0 тивной антибактериальной терапии с развитием дислокации до 3-5 дней лечения. Течение ОНГМ отягощается при наличии факторов, усиливающих гипоксию мозга (пневмония, анемия, артериальная гипотензия) [12, 16]. Но наиболее существенное значение имеют особенности патогенеза болезни, связанные с факторами патогенности возбудителя. Так, за последние годы мы все чаще в связи с распространением ВИЧ-инфекции и других иммунодефицитов наблюдем больных криптококковым менингоэнцефа- литом. За последние 2 года в ИКБ № 2 было госпитализировано 76 больных (рис. 2). Особенностью возбудителя дрожжеподобного гриба Cr. neo- formans является отсутствие в нем компонентов, инициирующих воспаление. Благодаря мощной капсуле он защищен от фагоцитоза. Патогенное действие обусловлено скоплениями гриба, вызывающими сдавление и гибель клеток вещества мозга с вторичной слабой воспалительной реакцией. Но главным является способность гриба вырабатывать ряд ферментов (фенолоксидаза, уреаза, фосфолипаза), резко повышающих проницаемость сосудов. Такое сочетание патогенетических механизмов приводит к медленному прогрессированию заболевания, слабой выраженности и непостоянству клинических симптомов, воспалительных изменений в СМЖ вплоть до того момента, когда скрыто развивавшийся ОНГМ не приводит к внезапной дислокации мозга с быстро нарастающими расстройствами сознания, судорогами, нарушениями дыхания и летальным исходом в течение 2-3 сут. Важно подчеркнуть, во-первых, что признаки дислокации обнаружены у всех 18 умерших, которым производилось вскрытие, во-вторых, уровень ликворного давления (ЛД) у них был повышен умеренно (200-400 мм вод. ст.), в-третьих, летальные исходы наблюдались не только до начала антимикотической терапии, но и на ее фоне до 2 нед и более, что обусловлено медленным подавлением активности возбудителя в связи с его низкой биодоступностью. Поэтому этот контингент больных нуждается в длительной дегидратацион- ной терапии. И здесь сталкиваемся с еще одной проблемой менингоэнцефалитов, в значительной степени обусловленной ОНГМ, который сопровождается резким снижением мозгового кровотока и соответственно уменьшением пассажа антимикробных препаратов в вещество мозга. Рис. 5 Пневмококковый гнойно-фибринозный менингоэнце- фалит. 12-е сутки от начала заболевания: большое количество нитей фибрина в экссудате. Рис. 3. Пневмококковый гнойно-фибринозный менингоэнце- фалит. 14-е сутки от начала заболевания. Стрелками указан очаг гнойной инфильтрации вещества головного мозга. Особенно демонстративен этот механизм при пневмококковом менингите (ПМ), имеющем наиболее высокую летальность среди бактериальных менингитов (по нашим многолетним данным, 17-20%), причем связать летальный исход с резистентностью возбудителя к антибиотикам можно не более чем у 10% умерших. Причиной столь высокой летальности являются биологические свойства возбудителя и особенности вызываемого им патологического процесса [1, 9, 17, 18]. Вирулентные штаммы пневмококка имеют капсулу, защищающую от фагоцитоза, поэтому возбудитель быстро распространяется из субарахноидального пространства на вещество мозга, формируя мощный фибринозно-гнойный экссудат непосредственно на поверхности мозга, а не в его оболочках, как при других бактериальных менингитах. В веществе мозг уже через 2-3 сут, образуются энцефалитические очаги, в толще которых пневмококк биологически не доступен антибиотикам (рис. 3-5). Именно этими механизмами при ПМ обусловлено раннее развитие и пролонгированное течение ОНГМ с дислокацией, отсутствие клинического эффекта антибиотикотерапии, обусловленное низкой биодоступностью возбудителя. В отличие от ПМ при менингококковом менингите (ММ) вовлечение вещества мозга в патологический процесс происходит в среднем на 2-3 дня позже, экссудат содержит мало фибрина, возбудитель биологически доступен, уже на 2-й неделе уровни лактата и Д-димера фибрина (Д-ДФ) в СМЖ, характеризующие активность возбудителя и лизис экс- Рис. 4. Пневмококковый гнойно-фибринозный менингоэнце- фалит. 14-е сутки от начала заболевания (деталь предыдущего рисунка). судата, приходят к норме. Соответственно ОНГМ с дислокацией наблюдается редко, быстро купируется, хотя ЛД нередко превышает 500 мм вод. ст., а летальность при ММ составляет 0,5-1,0%. В то же время ОНГМ развивается рано - в 1-2-й день, а иногда в первые часы болезни до формирования гнойного экссудата в субарахноидальном пространстве и имеет токсический генез, обусловленный действием липополисахарида (ЛПС) менингококка и компонентов генерализованного воспаления, что подтверждается данными ПЦР. Так, при неосложненном течении болезни микробная нагрузка в крови составляет до 1 ■ 103 - 1 ■ 105 в 1 мкл, при ОНГМ с дислокацией - 1 ■ 106-1 ■ 108 в 1 мкл. Основное количество летальных случаев при МИ обусловлено инфекционно-токсическим шоком [5]. Следует отметить и тот факт, что при широко распространенных энтеровирусных менингитах при выраженной ликворной гипертензии мы не наблюдали картины ОНГМ с дислокацией и состояние больного стабилизируется после диагностической люмбальной пункции с эвакуацией 5-10 мл СМЖ. При лечении бактериальных менингитов, осложненных ОНГМ, создается сложная ситуация: снижение эффективности антимикробной терапии способствует пролонгированию ОНГМ и клиницисту на основании клинических данных трудно оценить наличие или отсутствие эффекта антимикробной терапии. Что касается бактериальных и грибковых менингоэнцефалитов, то высоко диагностически значимыми являются такие показатели, как уровень лактата (резко снижается с 10-20 до 3-6 ммоль/л при подавлении биоактивности возбудителя), повышение уровня глюкозы до нижнего уровня нормы. На угнетение активности возбудителя указывает и увеличение pH СМЖ свыше 7,1. Определение Д-ДФ позволяет судить о динамике лизиса фибринозногнойного экссудата, в частности снижение с 10-15 до 3-5 мкг/л, что указывает на завершение лизиса, а снижение уровня белка в 1,5-2,0 раза - на стабилизацию гематоликворного барьера (ГЛБ) [1, 6, 7]. Анализ этих показателей позволяет на фоне ОНГМ избежать необоснованной замены этиотропных препаратов. В то же время следует помнить о том, что процессы, происходящие в субарахноидальном пространстве и веществе мозга, не идентичны. Так, ликвор- ная гипертензия связана с гиперпродукцией СМЖ, т. е. с повышенной проницаемостью ГЛБ, и зависит от состояния сосудистого сплетения боковых желудочков головного мозга. Анатомической структурой ГЭБ являются особым образом устроенные капилляры головного мозга (наслаивание клеток эндотелия по типу черепицы друг на друга, малое количество отверстий - фораменов и люков в стенке капилляра) и плотно покрывающие поверхность капилляров отростки глиальных клеток, т. е. ГЭБ является функционально-морфологической структурой, не связанной с ГЛБ, поэтому попытки на основании измерения ЛД определять наличие и выраженность ОНГМ научно не обоснованы, а на практике ведут к диагностическим ошибкам и неправильной терапевтической тактике. Специально проводившиеся нами исследования показали, что у больных менингокок- ковым менингитом с неосложненным течением и с ОНГМ уровень ЛД статистически не отличался и составлял при поступлении при неосложненном течении болезни 384±37 мм вод. ст., а при ОНГМ с дислокацией - 339±42 мм вод. ст. (р > 0,05), более того, у больных с ОНГМ и ликворной гипотензией (ЛД меньше 100 мм вод. ст.) летальность была значительно выше, чем у больных с повышенным ЛД (больше 200 мм вод. ст.) и составила соответственно 18,4±2,1 и 12,8±1,9% (р < 0,05). Это можно объяснить уменьшением амортизирующего действия СМЖ и облегчением процесса дислокации мозга. Определяя тактику патогенетической терапии ОНГМ, необходимо ориентироваться на особенности патологического процесса в зависимости от его этиологии и других факторов реального состояния больного, т. е. быстро прогрессирующее расстройство сознания, судороги, нарушение дыхания (тахипноэ) и гемодинамики (высокий уровень систолического АД, тахикардия) [2, 10, 11]. При наличии картины ОНГМ с признаками дислокации прежде всего необходима ранняя искусственная вентиляция легких (ИВЛ) кислородновоздушной смесью. При определении показаний к ИВЛ нужно ориентироваться прежде всего на приведенные клинические критерии, не дожидаясь результатов определения газового состава крови и развития апноэ. Второе важное направление в лечении ОНГМ - дегидратация - должно также проводиться с учетом особенностей патологического процесса с соблюдением обязательного принципа - поддержания нормоволемии. До сих пор остается дискуссионным вопрос о выборе диуретиков [2, 15, 19, 21]. Петлевые диуретики дают наиболее быстрый эффект, но требуют обязательного контроля и поддержания объема циркулирующей крови. Осмотические диуретики действуют более физиологично, но они таят в себе угрозу развития синдрома отдачи, особенно с учетом резкого повышения проницаемости ГЭБ, причем на фоне тяжелого ОНГМ распознать этот синдром не представляется возможным. Используя таблицу диагностики ОНГМ, мы четко выявили развитие синдрома отдачи при использовании в целях дегидратации 40% глюкозы, раствора мочевины. На фоне применения маннитола мы также в ряде случаев наблюдали нарастание симптомов отека мозга, но отнести их однозначно за счет маннитола не удалось. Требуются специальные исследования с использованием методов доказательной медицины. Следует отметить, что в случаях, когда имеется снижение уровня альбумина, нередко при ПМ, следует использовать в качестве осмотического дегидратирующего средства концентрированный 20% раствор альбумина, обладающий высоким осмотическим давлением; недостаточно изучена эффективность глицерола [18, 19, 21]. Сложным является вопрос о применении кортикостероидов для стабилизации ГЭБ, так как одновременно уменьшается пассаж антибиотиков [1, 3, 5, 9, 14, 20]. Этот вопрос также нуждается в специальном изучении. Чтобы повысить эффективность антибиотикотерапии в некоторых случаях прибегают к эндолюмбальному введению антибиотиков [1, 8, 11]. При дислокации мозга, в условиях разобщения церебрального и спинального отделов субарахноидального пространства, это приводит к созданию высоких концентраций в спинальном отделе субарахноидального пространства и представляет угрозу развития побочных эффектов, а пассаж антибиотика в вещество головного мозга и церебральный отдел субарахноидального пространства не повышается. В этих случаях патогенетически более обосновано интракаротидное введение антибиотиков, что также требует проведения специальных исследований, которые усложняются очень ограниченными возможностями определения концентраций антибиотиков в веществе мозга (только на аутопсийном материале). Обязательным компонентом комплексной терапии ОНГМ является назначение препаратов, улучшающих мозговой кровоток, антиоксидантов и антигипоксантов, повышающих толерантность мозга к гипоксии. К сожалению, в условиях ОРИТ иногда пренебрегают механическим охлаждением мозга, которое также является важным фактором в повышении сохранности мозга в условиях ОНГМ.

About the authors

Yu. Ya Vengerov

Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov

20/1, Delegatskaya Str., 127473

M. V Nagibina

Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov

20/1, Delegatskaya Str., 127473

O. E Volkova

Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov

20/1, Delegatskaya Str., 127473

E. V Belikoya

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

L. B Baikova

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

D. V Chernichov

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

T. Yu Smirnova

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

O. A Tishkevich

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

Yu. G Parkhomenko

Infectious clinical hospital No. 2

Moscow, 15, Sokolinoy Gory 8-ya ulitsa, 105275

References

Supplementary files