Τα τριχοειδή του εγκεφάλου επί της νόσου του Αlzheimer: Μελέτη διά της μεθόδου Golgi και υπό το ηλεκτρονικόν μικροσκόπιον
ΜΠΑΛΟΓΙΑΝΝΗΣ Σ.Ι., ΚΩΣΤΑ Β., ΜΑΥΡΟΥΔΗΣ Ι., ΜΠΑΛΟΓΙΑΝΝΗΣ Ι.Σ.
Επίκουρος καθηγητής, Παιδαγωγικό Τμήμα Ειδικής Αγωγής, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Περίληψις
Η νόσος του Alzheimer αποτελεί την βαρυτέραν μορφήν ανοίας, της οποίας το αιτιοπαθολογικόν υπόβαθρον είναι πολυδιάστατον. Εις την προσπάθειαν να διερευνήσουμε την σημασίαν του αγγειακού συντελεστού, προέβημεν εις μελέτην διά της μεθόδου εμποτισμού των κυττάρων δι΄αλάτων αργύρου κατά Golgi και διά του Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου, εις σειράν παρασκευασμάτων, προερχομένων εκ των λοβών των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, της παρεγκεφαλίδος, του ιπποκάμπου, του υπομέλανος τόπου, των προσθίων και οπισθίων διδυμίων, των έσω και έξω γονατωδών σωμάτων, του θαλάμου, της ωχράς σφαίρας και της κεφαλής του κερκοφόρου πυρήνος. Η μελέτη των τριχοειδών απεκάλυψε σημαντικάς αλλοιώσεις εις όλας τας εξετασθείσας δομάς, ιδιαιτέρως δε τον ιππόκαμπον, την προρρινικήν περιοχήν, τον βρεγματικόν φλοιόν, τον ακουστικόν και τον οπτικόν φλοιόν και εις περιωρισμένην έκτασιν εις την παρεγκεφαλίδα και τον οδοντωτόν πυρήνα αυτής.

Εν μέσω των δομών, αι οποίαι ενεφάνισαν σημαντικάς μορφολογικάς αλλοιώσεις, εντάσσονται τα έσω και έξω γονατώδη σώματα, τα πρόσθια και οπίσθια διδύμια και ο υπομέλας τόπος. Αι ουσιωδέστεραι των μορφολογικών αλλοιώσεων συνίσταντο (α) εις την αραίωσιν του τριχοειδικού δικτύου, (β) εις την περιστροφήν των τριχοειδών κατά τον επιμήκη άξονα αυτών, (γ) εις τας κατά θέσεις στενώσεις των κλάδων αυτών, (δ) τας μεταστενωτικάς διευρύνσεις, (ε) τα ατρακτοειδή ανευρύσματα και (στ) την εμφάνισιν κατά θέσεις σακκοειδών ανευρυσμάτων εις τα σημεία της εκφύσεως των επί μέρους κλάδων των.

Αι μορφολογικαί αυταί αλλοιώσεις των τριχοειδών εν συνδυασμώ προς τας παθολογικάς αλλοιώσεις της νόσου του Αlzheimer, ήτοι την συγκέντρωσιν ολιγομερών και πολυμερών του α-β πεπτιδίου και την συγκέντρωσιν των κατά ζεύγη ελικοειδώς συνεστραμμένων ινιδίων, συνθέτουν έν πολύμορφον νευροπαθολογικόν περίγραμμα, το οποίον θα ηδύνατο να ερμηνεύση τας διαφόρους κλινικάς εκφράσεις της νόσου, ήτοι την ταχύτητα της πορείας αυτής και την βαρύτητα των κλινικών εκδηλώσεων, δεδομένου ότι ο επιπροστιθέμενος αγγειακός παράγων εντός των αλλοιώσεων της νόσου του Αlzheimer, αποτελεί ουσιώδη συντελεστήν διά την βαρυτέραν έκφρασιν των κλινικών φαινομένων της νόσου. Εγκέφαλος 2008, 45(4):220-225.

Λέξεις κλειδιά: Νόσος του Alzheimer, τριχοειδή του εγκεφάλου, ηλεκτρονικόν μικροσκόπιον, τεχνική κατά Golgi, μεικτή άνοια.

Εισαγωγή

Η παθολογία των τριχοειδών του ΚΝΣ διαδραματίζει ουσιώδη ρόλον εις την εμφάνισιν παθολογικών καταστάσεων, αι οποίαι δεν εισάγονται με εντυπωσιακά κλινικά φαινόμενα, ως συμβαίνει επί παθολογικών αλλοιώσεων των μεγάλων αρτηριακών στελεχών της καρωτίδος ή της σπονδυλοβασικής, αλλά εισάγεται με αμβληχρά συμπτώματα, τα οποία αναφέρονται, κατά κύριον λόγον, εις τας ανωτέρας ψυχικάς και νοητικάς λειτουργίας, εις τας συναισθηματικάς αντιδράσεις του ατόμου, τον μυικόν τόνον, την αντίληψιν και έκφρασιν του λόγου, την λειτουργίαν της βαδίσεως, την εναλλαγήν ύπνου και εγρηγόρσεως και σπανίως προκαλούνται αδραί κινητικαί εκπτώσεις.

Εις πλειάδα νοσημάτων, ως είναι η νόσος του Alzheimer, η μετωπιαία άνοια, η προϊούσα υπερπυρηνική οφθαλμοπληγία και αι ψευδοπρομηκικαί συνδρομαί, τα τριχοειδή του εγκεφάλου παρουσιάζουν ωρισμένας μορφολογικάς αλλοιώσεις¹, αι οποίαι καθίστανται αντιληπταί όχι διά των συνήθων χρωστικών μεθόδων, αλλά διά του εμποτισμού του τοιχώματος των αγγείων δι΄ αλάτων Aργύρου².

Η τεχνική αύτη επιτρέπει, εν τω πλαισίω καταλλήλου τροποποιήσεως, την απεικόνισιν όλου του τριχοειδικού δικτύου εις όλην την έκτασιν του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος και κατ' επέκτασιν την μορφολογικήν και μορφομετρικήν ανάλυσιν αυτού.

Υλικόν και μέθοδοι

Προέβημεν εις την μελέτην των τριχοειδών του εγκεφάλου επί σειράς εγκεφάλων, οι οποίοι μας προσεφέρθησαν υπό του εργαστηρίου Ιατροδικαστικής και Τοξικολογίας του ΑΠΘ. Εκ των εγκεφάλων οι 6 μεν προήρχοντο από πάσχοντας εξ ανοίας, των οποίων τόσον το ιστορικόν όσον και η νευροαπεικονιστική μελέτη συνέκλινον υπέρ της νόσου του Alzheimer οι 4 δε εξ ατόμων μη πασχόντων εκ νευρολογικών ή μεταβολικών νοσημάτων.

Οι εγκέφαλοι, μονιμοποιηθέντες εις 10% φορμαλδεϋδης, μετά την μακροσκοπικήν εξέτασιν αυτών διά πολλαπλών κατά μέτωπον τομών, ετέθησαν εντός διαλύματος διχρωμικού καλίου (Κ2Cr2O7) επί δύο εβδομάδας εις θερμοκρασίαν 18°C και εν συνεχεία πολλαπλαί τομαί ετέθησαν εντός διαλύματος 1% νιτρικού αργύρου (AgNO3) εντός Τris-Buffer και παρέμειναν εις φωτοστεγές περιβάλλον θερμοκρασίας 18°C, επί μία εβδομάδα.

Μετά το πέρας του διαποτισμού διά νιτρικού αργύρου (AgNO3), τα παρασκευάσματα ενεκλείσθησαν εις παραφίνην και ετμήθησαν διά μικροτόμου συρομένης μαχαίρας εις τομάς της τάξεως των 40 μm. Πολλαί εκ των τομών εχρώσθησαν διά υδατικού διαλύματος 10% κυανού του μεθυλενίου, συμφώνως προς την μέθοδον κατά Golgi-Nissl και ετέθησαν επί αντικειμενικής πλακός καλυφθείσης διά Entelan.

Η μελέτη των παρασκευασμάτων επραγματοποιήθηκε διά οπτικού μικροσκοπίου Axiolab κατασκευής Carl Zeiss.

Η τροποποίησις, η οποία υφ΄ημών εγένετο εις την μέθοδον Golgi , συνίσταται εις την αντικατάστασιν του OsO4 υπό χλωριούχου χαλκού. Ο χλωριούχος χαλκός, εν τω πλαισίω του διχρωμικού καλίου, επιτρέπει τον διαποτισμόν του ενδοθηλίου όλων των τριχοειδών υπό του AgNO3 και κατ΄επέκτασιν την απεικόνισιν αυτών, καθ΄όλην την έκτασιν του ΚΝΣ.

Αποτελέσματα

Εις τους εγκεφάλους των πασχόντων από την νόσον του Alzheimer παρετηρήθησαν αι κάτωθι αλλοιώσεις των τριχοειδών:

α. Μείωσις του ολικού πλέγματος των τριχοειδών εν σχέσει προς άτομα της αυτής ηλικίας, ιδίως εις τον ακουστικόν και τον οπτικόν φλοιόν (Εικ. 1), τον ιππόκαμπον, τον θάλαμον, τον φλοιόν της παρεγκεφαλίδος και το εγκεφαλικόν στέλεχος. Έκφυσις τριχοειδικών κλάδων υπό ορθήν γωνίαν , εις πεδίον ηλαττωμένης πυκνότητος του τριχοειδικού δικτύου (Εικ. 3)

β. Εμφάνισις πολλαπλών μικροανευρυσμάτων, τα οποία ήσαν ιδιαιτέρως εμφανή εις τον ιππόκαμπον (Εικ. 4) και τον θάλαμον.Ταύτα παρατηρούνται εν εκτάσει εις τα σημεία διακλαδώσεων των τριχοειδών,το μέγεθος δε αυτών ανήρχετο εις 2-3 μm.

γ. Ανευρυσματικαί διατάσεις των τριχοειδών, παρατηρούμεναι εις τον ιππόκαμπον, τον αμυγδαλοειδή πυρήνα, τον ακουστικόν φλοιόν και τον θάλαμον.

δ. Συστροφή των τριχοειδών κατά τον επιμήκη άξονα αυτών (Εικ.1, 2).

ε. Σπειροειδής διαμόρφωσις του τριχοειδικού δικτύου εις περιοχάς, εις τας οποίας συνήθως η διαμόρφωσις αυτών διατηρεί την ευθύγραμμον διάταξιν.

στ. Υπό το ηλεκτρονικόν μικροσκόπιον διεπιστώθη διαταραχή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, παράλληλος πάχυνσις της βασικής μεμβράνης αυτών, οίδημα των αστροκυτταρικών ποδίσκων, συγκέντρωσις λιποειδών εντός των περικυττάρων και μιτοχονδριακαί αλλοιώσεις εντός των αστροκυττάρων και των ενδοθηλιακών κυττάρων του τοιχώματος των τριχοειδών εις τα πλείστα των τριχοειδών εις τον ιππόκαμπον, τον βρεγματικόν φλοιόν (Εικ. 5), την προρρινικήν περιοχήν, τον ακουστικόν και τον οπτικόν φλοιόν.

Περιοχαί, αι οποίαι εστερήθησαν της αρμονικής διαμορφώσεως των τριχοειδών είναι κυρίως ο ακουστικός φλοιός, ο ιππόκαμπος, ο οπτικός φλοιός, ο φλοιός του βρεγματικού λοβού, ο υπομέλας τόπος και ολογώτερον ο παρεγκεφαλιδικός φλοιός και ο οδοντωτός πυρήνας της παρεγκεφαλίδος. Αι πλέον άτυποι αγγειακαί διαμορφώσεις παρετηρήθησαν κυρίως εις τον ιππόκαμπον, εις την προρρινικήν περιοχήν και εις την προμετωπιαίαν περιοχήν. Ιδίως εις τον ιππόκαμπον παρατηρείται σημαντικός περιωρισμός των οριζοντίων τριχοειδικών κλάδων, οι οποίοι φέρονται παραλλήλως προς τον φλοιόν, πολλά δε από τα αγγεία φέρουν περιελίξεις και ανευρυσματικάς διατάσεις κατά τον επιμήκη άξονα αυτών.

Παρά το γεγονός, ότι εις τον θάλαμον παρατηρούνται σημαντικαί νευρωνικαί απώλειαι, εν τούτοις τα τριχοειδή διατηρούν το πυκνόν πλέγμα, το οποίον παρατηρείται και εις τα άτομα της αυτής ηλικίας. Είναι σημαντικόν, ότι περιοχαί όπως τα έσω και έξω γονατώδη σώματα, τα πρόσθια και οπίσθια διδύμια, παρουσιάζουν σημαντικάς τριχοειδικάς αλλοιώσεις, παραλλήλως προς την νευρωνικήν απώλειαν, γεγονός το οποίον είναι δυνατόν να συσχετισθή με τας διαταραχάς του οπτικοχωρικού και ακουστικοχωρικού προσανατολισμού του πάσχοντος εκ της νόσου του Αlzheimer¹⁵.

Συζήτησις

Η διαμόρφωσις των τριχοειδών διαφέρει από θέσεως εις θέσιν εις το ΚΝΣ. Ούτως επί των φυσιολογικών ατόμων, τα πλείστα των τριχοειδών εις την παρεγκεφαλίδα έχουν κατακόρυφον διάταξιν, ως προς την ελευθέραν επιφάνειαν του φλοιού αυτής, διακλαδούμενα κυρίως υπό ορθήν γωνίαν.

Τα τριχοειδή εις τον οδοντωτόν πυρήνα της παρεγκεφαλίδος και την ελαίαν αναπτύσσουν σπειροειδή διάταξιν, των σπειρών ευρισκομένων εις πυκνάς κυκλικάς δομάς βραχέος εύρους, ακτίνος 4-5 μm, διά μέσου των οποίων παρεμβάλλονται ευθειασμένα τριχοειδικά περιγράμματα.Τα τριχοειδή εις τον ιππόκαμπον φέρονται ακτινοειδώς, εκφυόμενα υπό των προτριχοειδικών αρτηριδίων υπό οξείαν γωνίαν.

Γενικώς τόσον η φορά όσον και η μορφολογία των τριχοειδών διαταράσσεται ευρέως επί της νόσου του Αlzheimer, γεγονός το οποίoν επιπροσθέτει έναν επιβαρυντικόν παράγοντα εις το όλον φάσμα των παθογενετικών συντελεστών⁶. Δεν είναι μόνον η συγκέντρωσις ολογομερών του αβ πεπτιδίου ούτε η νευροϊνιδιακή εκφύλισις συνεπεία της υπερφωσφορυλιώσεως της Ταυ πρωτείνης οι κύριοι συντελεσταί της ανοίας επί της νόσου του Αlzheimer^9,10, αλλά επ'αυτών επιπροστίθενται αι ουσιώδεις μιτοχονδριακαί αλλοιώσεις^4,5 και κυρίως η μεγάλη απώλεια των συνάψεων ιδίως των δενδριτικών ακανθών^3,7, η οποία συνδέεται με τας οργανυλλιακάς αλλοιώσεις του νευρώνος και εκ παραλλήλου με τας διαταραχάς της αιματώσεως, η οποία είναι απότοκος των κυκλοφορικών διαταραχών εις τριχοειδικόν επίπεδον.

Η μελέτη των τριχοειδών του ΚΝΣ επί της νόσου του Αlzheimer και η ανεύρεσις όλων των πολυμόρφων αλλοιώσεων αυτών, οδηγεί εις την σκέψιν, ότι η νόσος αποτελεί έν ετερογενές σύνολον, εις την παθογένειαν του οποίου υπεισέρχεται ουσιωδώς ο αγγειακός συντελεστής, προσδίδων τον χαρακτήρα της μικτής αλλοιώσεως, της συνδυαζούσης την παθολογίαν της νόσου του Αlzheimer και την ευρείαν αγγειακήν διαταραχήν εις τριχοειδικόν επίπεδον.

Ήδη κατά τα τελευταία έτη εισήχθη ο όρος "μικτή" άνοια, ανταποκρινόμενος εις την άνοιαν, της οποίας τα νευροπαθολογικά ευρήματα συνηγορούν τόσον υπέρ της νόσου του Αlzheimer όσον και υπέρ της αγγειακής ανοίας⁸, η δε κλινική εικόνα συνδυάζει τόσον τον συναισθηματικόν συντελεστήν και τα φαινόμενα τα παρατηρούμενα επί αγγειακής ανοίας^12,13 όσον και βαθείαν μνημονικήν απώλειαν¹⁴, την διαταραχήν της κριτικής ικανότητος και την συνεχώς φθίνουσαν πορείαν, η οποία παρατηρείται επί της νόσου του Αlzheimer.

Ο χρόνος ενάρξεως της νόσου πολλάκις οφείλεται εις αγγειακόν συντελεστήν, παρά το γεγονός ότι οι φέροντες τον απλότυπον της απολιποπρωτείνης Ε4/Ε4 εμφανίζουν πρωιμότερον την νόσον. Αι περιοχαί, αι οποίαι παρουσιάζουν τας περισσοτέρας αλλοιώσεις των τριχοειδών είναι αυταί, αι οποίαι παρουσιάζουν την πρωιμοτέραν κλινικήν συμπτωματολογίαν και συμβάλλουν εις την ταχυτέραν διαμόρφωσιν του κλινικού περιγράμματος της νόσου του Αlzheimer¹¹.

Η μελέτη υπό το ηλεκτρονικόν μικροσκόπιον καταδεικνύει, ότι εις τας πλείστας των περιπτώσεων της εν λόγω νόσου επέρχεται διαταραχή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Η διαταραχή αύτη προέρχεται κατά το πλείστον εκ των έσω, λόγω της ηυξημένης παραγωγής των χημοκινών υπό των μικρογλοιακών κυττάρων του Ηοrtega. Ούτως επέρχεται άλυσος παθογενετικών μηχανισμών, οι οποίοι αλληλοτροφοδοτούνται καταλήγοντες εις την μείζονα συναπτικήν των απώλειαν και εις την επιδείνωσιν της κλινικής καταστάσεως των ασθενών.

Η προάσπισις του αγγειακού παράγοντος εις την νόσον του Αlzheimer, εντός των θεραπευτικών πλαισίων της νόσου, τόσον διά της χρήσεως παραγόντων, οι οποίοι ελαττώνουν τας αγγειακάς αντιστάσεις όσον και διά της ελαττώσεως της γλοιότητος του αίματος θα ηδύναντο να συμπληρώσουν το πρωτόκολλον της θεραπευτικής αντιμετωπίσεως, παραλλήλως προς την χορήγησιν των συντελεστών της νευροδιαβιβαστικής ενισχύσεως.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Βaloyannis S. Neuropathology of Dementia. Thessaloniki 1993; pp.1-73.
2. Baloyannis SJ. The acoustic cortex in vascular dementia: a Golgi and electron microscope study. J Neurol Sci 2005; 29-30:229-230.
3. Βaloyannis S, Manolidis S, Manolidis L. The acoustic cortex in Alzheimer's disease. Acta Otolaryngol. (Stockh) Suppl. 1992; 494: 1-13.
4. Baloyannis, V. Costa and D. Michmizos, Mitochondrial alterations in Alzheimer's Disease, Am. J. Alzheimers Dis. 2004; 19: 89-93.
5. Baloyannis SJ. Mitochondrial alteration in Alzheimer's disease. J Alzh Dis 2006; 9:119-26.
6. Baloyannis S, Manolidis S, Manolidis L. Synaptic alterations in the Vestibulocerebellar System in Alzheimer΄s Disease-A Golgi and Electron Microscope Study Acta Otolaryngol 2000; 120:47-50.
7. Baloyannis S, Costa V, Arnaoutoglou A, Arnaoutoglou H. Synaptic alterations in the molecular layer of the cerebellum in Alzheimer's disease. Neuropath Appl Neurobiol 1996; 22: 78-9.
8. Bakchine S, Blanchard F. Diagnostic criteria for vascular dementia: a step toward new ones? Psychogeriatrics 2005; 4:127-129.
9. Braak H. and E. Braak, Alzheimer's disease: Striatal amyloid deposits and neurofibrillary changes, J. Neuropathol. Exp. Neurol 1990; 49: 215-224.
10. Braak H. and E. Braak, Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes, Acta Neuropathol. (Berl.) 1991; 82: 239-259.
11. Braak H. and E. Braak, Staging of Alzheimer's disease-related neurofibrillary changes, Neurobiol. Aging 16 (1995) 271-284.
12. Hachinski V. Multi-infarct dementia. Neurol Clin 1983; 1:27-36.
13. Loeb C. Vascular dementia. Dementia 1990; 1:175-184.
14. Mesulam M. Large-scale neurocognitive networks and distributed processing for attention, language and memory. Ann Neurol. 1990; 28:597-613.
15. Terry R.D., E. Masliah, D.P. Salmon, N. Butters, R. DeTeresa, R. Hill, L.A. Hansen and R. Katzman, Physical basis of cognitive alterations in Alzheimer's disease: synapse loss is the major correlate of cognitive impairment, Ann. Neurol. 1991; 30: 572-580.