Периваскулярные пространства мозга: от нормальной анатомии до нейродегенеративных заболеваний.

Введение

Периваскулярное пространство, также известное как пространство Вирхова-Робина, — это пространство, заполненное жидкостью, которое окружает определенные кровеносные сосуды в различных органах, включая мозг, и потенциально выполняет иммунологическую функцию, но в более широком смысле служит для распространения нейронных и гемогенных медиаторов. Мягкая мозговая оболочка (pia mater) отражается от поверхности мозга на поверхность кровеносных сосудов в субарахноидальном пространстве. В мозге периваскулярные манжеты — это области скопления лейкоцитов в периваскулярных пространствах, обычно наблюдаемые у пациентов с вирусным энцефалитом. Размеры периваскулярных пространств варьируются в зависимости от типа кровеносного сосуда. В мозге, где у большинства капилляров периваскулярное пространство практически незаметно, отдельные структуры мозга, такие как циркумвентрикулярные органы, характеризуются наличием крупных периваскулярных пространств, окружающих высокопроницаемые капилляры, что можно увидеть при микроскопии. Медианная эминентность, структура мозга, расположенная в основании гипоталамуса, содержит капилляры с широкими периваскулярными пространствами. У людей периваскулярные пространства, окружающие артерии и вены, обычно видны на МРТ-изображениях как области расширения. Хотя в нормальном мозге часто наблюдается несколько расширенных пространств, увеличение их количества может быть связано с частотой встречаемости ряда нейродегенеративных заболеваний, что делает эти пространства объектом исследований.

Симптомы расширения

Крайнее расширение связано с рядом специфических клинических симптомов. В случаях выраженного расширения только в одном полушарии сообщалось о таких симптомах, как неспецифические обмороки, гипертензия, позиционное головокружение, головная боль, нарушения ранней памяти и гемифациальные тики. Симптомы, связанные с тяжелым двусторонним расширением, включают боль в ухе (которая, по сообщениям, прошла самостоятельно), деменцию и судороги. Эти данные были собраны на основе клинических случаев пациентов с выраженным расширением ВРС.

Связь расширенного ВРС и других заболеваний

Недавние и продолжающиеся исследования выявили связь между увеличенным объемом вертебральной ретросонной системы и рядом расстройств.

Деменция

В какой-то момент расширенные пространства Вирхова-Робина настолько часто обнаруживались при аутопсии людей с деменцией, что считалось, будто они являются причиной этого заболевания. Однако в настоящее время проводятся дополнительные исследования для подтверждения или опровержения прямой связи между расширением пространств Вирхова-Робина и деменцией.

Болезнь Альцгеймера

Некоторые исследования оценивали пространственное распределение и распространенность ВРС у людей с болезнью Альцгеймера по сравнению с людьми без этого заболевания. Исследователи обнаружили, что, хотя ВРС, по-видимому, коррелируют с естественным старением, МРТ выявляет более высокую распространенность ВРС у пациентов с болезнью Альцгеймера. Церебральная амилоидная ангиопатия (ЦАА), нарушение функции кровеносных сосудов, часто ассоциированное с болезнью Альцгеймера, использует расширенные ВРС для распространения воспаления в паренхиму. Поскольку ВРС часто имеют дополнительную мембрану в сером веществе, ишемический ответ при ЦАА часто наблюдается в белом веществе. Выдвинута гипотеза о том, что структура ВРС в коре головного мозга может способствовать развитию болезни Альцгеймера. В отличие от ВРС базальных ганглиев, ВРС в коре головного мозга окружены только одним слоем оболочек головного мозга. Таким образом, ВРС в коре головного мозга могут менее эффективно дренировать бета-амилоид из интерстициальной жидкости, чем ВРС в базальных ганглиях. Менее эффективный дренаж может приводить к образованию бета-амилоидных бляшек, характерных для болезни Альцгеймера. В поддержку этой гипотезы, исследования показали более высокую частоту бета-амилоидных бляшек в коре головного мозга, чем в базальных ганглиях у пациентов с болезнью Альцгеймера. Синдром CADASIL (церебральная аутосомно-доминантная артериопатия с подкорковыми инфарктами и лейкоэнцефалопатией) – это наследственное заболевание, обусловленное мутацией гена Notch 3 на 19-й хромосоме. Исследования показали, что по сравнению с членами семьи, не имеющими пораженного гаплотипа, приводящего к этому состоянию, у пациентов с CADASIL наблюдается увеличение количества расширенных пространств. Эти периваскулярные пространства локализуются преимущественно в путамене и височной подкорковой белой материи и, по-видимому, коррелируют с возрастом пациента, а не с тяжестью заболевания. Согласно шкале оценки риска инсульта Фреймингема, у пожилых людей с расширенными периваскулярными пространствами наблюдается повышенный риск инсульта. Дополнительные исследования с аналогичными результатами показали, что воспалительные клетки, способствующие демиелинизации при рассеянном склерозе, также атакуют периваскулярные пространства. Для определения того, могут ли периваскулярные пространства служить потенциальным маркером заболевания, потребуются исследования с использованием современных методов МРТ.

Some studies have assessed the spatial distribution and prevalence of VRS in people with Alzheimer's disease versus those without the disease. Researchers have found that while VRS appear to be correlated with natural aging, MR imaging reveals a greater prevalence of VRS in those with Alzheimer's. Cerebral amyloid angiopathy (CAA), a blood vessel failure often associated with Alzheimer's disease, utilizes dilated VRS to spread inflammation to the parenchyma. Because the VRS often have an extra membrane in gray matter, the ischemic CAA response is often observed in white matter. It has been hypothesized that the structure of VRS in the cerebral cortex may contribute to the development of Alzheimer's disease. In contrast to VRS of the basal ganglia, VRS in the cerebral cortex are surrounded by only one layer of leptomeninges. As such, VRS in the cerebral cortex may drain β amyloid in interstitial fluid less effectively than VRS in the basal ganglia. The less effective drainage may lead to the development of the β amyloid plaques that characterize Alzheimer's disease. In support of this hypothesis, studies have noted the greater frequency of β amyloid plaques in the cerebral cortex than in the basal ganglia of Alzheimer's disease patients. CADASIL syndrome (cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy syndrome) is a hereditary stroke condition due to a Notch 3 gene mutation on Chromosome 19. Studies have noted that in comparison to family members lacking the affected haplotype that leads to the condition, an increased number of dilated spaces is observed in individuals with CADASIL. These perivascular spaces are localized primarily in the putamen and temporal subcortical white matter and they appear to correlate with age of the individual with the condition rather than severity of the disease itself. There has been a high risk of stroke associated with dilated perivascular spaces in the elderly according to the Framingham Stroke Risk Score. Additional studies with similar findings have suggested that the inflammatory cells which contribute to the demyelination that characterizes MS also attack the perivascular spaces. Studies using advanced MRI techniques will be necessary to determine if the perivascular spaces can be implicated as a potential marker of the disease.

Аутизм

Расширенные периваскулярные пространства часто встречаются у пожилых людей и редко – у детей. Исследования выявили связь между задержкой развития, несиндромальным аутизмом и увеличенными или расширенными периваскулярными пространствами. Несиндромальный аутизм – это категория пациентов с аутизмом, причина которого не установлена.

История

Появление периваскулярных пространств впервые было отмечено в 1843 году Дюрантом Фарделем. В 1851 году Рудольф Вирхов первым дал подробное описание этих микроскопических пространств между наружной и внутренней/средней оболочками сосудов мозга. Шарль Филипп Робин подтвердил эти данные в 1859 году и впервые описал периваскулярные пространства как каналы, существующие в нормальной анатомии. Эти пространства были названы пространствами Вирхова-Робина и до сих пор известны под этим названием. Иммунологическое значение было установлено Вильгельмом Хисом-старшим в 1865 году на основании его наблюдений за движением интерстициальной жидкости через эти пространства в лимфатическую систему. В течение многих лет после первого описания пространств Вирхова-Робина считалось, что они находятся в свободном сообщении с цереброспинальной жидкостью в субарахноидальном пространстве. Позднее, с использованием электронной микроскопии, было показано, что мозговая оболочка (pia mater) служит барьером между ними. Применение МРТ и измерения различий в интенсивности сигнала между периваскулярными пространствами и цереброспинальной жидкостью подтвердили эти результаты. С расширением исследовательских технологий расширялись и знания об их функции, анатомии и клинической значимости.