Функциональные изменения в высших отделах центральной нервной системы при столбняке


Изменения высшей нервной деятельности при столбняке являются менее тяжелыми, чем при других бактериальных интоксикациях. Они могут быть отмечены еще в инкубационном периоде в виде усиления возбуждения и нарушения дифференцировочного торможения. В дальнейшем может иметь место преобладание тормозных процессов, иногда с выпадением положительных условных рефлексов и фазовыми состояниями. Изменения высшей нервной деятельности более выражены у животных слабого типа. Иногда они выражены незначительно и могут нормализоваться даже при продолжающемся заболевании (например, при местном столбняке). При выздоровлении имеет место преобладание возбудительного процесса (что также отличает столбнячную интоксикацию от других видов бактериальных интоксикаций) состояние высшей нервной деятельности приходит к норме раньше исчезновения мышечной ригидности и наступления клинического выздоровления. Тяжелые нарушения условно рефлекторной деятельности наблюдаются лишь в терминальной стадии болезни. Такое своеобразие изменений высшей нервной деятельности при экспериментальном столбняке в общем соответствует клиническим данным, согласно которым сознание у больных столбняком в большинстве случаев существенно не изменено. Психические расстройства хотя и отмечены у отдельных больных, но они сравнительно редки, а полная и необратимая потеря сознания наблюдается лишь перед смертью вследствие нарастающей гипоксии и влияния других вторичных патогенных факторов.

Изменения электроэнцефалограммы при развитии экспериментального столбняка у кроликов в общем совпадают с изменениями высшей нервной деятельности и соответствуют тяжести заболевания. Они появляются на стадии местного столбняка и выражаются чаще в нарастании вольтажа и частоты потенциалов, причем эти изменения наблюдаются как в коре (зрительная и моторная области), так и в ретикулярной формации ствола, неспецифических путях зрительного анализатора и в стриарной системе (хвостатом теле). У некоторых животных отмечается межполушарная асимметрия за счет снижения активности в моторной области контралатерального полушария и появления синхронизированного ритма с частотой 5-7 в секунду в симметричной области ипсилатерального полушария. Синхронизация ответов при световых раздражениях не нарушается. Иногда на фоне медленных волн наблюдаются судорожные вспышки. На поздних стадиях, при развитии общего столбняка, наблюдается угнетение электрической активности - прогрессирующее падение частоты и амплитуды потенциалов, появление медленных волн, веретенообразных вспышек, на фоне которых при нанесении световых или других внешних раздражений могут возникать судорожные волны. Чем тяжелее состояние животного, тем более выражено угнетение электрической активности в коре и подкорковых структурах. Эту закономерность отмечают все указанные авторы; данные же о характере изменений электроэнцефалограммы на ранних стадиях заболевания более разнообразны и не всегда совпадают друг с другом. Вместе с тем некоторые авторы вообще не нашли изменений на электроэнцефалограмме при столбняке. Schmidt, Levi, Turrell и др. не наблюдали их у людей, больных столбняком, и пришли к выводу, что изменения электроэнцефалограммы нехарактерны для столбняка; они могут быть связаны с нарушением дыхания. Naquet, Kegis и Gastaut не могли отметить существенных изменений электроэнцефалограммы или появления пароксизмальной активности в коре и в ретикулярной формации при столбняке у кошек.

Механизмы указанных изменений высшей нервной деятельности и электроэнцефалограммы при столбняке остаются во многом неясными. Нет сомнения, что весьма важное, если не основное, значение здесь имеют вторичные патологические процессы - гипоксия, нарушения обмена, отек головного мозга, особенно при затяжном течении, и пр. Диффузный характер изменений электроэнцефалограммы, глубокое угнетение активности корковых структур при развитии тяжелого столбняка, ослабление этих явлений при снятии мышечной ригидности, их отсутствие или слабая выраженность в клинике человека (где проводится соответствующая терапия) и их появление при нарушении дыхания - все это говорит о ведущем значении указанных выше моментов в патогенезе нарушений высшей нервной деятельности и электроэнцефалограммы. Наряду с этим следует иметь в виду и значение афферентной стимуляции из патологически измененного спинального аппарата. Об этом говорит возможность появления межполушарной асимметрии при восходящем столбняке.

При изучении электрической активности отдельных зон коры головного мозга у кошек, пораженных восходящим столбняком, мы совместно с К. М. Кулландой могли отметить в ряде случаев наличие повышенной электрической активности в первой и во второй моторных зонах седалищного нерва, несколько более выраженное на стороне, противоположной (соответствующей)  "столбнячной" конечности. Вспышки повышенной активности проявлялись как спонтанно, так и при раздражении седалищного нерва. Изучение этого явления осталось незаконченным. Можно предположить, что столбнячный токсин поступает в моторные зоны коры по пирамидному тракту из первично пораженных сегментов спинного мозга, вследствие чего и возникает повышение электрической активности в этих зонах коры. Возможно также, что отмеченное явление связано каким-то образом с  "феноменом станции универсального отправления".
 
Вопрос о непосредственном действии столбнячного токсина на кору и другие отделы головного мозга во многом остается неясным. Прямые опыты с введением токсина в кору головного мозга показывают, что возникающие в этих условиях патологические реакции имеют ряд существенных клинических особенностей. Roux и Borrel, вводя токсин в головной мозг кролику, морской свинке и крысе, наблюдали своеобразную форму патологического процесса, которую они описали как  "церебральный столбняк". Ее характерными признаками является беспокойство, значительное и постоянное двигательное возбуждение,  "психические расстройства", полиурия и, наконец, приступы судорог. Последние отличаются от судорог при обычном столбняке: они носят характер конвульсий или приступов эпилепсии. К этим явлениям присоединяется прогрессирующее истощение животных. Важной особенностью церебрального столбняка является отсутствие постоянного тонического напряжения мышц.

В дальнейшем ряд авторов повторил в той или иной модификации опыты Roux и Borrel и, вводя столбнячный токсин в головной мозг, наблюдали появление всего синдрома или отдельные компоненты церебрального столбняка у обычных лабораторных животных, у птиц и у лягушек.

У человека столбняк, возникающий при проникающих ранениях головы с повреждением головного мозга, также характеризуется признаками церебрального столбняка - спутанностью сознания, психическими расстройствами, конвульсивными судорогами и пр. Эти признаки могут сочетаться с симптомами так называемого нисходящего или головного столбняка. Однако далеко не всегда можно воспроизвести все компоненты церебрального столбняка, и условия его воспроизведения остаются неясными; в частности, неясно, на какие структуры должен подействовать токсин, чтобы вызвать эту форму патологического процесса.

Введение токсина в двигательную зону и притом даже в сравнительно больших дозах не всегда вызывает судорожный компонент церебрального столбняка. Введение же токсина в другие участки головного мозга, как показывают работы многих авторов, в том числе и наши опыты (исследования на крысах), очень часто вообще не вызывает заболевания. Эти факты, а также данные о том, что при введении токсина в головной мозг смертельные дозы иногда могут быть почти такими же, как дозы при периферическом введении, или даже превышать их, долгое время оставались непонятными. Sherrington на основании опытов на обезьянах пришел к выводу, что столбнячный токсин не действует на кору головного мозга.

Однако, как показывают специальные электрофизиологические исследования, столбнячный токсин на корковые структуры действует, хотя для этого необходимы сравнительно высокие концентрации токсина. После его введения в участки двигательной коры собакам и кошкам у большинства животных возникают очаги эпилептиформной активности, подобные тем, которые наблюдаются после аппликации стрихнина на поверхность коры. Авторы полагают, что в коре головного мозга так же, как и в спинном мозгу, токсин действует на механизмы постсинаптического гиперполяризационного торможения. Можно думать, что в корковом аппарате синаптические структуры, на которые может действовать столбнячный токсин, менее доступны для токсина, чем на спинальном уровне, вследствие чего для достижения эффекта здесь требуются сравнительно большие дозы токсина, а такие способы, как аппликация токсина на кору, вообще неэффективны. Очевидно, токсин действует не на все структуры головного мозга. При введении его в области, где он не может оказать своего специфического действия, судорожные явления не возникают. В таких случаях эффекта вообще может не быть или могут появиться вегетативные нарушения (часто не регистрируемые в эксперименте) или дистрофические процессы. Однако во всех случаях токсин фиксируется мозговым веществом. Если фиксация токсина произошла в  "неэффективных" для него зонах, то для того, чтобы получить клинический эффект, необходимо повысить дозу токсина. Часть нефиксированного токсина всасывается в кровь, причем соотношения между количеством фиксированного и поступившего в кровь токсина в разных условиях у разных животных в зависимости от барьерных способностей их тканей и ряда других факторов будут различными. Этим и объясняют  "загадки" церебрального столбняка, касающиеся вариабельности доз и клиники.

Из сказанного видно, что церебральный столбняк является специальной формой патологии, отличающейся по основным признакам от обычного столбняка, вызванного введением токсина в мышцы или в кровь. Эта особенность весьма важна для понимания патогенеза столбняка, так как она свидетельствует о том, что действие столбнячного токсина на структуры головного мозга не может рассматриваться как существенный момент, определяющий патогенез и клинику обычного столбняка.

Имеет ли место действие столбнячного токсина на кору головного мозга в обычных условиях интоксикации? На этот вопрос пока нельзя дать точного ответа. Столбнячный токсин не может достичь корковых клеток по невральному пути, как он достигает двигательных ядер спинного мозга и ствола (см. главу VIII), так как корковые клетки непосредственно с периферией не связаны. Проникает ли токсин через гематоэнцефалический барьер, остается неясным.

Заслуживают внимания в этом отношении опыты Jokoi, показавшего, что при интракаротидном введении токсина у кроликов может возникать церебральный столбняк. Однако этот эффект наблюдается при применении сравнительно больших доз токсина; при введении небольших доз судорог не наступает. Вместе с тем появление в некоторых случаях у людей, больных столбняком, психических расстройств и других явлений, свидетельствующих о нарушении деятельности высших отделов центральной нервной системы, возможность изменений высшей нервной деятельности и возникновения судорожных волн на электроэнцефалограмме у больных животных не позволяют исключить вероятность действия токсина на эти структуры, по крайней мере при наличии предрасполагающих к этому условий (изменения гематоэнцефалического барьера, скрытые нарушения высшей нервной деятельности и психической сферы и пр.). Можно допустить поступление токсина в моторные зоны коры по пирамидному тракту.

Роль мозжечка в судорожном синдроме при столбняке недостаточно изучена. Введение токсина в червячок или полушария мозжечка вызывает церебеллярные расстройства, выражающиеся в угнетении тонуса скелетной мускулатуры, иногда выраженном столь значительно, что возникает картина, которую Roux и Borrel описали как параличи. При этих явлениях животные и погибают. В ряде случаев наблюдается тремор и общие судороги, иногда более интенсивные на стороне введения токсина. У птиц после введения токсина в мозжечок возникают тремор головы, иногда отклонение хвоста в сторону инъекции и при введении больших доз перед смертью судороги конвульсивного характера. Специфичность поражения функции мозжечка под влиянием столбнячного токсина остается, однако, неясной, так как в контрольных опытах после введения кролику прокипяченного токсина Yokoi также наблюдал угнетение тонуса мускулатуры и гибель животного при явлениях нарастающей слабости. Неясной является и возможность действия столбнячного токсина на структуры мозжечка в условиях обычной столбнячной интоксикации. В опытах, проведенных совместно с В. Ю. Хижиным, мы удаляли полностью мозжечок у белых крыс и не могли отметить существенных различий в течении местного столбняка у подопытных животных по сравнению с контрольными.

Вовлечение в патологический процесс структур продолговатого мозга и ствола проявляется в виде двух синдромов: поражений вегетативных функций, особенно дыхания, и моторного аппарата мышц головы. Оба они возникают и при обычном течении заболевания и при введении столбнячного токсина непосредственно в продолговатый мозг. В последнем случае наблюдаются фарингеальные спазмы, напоминающие гидрофобию (особенно выражены у собак), саливация, зевота, усиленное, иногда яростное потирание морды на стороне, противоположной введению токсина. Выраженность этих явлений зависит от места инъекции токсина. Примечательно, что общих тетанических судорог и общей ригидности не наблюдается. Напротив, более характерным является слабость и прострация. Возникающие судороги могут быть связаны с вторичной аноксией вследствие поражения дыхания. Введение в продолговатый мозг дифтерийного токсина также вызывает расстройства дыхания, однако других признаков поражения медуллярных центров не наблюдается; кроме того, животные погибают в коматозном состоянии.

После введения столбнячного токсина и ретикулярную формацию (бульбарная часть) Gastaut и сотрудники не наблюдали существенных изменений электрической активности ни в ретикулярной формации, ни в коре головного мозга. Согласно этим данным, столбнячный токсин, таким образом, не вызывает активации восходящих влияний со стороны ретикулярной формации.

Из всего сказанного видно, что действие столбнячного токсина на супраспинальные уровни отличается рядом особенностей: во-первых, не на все структуры высших отделов центральной нервной системы столбнячный токсин действует: во-вторых, в тех случаях, когда он действует, его эффекты неоднозначны, они определяются функциональными особенностями этих структур; в-третьих, двигательные нарушения, возникающие при действии токсина на высшие отделы центральной нервной системы, представляют собой самостоятельные синдромы и не входят как составная патогенетическая часть в основной судорожный синдром, характерный для обычного течения столбняка.

При анализе данных о возможных эффектах столбнячного токсина на различные отделы центральной нервной системы, в частности на супраспинальные уровни, необходимо исходить из представлений о различии биологической резистентности животных и фармакологической чувствительности их нервной системы, так как отсутствие эффекта может быть связано не с тем, что тот или иной нервный аппарат не может быть объектом воздействия токсина, а с тем, что он защищен от этого воздействия.

Приведенные материалы еще раз говорят о том, что судорожный синдром при столбняке осуществляется спинальными механизмами. Однако супраспинальные уровни играют важную роль в осуществлении судорожного синдрома. Хотя перерезка спинного мозга, как это было показано еще в работах ранних авторов, не снимает и не предотвращает развития мышечной ригидности при местном столбняке, однако развитие и проявление ригидности в этих условиях имеют ряд особенностей. У спинальных животных наблюдается замедленное развитие восходящего столбняка и менее интенсивное его проявление, инкубационный период увеличивается, мышечная ригидность при местном столбняке выражена слабее и ограничена главным образом мышцами голени, в которую был введен токсин. В какой-то мере картина близка к той, которая наблюдается при предварительной деафферентации конечности, в которую был введен столбнячный токсин. Эти особенности были отмечены Н. В. Голиковым, затем нами. Они не могут быть обусловлены замедленным поступлением токсина в спинной мозг по невральному пути, так как в этих условиях, как показали исследования, токсин достигает спинного мозга практически в те же сроки, что и в контроле. Речь идет прежде всего о недостатке притока стимулирующей импульсации в область пораженного эфферентного выхода. Если наносить раздражения на  "столбнячную" конечность (покалывания или защипывания кожи стопы), то возникает отчетливое повышение экстензорного тонуса и лапка вытягивается. В мышцах же  "столбнячной" конечности регистрируется характерная для местного столбняка повышенная электрическая активность.

Нисходящие стимулирующие эффекты осуществляются либо 1) в виде диффузных, неспецифических влияний (в том числе и со стороны вышележащих сегментов спинного мозга), либо 2) в виде нисходящих двигательных стимулов, либо 3) в виде посылок со стороны специализированных облегчающих аппаратов ретикулярной формации. Поэтому: 1) чем выше осуществляется перерезка спинного мозга, тем сильнее выражена мышечная ригидность при столбняке задних конечностей благодаря увеличению притока стимуляции из разных сегментов спинного мозга; 2) усиление мышечной ригидности при местном столбняке можно вызвать, как это было показано еще Sherrington, при раздражении коры головного мозга; 3) усиление мышечной ригидности и повышение электрической активности в мышцах столбнячной конечности можно вызвать, как показали Е. А. Громова, Е. А. Громова, Г. А. Романова, К. Н. Ткаченко и мы, раздражением ретикулярной формации ствола головного мозга. Эффекты, возникающие при раздражении ретикулярной формации ствола головного мозга в условиях столбнячной интоксикации, имеют ряд особенностей. Как показали проведенные нами исследования на модели местного столбняка, интенсивность облегчающих влияний со стороны ретикулярной формации на спинальные реакции возрастает по мере развития заболевания, пороги раздражений, вызывающих облегчающие эффекты, уменьшаются и последние превращаются в эффекты раздражения: стимуляция облегчающих ядер вызывает появление характерной вспышки асинхронной электрической активности в мышцах пораженной конечности. Более того, раздражение тех точек, которые в норме обусловливают тормозные эффекты при столбняке, вызывает вспышку электрической активности в мышцах пораженной конечности. Значение облегчающих влияний со стороны ретикулярной формации ствола в поддержании мышечной ригидности при действии различных раздражений видно из того, что внешние раздражения (тактильное, звуковое и др.) вызывают изменения электрической активности в ретикулярной формации, в коре головного мозга и в мышцах  "столбнячной" конечности, подобные тем, которые имеют место при непосредственном раздражении ретикулярной формации. Эти эффекты исчезают после введения аминазина.

Выключение супра- и некоторых интраспинальных влияний при перерезке спинного мозга обусловливает не только уменьшение объема стимуляции, поступающей к пораженным спинальным центрам, но и значительную функциональную перестройку спинального рефлекторного аппарата. Последняя выражается в изменении обычной картины столбняка: у кроликов с перерезанным спинным мозгом внутривенное введение столбнячного токсина вызывает на фоне общего столбняка вместо обычной экстензорной флексорную ригидность задних конечностей.

Не меньшее, а в некоторых отношениях значительно большее патогенетическое значение имеет и другой - тормозящий тип нисходящих влияний. Он играет большую роль в подавлении чрезмерного возбуждения в спинальном рефлекторном аппарате, в процессах компенсации нарушенных функций, лечения и выздоровления при столбняке.

Еще Sherrington обнаружил, что столбнячная ригидность усиливается при децеребрации, вызванной перерезкой ствола на уровне четверохолмия. Аналогичные данные были получены И. Е. Алатырцевой. Выше уже указывалось, что столбнячная ригидность не сводится к гамма-ригидности, но включает в себя ее компоненты. Растормаживание гамма-системы при децеребрации усиливает и столбнячную ригидность. Отсюда следует, что влияния со стороны высших отделов, тормозящие эту систему как в пределах спинного мозга, так и на супраспинальном уровне, будут ослаблять и мышечную ригидность. Такой эффект может быть достигнут и фармакологически, путем применения аминазина, который ослабляет тонические рефлексы, действуя главным образом на супраспинальные уровни. У нас создалось впечатление, что при сохранении связей спинного мозга с супраспинальными отделами нейроплегические эффекты аминазина на судорожный синдром более выражены, чем при перерезке спинного мозга. Это значит, что при действии аминазина не только выключаются активирующие, но и включаются тормозящие влияния со стороны супраспинальных этажей.

Вообще формы проявления нисходящих тормозных влияний весьма сложны. Хотя децеребрация и вызывает усиление мышечной ригидности при столбняке, она вместе с тем обусловливает и значительное угнетение повышенной полисинаптической активности. Торможение полисинаптических рефлексов исчезает после перерезки спинного мозга. Этот факт свидетельствует о том, что не все механизмы надсегментарного торможения нарушены при столбняке. Выше указывалось, что раздражение некоторых точек ретикулярной формации, в норме вызывающее тормозные эффекты, при столбняке влечет за собой вспышку электрической активности в мышцах пораженной конечности. Вместе с тем в этих случаях часто наблюдается феномен  "отдачи": после прекращения раздражения обрывается и на некоторое время исчезает не только вызванная, но и исходная ( "фоновая") повышенная электрическая активность, т. е. имеет место возникновение тормозных эффектов. Выше уже отмечалось, что у спинальных животных и феномен станции универсального отправления, и стрихниноподобный тетанус проявляются как будто бы более отчетливо, чем у животных с интактным спинным мозгом.

Как показали специальные исследования, у белых крыс, лишенных одного полушария головного мозга, заболевание, вызванное внутривенным введением сублетальных доз токсина, протекает тяжелее и при этом характеризуется любопытной клинической особенностью: на фоне общей скованности отчетливо проявляется преобладающее повышение мышечного тонуса передней конечности, противоположной удаленному полушарию. При введении в мышцы конечности, соответствующей удаленному полушарию, минимальных болезнетворных доз токсина, вызывавших у контрольных животных небольшое повышение мышечного тонуса, у подопытных крыс возникает отчетливо выраженный местный столбняк. Примечательно, что такой эффект наблюдался при введении токсина в мышцы передней конечности и не был отмечен при инъекции токсина в мышцы задней конечности. Этот факт может быть понятен в свете известных данных о большей кортикализации функций передних конечностей у высших животных. В этой связи может быть отмечен известный в клинике факт, что у человека мышцы пальцев рук практически никогда не охватываются ригидностью при общем столбняке.
 
Приведенные данные согласуются с результатами исследований и других авторов. В. Т. Садовская и Е. А. Громова наблюдали более тяжелое течение заболевания у кроликов с удаленными двигательными зонами коры. По данным Н. Е. Учитель, Д. Ф. Плецитого, Д. Хаджидимовой и сотр., В. Т. Садовской, наркоз отягощает течение заболевания.

Значение наркотического выключения коры в усилении судорожного синдрома при столбняке отчетливо показано в опытах Н. В. Голикова, который наблюдал появление судорог и усиление мышечной ригидности при выходе животных из наркоза. Аналогичные явления отмечены в клинике у выздоравливающих от столбняка больных при легком наркозе и засыпании.

После выключения трех дистантных рецепторов (зрительного, слухового и обонятельного), которое, как известно, вызывает у животных состояние сонного торможения, столбняк протекает значительно тяжелее, дает большую летальность, величина смертельных доз токсина снижается, хотя вначале заболевание может развиваться медленнее. Перенапряжение оборонительных условных рефлексов отягощает течение столбняка.

Все изложенное свидетельствует о том, что высшие отделы центральной нервной системы оказывают нормализующее влияние на функциональное состояние спинального рефлекторного аппарата при столбнячной интоксикации. Остаются неизвестными конкретные пути и механизмы этих влияний. Необходимо подчеркнуть следующее: нельзя отождествлять, как это нередко бывает, торможение спинальных механизмов судорожных реакций со стороны супраспинальных этажей с торможением вообще в центральной нервной системе. Подавление судорожных реакций осуществляется благодаря активации специальных систем, обладающих способностью оказывать такие нисходящие влияния. В практическом плане из этого можно заключить, что стремление создавать наркотическое торможение высших уровней центральной нервной системы патогенетически не оправдано; более того, такая тактика может оказаться вредной.

Женский журнал www.BlackPantera.ru:  Георгий Крыжановский

Еще по теме:


Ваше имя:
Защита от автоматических сообщений:
Защита от автоматических сообщений Символы на картинке: