Астроцитарная глия гиппокампа при шизофрении

Н. С. Коломеец  

Провели электронно-микроскопическое морфометрическое исследование объемной фракции, численной плотности и размеров астроцитов в слое пирамидных нейронов области СА3 гиппокампа в 25 случаях шизофрении и 25 без психической патологии (контроль). Установили, что при шизофрении были достоверно повышены по сравнению с контролем показатели объемной фракции (на 20%) и численной плотности (на 28%) астроцитов. Этот локальный астроглиоз рассматривают как компенсаторный механизм в рамках глутаматергической гипотезы шизофрении. 


На основе нейрогистологических и электронно-микроскопических исследований в предшествующие десятилетия сформировались представления об арективности глии, в первую очередь астроглии при шизофрении 2. Они были подтверждены и данными количественных иммуногистохимических исследований, в частности с помощью антител к глиальному фибриллярному кислому белку (ГФКБ) 7, 11, 29, 38. Результаты этих исследований привели к заключению об отсутствии астроглиоза в мозге больных шизофренией. Важно отметить, что снижение содержания ГФКБ и его мРНК было показано в различных областях мозга при шизофрении, в том числе и в гиппокампе 28, 38, 39.

В последнее время интерес к состоянию астроцитов при шизофрении усилился. Это связано в основном с развитием глутаматергической концепции шизофрении, что нашло отражение в обзоре P. Harrison 14. Астроциты являются полноценным участником глутаматергической синаптической передачи, а также осуществляют регуляцию уровня внеклеточного глутамата, и, следовательно, защиту от повреждающего воздействия его избыточной концентрации 15, 36. Они играют особую роль в регуляции активности глутаматных рецепторов NMDA типа, так как только в астроцитах синтезируется наиболее мощный эндогенный коагонист этих рецепторов D-серин 26. В гиппокампе при шизофрении показаны выраженные изменения активности, содержания и экспрессии астроцитарных ферментов метаболизма лигандов глутаматных рецепторов, включая D-серин 5, 12, 33, 35. В астроцитах гиппокампа при шизофрении описано также снижение содержания переносчика нейтральных аминокислот 40. Повышение содержания белка и экспрессии мРНК астроглиального переносчика глутамата GLT-1 описано и в префронтальной коре при шизофрении 23. 

Приведенные данные свидетельствуют о том, что дисфункция астроцитов может быть важной составляющей патогенеза шизофрении в связи с нарушениями глутаматергической нейромедиации в мозге пациентов, что требует подтверждения и в структурном аспекте.

Согласно существующим данным 14, наиболее чувствительной областью мозга при шизофрении в плане нарушений глутаматергической нейромедиации, состава и функционирования рецепторов глутамата является СА3 область гиппокампа 14. Этим представлениям соответствует и описанный нами 19, 20 дефицит глутаматергических синаптических контактов, образуемых между терминалями мшистых волокон и шипиками пирамидных нейронов в СА3 области гиппокампа при шизофрении. Но возникает необходимость и более прямой количественной оценки состояния астроглии в указанной области мозга. Такую возможность дает количественное электронно-микроскопическое исследование с идентификацией астроцитов по их ультраструктурным свойствам (оно имеет существенные преимущества по сравнению с иммуногистохимическими методами, результаты которых зависят от уровня экспрессии и структуры антигена).

Целью настоящего исследования было ультраструктурное количественное исследование астроцитов на основе определения их размеров, объемной фракции и численной плотности в пирамидном слое СА3 области гиппокампа при шизофрении. 


Материал и методы

Образцы гиппокампа в случаях шизофрении были взяты из коллекции Лаборатории клинической нейроморфологии Научного центра психического здоровья (НЦПЗ). Они были получены в процессе аутопсий, проводившихся в патологоанатомических отделениях Московских психиатрических больниц №1 и №15 и судебно-медицинского морга №2. Все образцы предварительно были подвергнуты нейрогистологическому исследованию для исключения признаков болезни Альцгеймера, паркинсонизма или сосудистых заболеваний. Из специальной коллекции НЦПЗ РАМН были взяты и случаи без психической патологии.

Были изучены образцы ткани гиппокампа из левого полушария мозга в 25 случаях шизофрении (12 женщин и 13 мужчин) и 25 — без психической патологии (5 женщин и 20 мужчин). Диагностика шизофрении при жизни больных проводилась по МКБ-10: в 18 случаях диагностирована параноидная шизофрения, из них 13 — с непрерывным типом течения (F20.00) и 5 — с эпизодическим течением с прогредиентным развитием дефекта (F20.01); в 3 — кататоническая шизофрения (F20.21); в 2 — недифференцированная шизофрения (F20.30 и F20.31); в 1 — гебефреническая форма (F20.10); в 1 — неуточненная форма (F20.98). Данные о возрасте начала заболевания, его длительности и нейролептической терапии были получены из историй болезни. Продолжительность болезни составляла в среднем 28,16±12,21 года и варьировала от 4 до 49 лет. Демографические данные представлены в таблице.


Таблица 1. Демографические характеристики групп сравнения 

(среднее±стандартное отклонение)


Примечание. Постмортальный интервал — период от момента смерти до взятия материала для исследования.

В работе учитывалось также влияние лечения путем определения интенсивности нейролептической терапии, выражавшейся в хлопромазиновом эквиваленте 10.

Кусочки ткани гиппокампа фиксировали погружением в смесь 3% глутарового альдегида и 4% параформальдегида в 0,1 М фосфатном буфере (рН=7,4) в течение недели. Из фиксированной ткани иссекали кусочки ткани меньшего размера, содержащие материал СА3 области гиппокампа 8. Их промывали в 0,1 М фосфатном буфере (рН=7,4), обезвоживали в спиртовых растворах восходящей концентрации, осмировали в 1% водном растворе осмия и заключали в аралдит. Полутонкие срезы (1 мкм), окрашенные метиленовым синим, использовали для окончательной идентификации СА3 области гиппокампа. Два блока ткани для каждого случая затачивали в виде маленьких пирамид (0,5—1 мм2), содержащих материал пирамидного слоя СА3 области гиппокампа. Ультратонкие срезы собирали на медные бленды, покрытые подложкой из формвара и стабилизированные углеродным напылением, окрашивали последовательно водным раствором уранилацетата и раствором цитрата свинца и исследовали с помощью электронного микроскопа Philips-420.

Объективный стереологический показатель — объемная фракция астроцитов (Vv) — в пирамидном слое СА3 области гиппокампа подсчитывалась в соответствии с принципом Delesse: Vv астроцитов = площадь астроцитов ?исследованная площадь пирамидного слоя, т.е. отношение суммарной площади срезов астроцитов к площади среза, занятой материалом пирамидного слоя 16. Для морфометрического анализа часть площади ультратонкого среза, содержащая пирамидный слой СА3 области гиппокампа, оценивалась с помощью электронных микрофотографий, сделанных на низких увеличениях (ґ350). Негативы микрофотографий увеличивали в 8 раз (конечное увеличение ґ2800) и с помощью тестовой сетки для двухмерных подсчетов (расстояние между точками 15 мкм) оценивали площадь среза, содержащую материал пирамидного слоя 16. Площадь вычисляли путем умножения числа точек, приходящихся на искомую часть среза, на площадь, ассоциированную с каждой точкой при данном увеличении.

Электронные микрофотографии всех астроцитов, идентифицированных в пирамидном слое, получали при увеличении ґ3300 — астроциты пирамидного слоя легко идентифицировались благодаря их ультраструктурным характеристикам (они приводятся в разделе «Результаты»). Число клеток варьировало от 30 до 60 на случай (среднее ± SD: 45,3±7,9 для случаев шизофрении; 43,6±8,0 для контроля). Площадь клеток, как и их ядер и цитоплазмы, измеряли при конечном увеличении ґ26 000 путем наложения тестовой сетки (расстояние между точками 1,5 мкм) для двухмерных подсчетов 16. Только тела клеток без отростков были объектом измерений. Все площади вычисляли путем умножения числа точек, приходящихся на индивидуальный профиль (астроциты, их цитоплазма и ядро), на площадь, ассоциированную с каждой точкой. Объемную фракцию астроцитов, их ядер и цитоплазмы (Vv) вычисляли по формуле: 

Vv астр = площадь астроцитов ?площадь пирамидного слоя. 

Кроме того, общее число астроцитов (n астр) подсчитывалось для определения их численной плотности (Na):

Na астр = n астр ? площадь пирамидного слоя.

Для дополнительного сравнительного анализа площади астроцитов и их ядер были отобраны астроциты, в ядрах которых присутствовали ядрышки. Смысл этого критерия отбора заключается в относительной стандартизации уровня прохождения среза через клетку, уменьшении разбросов средних значений (стандартная ошибка среднего и стандартное отклонение). Такой подход позволяет провести объективное сравнение размеров клеток и их ядер между группами. 15—25 астроцитов с ядрышками были отобраны в 19 (11 мужчин и 8 женщин) случаев шизофрении и 16 (11 мужчин и 5 женщин) контрольных случаев.

Статистический анализ: нормальность распределения для исследуемых параметров в группах сравнения тестировали с использованием критерия Колмогорова—Смирнова (для всех исследованных параметров р>0,2), гомогенность дисперсий — с использованием теста Levene (для всех параметров pі0,3).

Для сравнения параметров использовали серию двухфакторных дисперсионных анализов ковариат (2-факторная ANCOVA) с диагнозом (контрольная группа и группа шизофрении) и полом в качестве независимых переменных, а также возрастом и постмортальным интервалом в качестве ковариат: независимо для численной плотности, объемной фракции астроцитов, площади срезов клеток, их ядер и цитоплазмы. Для анализа размеров клеток использовали их выборку с обязательным присутствием ядрышка. Двухфакторный дисперсионный анализ (2-факторная ANOVA) с диагностическими и возрастными группами (возраст менее и более 50 лет) в качестве независимых переменных использовали для исследования влияния возраста на размеры клеток.

Групповые коэффициенты ошибки (отношение стандартной ошибки среднего к среднему по подгруппе) вычислялись для каждой из групп сравнения. В настоящем исследовании коэффициент ошибки варьировал от 0,04 до 0,09 для определения объемной фракции астроцитов; от 0,05 до 0,1 для численной плотности астроцитов; от 0,03 до 0,05 для площади астроцитов.

Для сравнения среднего возраста и постмортального интервала между группами использовали однофакторный дисперсионный анализ. Возможное влияние возраста и посмертного интервала на исследуемые параметры тестировали также с помощью множественного регрессионного анализа. Корреляционный анализ использовали для выявления возможных взаимосвязей между исследуемыми параметрами и продолжительностью заболевания, а также интенсивностью нейролептической терапии.


Результаты

Ультраструктура астроцитов пирамидного слоя СА3 области гиппокампа

При электронной микроскопии астроциты идентифицировали по неправильным очертаниям их профиля и повышенной электронной прозрачности ядра и цитоплазмы в сравнении с другими типами глии (рис. 1). Характерной особенностью является наличие двух или более крупных отростков, отходящих от перикариона. Электронно-прозрачная кариоплазма круглых или овальных ядер содержала обычно только мелкие глыбки конденсированного хроматина, прилежащие непосредственно к ядерной оболочке. Довольно часто в ядрах астроцитов присутствовало ядрышко (около половины клеток). Характерной чертой астроцитов являются цитоплазматические филаменты, которые локализовались преимущественно в проксимальных отделах отростков и иногда в перикарионах. Эндоплазматический ретикулум представлен небольшим числом мелких цистерн, присутствуют также немногочисленные свободные рибосомы. Цитоплазма астроцитов содержала митохондрии и гранулы гликогена. В старших возрастных группах (и в контроле, и в случаях шизофрении) часто можно было наблюдать очень крупные митохондрии, а также набухшие митохондрии с разрушенными кристами, органеллы с гомогенным матриксом. Для большинства астроцитов характерно наличие гранул липофусцина, часто с мультивезикулярными телами. Площадь липофусциновых включений в астроцитах существенно варьировала как между случаями, так и в пределах одного случая в обеих группах сравнения. В старших возрастных группах (особенно в случаях шизофрении) часто встречались астроциты, большая часть цитоплазмы которых заполнена включениями (см. рис. 1). Не было выявлено существенных различий в ультраструктуре астроцитов пирамидного слоя СА3 области гиппокампа из мозга пациентов, страдающих шизофренией, и психически здоровых лиц.


Рисунок 1. Ультраструктура астроцитов в пирамидном слое СА3 области гиппокампа из мозга контрольных случаев (а) и случаев шизофрении (б).



Примечание. Масштаб —2 мкм.


Объемная фракция и численная плотность астроцитов

Количественный анализ с использованием 2-факторной ANCOVA с диагнозом (контрольная группа и группа шизофрении) и полом в качестве независимых переменных, а также возрастом и постмортальным интервалом как ковариатами позволил выявить значимый эффект диагноза на объемную фракцию (р<0,01) и численную плотность астроцитов (р<0,005) в пирамидном слое СА3 области гиппокампа (рис. 2). Последующее попарное сравнение с использованием критерия Дункана показало значимое увеличение объемной фракции (20%; р=0,017) и численной плотности (28%; p<0,005) астроцитов в пирамидном слое СА3 области гиппокампа из мозга пациентов, страдающих шизофренией, по сравнению с контрольной группой. Не было выявлено влияния пола, возраста, постмортального интервала, а также их взаимодействия на исследуемые параметры (для всех сравнений рі0,1).


Рисунок 2. Индивидуальные значения объемной фракции (а) и численной плотности (б) астроцитов в контроле и при шизофрении.




Площадь астроцитов

Не было выявлено значимого влияния диагноза и пола (или их взаимодействия), также как и длительности постмортального интервала на площадь астроцитов, их ядер и цитоплазмы (для всех сравнений рі0,11, 2-факторная ANCOVA). Однако было обнаружено достоверное влияние возраста на площадь астроцитов (р<0,005), их цитоплазмы (р<0,005) и ядер (р=0,014). Использование 2-факторной ANOVA с диагностическими и возрастными (7 случаев шизофрении и 6 контрольных случаев моложе 50 лет; 12 случаев шизофрении и 10 контрольных случаев старше 50 лет) группами также позволило показать значимое влияние возраста (но не диагноза или взаимодействия этих факторов) на площадь астроцитов (р=0,005), их цитоплазмы (р<0,01) и ядра (р=0,014). Последующее сравнение с использованием критерия Дункана показало, что в контрольной группе площадь астроцитов, их ядра и цитоплазмы была достоверно ниже в подгруппе моложе 50 лет по сравнению с контрольными случаями старше 50 лет (–22%; р<0,01 для всех параметров), а также по сравнению со случаями шизофрении моложе 50 лет (~14%; рЈ0,05 для площади клетки и цитоплазмы; 20%; р=0,01 для ядра) и старше 50 лет (~24%; р<0,01 для всех параметров). Не было выявлено каких-либо различий по указанным параметрам между больными шизофренией младшей и старшей возрастных подгрупп (для всех параметров рі0,24).


Потенциальные факторы, влияющие на исследуемые показатели

Не выявлено различий по среднему возрасту (среднее ±SD: 54,84±15,7 года в контрольной группе, 56,52±18,1 года в группе шизофрении) или среднему постмортальному интервалу (среднее ± SD: 5,9±0,88 ч в контрольной группе, 6,3±1,4 ч в группе шизофрении) между группами сравнения (1-факторная ANOVA, для всех параметров pі0,67).

Множественный регрессионный анализ не выявил значимых взаимосвязей между возрастом или постмортальным интервалом и Vv астроцитов (соответственно R2=0,00069, р=0,35, R2=0,00069, p=0,13), а также Na астроцитов (соответственно R2=0,0007, p=0,67; R2=0,0007, р=0,26). На меньшей выборке (астроциты с ядрышками) была выявлена значимая зависимость между площадью астроцитов, их ядер и цитоплазмы и возрастом (сответственно R2=0,005, р=0,002, R2=0,005, p=0,03; R2=0,005, p=0,003), но не ПМИ (для всех сравнений рі0,1).

Исследуемые параметры не коррелировали с продолжительностью заболевания, возрастом его начала, а также с хлорпромазиновым эквивалентом. 


Обсуждение

Основной результат настоящего исследования — обнаружение достоверного увеличения в мозге больных шизофренией объемной фракции астроцитов на 20% и их численной плотности на 28% в пирамидном слое СА3 области гиппокампа. 

Поскольку объемная фракция астроцитов зависит от числа и размеров клеток, это потребовало дополнительного анализа площади астроцитов с использованием выборки клеток, содержащих ядрышки, что позволило минимизировать влияние на этот параметр уровня среза. Так как различий в площади астроцитов между группами сравнения в целом (контроль и шизофрения) не было выявлено, можно предположить, что изменения объемной фракции астроцитов зависят, главным образом, от их численной плотности. Хотя численная плотность астроцитов и не является стереологическим параметром, средняя площадь астроцита (среднее ± SD: 122±4,1 мкм2) неизмеримо меньше исследованной площади пирамидного слоя (в среднем 200•103±57,2•103 мкм2 на один случай). Кроме того, исследование численной плотности астроцитов в мозге животных выявило, что в гиппокампе они распределены гомогенно 25. Таким образом, отсутствие значимых различий в размерах клеток, их равномерное распределение и достаточно большая площадь, взятая для анализа, свидетельствуют в пользу объективности увеличения численной плотности астроцитов в СА3 области гиппокампа при шизофрении. 

Кроме того, выявленное в настоящем исследовании увеличение объемной фракции и численной плотности астроцитов в СА3 области гиппокампа при шизофрении не зависело от возраста в отличие от размеров астроцитов.

Понятно, что такой показатель, как объемная фракция клеток в пирамидном слое СА3 области гиппокампа зависит также от возможных изменений объема этого слоя. В недавних исследованиях, выполненных с помощью объективных стереологических методов, показано отсутствие различий в объеме гиппокампа из мозга больных шизофренией и контрольных случаев, включая объем различных его областей (СА1—СА3) и соответствующих отделов пирамидного слоя 37.

Можно сделать вывод, что объемная фракция астроцитов в пирамидном слое гиппокампа в мозге больных шизофренией возрастает преимущественно за счет увеличения численной плотности астроцитов.

Данные литературы о влиянии пола и возраста на число и размеры астроцитов в гиппокампе человека отсутствуют. Наши данные не выявили влияния возраста и пола ни на объемную фракцию и численную плотность астроцитов, ни на их размеры. Исключением является достоверное увеличение размеров астроцитов с возрастом в контрольной группе, но не в группе шизофрении. Однако размеры астроцитов в подгруппах больных шизофренией старше и моложе 50 лет не отличались между собой, а также от размеров астроцитов в подгруппе контролей старше 50 лет. Эти данные позволяют предположить, что изменения астроцитов при шизофрении имеют определенное сходство с наблюдающимися при старении. 

В отличие от размеров астроцитов их численная плотность и объемная фракция не зависели ни от возраста больных, ни от продолжительности заболевания, что может свидетельствовать о выраженности нарушений функций астроцитов уже на ранних стадиях заболевания. Существуют доказательства того, что вызванные физиологической активностью мозга изменения сигнала при прижизненной позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) отражают преимущественно захват метки астроцитами, которые являются основным поставщиком энергетических субстратов для нейронов 3, 18. При этом при шизофрении с помощью ПЭТ были выявлены нарушения активации гиппокампа как у впервые заболевших пациентов, так и при хронической шизофрении 13, 24, что может свидетельствовать о выраженной дисфункции астроцитов гиппокампа при этом заболевании.

В настоящем исследовании не выявлено корреляций между исследованными параметрами и интенсивностью нейролептической терапии (по хлорпромазиновому эквиваленту). Кроме того, исследованные образцы гиппокампа не содержали признаков сосудистых или травматических повреждений мозга, способных вызвать реактивные изменения астроцитов. Таким образом, выявленное нами увеличение объемной фракции и численной плотности астроцитов в СА3 области гиппокампа при шизофрении является, скорее всего, следствием болезни и связано, возможно, с нарушениями глутаматергической нейромедиации в гиппокампе.

Ранее уже говорилось о многочисленных свидетельствах того, что СА3 область гиппокампа в мозге больных шизофренией является наиболее чувствительной, в особенности в плане нарушений глутаматергической нейромедиации 14, 19, 20. Известно, что астроциты — неотъемлемый элемент глутаматергических синапсов, которые рассматриваются в настоящее время как трехчленные («tripartite»), состоящие из пре- и постсинапса и глиального элемента — отростка астроцита 15, 36. Они также регулируют концентрацию внеклеточного глутамата и осуществляют защиту клеток мозга от токсического действия избыточного глутамата 36. Эти функции астроцитов обеспечены экспрессией в них ферментов обмена глутамата, а также его рецепторов и переносчиков 15, 22.

В гиппокампе больных шизофренией показано снижение содержания и активности серинрацемазы и глутаматкарбоксипептидазы — ферментов, отвечающих за метаболизм лигандов (соответственно, D-серина и N-ацетил-аспартата) NMDA глутаматных рецепторов 5, 35. Описанные изменения активности и содержания этих ферментов сопровождались увеличением их экспрессии 12, 33. При этом возрастание экспрессии глутаматкарбоксипептидазы выявлено преимущественно в СА3 области гиппокампа пациентов, страдающих шизофренией, что расценивается авторами как компенсаторная реакция 12. Важная роль нарушений обмена D-серина в патогенезе шизофрении, а также его выраженная терапевтическая активность подтверждены недавними клинико-фармакологическими исследованиями 9. В астроцитах гиппокампа больных шизофренией описано также снижение содержания переносчика нейтральных аминокислот 40. Более того, существуют экспериментальные доказательства того, что как нарушения метаболизма глутамата в астроцитах, так и астроглиоз могут быть индуцированы лигандами глутаматных рецепторов, в том числе и в гиппокампе 21, 27. Все эти данные свидетельствуют о возможности непосредственного участия астроцитов гиппокампа в нарушениях глутаматергической нейромедиации при шизофрении. 

Уже говорилось о том, что ранее при исследовании количества астроцитов в гиппокампе при шизофрении не выявили увеличения их числа 4, 7, 11, 29, 34, 38, что расценивается авторами как одно из доказательств отсутствия нейродегенеративных изменений в гиппокампе при шизофрении. Рассмотрим возможные причины различий полученных нами результатов с выводами этих работ. Одной из причин может быть региональная специфичность астроглиальной реакции. Так, послойная оценка ГФКБ-иммунореактивного глиоза в префронтальной коре при шизофрении позволила выявить значительное увеличение численной плотности тел астроцитов исключительно в V пирамидном слое, но не в III и IV слоях 28. Другой пример региональной специфичности глиоза при шизофрении — данные 

J. Stevens 34, описавшей перивентрикулярный и субэпендимальный глиоз в переднем и промежуточном мозге. Поскольку в настоящем исследовании астроглиоз обнаружен только в пирамидном слое СА3, т.е. в области, содержащей наиболее крупные пирамидные нейроны гиппокампа, наши данные могут отражать специфику взаимодействия астроглиальных сателлитов с крупными пирамидными нейронами.

Кроме того, следует учитывать, что астроциты серого вещества тесно связаны не только с нейронами, но и сосудами. Тела астроцитов и их многочисленные отростки плотно окружают капилляры, кроме того, астроциты тесно связаны друг с другом благодаря многочисленным «gap junctions» 36. Это позволяет им выполнять функции поставщика энергетических субстратов для нейронов 3, а также резидентных иммунокомпетентных клеток мозга 17. Имеются экспериментальные свидетельства, что СА3 область гиппокампа отличается повышенной численной плотностью микрососудов по сравнению с другими его областями 32, при этом выявлены положительные корреляции между численной плотностью капилляров и астроцитов. Можно предположить, что локальный астроглиоз в зонах наиболее тесного контакта с кровью и спинномозговой жидкостью связан с мобилизацией иммунных функций астроцитов в условиях патологии. В связи с этим напомним, что изменения иммунного профиля многократно описаны у больных шизофренией и включают наличие не только цитотоксических иммунных комплексов в крови пациентов 1, но и антител к мускариновым ацетилхолиновым рецепторам астроцитов 6.

Проявления астроглиоза в гиппокампе при шизофрении могут зависеть от клинической гетерогенности заболевания. Так, S. Arnold и соавт. 4 выявили увеличение числа ГФКБ-позитивных астроцитов в подгруппе случаев шизофрении с выраженным слабоумием по сравнению с пациентами без шизофренического слабоумия. Гетерогенность реакции астроцитов нашла подтверждение и в прижизненных исследованиях: концентрация астроцитарного белка S100B в крови (прижизненный показатель патологии астроцитов) была существенно выше у пациентов с «дефицитом» по сравнению с пациентами без «дефицита» и контролями 30. По другим данным 31, концентрация S100B в сыворотке крови пациентов положительно коррелировала с расстройствами мышления по Краткой психиатрической шкале.

Наконец, результаты количественных исследований иммуногистохимически идентифицированных клеток существенно зависят от уровня экспрессии соответствующего антигена или изменений его структуры. В различных областях мозга больных шизофренией, включая гиппокамп, показано снижение уровня ГФКБ и соответствующей мРНК 28, 38, 39. В этом плане для целей количественного исследования астроцитов ультраструктурно-морфометрический подход дает некоторые преимущества по сравнению с методами, основанными на использовании молекулярных маркеров астроцитов.

Таким образом, в настоящем исследовании было выявлено увеличение объемной фракции и численной плотности астроцитов в пирамидном слое СА3 области гиппокампа при шизофрении. Речь идет о локальном астроглиозе, предположительно представляющим собой компенсаторный механизм, направленный на поддержание специфической активности крупных пирамидных нейронов и их «выживания» в условиях нарушения глутаматергической нейромедиации.

Исследование поддержано Stanley Medical Research Institute (США).

Литература



  • Коляскина Г.И., Секирина Т.П., Андросова Л.В. и др. Изменение иммунного профиля больных шизофренией в процессе лечения. Журн невропат и психиат 2004;4:39—45.
  •  Орловская Д.Д. Патологическая анатомия. В кн.: Руководство по психиатрии. Под ред. А.С. Тиганова. М: Медицина 1999;1:506—1510.
  •  Araque A., Parpura V., Sanzgiri R.P. et al. Tripartite synapses: Glia, the unknowledged partner. Trends Neurosci 1999;22:208—215.
  •  Arnold S.E., Franz B.R., Trojanowski J.Q. et al. Glial fibrillary acidic protein immunoreactive astrocytosis in elderly patients with schizophrenia and dementia. Acta Neuropathol 1996;91:269—277. 
  • Bendikov I., Nadri C., Amar S. et al. A CSF and postmortem brain study of D-serine metabolic parameters in schizophrenia. Schizophr Res 2007;90:41—51.
  •  Borda Т., Gomez R., Berria M.I., Sterin-Borda L. Antibodies against astrocyte Ml and M2 muscarinic cholinoceptor from schizophrenic patients’ sera. Glia 2004;45:144—154.
  •  Casanova M.F., Stevens J.R., Kleinman J.E. Astrocytosis in the molecular layer of the dentate gyrus: a study in Alzheimer’s disease and schizophrenia. Psychiat Res 1990;35:149—166. 
  • Cassell M.D., Brown M.W. The distribution of Timm’s stain in the nonsulfide-perfused human hippocampal formation. J Comp Neurol 1984;222:461—471.
  •  Coyle J.T., Tsai G. NMDA receptor function, neuroplasticity, and the pathophysiology of schizophrenia. Int Rev Neurobiol 2004;59:491—515.
  •  Davis J.M. Dose equivalent of the antipsychotic drugs. J Psychiatr Res 1974;11:65—69.
  •  Falkai P., Honer W.G., David S. et al. No evidence for astrogliosis in brains of schizophrenic patients. A post-mortem study. Neuropathol Appl Neurobiol 1999;25:48—53.
  •  Ghose S., Weickert C.S., Colvin S.M. et al. Glutamate carboxypeptidase II gene expression n the human frontal and temporal lobe in schizophrenia. Neuropsychopharmacol 2004;29:1:117—125.
  •  Gothelf D., Soreni N., Nachman R.P. et al. Evidence for the involvement of the hippocampus in the pathophysiology of schizophrenia. Eur Neuropsychopharmacol 2000;10:5:389—395.
  •  Harrison P.J. The hippocampus in schizophrenia: a review of the neuropathological evidence and its pathophysiological implications. Psychopharmacol (Berl) 2004;174:151—162.
  •  Haydon P.G., Carmignoto G. Astrocyte control of synaptic transmission and neurovascular coupling. Physiol Rev 2006;86:1009—1031.
  •  Hovard C.V., Reed M.G. Unbiased stereology. Three-dimensional measurement in microscopy. New-York: Springer-Verlag 1998.
  •  Jack C.S., Arbour N., Manusow J. et al. TLR Signaling tailors innate immune responses in human microglia and astrocytes. J Immunol 2005;175:4320—4330.
  •  Koehler R.C., Gebremedhin D., Harder D.R. Role of astrocytes in cerebrovascular regulation. J Appl Physiol 2006;100:307—317.
  •  Kolomeets N.S., Orlovskaya D.D., Rachmanova V.I., Uranova N.A. Ultrastructural alterations in hippocampal mossy fiber synapses in schizophrenia (a postmortem morphometric study). Synapse 2005;57:47—55.
  •  Kolomeets N.S., Orlovskaya D.D., Uranova N.A. Decreased numerical density of CA3 hippocampal mossy fiber synapses in schizophrenia. Synapse 2007;61:615—621.
  •  Kondziella D., Brenner E., Eyjolfsson E.M. et al. Glial neuronal interactions are impaired in the schizophrenia model of repeated MK801 exposure. Neuropsychopharmacol 2006;31:9:1880—1887.
  •  Lalo U., Pankratov Y., Kirchhoff F. et al. NMDA receptors mediate neuron-to-glia signaling in mouse cortical astrocytes. J Neurosci 2006;26:2673—2683.
  •  Matute C., Melone M., Vallejo-Illarramendi A., Conti F. Increased expression of the astrocytic glutamate transporter GLT-1 in the prefrontal cortex of schizophrenics. Glia 2005;49:451—455.
  •  Medoff D.R., Holbomb H.H., Lahti A.C., Tamminga C.A. Probing the human hippocampus using rCBF: contrasts in schizophrenia. Hippocampus 2001;11:543—550.
  •  Ogata K., Kosaka T. Structural and quantitative analysis of astrocytes in the mouse hippocampus. Neuroscience 2002;113:221—233. 
  • Panatier A., Theodosis D.T., Mothet J.P. et al. Glia-derived D-serine controls NMDA receptor activity and synaptic memory. Cell 2006;125:775—784. 
  • Qu H., Eloqayli H., Muller B. et al. Glial-neuronal interactions following kainate injection in rats. Neurochem Int 2003;42:101—106. 
  • Rajkowska G., Miguel-Hidalgo J.J., Makkos Z. et al. Layer-specific reductions in GFAP-reactive astroglia in the dorsolateral prefrontal cortex in schizophrenia. Schizophr Res 2002;57:127—138. 
  • Roberts G.W., Colter N., Lofthouse R. et al. Is there gliosis in schizophrenia? Investigation of the temporal lobe. Biol Psychiatr 1987;22:1459—1468. 
  • Rothermundt M., Ponath G., Glaser T. et al. S100B serum levels and long-term improvement of negative symptoms in patients with schizophrenia. Neuropsychopharm 2004;29:1004—1011. 
  • Schroeter M.L., Abdul-Khaliq H., Fruhauf S. et al. Serum S100B is increased during early treatment with antipsychotics and in deficit schizophrenia. Schizophr Res 2003;62:231—236. 
  • Shimada M., Akagi N., Goto H. et al. Microvessel and astroglial cell densities in the mouse hippocampus. J Anat 1992;180:89—95.
  •  Steffek A.E., Haroutunian V., Meador-Woodruff J.H. Serine racemase protein expression in cortex and hippocampus in schizophrenia. Neuroreport 2006;17:1181—1185.
  •  Stevens J.R. Neuropathology of schizophrenia. Arch Gen Psychiatry 1982;39:1131—1139.
  •  Tsai G., Passani L.A., Slusher B.S. et al. Abnormal excitatory neurotransmitter metabolism in schizophrenic brains. Arch Gen Psychiat 1995;52:829—836.
  •  Ventura R., Harris K.M. Three-dimensional relationships between hippocampal synapses and astrocytes. J Neurosci 1999;19:6897—6906.
  •  Walker M.A., Highley J.R., Esiri M.M. et al. Estimated neuronal populations and volumes of the hippocampus and its subfields in schizophrenia. Am J Psychiat 2002;159:821—828.
  •  Webster M.J., Knable M.B., Johnston-Wilson N. et al. Immunohistochemical localization of phosphorylated glial fibrillary acidic protein in the prefrontal cortex and hippocampus from patients with schizophrenia, bipolar disorder, and depression. Brain Behav Immun 2001;15:388—400.
  •  Webster M.J., O’Grady J., Kleinman J.E. et al. Glial fibrillary acidic protein mRNA levels in the cingulate cortex of individuals with depression, bipolar disorder and schizophrenia. Neurosci 2005;133:453—461.
  •  Weis S., Llenos I.C., Dulay J.R. et al. Changes in region- and cell type-specific expression patterns of neutral amino acid transporter 1 (ASCT-1) in the anterior cingulate cortex and hippocampus in schizophrenia, bipolar disorder and major depression. J Neural Transm 2007;114:261—271.






Яндекс.Метрика