Электромиограмма при патологии центральной нервной системы

Использование ЭМГ и исследований проводимости по нервам для оценки функ­ционального состояния ЦНС получило название центральной ЭМГ. Поскольку моторная единица является конечным общим путем для всех нервных импульсов, контролирующих скелетную мускулатуру, нарушения двигательного контроля в ре­зультате поражений центральной нервной системы вызывают образование патологи­ческих импульсов в моторных невронах, которые могут быть зарегистрированы с помощью электрофизиологической техники. Так, например, поверхностная ЭМГ, регистрирующая импульсы от соответствующих пар антагонистических мышц, ре­гистрирует по сути «мобилизацию» отдельных моторных единиц, а микронейрографические исследования оказываются целесообразными при оценке различных типов тремора, включая тремор покоя при болезни Паркинсона, эссенциальный семейный тремор и физиологический тремор. С помощью этих методов церебеллярную атаксию можно отдифференцировать от других видов тремора и от сенсорной атаксии. Астериксис, таким образом, можно отличить от тремора, а также выявить различные типы миоклонуса. Изучение проприоцептивных и экстероцептивных рефлексов спо­собствует дифференциальной диагностике расстройств движения, позволяя отличить спастичность от других видов ригидности. Исследование Н-рефлексов и F-реакций дает информацию относительно возбудимости моторного нейронного пула. Влияние вибрации на Н-рефлекс было использовано для оценки пресинаптического тормо­жения при различных неврологических заболеваниях. Исследования так называемого периода затишья помогли оценить функции проприоцептивных «подводов» к мы­шечным «осям». Несоответствие информации от мышечных «осей» и от суставных рецепторов может привести к явной «церебеллярной» атаксии у больных с острой воспалительной полиневропатией (синдром Фишера) в результате повреждений в периферической нервной системе. Записи ЭМГ и мигательных рефлексов целесооб­разны. при документировании клинически скрытых поражений ствола мозга, при множественном склерозе, а также при локализованных компрессионных поражениях на самых ранних стадиях в области тройничного и лицевого нервов вследствие небольших опухолей в задней черепной ямке.

Гистопатология мышцы и нерва

Биопсия мышцы позволяет: 1) отдифференцировать нейрогенный патологический процесс от миопатического; 2) идентифицировать такие специфические мышечные поражения, как мышечная дистрофия или врожденные миопатии; 3) идентифици­ровать специфические обменные поражения мышц (с применением гистохимических и биохимических методов); 4) диагностировать заболевания соединительной ткани и кровеносных сосудов (например, узелковый периартериит) и инфекционные болезни (например, трихинеллез или токсоплазмоз).

Осуществляют биопсию под местной анестезией. У детей и у взрослых, отяго­щенных какими-нибудь хроническими заболеваниями, достаточное количество ма­териала для биопсии мышцы может быть получено при пункционной биопсии. При диагностике локализованных, местных патологических процессов (например, миозит или васкулит) может оказаться необходимой открытая биопсия. Во всех случаях мышца, выбранная для биопсии, должна адекватно отражать наличие патологического процесса в ней, а исследовать биоптат необходимо в соответствующей лаборатории. Нецелесообразно проводить биопсию мышцы, только что травмированной электро­миографической иглой или перенесшей какое-либо иное болезненное состояние (на­пример, сдавление спинномозгового корешка), поскольку может быть получена не­достоверная информация, затрудняющая диагностику.

Гистология нормальной мышцы. На поперечном срезе нормальной мышцы видно большое количество мышечных волокон, сгруппированных в пучки соединительно­тканными перегородками (перимизиум), по которым проходят нервные пучки и кровеносные сосуды. Отдельные мышечные волокна заключены в тонкий коллаге­новый футляр (эндомизиум), на котором расположена сеть капилляров. Диаметр мышечных волокон в мышцах конечностей взрослого человека составляет 40—80 мкм. Каждое мышечное волокно состоит из миофибрилл, которые погружены в цитоплазму, с расположенными в ней митохондриями и саркоплазматической сетью и содержащую гликоген. Мышечное волокно окружено плазмолеммой (сарколемма) и базальной пластинкой. Мышечные волокна многоядерные (каждое из них по сути представляет собой синцитий), но почти все они оттеснены в субсарколеммиую область. Между базальной пластинкой и плазмолеммой мышечного волокна распо­ложено несколько стволовых клеток или клеток-сателлитов; они являются основным источником миобластов, необходимых для регенерации поврежденных мышечных волокон. Гистохимическое деление мышечных волокон на I и II типы описано выше.

Следует отметить, что число патологических реакций мышцы на повреждение довольно ограниченное.

Денервация, ре иннервация. Денервированное мышечное волокно атрофи­руется, причем в начальных стадиях миофибриллы исчезают в большей степени, чем саркоплазма, содержащая митохондрии, так что гистологически мышечные волокна вы­глядят «очень темными» и окрашиваются на окислительные ферменты (рис. 354-4). Денервированные волокна, сжимаемые окружающими нормальными волокнами, ста­новятся изломанными и атрофичными. В начальных стадиях денервации благодаря фе­номену наложения многих моторных единиц в одной и той же области атрофированные волокна расположены беспорядочно по всей мышце. Сохранившиеся моторные аксоны начинают давать отростки для реиннервации атрофированных мышечных волокон, в конечном итоге образуя группировки волокон по их типам (см. рис. 354-2, в). После отмирания этих увеличенных моторных единиц развивается атрофия волокон по груп­пам (I и II типа). В хронически денервированной и реиннервируемой мышце распреде­ление мышечных волокон в зависимости от диаметра происходит следующим образом: атрофичные денервированные волокна составляют одну популяцию, а иннервирован­ные, нормальные волокна (или гипертрофированные) — другую. В случае феномена мышечной денервации-реиннервации, как правило, бывает трудно установить специ­фический (нозологический) диагноз или определить специфическую этиологию пора­жения только на основании данных мышечной биопсии.

Некроз мышечных волокон и их регенерация. Повреждение сарколеммы мышечного волокна способствует проникновению кальция в высокой, экстрацеллюлярной концентрации в среду саркоплазмы с низким содержанием этого иона. Поступление кальция вызывает активизацию нейтральной протеазы, что и начинает процесс протеолиза. Кальций подавляет митохондриальные функции и вызывает гибель митохондрий, приводя тем самым к смерти клетки. Проникающие в этот участок макрофаги фагоцитируют мышечные волокна. Клетки-сателлиты, которые обеспечивают основу для регенерации мышечных волокон, также участвуют практически во всех процессах, сопровождающихся повреждением мышцы. Так, они пролиферируют и «растворяются» для того, чтобы образовать многоклеточные мы­шечные трубочки, что способствует регенерации мышечных волокон. Регенерирующие мышечные волокна небольшого размера, базофильные благодаря повышенной кон­центрации РНК, в них заключены крупные везикулярные внутренние ядра. Распре­деление диаметра мышечных волокон при типичной хронической миопатии харак­теризуется однотипностью и широтой, что существенно отличается от бимодального распределения этих диаметров в случае денервации-реиннервации мышцы.

Некроз мышечных волокон и их регенерация — это обычная ответная реакция мышцы на повреждение, включая травму, дистрофию Дюшенна, полимиозит и дерматомиозит. В конечном итоге, если некроз протекает хронически, регенерация может «ослабеть», что приведет к прогрессирующей потере мышечных волокон и замене их жировой и соединительной тканью. Гистологические изменения в мышцах при хронической миопатии и при дистрофии Дюшенна показаны на рис. 354-5. Различия в распространенности скорости протекания указанных процессов позволяют гистологически дифференцировать мышечные дистрофии, воспалительные миопатии и острый рабдомиолиз.

Структурные изменения в мышечных волокнах. Дегенерация мышечных волокон без выраженного некроза вызывает структурные изменения в отдельных мышечных волокнах. Возникает дезорганизация миофибрилл, а сарко­плазма образует «мишеневидные» волокна (см. рис. 354-4), появляются кольцевидные перетяжки (как будто часть одного мышечного волокна обнаруживается вокруг другого), центральные «стволики» из некротизированной ткани, тельца в виде клеток и немалиновые тельца. Иногда мышечные волокна напоминают «мышечные трубочки» (центронуклеарная миопатия). Изменения в митохондриях свидетельствуют о нарушениях биохимических процессов в них, а наличие вакуолей позволяет предположить возможность нарушения обмена гликогена или липидов. Очень четко очерченные вакуоли (скопление дегенерирующих фосфолипидов между миофибриллами) наи­более характерны для окулофарингеальной мышечной дистрофии и миозита с ви­русными включениями.

Рис. 354-4. Типичная гистологическая картина денервированной и реиннервированной мышцы. а — биоптат нормальной скелетной мышцы, окрашенный на миозин-АТФазу (рН 9,4).

Волокна I типа выглядят светлыми, II типа — темными; б — хронический процесс деиннервации-реиннервации, видна группировка волокон по типам (миозин-АТФаза, рН 9,4); в — процесс хронической деиннервации-реиннервации при боковом амиотрофическом склерозе (окраска на митохондриальный энзим NADH-TR). Видны группы рсиннервированных волокон II типа (светлые) и деформированных денервированных атрофических волокон, многие из них «сверхтемные» или «мишеневидные» (светлый центр и темные края); г — атрофия мышечных волокон II типа (окраска миозин-АТФаза, рН 9,4).

Воспалительные изменения. Для полиомиозита и дерматомиозита ти­пична периваскулярная и интерстициальная воспалительная клеточная инфильтрация из лимфоцитов. Происходят также некроз и регенерация мышечных волокон. Иногда на периферии мышечного пучка можно обнаружить атрофию мышечных волокон (перифасцикулярная атрофия), которая бывает достаточно резко выражена и служит индикатором воспалительной миопатии даже в том случае, когда в биоптате мышцы не найдено фокуса воспаления. У больных с коллагенозами в мышечном биоптате выявляют васкулит, а при саркоидозе — гранулемы.

Изменения мышечных волокон, специфичные для опреде­ленного типа волокон. Патологическим изменениям могут подвергаться лишь волокна какого-либо одного гистологического типа. Так, чаще всего встречается атрофия мышечных волокон II типа (см. рис. 354-4), которая характерна для многих заболеваний, ограничивающих подвижность больного. Она возникает при длительном бездействии определенных мышц, при мышечной и суставной болях и при верхней моторной нейрональной дисфункции. Атрофия мышечных волокон I типа встречается гораздо реже — при миотонической дистрофии, ревматоидном артрите и при неко­торых врожденных миопатиях.

Рис. 354-5. Гистологические изменения в мышцах при дистрофии Дюшенна. а — нормальная мышца; б — мышечная дистрофия Дюшенна. Видны гипертрофия и атрофия мышечных волокон. Волокна дс иннервированы, число их уменьшено, заметен фиброз. Окраска гематоксилином и эозином.

Биопсия нерва. Биопсия нерва — достаточно трудно осуществимая проце­дура — более травматична для больного. Она показана относительно редко и лишь при особых обстоятельствах (см. гл. 355). Для биопсии обычно выбирают икроножный нерв или поверхностный лучевой нерв в области запястья. Оба эти нерва являются чувствительными, так что при чисто моторных нейропатиях в них может быть не обнаружено никаких патологических изменений. Процедуру биопсии нерва выпол­няют под местной анестезией, беря кусочки нервной ткани для световой, электронной микроскопии и для разволокнения отдельных нервных волокон. Биопсию нерва осуществляют при: 1) дифференциации между сегментальной демиелинизацией и аксональной дегенерацией; 2) при идентификации воспалительных невропатий и 3) при установлении таких специфических диагнозов, как амилоидоз, саркоидоз, лепра и некоторые метаболические невропатии. Полноценное исследование биоптата может быть проведено лишь в специально оборудованной лаборатории, специализи­рующейся по заболеваниям периферических нервов. При биопсии нерва чаще стал­киваются с двумя основными патологическими процессами.

Световая микроскопия обычно малоинформативна, так как позволяет выявить лишь самую грубую патологию: васкулит, воспаление, гранулематозную инфильт­рацию или скопление амилоида, потерю аксонов, их дегенерацию. Гораздо более информативны электронная микроскопия и исследование отдельных, разволокненных нервных волокон. При некоторых заболеваниях поражаются особые типы нервных волокон; большие миелинизированные волокна поражаются при атаксии Фридрейха, а немиелинизированные волокна — при семейном амилоидозе. Дополнительную информацию может предоставить количественная морфометрия (определение коли­чества волокон и распределения их диаметра).

Сегментарная демиелинизация. При различных патологических со­стояниях может поражаться либо миелин, либо шванновские клетки, при этом происходит дегенерация миелиновой оболочки, а аксон остается неповрежденным. Процесс восстановления при сегментарной демиелинизации проходит стадию образо­вания необычайно истонченной миелиновой оболочки, которая, однако, в конечном итоге достигает нормальной толщины. И все же даже после восстановления при исследовании отдельных разволокненных нервных волокон можно выявить укоро­ченные или различной длины участки нервного волокна между соседними перехватами Ранвье. Если этот процесс прогрессирует, возникают образования, напоминающие «луковицы», с нервными волокнами, покрытыми тонким слоем миелина и распола­гающимися в центре концентрической пластинки избыточной цитоплазмы шваннов­ской клетки.

Дегенерация аксона. Смерть тела нервной клетки или части (секции) аксона на любом уровне приводит к дегенерации дистальных частей аксона с вто­ричной дегенерацией миелиновой оболочки. Если же нервная клетка остается ин­тактной, то проксимально начинается регенерация аксона с образованием своеобраз­ных выростов. Эти нервные «отростки» («пучки») типичны для аксональной дегене­ративной и регенеративной невропатий. Чаще всего дегенерация аксонов возникает при токсикозах, наследственных, травматических и ишемических заболеваниях. Для аутоиммунных воспалительных болезней и наследственной патологии характерна сегментарная демиелинизация; при аутоиммунных воспалительных болезнях встре­чается воспалительная клеточная инфильтрация. При сахарном диабете обнаружи­вают смешанное поражение — аксональную дегенерацию, сегментарную демиели­низацию наряду с васкулопатией (микроангиопатии). Некоторые специфические гистологические изменения могут указывать на предположительную этиологию не­вропатии. При иммунофлюоресцентном анализе обнаруживают отложения IgM на связанный с миелином гликопротеид миелина, характерные для IgM-гаммапатий. При амилоидной невропатии в нерве обнаруживают фибриллы (волокна) амилоида. При метахроматической лейкодистрофии и при адреномиелолейкодистрофии в шван­новских клетках находят специфические включения.