Цереброспинальная жидкость: секреция, циркуляция, состав в норме и патологии
Спинномозговая жидкость, цереброспинальная жидкость (лат. liquor cerebrospinalis ), ликвор — жидкость, постоянно циркулирующая в желудочках головного мозга, ликворопроводящих путях, субарахноидальном (подпаутинном) пространстве головного и спинного мозга. Как сказал нам однажды преподаватель гистологии, ликвор - единственное не клеточное образование нервной системы.
Служит защитой ЦНС от механических воздействий, обеспечивает поддержание постоянного внутричерепного давления и водно-электролитного гомеостаза. Поддерживает трофические и обменные процессы между кровью и мозгом, осуществляет выведение продуктов его метаболизма , в частности лактата и С02. Флуктуация ликвора оказывает влияние на вегетативную нервную систему.
Секреция и циркуляция цереброспинальной жидкости
В норме секреция ЦСЖ совершается главным образом сосудистыми сплетениями, находящимися в желудочках мозга, со скоростью приблизительно 0,35 мл/мин или 20 мл/ч. Есть мнение, что до 30% ЦСЖ продуцируется эпителиальными клетками и клетками интерстициальной соединительной ткани, находящимися в стенках желудочковой системы мозга. В сутки продуцируется около 500 мл ЦСЖ. Объем секретируемой ЦСЖ может варьировать в зависимости от характера питания, водного режима, колебаний активности физиологических процессов. ЦСЖ, попадающая в подпаутииное (субарахноидаль-ное) пространство полости черепа через срединную и латеральные апертуры IV желудочка мозга, распространяется по базальным и конвекситальным его отделам, а также по спинальным субарахноидальным пространствам, достигая при этом конечной цистерны (cisterna terminalis), расположенной в нижней части позвоночного канала, и затем перемещается в обратном направлении. В норме перемещение ЦСЖ из конечной цистерны в полость черепа происходит приблизительно в течение 1 ч. Примерно с той же скоростью осуществляется распространение ЦСЖ и в противоположном направлении.
Циркуляция ЦСЖ обусловлена перепадами гидростатического давления в ликворных путях, пульсацией внутричерепных артерий, изменениями венозного давления в связи с дыханием, положением тела в пространстве и пр. Из подпаутинного пространства ЦСЖ проникает в глубину щелевидных борозд мозга и в сопутствующие погружающимся в мозговое вещество сосудам пе-риваскулярные и перикапиллярные пространства, а также перицеллюлярные щели, известные как межклеточные пространства Вирхова—Робена. Существование этих пространств многим исследователям представлялось сомнительным, однако было подтверждено при изучении экстрацеллюлярных маркеров и методом электронной микроскопии. В нормальном мозге они составляют 15-20% объема мозга (Цветанова Е.М., 1986).
Попадающая в подоболочечные пространства ЦСЖ подвергается резорбции, которая совершается главным образом через арахноидальные ворсины пахио-новых грануляций, расположенных на конвекситальноЙ поверхности черепа, их особенно много в парасагиттальной зоне с обеих сторон от сагиттального венозного синуса. Через пахионовы грануляции ЦСЖ перемещается в венозную систему головы. Предполагается дополнительная резорбция ЦСЖ по пе-риневральным пространствам черепных и спинномозговых нервов, а также через капилляры мягкой мозговой оболочки в лимфатическую систему (Дуус П., 1995).
Продукция ЦСЖ и ее резорбция в норме достаточно сбалансированы, что способствует поддержанию относительного постоянства объема ЦСЖ в ликворных путях. В норме общий объем ЦСЖ в полости черепа и позвоночного канала у новорожденного составляет 15—20 мл, у годовалого ребенка — 35 мл, у взрослого человека — приблизительно 140 мл, 30 из которых находится в спинномозговом субарахноидальном пространстве, в частности в конечной цистерне. Полная замена ЦСЖ в норме у взрослого человека происходит в течение 5—7 ч, т.е. 4—5 раз в сут.
Состав ликвора в норме
Показатель Нормальное значение Давление ЦСЖ 70-200 мм вод.ст. // 0,686-1,96 кПа Относительная плотность 1,005-1009 Осмотическое давление 295-300 мосм/л Лейкоциты 0,0-6,0 в 1 мм3 // (0,0-6,0) • 10 6 Эритроциты 0,0-6,0 в 1 мм3 // (0,0-6,0) • 10 6 Лимфоциты 60-80% // 0,60-0,80 ед. Моноциты 20-40% // 0,20-0,40 ед. Общий белок 12-45 мг% // 0,12-0,45 г/л Железо 3,2-24,2 мг% // 0,58-4,33 мкмоль/л Калий 2,6-2,9 мэкв/л // 2,6-2,9 ммоль/л Кальций 1,8-2,7 мэкв/л // 0,9-1,35 ммоль/л Медь 14,99-15,9 мг% // 2,36-2,5 мкмоль/л Натрий 135-155 мэкв/л // 135-155 ммоль/л Неорганический фосфор 1,2-2,5 мг% // 0,4-0,8 ммоль/л Хлориды 115-125 мэкв/л // 115-125 ммоль/л Бикарбонат 22,0-25,0 мэкв/л // 22,0-25,0 ммоль/л рН 7,30-7,40 рСО2 40,0-52,0 мм рт.ст. // 5,32-6,9 кПа Р02 40,0-53,0 мм рт.ст. // 5,32-7,1 кПа Глюкоза 45,0-70,0 мг% // 2,4—4,4 ммоль/л Лактат 9,0-25,2 мг% // 1,0—2,8 ммоль/л Пируват 0,57-0,31 мг% // 65—150 мкмоль/л Общие липиды 1,0-2,0 мг% // 10,0-20,0 г/л Холестерол 0,45-0,54 мг% // 12,0-14,0 мкмоль/л Общие свободные аминокислоты 1,05-1,2 мг% // 750-850 мкмоль/л Креатинин 0,5-1,1 мг% // 44,0-95,0 мкмоль/л Молочная кислота 0,1-0,3 мг% // 6,0-18 мкмоль/л Мочевина 6,0-33,3 мг% // 1,0-5,5 ммоль/л Азот мочевины 2.8-15,4 мг% // 1,0—5,5 ммоль/л Аммиак 20,2-34,0 мг% // 11,86-20,0 мкмоль/л
Собственно, о таблице. Количество веществ, определяемых в ликворе - огромно, и запоминать эти нечеловеческие цифры, хоть и можно, но не нужно. Достаточно знать основные показатели, определяемые в вашей лаборатории, практически повсеместно это плотность, количество клеток, белка, глюкозы, и изредка - электролиты. Для остльного можно иметь распечатку с показателями. Через двойной слэш ( // ) записаны показатели в единицах принятой системы и единицах СИ. Дело в том, что приходится иногда встречаться с отображением одних показателей в принятых единицах, а других - в СИ, на одном бланке. По количественным и качественным изменениям ЦСЖ можно судить о ряде заболеваний.
Патологические изменения ЦСЖ
Кровь в ЦСЖ и соответствующие изменения ее цвета и состава — постоянный признак субарахноидального и возможное проявление внутримозгового кровоизлияний. Однако при небольших паренхиматозных кровоизлияниях и при геморрагических инфарктах (чаше возникающих после эмболии сосудов мозга) состав ЦСЖ в первые часы и даже дни может оставаться нормальным. В таких случаях кровь постепенно просачивается в ЦСЖ и выявляется в конечной цистерне иногда лишь спустя 48 ч и более после возникшего кровоизлияния.
Диагностические ошибки возможны в связи с попаданием крови в ЦСЖ в результате повреждения иглой при поясничном проколе сосуда, обычно вены, эпидурального венозного сплетения. Чтобы определить/исключить подоболочечное кровоизлияние от «путевой» крови, ЦСЖ собирается в несколько (3—6) пробирок. При «путевой» крови в каждой последующей пробирке окрашивание ЦСЖ выражено меньше; при этом соответственно уменьшается и содержание элементов крови (в частности, количества эритроцитов). При подоболочечном или внутри мозговом кровоизлиянии цвет ЦСЖ во всех пробирках будет одинаковым.
Надежным признаком внутримозговой геморрагии является ксантохромия ЦСЖ, возникающая через 2-4 ч после кровоизлияния в связи с деградацией гемоглобина из распадающихся эритроцитов. Выявить ксантохромию можно после центрифугирования ЦСЖ в ее надосадочной части в пробирке. Однако надо иметь в виду, что при попадании в пробирку «путевой» крови в процессе поясничного прокола ксантохромия ЦСЖ может также выявляться, если, конечно, ЦСЖ не была своевременно отцентрифугирована и отделена от осадка.
При ксантохромии ЦСЖ оранжевого или кофейно-желтого цвета, который может быть обусловлен наличием в ней оксигемоглобина, метгемоглобина и билирубина. Эти три пигмента происходят из гемоглобина. Гемоглобин красный, а после разведения — оранжевый, он выходит из подвергающихся лизису эритроцитов и трансформируется в упомянутые пигменты. Сначала глобин отделяется от гема, который при участии гемоксидазы превращается в билирубин, цвет которого желтый. Цвет метгемоглобина при разведении меняется от кофейного до темно-желтого. Этот продукт гемоглобина — следствие его редукции и появляется в ЦСЖ главным образом при наличии гематом.
Ксантохромия определяется разными способами: самый простой из них визуальный, пользуясь им, принято выделять 3 степени ксантохромии: слабую, среднюю и выраженную. Для уточнения наличия и определения количества в ЦСЖ гемоглобина и билирубина проводят специальные химические реакции и прямую спектрографию.
При внутричерепных кровоизлияниях ксантохромия возникает при попадании крови в ЦСЖ; является в таких случаях следствием наличия в ЦСЖ гемоглобина и продуктов его распада, проявляется через 2 ч в 70% случаев, а через 6 ч — в 90% и сначала характеризуется оранжевым цветом. Через 4—8 дней оранжевый цвет ЦСЖ трансформируется в желтый, который постепенно исчезает в течение 12—40 сут. Средняя продолжительность ксантохромии — 22 дня.
Свершившееся в недавнем прошлом кровоизлияние подтверждают следующие факты:
1) при повторном поясничном проколе на другом уровне ЦСЖ равномерно окрашена кровью;
2) эритроциты в окрашенной кровью ЦСЖ оседают в пробирке медленно (более 2 ч), а при «путевой» крови — быстро (в течение первых 15—20 мин);
3) в ЦСЖ могут быть обнаружены продукты распада фибриногена и фибрина, которые отсутствуют в случае наличия «путевой» крови;
4) ЦСЖ остается ксантохромной и после центрифугирования, тогда как при «путевой» крови в ЦСЖ после центрифугирования жидкость над осадком бесцветна;
5) присутствие метгемоглобина и оксигемоглобина в ЦСЖ, выявляемое при ее прямой спектрофотометрии, — признак кровоизлияния;
6) В ЦСЖ соотношение лейкоциты/эритроциты при наличии в ней «путевой» крови составляет 1—2 на 1000, а при истинном кровоизлиянии 5—100 на 1000, так как при нем обычен плеоцитоз как следствие раздражения мозговых оболочек;
7) в субарахноидальном пространстве число клеток в ЦСЖ повышено, при этом имеют место нейтрофилия, активирование клеток мононуклеарной фагоцитарной системы, выявляются промоноциты, моноциты, эритрофаги и гемосидерофаги;
8) в первые 4—6 ч после субарахноидального кровоизлияния содержание в ЦСЖ лактата увеличенное, соотношение лактат/пируват выше нормы, при «путевой» крови эти изменения отсутствуют;
9) при радиоизотопном исследовании можно установить, что проницаемость гематоликворного барьера (ГЛБ) при «путевой» крови в ЦСЖ остается нормальной, а при кровоизлиянии — изменяется.
Ксантохромия может быть следствием застоя крови в мозговых сосудах, главным образом в венах и венулах, при котором гемоглобин и в меньшей степени оксигемоглобин проникают в ЦСЖ. В таких случаях ксантохромия сопровождается значительным повышением содержания белка в ЦСЖ, как это имеет место при блокаде спинномозговых ликворных путей. Этим объясняются выявляемые при блоке спинномозговых ликворных пространств глобулиновые реакции Панди и Нонне—Апельта, при этом количество белка в ксантохромной ЦСЖ может быть настолько большим (до 10 г/л и более), что полученная при поясничном проколе ЦСЖ тут же свертывается в желе.
Ксантохромия в ЦСЖ возможна и при желтухе, если содержание билирубина в сыворотке крови превышает 170 мкмоль/л. При желтухе и метастазах меланомы в мозговые оболочки цвет ЦСЖ может быть близким к коричневому.
Наличие более 200 лимфоцитов в 1 мкл ЦСЖ вызывает ее помутнение. Чтобы определить цитоз (количество лейкоцитов) в ЦСЖ при наличии в ней примеси крови, следует на каждые 700 эритроцитов из общего числа лейкоцитов в ЦСЖ вычесть 1 клетку. Этот расчет оправдан при нормальном составе крови, при анемии в него должны вноситься коррективы.
Улиц, получающих антикоагулянты, и у больных с геморрагическим диатезом поясничный прокол может быть сопряжен с определенным риском (провокация подоболочечного кровоизлияния). Антикоагулянты в связи с этим в случае необходимости следует вводить не раньше чем через час после пункции. Вместе с тем при тромбоцитопении количество тромбоцитов в периферической крови свыше 40 000 считается достаточным для выполнения поясничного прокола без значительного риска возникновения геморрагии.
Плеоцитоз в ЦСЖ обычно является следствием раздражения мозговых оболочек, воспалительных процессов в ЦНС (энцефалит) и в мозговых оболочках (менингит). Особенно большим плеоцитоз может быть при различных формах гнойного менингита (несколько тысяч лейкоцитов в 1 мкл), при этом характерна клеточно-белковая диссоциация (количество клеток в ЦСЖ увеличено в большей степени, чем белка). Содержание клеток в ЦСЖ следует исследовать сразу же после ее получения в процессе поясничного прокола, так как в условиях комнатной температуры уже через 30 мин цитоз в ЦСЖ уменьшается вдвое.
Менингеальный синдром, при котором в ЦСЖ выявляется лимфоцитарный плеоцитоз при нормальном содержании глюкозы и хлоридов, указывает на наличие у больного серозного менингита и известен как менингеальный синдром Симмондса. При карциноматозе мозговых оболочек плеоцитоз обычно не превышает 100 клеток в I мкл. Нейтрофильный плеоцитоз характерен для бактериального (гнойного) менингита.
Выявление в ЦСЖ эозинофилов — признак паразитарных заболеваний.
Содержание в ЦСЖ белка в норме не превышает 0,45 г/л. Выраженная белково-клеточная диссоциация (количество белка увеличено в большей степени, чем клеток) может указывать на наличие опухоли внутричерепной или внутрипозвоночной локализации. Наиболее высокое содержание белка в ЦСЖ, полученной при поясничном проколе, наблюдается при экстрамедуллярных опухолях, блокирующих спинномозговые ликворные пространства выше уровня поясничного прокола. Из внутричерепных опухолей наиболее высокий уровень белка в ЦСЖ отмечается при невриноме VIII черепного нерва и при менингиомах. При опухолях мозга гиперпротеинорахия — следствие застойных процессов в ликворных путях и попадания в них продуктов обмена и распада опухоли. Особенно выражена при внутрипозвоночных новообразованиях, блокирующих спинномозговые ликворные пути.
Повышение содержания в ЦСЖ белка (гиперпротеинорахия) возможно также при синдроме Гийена—Барре, при воспалении мозговых оболочек, нервных корешков. Увеличен уровень белка, хотя и в меньшей степени, чем цитоз при гнойном менингите. При нейросифилисе обычно значительно повышается содержание глобулиновой фракции, что сказывается увеличением коэффициента Кафки (соотношение концентраций глобулинов в ЦСЖ. хотя нейросифилиса мы уже давно не видели).
Появление при туберкулезном менингите фибриногена в ЦСЖ ведет, в частности, к тому, что в оставленной в штативе на сутки в пробирке с ЦСЖ в ней образуется пленка («паутинка»).
При опухолях конского хвоста возникает застойная ксантохромия в сочетании с таким высоким содержанием белка (до 10—20 г/л), что полученная при поясничном проколе ЦСЖ сразу же свертывается в желе