Множествена склероза - причини и патогенеза

Причини за множествена склероза

Причината за множествената склероза остава неизвестна. Няма убедителни доказателства, че вирус или друг инфекциозен агент е единствената причина за това заболяване. Вирусите обаче се считат за най-вероятния етиологичен фактор на заболяването, което е подкрепено от епидемиологични данни и някои от добре познатите им свойства. Някои вируси могат да повлияят на състоянието на имунната система, да персистират в латентна форма в ЦНС и да причинят демиелинизация в ЦНС. Освен това, според някои данни, пациентите с множествена склероза имат променена имунна реактивност към някои често срещани вируси, включително повишена реакция към вируси на морбили. Субакутният склерозиращ паненцефалит, рядко усложнение на инфекцията с морбили, което се проявява много години след привидно благоприятно разрешаване на заболяването, може да служи като модел за персистирането на вирусите в ЦНС. Някои вируси и някои бактерии могат да бъдат свързани с развитието на остър дисеминиран енцефаломиелит (ADEM). Обикновено това е монофазно демиелинизиращо заболяване, патологично подобно, но не идентично с множествената склероза. Вирусът на чумата при кучетата, който е тясно свързан с вируса на морбили, е предложен като „основен афект на множествената склероза“ на Курцке, с който местните фарерци са били заразени от кучета, донесени на островите от британските войски. Вирусът на мишия енцефаломиелит на Тейлър, пикорнавирус, е експериментален модел на демиелинизация на ЦНС при гризачи, техните естествени гостоприемници.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Фактори на околната среда

Факторите на околната среда, включително излагане на вирусни и бактериални агенти като вируса на Епщайн-Бар (EBV), човешкия херпесен вирус тип 6 и Mycoplasma pneumoniae [ 5 ], както и тютюнопушенето [ 6 ], витаминния дефицит [ 7 ], диетата [ 8 ], [ 9 ] и излагането на UV лъчение [ 10 ] са свързани с развитието на множествена склероза.

Чуждестранните агенти могат да имат ядрен антиген, който е структурно хомоложен на компоненти на миелиновата обвивка, като протеолипиден протеин, миелинов основен протеин и миелино-асоцииран гликопротеин. По този начин, когато имунните клетки се активират от тези патогени, настъпва увреждане на миелиновата обвивка.

Вече има доказателства, че тютюнопушенето играе важна роля в развитието на множествена склероза поради образуването на азотен оксид (NO) и въглероден оксид (CO). NO е токсичен разтворим газ, който в патологични концентрации може да увреди невроните и олигодендроцитите [ 11 ], [ 12 ]. Индуцираната от NO липидна пероксидация и увреждане на митохондриите могат да доведат до апоптоза на олигодендроцитите, аксонална дегенерация и демиелинизация [ 13 ].

Предишно проучване показа, че излагането на CO води до блокиране на тъканната оксигенация [ 14 ], разграждане на миелиновия основен протеин (MBP) и аксонално увреждане, както и последващ възпалителен отговор, включително инвазия на активирана микроглия и CD4+ лимфоцити в ЦНС, водещо до демиелинизация [ 15 ].

Дефицитът на витамини (особено витамини D и B12) се счита за рисков фактор за множествена склероза. Витамин D е група мастноразтворими секостероиди, която включва витамин D3 (холекалциферол) и витамин D2 (ергокалциферол). Холекалциферолът може да се произвежда в кожата чрез ултравиолетова B радиация върху 7-дехидрохолестерол, който е прекурсор на холекалциферол.

В черния дроб холекалциферолът се превръща в прохормон калцидиол [25(OH)D3] чрез чернодробна хидроксилация. В бъбреците, стъпка на бъбречна хидроксилация замества част от калцидиола с калцитриол, който е биологично активната форма на витамин D. В кръвообращението калцитриолът се свързва с витамин D-свързващия протеин и се транспортира до различни целеви тъкани, откъдето се свързва със специфични вътреклетъчни рецептори и играе важна роля в клетъчната пролиферация и диференциация [ 16 ]. Освен това, този витамин играе роля в генната експресия и имунната регулация [ 17 ], както и в индуцирането на апоптоза на В-лимфоцитите [ 18 ], синтеза на IL-10 [ 19 ] и потискането на провъзпалителните цитокини като IFN-γ [ 20 ] и IL-2 [ 21 ].

Витамин B12 е важен фактор за образуването на компоненти на миелиновата обвивка. Следователно, дефицитът на този витамин може да бъде основна причина за неврологични заболявания като множествена склероза. Резултатите от предишно проучване на пациенти с множествена склероза показват, че добавките с витамин B12 подобряват клиничния ход на множествената склероза [ 22 ].

В допълнение към витаминния дефицит, краткотрайното излагане на слънчева светлина е идентифицирано като потенциален рисков фактор за развитието на множествена склероза. Резултатите от предишно проучване демонстрират обратна връзка между излагането на ултравиолетова радиация и честотата на множествена склероза. В подкрепа на тази връзка, слънчевата светлина е основен източник на витамин D3 и чрез индуцирането на Т-регулаторни (Treg) клетки и противовъзпалителни цитокини като IL-10 и TNF-α, тя може да упражнява имуномодулиращи ефекти върху човешкото тяло. MS [ 23 ].

Според предишни доклади, диетата може да е фактор на околната среда, участващ в развитието на множествена склероза [ 24 ]. Проучванията показват значителна отрицателна връзка между риска от множествена склероза и високия прием на риба [ 25 ], положителна значима връзка между високия прием на калории на базата на животински мазнини и риска от множествена склероза [ 26 ], незначително намален риск между честотата на множествена склероза и по-високия прием на линолова киселина в рибата, и положителна значима връзка между затлъстяването при юноши и риска от множествена склероза [ 27 ].

Възможни механизми на вирусно-индуцирана демиелинизация

• Директно излагане на вируса
• Проникването на вируса в олигодендроцитите или клетките на Шван причинява демиелинизация чрез клетъчен лизис или промяна в клетъчния метаболизъм.
• Разрушаване на миелиновата мембрана от вирус или негови продукти
• Вирусно-индуциран имунен отговор
• Производство на антитела и/или клетъчно-медииран отговор към вирусни антигени върху клетъчната мембрана
• Сенсибилизация на организма гостоприемник към миелинови антигени
• Разграждане на миелина поради инфекция, като фрагменти попадат в общия кръвен поток
• Включване на миелинови антигени във вирусната обвивка
• Модификация на антигени на миелинова мембрана
• Кръстосано реагиращи антигени на вируса и миелинови протеини
• Демиелинизацията като страничен процес
• Дисфункция на регулаторните механизми на имунната система под влиянието на вируси

Заболяване, подобно на спиналната множествена склероза, се причинява от ретровирус, човешки Т-клетъчен лимфотропен вирус тип 1. Болестта е известна в различни географски области като тропическа спастична парапареза или HIV-асоциирана миелопатия. Както тропическата спастична парапареза, така и HIV-асоциираната миелопатия са бавно прогресиращи миелопатии, характеризиращи се с васкулопатия и демиелинизация. Доказателства, че множествената склероза се причинява от ретровирус, остават неубедителни, въпреки факта, че ДНК последователности на човешки Т-клетъчен лимфотропен вирус тип 1 са идентифицирани при някои пациенти с множествена склероза. Описана е и масивна демиелинизация, свързана със субакутна инфекция с вирус на херпес симплекс тип 6. Има някои доказателства, че определени бактерии, по-специално хламидия, може да участват в развитието на множествена склероза, но това също изисква потвърждение.

Ролята на генетичните фактори в развитието на множествена склероза

Ролята на расовите и етническите фактори във формирането на предразположеност към множествена склероза е трудно да се отдели от влиянието на външни фактори. Така потомци на имигранти от Скандинавия и Западна Европа, характеризиращи се с висок риск от множествена склероза, са се заселили в Канада, северните и западните райони на Съединените щати, където също се наблюдава относително висока разпространеност на множествена склероза. Въпреки че Япония се намира на същото разстояние от екватора, разпространението на множествена склероза в тази страна е ниско. Освен това редица проучвания показват, че рискът от развитие на заболяването варира сред различните етнически групи, живеещи в един и същ район. Например, заболяването е рядко срещано при чернокожите африканци и е непознато при някои етнически чисти популации на аборигени, включително ескимосите, инуитите, индианците, австралийските аборигени, племето маори в Нова Зеландия или племето саами.

Генетични маркери за предразположеност към множествена склероза са идентифицирани в проучвания на близнаци и фамилни случаи на заболяването. В западните страни рискът от развитие на заболяването при роднини от първа степен на пациента е 20-50 пъти по-висок от средния за популацията. Процентът на конкордантност при еднояйчни близнаци, според няколко проучвания, е приблизително 30%, докато при двуяйчни близнаци и други братя и сестри е по-малък от 5%. Освен това е доказано, че процентът на конкордантност при еднояйчни близнаци може да бъде по-висок, когато се вземат предвид случаите, при които магнитно-резонансната томография (ЯМР) разкрива асимптоматични лезии в мозъка. Тези проучвания не отбелязват зависимост на клиничните характеристики или тежестта на заболяването от неговия фамилен характер. Специфични гени, свързани с множествената склероза, не са идентифицирани, а видът на предаване на заболяването съответства на полигенно унаследяване.

Скрининг на генома

Провеждат се многоцентрови изследвания, скриниращи целия геном, за да се идентифицират възможни гени за множествена склероза. Тези изследвания вече са тествали повече от 90% от човешкия геном, но не са успели да открият генетични маркери за заболяването. Същевременно е идентифицирана генетична връзка с HLA региона на късото рамо на хромозома 6 (6p21), което съвпада с данни за повишена предразположеност към множествена склероза при индивиди, носещи определени HLA алели. Въпреки че американски и британски изследователи са показали умерена връзка с HLA региона, канадските учени не са открили такава връзка, но подобно на финландските учени са открили силна връзка с ген, локализиран на късото рамо на хромозома 5. Известно е, че някои HLA алели са свързани с по-висок риск от множествена склероза, особено хаплотипът HLA-DR2 (подтип Drw15). Рискът от развитие на множествена склероза при бели европейци и северноамериканци, носещи алела DR2, е четири пъти по-висок от средния за популацията. Въпреки това, предсказващата стойност на този белег е ограничена, тъй като 30-50% от пациентите с множествена склероза са DR2-негативни, докато DR2 се открива при 20% от общата популация.

Други рискови фактори за развитие на множествена склероза

Рискът от развитие на множествена склероза при млади жени е два пъти по-висок, отколкото при мъжете. След 40-годишна възраст обаче съотношението между половете сред пациентите с множествена склероза се изравнява. Периодът с най-висок риск от развитие на заболяването е от второто до шестото десетилетие от живота, въпреки че са съобщени случаи на множествена склероза сред малки деца и възрастни хора. Според няколко проучвания, множествената склероза в детска възраст не се различава съществено от заболяването при възрастни нито по клинични прояви, нито по протичане. След 60-годишна възраст множествената склероза се развива рядко и в някои клинични серии тези случаи представляват по-малко от 1% от общия брой случаи на заболяването.

По-високият социално-икономически статус е свързан с по-висок риск от заболяването, а предишна вирусна инфекция е свързана с обостряния на заболяването. Предполага се, че физическата травма може да е причина за множествена склероза, но това мнение е спорно, тъй като подобна връзка не е убедително потвърдена нито от ретроспективни, нито от проспективни проучвания. Проучванията на протичането на заболяването по време на бременност показват, че активността на заболяването намалява през този период, но през първите 6 месеца след раждането рискът от обостряния на заболяването се увеличава.

Миелино-олигодендоцитен комплекс

Миелинът е сложна, метаболитно активна, слоеста обвивка, обграждаща аксони с голям диаметър. Образува се от двуслойни мембранни израстъци на олигодендроцити (в ЦНС) и Schwann клетки (в периферната нервна система - ПНС). Вътрешният слой на обвивката е запълнен с цитоплазмата на съответните миелин-образуващи клетки. Въпреки че миелиновата обвивка е чувствителна към директно увреждане, тя може да пострада и при увреждане на клетките, които я образуват. Миелиновата обвивка в ЦНС и ПНС има различна чувствителност към възпалително увреждане. В същото време миелинът в ПНС се уврежда по-рядко от демиелинизация на ЦНС и обратно. Разликите между миелина на ЦНС и ПНС се проследяват и в състава на структурните протеини, антигенната структура и функционалните взаимоотношения със съответните клетки. В миелина на ЦНС основният структурен протеин е протеолипидният протеин (50%), който контактува с извънклетъчното пространство. Следващият по честота е основният миелинов протеин (30%), който е локализиран върху вътрешната повърхност на двуслойната мембрана. Други протеини, макар и присъстващи в малки количества, също могат да играят антигенна роля в имунопатогенезата на множествената склероза. Те включват миелино-асоцииран гликопротеин (1%) и миелинов олигодендроцитен гликопротеин (по-малко от 1%).

Тъй като миелин-олигодендроцитният комплекс на ЦНС покрива повече аксони от миелин-лемоцитния комплекс на ПНС, той е по-чувствителен към увреждане. По този начин, в ЦНС един олигодендроцит може да миелинира до 35 аксона, докато в ПНС има една Шванова клетка на аксон.

Миелинът е вещество с високо съпротивление и ниска проводимост, което, наред с неравномерното разпределение на натриевите канали, осигурява генерирането на акционни потенциали в определени специализирани области на аксона - възлите на Ранвие. Тези възли се образуват на границата на две области, покрити с миелин. Деполяризацията на мембраната на аксона се случва само в областта на възела на Ранвие, в резултат на което нервният импулс се движи по нервното влакно на дискретни скокове - от възел на възел - този бърз и енергийно ефективен метод на провеждане се нарича салтаторна проводимост.

Тъй като миелин-олигодендроцитният комплекс е чувствителен към редица увреждащи фактори - метаболитни, инфекциозни, исхемично-хипоксични, възпалителни - демиелинизацията е възможна при най-различни заболявания. Обща характеристика на демиелинизиращите заболявания е разрушаването на миелиновата обвивка с относително запазване на аксоните и други поддържащи елементи. Редица други ефекти, включително отравяне с въглероден оксид или други токсични вещества, чернодробна дисфункция, дефицит на витамин B12, вирусни инфекции или поствирусни реакции, трябва да бъдат изключени в процеса на диагностициране на множествена склероза. Първичната възпалителна демиелинизация при множествена склероза или ADEM се характеризира с периваскуларна инфилтрация на възпалителни клетки и мултифокално разпределение на лезиите в субкортикалното бяло вещество, като огнищата могат да бъдат симетрични или сливащи се.

Патоморфология на множествената склероза

Важна информация за множествената склероза е получена от сравнително хистологично изследване на демиелинационни лезии (плаки) с различна възраст при един и същ пациент, както и от сравнение на пациенти с различни клинични характеристики и протичане. Някои от пациентите са починали в резултат на фулминантния ход на скорошна множествена склероза, други - от съпътстващи заболявания или усложнения в късен стадий на заболяването.

Макроскопските промени в мозъка и гръбначния мозък при множествена склероза обикновено не са рязко изразени. Отбелязва се само лека атрофия на мозъчната кора с разширяване на вентрикулите, както и атрофия на мозъчния ствол и гръбначния мозък. По вентралната повърхност на моста, продълговатия мозък, мазолестото тяло, зрителните нерви и гръбначния мозък могат да се открият плътни розово-сиви вдлъбнатини, показващи наличието на плаки отдолу. Плаките се откриват в бялото вещество, понякога и в сивото вещество на мозъка. Плаките най-често се намират в определени области на бялото вещество - например, близо до малки вени или посткапиларни венули. Те често се откриват близо до страничните вентрикули - в онези области, където субепендималните вени протичат по вътрешните стени, както и в мозъчния ствол и гръбначния мозък - където пиалните вени са в съседство с бялото вещество. Отделните плаки в перивентрикуларната зона често са склонни да се сливат с уголемяването си, особено в областта на задните рогове на страничните вентрикули. Дискретни яйцевидни плаки в бялото вещество на полукълбата, ориентирани перпендикулярно на вентрикулите, се наричат пръсти на Доусън. Хистологично те представляват ограничени зони на възпаление със или без демиелинизация, които обграждат паренхиматозните вени и съответстват на радиалния им ход дълбоко в бялото вещество.

Клиничните и патологични данни показват, че зрителните нерви и шийният отдел на гръбначния мозък са често засегнати при демиелинизиращи заболявания. Предполага се, че честото образуване на плаки в тези структури се обяснява с механичното разтягане, което те изпитват по време на движения на очите или сгъване на врата, но валидността на тази хипотеза не е доказана. Често са засегнати и някои други области на мозъка - дъното на четвъртата камера, периакуедукталната зона, corpus callosum, мозъчният ствол и церебеларните пътища. Може да бъде засегната и връзката между сивото и бялото вещество на мозъчните полукълба (кортикомедуларната зона на свързване), но подкорковите U-образни връзки обикновено остават непокътнати.

Мултифокалната демиелинизация е правило при множествена склероза. В серия от аутопсии на 70 пациенти с множествена склероза, само 7% от пациентите са имали мозъчно увреждане (с изключение на патологията на зрителния нерв) без засягане на гръбначния мозък, а само 13% от пациентите са имали увреждане на гръбначния мозък без засягане на мозъка.

Хистологични промени при множествена склероза

Най-ранните промени, предхождащи демиелинизацията, остават спорни. В мозъка на пациенти с множествена склероза, периваскуларни инфилтрати, състоящи се от лимфоцити, плазматични клетки и макрофаги, се откриват както в демиелинизираното, така и в нормално миелинизираното бяло вещество. Тези клетки могат да се натрупват в перивенуларните пространства на Вирхов-Робин между кръвоносните съдове и мозъчния паренхим, които са свързани със системата за циркулация на цереброспиналната течност. Тези данни могат да се считат за доказателство за решаващата патогенетична роля на имунната система при множествена склероза. Според косвените признаци, възпалителната реакция възниква не само като следствие от промени в миелина. Това се доказва от наличието на подобни периваскуларни натрупвания на лимфоцити в ретината, лишена от миелинизирани влакна, при пациенти с множествена склероза. При множествена склероза се наблюдават периваскуларни инфилтрати и фокални нарушения на кръвно-ретиналната бариера.

Предложени са различни интерпретации на механизма на разрушаване на миелина в огнища на множествена склероза. Някои смятат, че моноцитите абсорбират само фрагменти от миелиновата обвивка, които вече са били разрушени от други фактори. Други смятат, че моноцитите участват пряко в разрушаването на миелина. Мембраните на макрофагите съдържат покрити с клатрин вдлъбнатини, които са в съседство с миелиновата обвивка. Предполага се, че това е мястото, където се осъществява Fc-зависимото взаимодействие между антитялото и рецептора, което води до опсонизация на миелина от моноцитите. Доказано е също, че макрофагите директно проникват в миелиновата обвивка, причинявайки образуването на везикули в миелина.

Продуктите от разграждането на миелина в цитоплазмата на макрофагите са маркери за остра демиелинизация. Съставът и ултраструктурата на тези фрагменти, разположени вътре в макрофагите, съответстват на нормалния миелин. С напредването на разграждането ултраструктурата се разрушава, образуват се капчици неутрална мазнина и макрофагите придобиват пенест вид. Такива макрофаги изчезват от огнищата много по-бавно и се откриват там 6-12 месеца след остра демиелинизация.

„Свежите“ огнища на демиелинизация се характеризират с наличието на голям брой клетки, предимно В-клетки, плазматични клетки, CD4 ⁺ и CD8 ⁺ Т-лимфоцити и ранно реактивни макрофаги, които се намират в плаката и по нейните краища. Морфологично могат да се открият остри аксонални промени под формата на глобули. Пълна или абортивна ремиелинизация често се наблюдава в периферията на лезиите. Понякога в тези или съседни области се откриват признаци на повторна демиелинизация. Понякога цялата плака е ремиелинизирана. Такива плаки се наричат „сенчести“, защото се сливат с околното нормално бяло вещество както при макроскопско изследване, така и при невроизобразяване.

Произходът на популациите от ремиелинизиращи клетки остава неизвестен. Източникът на ремиелинизиращи олигодендроцити може да са зрели клетки, които са избегнали разрушаването на мястото на увреждането, клетки, които са мигрирали от съседна област, или ювенилни олигодендроцити, които са се образували от прекурсорни клетки. Смята се, че степента на разрушаване на зрелите олигодендроцити определя потенциала за ремиелинизация на дадено място, който може да бъде силно променлив. Съобщава се, че клетките на Шван мигрират в гръбначния мозък и ремиелинизират аксони.

В сравнение с нормалните аксони, ремиелинизираните аксони имат по-тънка миелинова обвивка със скъсени миелинови сегменти и разширени възли на Ранвие. Експериментални данни показват, че демиелинизираните аксони могат да възстановят електрофизиологичните функции, но дали това е свързано с регресия на симптомите при множествена склероза, остава неизвестно. След ремиелинизация на експериментално демиелинизирани аксони с помощта на трансплантирани глиални клетки е наблюдавано почти пълно възстановяване на нормалната проводимост, което показва, че клетъчната трансплантация може да бъде ефективна при множествена склероза.

Старите лезии с неактивни централни зони обикновено съдържат малко макрофаги и други възпалителни клетки, въпреки че по краищата може да се наблюдава активна демиелинизация и възпалителна инфилтрация. Хронично демиелинизираните аксони са вградени в матрица от фиброзни астроглиални процеси, откъдето идва и терминът склероза. Стените на кръвоносните съдове могат да бъдат удебелени чрез хиалинизация. Потенциалът за ремиелинизация изглежда е по-нисък в старите лезии, отколкото в пресните лезии, тъй като те съдържат по-малко жизнеспособни олигодендроцити.

Магнитно-резонансната томография (ЯМР) е много чувствителна техника за изобразяване на плаки. Въпреки че обикновената ЯМР не разграничава надеждно отока от демиелинизация, глиоза или загуба на аксони, тези лезии често се наричат демиелинационни лезии. Сагиталните, короналните и аксиалните ЯМР изображения на мозъка и гръбначния мозък позволяват да се изследва топографията на лезиите при даден пациент. Сагиталните изображения на мозъка най-добре показват лезиите в corpus callosum и тяхното разпространение нагоре през оптичното лъчение към кората. Коронарните изображения позволяват да се изследва местоположението на лезиите спрямо вентрикуларните стени. Аксиалните изображения са най-полезни за локализиране и количествено определяне на лезиите. Лезиите на множествената склероза се появяват на Т2-претеглени изображения като хиперинтензивни (бели) области, които контрастират добре на по-тъмния фон на нормалното бяло вещество, но са слабо диференцирани от цереброспиналната течност (ликвор) на вентрикулите. На изображения с протонна плътност лезиите имат по-висок интензитет от ЦСФ и видимо непокътнатото бяло вещество, които са с по-тъмен цвят. На FLAIR изображенията контрастът между лезията и околното бяло вещество е засилен.

MPT, MPC и еволюцията на патологичните промени при множествена склероза

Динамичното магнитно-резонансно изобразяване позволява получаване на информация за развитието на патологични промени в мозъка във времето. Целостта на кръвно-мозъчната бариера може да се оцени с помощта на контрастно вещество - гадолиний-диетиентриаминпента ацетат (Gd-DPTA) - парамагнитно вещество, което увеличава времето за Т1 релаксация на околните мобилни водни протони, поради което огнищата на Т1-претеглени изображения изглеждат по-ярки. Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера е свързана с наличието на везикули вътре в ендотелните клетки, които съдържат Gd. Проучвания върху лабораторни животни и хора показват, че степента на контрастиране с Gd-DPTA отразява тежестта на периваскуларното възпаление. Серия от ЯМР с въвеждането на Gd-DPTA показва контрастиране в ранен етап от развитието на лезията, което продължава от 2 седмици до 3 месеца. С намаляването на контраста на лезиите, те изчезват напълно или се появяват като хиперинтензивни области на Т2-претеглени изображения.

Локализацията на лезиите при ЯМР често не съответства на клиничните симптоми, въпреки че активността на лезиите има известна връзка с протичането на множествената склероза. Например, новите лезии е по-вероятно да увеличат сигнала при вторично прогресираща, отколкото при първично прогресираща множествена склероза. Тези промени са видими както на Т2-претеглени изображения, така и на Т1-претеглени изображения с контраст и показват наличието на вазогенен оток и повишено съдържание на извънклетъчна вода. Откриването на активни лезии може да се подобри чрез прилагане на по-висока доза Gd-DPTA.

Магнитно-резонансната спектроскопия (MRS), която количествено определя мозъчния метаболизъм in vivo, може да определи целостта на аксоните, използвайки протонния резонанс на N-ацетиласпартат (NAA), съдържащ се в невроните. При по-големи лезии (определени чрез конвенционален ЯМР) и при по-тежко заболяване, нивото на NAA в лезиите е по-ниско.

Имунопатогенеза на множествена склероза

Преобладаващото мнение сред експертите е, че множествената склероза се основава на клетъчна имунна реакция, насочена срещу един или повече миелинови антигени на ЦНС. Хистопатологичните промени в ранния стадий на развитие на демиелинизиращата лезия убедително показват ключова роля на Т-лимфоцитите. Т-хелперните клетки (CD4 лимфоцити) се откриват в лезията в ранен стадий и се смята, че инициират възпалителната каскада. Супресорни/цитотоксични Т-клетки (CD8 лимфоцити) се намират по периметъра на лезията и в периваскуларните пространства и могат да имат контрарегулаторен ефект върху провъзпалителните процеси. Освен това се открива локално засилване на имунната реактивност с експресията на молекули от главния комплекс за хистосъвместимост (MHC) клас I и II както върху имунни, така и върху неимунни клетки, включително астроцити и съдови ендотелни клетки. По този начин тези клетки могат потенциално да участват в имунния отговор, като представят миелинови автоантигени на CD8 и CD4 клетки. Важно е, че олигодендроцитите изглежда не експресират MHC молекули клас I или II, което предполага, че те не играят основна роля в имунопатогенезата. Макрофагите, присъстващи в лезията, се набират в ЦНС от периферията и/или произлизат от локални микроглиални клетки.

Въпреки че не е идентифициран специфичен автоантиген при множествена склероза, работна хипотеза е, че заболяването се основава на пролиферативен отговор на Т-клетките към един или повече миелинови антигени. Специфичността на Т-клетъчните рецептори за миелинови антигени в ранен стадий може да не съответства на репертоара на Т-клетъчните рецептори в напреднал стадий на заболяването, вероятно поради феномена на "епитопно разширяване", в резултат на което Т-клетките in situ придобиват афинитет към по-широк спектър от автоантигени. Периферните Т-клетки, получени от пациенти с множествена склероза, са способни да реагират с множество миелинови антигени на ЦНС, включително миелинов основен протеин (MBP), протеолитичен протеин (PLP), миелин-асоцииран гликопротеин (MAG) и миелин-олигодендроцитен гликопротеин (MOG). Въпреки това, Т-клетки, способни да реагират с MBP и PLB, се откриват и при здрави индивиди.

Ако МС е причинена от активирани миелиново-сенсибилизирани Т-клетки, това предполага разрушаване на механизмите на имунна толерантност. Централната имунна толерантност се установява рано в тимуса и включва както положителна, така и отрицателна селекция на Т-клетки, разпознаващи MHC антигени, елиминирайки тези с афинитет към автоантигени. Периферната имунна толерантност се поддържа чрез активно потискане на потенциално автореактивни клетки. Остава неизвестно как се развива толерантността към антигени на ЦНС, тъй като ЦНС обикновено е „привилегирована зона“ за имунната система. Доказателства, че Т-клетките контактуват с MHC извън ЦНС, идват от откриването на гена Golli-MBP (експресиран в олигодендроцитни линии). Този ген, който се експресира във феталния тимус, далака и левкоцитите, може да участва в механизмите на положителна или отрицателна селекция на MBP-реактивни Т-клетки в тимуса.

Проведени са специфични проучвания, за да се определи дали броят на патогенните Т-клетъчни клонове е ограничен при пациенти с множествена склероза. Повечето от тези проучвания са изследвали специфичността на алфа-бета веригата на Т-клетъчния рецептор, използвайки анализи за пренареждане на гени и антиген-индуцирана пролиферация. Източниците на Т-клетки в тези проучвания са били мозъчна тъкан, цереброспинална течност и периферна кръв. В някои случаи на множествена склероза и ЕАЕ при гризачи е идентифициран ограничен репертоар на вариабилния регион на алфа-бета веригата на рецептора на активирани Т-клетки, което може да отразява специфична реактивност към определени фрагменти от MBP. Сравнението на MBP-реактивни Т-клетки при различни пациенти и лабораторни животински видове разкрива широка вариабилност в генната експресия на рецептора и специфичността на MBP. Фактът, че индивидите с HLA DR2+ имат по-висок риск от развитие на множествена склероза, показва важността на взаимодействието със специфични Т-клетъчни рецептори. Steinman et al. (1995) показват, че при HLA DR2+ индивиди, В-клетъчните и Т-клетъчните отговори са насочени главно срещу определени фрагменти от пептидната верига на MBP (от 84 до 103 аминокиселини).

Подобни изследвания имат практически приложения, позволявайки разработването на пептиди, които могат да блокират или стимулират защитни реакции чрез повлияване на взаимодействието Т-клетъчен рецептор-антиген - MHC, което задейства патологичния процес. Този подход, използващ редица различни пептиди, е тестван при ЕАЕ и в клинични проучвания при пациенти с множествена склероза. Други Т-клетъчни подтипове също могат да играят патогенетична роля при МС. По този начин, Т-клетки, носещи рецептори с гама-делта вериги (а не алфа-бета вериги, характерни за CD4 и CD8 клетките), са открити в лезии на множествена склероза.

Може да се предположи, че автоимунната реакция при множествена склероза включва редица патофизиологични механизми, включително свързването на вирусни или бактериални антигени с Т-клетъчни рецептори, които са потенциално способни да взаимодействат с миелинови автоантигени (молекулярна мимикрия), или поликлонално активиране на Т-клетки, причинено от свързване с микробни токсини (суперантигени) с общи бета-вериги на рецепторите.

Ранен етап от развитието на демиелинизация може да бъде диапедезата на активирани лимфоцити през плътни връзки на ендотелни клетки в мозъка с проникване в периваскуларните пространства. Както вече беше споменато, ендотелните клетки могат да играят роля в имунния отговор, като представят антиген в комплекс с MHC клас I и II рецептори на Т-клетките. Ендотелните клетки на мозъка са способни да улеснят проникването на Т-клетките през кръвно-мозъчната бариера, като експресират повишени количества адхезионни молекули, включително ICAM-1 (вътреклетъчна адхезионна молекула) и VCAM (молекули на съдова клетъчна адхезия), които се свързват със съответните лиганди, а именно LFA-1 (антиген на лимфоцитна функция) и VLA-4 (антиген на много късна активация). Активираните лимфоцити също експресират специален клас ензими, наречени матриксни металопротеинази, които катализират разграждането на колаген тип IV в извънклетъчната матрица и улесняват миграцията.

Редица корецептори и цитокини участват в инициирането, поддържането и регулирането на локалния имунен отговор. Тримолекулният комплекс от Т-клетъчния рецептор, антигена и MHC осигурява специфичност на имунния отговор. За активирането на Т-клетките обаче са необходими други рецепторно-медиирани сигнали. Един такъв сигнал е взаимодействието на B7.1 корецептора върху антиген-представящите клетки с неговия лиганд (CTIA-4) върху лимфоцитите. При липса на това корецепторно взаимодействие, Т-клетката не реагира на представения ѝ антиген. Блокирането на това взаимодействие с CTIA-4Ig може да предотврати ЕАЕ и отхвърляне на присадката. По този начин, това може да е един от обещаващите подходи за лечение на МС.

Други цитокин-медиирани сигнали в локалната микросреда на ЦНС могат да определят участието на определени ефекторни клетъчни подтипове в реакцията и взаимодействията между тях. По този начин, Т-хелперите (CD4 ⁺ клетки) се диференцират в Th1 фенотип в присъствието на гама интерферон (IFN) и интерлевкин 12 (IL-12) и от своя страна могат да произвеждат IL-2 и гама интерферон. Основната функция на Th1 клетките е да осъществяват свръхчувствителност от забавен тип, което води до активиране на макрофагите. Смята се, че Th1 клетките играят ключова роля в патологичния процес при множествена склероза. Т-хелперите (CD4 ⁺ клетки) с Th2 фенотип участват в генерирането на антитела от В клетките, като този подтип Т-клетки произвежда IL-4, -5, -6 и -10. Идентифициран е и Th3 фенотип, който произвежда трансформиращ растежен фактор бета (TGFP).

Известно е, че INF стимулира макрофагите да освобождават тумор некрозис фактор бета (TNFP или лимфотоксин), който причинява апоптоза в олигодендроцитна култура. Освен това, гама интерферонът активира и засилва микробицидните функции на макрофагите и индуцира експресията на MHC молекули от клас II върху различни клетки в ЦНС, включително ендотелни клетки, астроцити и микроглия. В допълнение, активираните макрофаги експресират MHC молекули от клас II и Fc рецептори и произвеждат IL-1 и TNFa, които също могат да участват в патогенезата на множествената склероза.

Интерферон гама (интерферон тип II) за множествена склероза

Имуностимулиращият ефект на INFu се счита за централен в патогенезата на множествената склероза. По време на обостряне на множествената склероза се установява повишаване на активността на INFu-секретиращи клетки както в нестимулирани, така и в MBP-стимулирани култури от периферни мононуклеарни клетки. Има съобщения за повишаване на експресията на INFu, предшестващо появата на симптоми на обостряне, както и за повишено ниво на INFu в активни огнища на множествена склероза. Освен това, INFu насърчава експресията на адхезионни молекули върху ендотелните клетки и засилва пролиферативния отговор на CD4+ клетките към митогенна стимулация чрез трансмембранен йонен канал. Това явление може да има известна корелация с протичането на заболяването, оценено чрез динамиката на симптомите и данните от ЯМР.

Експериментални данни показват, че при хронична прогресираща множествена склероза се наблюдава повишаване на производството на IL-12, което от своя страна може да допринесе за увеличаване на производството на INF от стимулирани CD4 ⁺ клетки. В клинично проучване при пациенти с рецидивираща множествена склероза, въвеждането на INF през първия месец е причинило обостряния, което е наложило прекратяване на по-нататъшните изследвания. Пациентите са показали INF-зависимо повишаване на броя на активираните моноцити (HLA-DR2+) в периферната кръв.

Имунокорекция при множествена склероза

Един от методите за имунокорекция при множествена склероза може да бъде използването на Т-супресори (CD8 ⁺ клетки). Освен това е доказано, че редица цитокини са способни да намалят възпалителната демиелинизация. Най-важните от тях са INF и INFa (интерферони тип I). В активни огнища на демиелинизация, чрез специално оцветяване, INFa и INFa се откриват в макрофаги, лимфоцити, астроцити, ендотелни клетки, като INFa е доминиращият цитокин в ендотелните клетки на незасегнатото бяло вещество. INFa блокира някои провъзпалителни ефекти на INFa, включително експресията на MHC клас II антигени в човешка астроцитна култура, а в други експериментални модели индуцира HLA-DR експресия върху клетките. Освен това, INFa предотвратява развитието на ЕАЕ при лабораторни животни след системно или интратекално приложение на съответните антигени и повишава супресорната функция на клетките in vitro.

Електрофизиология на демиелинизацията при множествена склероза

Редица патофизиологични промени възпрепятстват провеждането на акционни потенциали по демиелинизирани, но структурно непокътнати аксони. Без миелинова обвивка с високо съпротивление и ниска проводимост, аксонът не е в състояние да достави достатъчен електрически разряд, за да предизвика деполяризация на мембраната във възела на Ранвие. Нарушената бърза салтаторна проводимост от един възел до следващия води до намалена скорост и блок на проводимостта. Клинично това се демонстрира най-добре чрез изследване на зрителните нерви и хиазмата. Тестването със зрителни евокирани потенциали (VEP) включва измерване на тилната сигнала (P100) с повърхностни ЕЕГ електроди в отговор на променяща се зрителна стимулация. Увеличената латентност на P100 се дължи на демиелинизация и възпаление на зрителните пътища при остър зрителен неврит. Латентността на P100 често остава патологично удължена дори след като зрението се е нормализирало. Тя може да бъде удължена дори при липса на анамнеза за загуба на зрение, което отразява субклинична демиелинизация на зрителния нерв. Други евокирани потенциали по подобен начин оценяват проводимостта по слуховите и соматосензорните миелинизирани аферентни пътища. Демиелинизацията причинява и други клинично значими неврофизиологични промени. Временната дисперсия на акционните потенциали, произтичаща от различна степен на демиелинизация, води до разлики в скоростта на проводимост между съседни аксони. Смята се, че това е причината вибрационната чувствителност да се губи по-рано от други модалности при лезии на периферния и централен миелин.

Дестабилизирането на демиелинизираната аксонова мембрана може да причини автономно локално генериране на акционни потенциали и евентуално анормално ефаптично предаване от един аксон към друг. Това явление може да е в основата на развитието на „положителни“ симптоми, включително парестезия, болка и пароксизмални дискинезии. Тези промени често реагират добре на лечение с блокери на натриевите канали като карбамазепин или фенитоин. Обратимите температурно-зависими промени във функцията на демиелинизираните аксони могат да обяснят влошаването на симптомите на множествена склероза с повишаване на телесната температура.

[ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

Молекулярна организация на миелинизирани аксони

Аксоновата мембрана в областта на възела е добре пригодена за генериране на акционни потенциали, докато мембраната между възлите е относително устойчива на деполяризация. Основната характеристика на мембраната в областта на възела е, че плътността на натриевите канали тук е 100 пъти по-висока, отколкото в други части на аксона. Областта на възела съдържа и бавни калиеви канали, които модулират продължителната деполяризация, възникваща по време на високочестотен разряд. Аксоновата мембрана в областта, съседна на възела, се характеризира с относително висока плътност на бързи калиеви канали, чието активиране води до бърза хиперполяризация на аксоновата мембрана. Този механизъм предотвратява повторно аберантно възбуждане на областта на възела. Поради ниската плътност на натриевите канали в миелинизираните области на аксона, демиелинизацията води до факта, че импулсът се губи на това място, без да се причинява деполяризация на импулсите в аксони, които наскоро са претърпели демиелинизация.

Промените, наблюдавани в хронично демиелинизирани аксони, могат да допринесат за частично възстановяване на проводимостта, което води до симптоматично облекчаване след обостряне. Непрекъснатата (но не салтаторна) проводимост може да бъде възстановена чрез увеличаване на плътността на натриевите канали в демиелинизираните области на аксона. Въпреки че източникът на тези допълнителни канали е неизвестен, те могат да бъдат произведени в клетъчното тяло или астроцитите в съседство с демиелинизирания сегмент.

Доказано е, че 4-аминопиридин (4-AP), който блокира бързите калиеви канали, е способен да подобри проводимостта по демиелинизираните влакна. В същото време, 4-AP има минимален ефект върху непокътнатите аксони, тъй като миелинът, покриващ бързите калиеви канали, ги прави недостъпни за лекарството. Клиничният ефект на 4-AP е потвърден в проучвания при пациенти с множествена склероза и миастеничен синдром на Lambert-Eaton. При пациенти с множествена склероза лекарството е подобрило обективните показатели на зрителната функция, включително латентния период на VEP, контрастната чувствителност и други неврологични функции. Благоприятен отговор към лекарството се наблюдава по-често при пациенти с температурно-зависими симптоми, с по-голяма продължителност на заболяването и по-тежък неврологичен дефект. Способността на 4-AP да понижава прага на проводимост се проявява и в появата на някои странични ефекти, включително парестезия, замаяност, тревожност и объркване, а при високи серумни концентрации - генерализирани тонично-клонични припадъци. В момента клиничните изпитвания на това лекарство при множествена склероза продължават.