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原发性颞叶癫痫(TLE)的特征是由于大脑颞叶神经元发作性异常放电所引起的反复癫痫发作。根据临床表现和脑电图TLE可分类为:单纯部分性发作(Simple partial seizures ,SPS)、复杂部分性发作(Complex partial seizures ,CPS)、部分性发作继发全身发作(Produce generalized seizure ,PGS)。其发病机制十分复杂,目前认为癫痫发病是脑内兴奋-抑制失衡的结果,与脑内抑制性神经递质谷氨酸脱羧酶(GAD)及GABAAR的减少和兴奋性递质谷氨酸(Glu)及其N-甲基D-天冬氨酸(NMDAR1)的增多有密切的关系。本研究取45例原发性TLE患者的棘波和棘慢波的脑组织。采用免疫组化方法检测GAD-65、Glu、GABAAR、NMDAR1蛋白的表达。免疫电镜方法观察兴奋性和抑制性神经递质所分布的突触类型。体视学方法定量分析实验组和对照组神经元细胞线粒体的体积密度(Vv)、表面积密度(Sv)、数密度(Nv)、平均比表面积(δ)、平均体积(V)和突触数密度(SD)、突触活性区膜面积(SAA)、突触比表面积(SR)、突触界面曲率(SIC)、突触小泡数密度(SVD)。采用高效液相色谱仪测量癫痫灶线粒体腺苷酸含量和ATP生成率。测量术前、术中脑电图出现在同一部位的棘波和棘慢复合波的数量。所得出的参数与8例(6例脑血管畸形和2例鞍旁肿瘤)手术切除正常脑组织测量参数进行对照;并与癫痫患者的发病频率和癫痫波的数量进行相关性分析。主要的结果如下:1.光镜观察结果(1)SPS患者颞叶皮质痫灶神经元肿胀,体积增大,突起没有明显的变化;海马CA1区锥体细胞和颗粒细胞肿胀,海马细胞丢失不明显。海马硬化占40%。(2)CPS患者颞叶皮质痫灶神经元胞体肿胀,核固缩、染色质边集、胞浆变性或肿胀呈空泡状,出现细胞坏死,甚至丢失。海马CA1区锥体细胞和颗粒细胞肿胀,部分缺失; CA3区仍有大量细胞肿胀,但变性较少。CA2没有明显的变化。海马硬化占57.89%。(3)PGS患者颞叶皮质痫灶神经元胞体肿胀,核固缩、胞浆变性或肿胀呈空泡状,出现大量的细胞坏死,甚至丢失。存活的颗粒细胞肿胀较轻,呈现轴突棘的延长,轴索发芽。胶质细胞增生,尤以星形胶质细胞和小胶质细胞增生显著。海马硬化占68.75%.对照组神经元形态基本正常,略有肿胀,没有明显的细胞丢失,颗粒细胞、胶质细胞形态正常,未见肿胀和坏死。2.免疫组织化学结果在三种不同发作类型中,Glu和NMDAR1蛋白免疫反应阳性细胞在皮质主要分布在颗粒细胞层和锥体细胞层,以锥体细胞和多角形细胞为主,均有很强的免疫阳性反应;海马免疫反应阳性细胞主要分布在CA3区和齿状回,海马齿状回颗粒细胞树突有增生。相关性分析Glu和NMDAR1蛋白免疫反应阳性细胞数与患者发病频率、脑电图癫痫波数量呈正相关呈负相关。在CPS和PGS患者Glu和NMDAR1免疫反应阳性细胞较SPS患者减少;海马痫灶的免疫反应阳性细胞大部分为颗粒细胞。PGS患者海马颗粒细胞树突增生较SPS和CPS患者明显,并有很多分枝,与苔状纤维形成了直接的兴奋性的回返性突触联系。而GAD-65和GABAAR免疫反应阳性细胞在皮质和海马稀少,免疫阳性反应弱;其相关发性分析与患者发病频率呈负相关,与脑电图癫痫波数量相关性不明显。3.超微结构观察癫痫灶内神经元在三种不同发作类型痫灶内神经元数量少,肿胀变性,体积增大,基质变浅。脂褐素沉积增多。PGS患者存活的神经元细胞肿胀,线粒体增生,出现轴索发芽,形成神经毡。星形胶质细胞在三种不同发作类型中均有增生现象,但在CPS患者痫灶内胶质细胞增生明显。有髓神经纤维在CPS和PGS患者中可见到髓鞘局灶性松解、脱失,部分髓鞘甚至出现缺口;轴索内微管、微丝排列紊乱、扭曲。血脑屏障在CPS患者脑内改变较为突出,表现为内皮细胞水肿,基底膜增厚并弯曲,甚至分层或有沉积物。4.免疫电镜结果癫痫灶Glu的DAB反应产物为块状沉淀,分布在非对称性轴-树、轴棘突触内和核周质,偶见于核内;GAD-65的DAB反应产物为颗粒状沉淀,分布在对称性轴-树、轴棘突触内,核周质的粗面内质网和线粒体膜上、树突微管轴突的小清亮囊泡周围。5.图像定量分析5.1线粒体体视学分析三种不同发作类型患者痫灶线粒体的Vv、Sv、V值大于对照组(P<0.05),线粒体的Nv、δ值小于对照组(P<0.05)。相关性分析线粒体Vv、V与患者的发病频率正相关;Nv、δ与患者的发病频率呈负相关。5.2突触结构定量分析在三种不同发作类型患者痫灶内突触的SD、SAA、SR、SIC小于对照组(P<0.05),相关性分析与患者的发病频率、脑电图癫痫波数量呈正相关; SVD值大于对照组(P<0.05),相关性分析与患者的发病频率、脑电图癫痫波数量呈正相关。实验组轴棘、轴树突间隙宽度明显小于对照组(P<0.05)。三种不同发作类型突触体视学参数与脑电图癫痫波数量均呈正相关。通过对以上结果的综合分析,结合参考文献,本研究尚得出以下结论:1.癫痫的病理特征与癫痫的发病有关。SPS患者痫灶内神经元主要表现为肿胀变性。CPS患者痫灶神经元主要表现为变性、坏死、缺失和海马CA1区神经细胞的缺失。PGS患者神经元主要表现为细胞肿胀、变性,颗粒细胞突起延长。星形胶质细胞在CPS和PGS患者痫灶内增生明显。2.脑内抑制性神经递质GAD-65、GABAAR的减少和兴奋性递质Glu、NMDAR1的增多有密切的关系。其在痫灶内分布和含量的不同可能与不同发作类型的临床表现有关。3.三种不同发作类型癫痫灶内突触功能较对照组减弱,以CPS患者最为明显; PGS患者痫灶内兴奋性突触数量相对较多,功能强,传导速度快。说明突触数量和功能的异常可能与不同发作类型的临床表现有关。4.癫痫灶神经元线粒体的氧化代谢减弱。尤其CPS患者更加明显。PGS线粒体呈密集增生状态,可能与该类型癫痫发作患者神经元能量代谢旺盛有关。其能量代谢与癫痫的发作频率呈负相关。