а) Определения:

1. Морфогенетические поля:
• Кластеры эмбриональных клеток, формирующих в последующем определенные анатомические структуры

2. Градиентные поля:
• В пределах морфогенетического поля клетки с постепенно меняющимся потенциалом, формирующие те или иные отдельные кости или органы

3. Гомеобокс:
• Семейство генов, регулирующих раннюю эмбриональную дифференциацию клеток
• Расположены в отдельных хромосомах
• Располагаются линейно в том же самом порядке, в котором происходит их экспрессия вдоль краниокаудальной оси

4. Протоколы лучевой диагностики. Для оценки структуры мягких тканей, нервных образований и связок наиболее оптимальна многоплоскостная МРТ. Для оценки костной анатомии оптимальна мультидетекторная аксиальная КТ с реконструкцией изображений в сагиттальной и фронтальной плоскостях

б) Эмбриология позвоночника и спинного мозга. Позвоночник проходит в своем развитии несколько (в основном) упорядоченных этапов, характеризующихся синхронным развитием костных образований и спинного мозга. Формирование эмбрионального зачатка позвоночника начинается в затылочной области, а затем одновременно в множестве других участков эмбриона. Сроки формирования структур позвоночника на каждом из этих участков разные, поэтому в конкретный период времени разные отделы позвоночника находятся на разных стадиях своего развития. Краниальный отдел позвоночника (примерно до уровня конуса спинного мозга) формируется в процессе первичной нейруляции, тогда как каудальный отдел позвоночника формируется отдельно в процессе вторичной нейруляции (называемой также канализацией и ретроградной дифференциацией). Большинство аномалий развития позвоночника могут быть связаны с одним или более эпизодов нарушения нормальных процессов развития как раз на этих ранних этапах формирования позвоночника.

1. Первичная нейруляция. Формирование эмбрионального позвоночника начинается в конце второй недели гестации с образования узла Хенсена и в начале третьей недели с появления в процессе гаструляции (формирование третьего слоя герминальных клеток) невральной пластинки. На 16-17 день образуется нотохорда, временно сообщающаяся с амнионом через канал нотохорды и с желточным мешком через нейроэнтеральный канал Ковалевского. Аномалии, возникающие на этой стадии развития, приводят к формированию разного рода нейроэнтеральных кист. Нервная трубка формирует складку и закрывается к концу третьей недели, остаются лишь временные краниальное и каудальное отверстия, называемые нейропорами. Полное закрытие нервной трубки заканчивается к 25-27 дню, сигнализируя об окончании первичной нейруляции. Закрытая нервная трубка является обязательным условием нормального развития задних элементов позвоночника.

Во время первичной нейруляции нервная трубка отделяется от покрывающей ее эктодермы, процесс этот носит название разделения. Если разделение происходит раньше положенного срока (преждевременное разделение), периневральные мезенхимальные клетки получают доступ в борозду пока еще незакрытой нервной трубки, дифференцируются здесь в жировую ткань, блокируют полное закрытие нервной трубки и приводят к развитию разного рода липоматозных мальформаций. И наоборот, если разделения не происходит вовсе (неразделение), образуется нейроэктодермальный тракт, который блокирует миграцию мезенхимальных клеток и приводит к развитию локальной или распространенной дизрафии позвоночника и разного рода аномалиям, объединяемым под названием «дефекты закрытия нервной трубки», — миеломенингоцеле (ММЦ), дорзальный эпителиальный ход и миелоцистоцеле. Необходимо отметить, что аномалии неразделения и преждевременного разделения могут развиваться и существовать одновременно.

2. Преждевременное разделение. Преждевременное разделение нервной трубки и покрывающей ее эктодермы открывает доступ периневральным мезенхимальным клеткам в борозду незакрытой еще нервной трубки с последующей дифференциацией их в жировую ткань, эти клетки становятся физическим препятствием для закрытия нервной трубки и источником формирования спинальных липом, которые могут сопровождаться либо не сопровождаться дизрафией позвоночника. Наиболее распространенными аномалиями, связанными с преждевременным разделением нервной трубки, являются липомиеломенингоцеле (ЛММЦ) и интрадуральная (юкстамедуллярная) липома. ЛММЦ — это покрытая кожей закрытая дизрафия позвоночника, при которой нервные образования располагаются в толще жировой ткани, которая в свою очередь через дефект задних элементов позвонков сообщается с подкожной жировой клетчаткой. Липома во всех случаях связана со спинным мозгом и фиксирует его в спинномозговом канале. ЛММЦ составляет 20-56% всех случаев дизрафии позвоночника и 20% имеющих кожный покров образований пояснично-крестцовой области. Спинальные липомы подразделяются на интрадуральные (юкстамедуллярные, субпиальные) и терминальные липомы. Интрадуральные липомы наблюдаются чаще всего в области конуса спинного мозга. В отличие от этого терминальные липомы могут быть следствием как преждевременного разделения нервной трубки, так и аномалий дифференциации каудального пула клеток, поскольку характер этих образований объясняется обоими механизмами развития. Некоторые авторы («ламперы») для простоты объединяют все аномалии преждевременного разделения, характеризующиеся наличием липомы, в одну категорию липоматозных мальформаций, объясняя это наличием у ЛММЦ и липом многих общих черт.

3. Неразделение. Аномалии развития, связанные с неразделением нервной трубки, обусловлены действием тератогенных факторов или нарушением формирования нотохорды и возникают тогда, когда нервная трубка на более или менее протяженном интервале не отделяется от расположенной рядом эктодермы. Наименее клинически значимым вариантом такой аномалии является эпителиальный дозальный ход, представляющий собой фиброзный тяж, соединяющий кожу с конусом или центральными каналом спинного мозга. В области своего устья эпителиальный ход имеет атипичное втяжение, расположенное на расстоянии > 2,5 см от анального отверстия, нередко он сочетается с другими кожными аномалиями. Наиболее часто эпителиальный ход встречается в области пояснично-крестцового отдела позвоночника, за которым следует затылочная область, дерматомный уровень его наружного устья коррелируете метамерным уровнем соединения хода со спинным мозгом. У всех пациентов имеет место в той или иной степени выраженная локальная дизрафия позвоночника, которая может проявляться лишь в виде раздвоения верхушки остистого отростка. Более клинически выраженные аномалии неразделения приводят к развитию ММЦ и связаны с дефицитом фолиевой кислоты в период эмбриогенеза. В таких случаях ребенок рождается с открытым гиперемированным мокнущим кожным дефектом. Наиболее часто ММЦ встречается в области пояснично-крестцового и грудо-поясничного отдела позвоночника, редко — на шейном и грудном уровне. Описана часто встречающаяся ассоциация ММЦ с мальформацией Киари 2. Дорзальный эпителиальный ход может напоминать низкорасположенный крестцовый (копчиковый) ход или пилонидальный синус. Крестцовый или копчиковый ход встречается относительно часто и характеризуется втяжением кожи, как бы «приваренным» к копчику. Располагается копчиковый ход в межягодичной складке, никогда не соединяется с позвоночным каналом и лечения не требует. Пилонидальный синус характеризуется низко расположенным устьем, также не соединяется с позвоночным каналом и в более старшем возрасте может осложняться присоединением инфекции.

4. Вторичная нейруляция (канализация и ретроградная дифференциация). К 30 дню в составе недифференцированного каудального клеточного пула первичной полоски ниже каудальной нейропоры начинается формирование нервной трубки, а сама первичная полоска в последующем регрессирует. Процесс этот изначально характеризуется более значительной вариабельностью, что приводит к развитию более причудливых аномалий, и характеризуется образованием в каудальном клеточном пуле кистозных полостей, которые, сливаясь друг с другом, формируют выстланную эпендимальными клетками трубчатую структуру, которая в последующем объединяется с краниальной нервной трубкой. На 48 день в будущем конусе спинного мозга появляется временный терминальный желудочек. Если этот желудочек сохраняется и после рождения, он может стать случайной находкой при обследовании, его так и называют, - терминальный или пятый желудочек, клинического значения он чаще всего не имеет. Нарушение процесса канализации и ретроградной дифференциации ведет к развитию ряда аномалий, объединяемых в группу аномалий каудальной регрессии, а также к развитию терминального миелоцистоцеле, переднего крестцового менингоцеле, синдрома фиксированного спинного мозга и тератом крестцово-копчиковой области. К третьему месяцу внутриутробного периода спинной мозг занимает собой весь длинник развивающегося позвоночника. Ускорение формирования позвоночного столба и твердой мозговой оболочки в последующем приводит к значительному краниальному подъему спинного мозга. Конус спинного мозга после рождения должен располагаться на том же уровне, что и у взрослых, а расположение его ниже уровня L2 по истечении первого месяца жизни у доношенного ребенка возможно служит признаком патологии.

Аномалии каудального клеточного пула - это разнородная группа аномалий, порой значительно отличающихся по своей тяжести и связанных с нарушением процесса дифференцировки и ретроградной дифференциации клеток каудального клеточного пула. Причинами таких аномалий считаются метаболические или токсические воздействия на клетки на сроках до четвертой недели внутриутробного развития. Большинство таких аномалий являются спорадическими, однако недавно был описан и доминантно-наследуемый дефект гена HLBX9. 1 5-20% детей с подобными аномалиями рождаются у матерей, страдающих сахарным диабетом, тогда как вероятность рождения больного ребенка, если мать страдает сахарным диабетом, составляет 1%. Описаны ассоциации этих аномалий с аномалиями развития позвоночника, ануса, сердца, трахеи, пищевода, почек и конечностей (VACTERL-синдром), омфалоцеле, экстрофией мочевого пузыря, атрезией ануса и триадой Куррарино.

Гипогенезия или агенезия каудального клеточного пула приводит к развитию синдрома каудальной регрессии (СКР). Описаны два типа этого синдрома. Более тяжелый первый тип СКР характеризуется укорочением терминального отдела позвоночного столба, высоким расположением и клиновидным заострением конуса спинного мозга и другими тяжелыми сочетанными аномалиями, тогда как менее тяжелый 2 тип СКР характеризуется низким расположением и фиксацией спинного мозга в сочетании с более умеренными в клиническом отношении другими мальформациями. Таким образом, чем выше оканчивается спинной мозг, тем аномалии развития крестца будут более тяжелыми. Наиболее тяжелыми клиническими вариантами СКР являются агенезия пояснично-крестцового отдела позвоночника, при которой позвоночник оканчивается нижнегрудными отделом, и тяжелая дисгенезия крестца, при которой нижние конечности сливаются друг с другом наподобие «хвоста русалки» (сиреномиелия). В противоположность этому, наиболее легкая форма СКР проявляется лишь клинически незначимым отсутствием каудальных крестцовых сегментов. СКР может сочетаться с множеством других врожденных аномалий развития, в т.ч. с гипоплазией почек/легких и мальформациями аноректальной области. Другие врожденные аномалии развития позвоночника, такие как открытая дизрафия, аномалии сегментации и слияния ядер окостенения, расщепление спинного мозга также нередко сочетаются с CKR поэтому протокол лучевого обследования должен включать исследования, направленные в т.ч. на исключение и этих аномалий.

Более редким, чем СКР, проявлением дисплазии каудального клеточного пула является переднее крестцовое менингоцеле (ПКМ), представляющее собой значительного размера менингоцеле, выходящее через расширенное крестцовое отверстие с формированием большого размера кистозного образования пресакральной области. Большинство таких аномалий спорадические, меньшая часть характеризуются наследственной предрасположенностью и входят в состав триады Куррарино или синдромов, характеризующихся дисплазией твердой мозговой оболочки (нейрофиброматоз 1 типа, синдром Марфана). Как и другие дисплазии каудального клеточного пула, эти аномалии могут сочетаться с мальформациями аноректальной области, каудальной дисгенезией и дермоидными/эпидермоидными опухолями.

Терминальное миелоцистоцеле встречается очень редко и проявляется в виде гидромиелии участка спинного мозга в области менингоцеле с формированием покрытого кожей миелоцистоцеле. Сочетанные аноректальные аномалии и аномалии других внутренних органов встречаются достаточно часто и требуют достаточно раннего лечения, становясь причиной значительно числа случаев инвалидности и смертности.

Возможно, наиболее распространенной аномалией среди дисплазий каудального клеточного пула является синдром фиксированного спинного мозга (СФСМ). Строго говоря, СФСМ имеет отношение лишь к пациентам с низким расположением спинного мозга и утолщением его терминальной нити и не включает в себя пациентов с другими аномалиями развития позвоночника и спинного мозга, даже если у них спинной мозг может выглядеть также, то и проявлять себя аномалия будет также. СФСМ необходимо считать клиническим диагнозом, а лучевой диагностике здесь отводится лишь роль средства, используемого для предоперационного планирования, а не способа постановки первичного диагноза. При лучевом исследовании у пациентов с СФСМ выявляется либо туго натянутый спинной мозг без четкой дифференциации его конуса, либо низкое расположение конуса спинного мозга с утолщением и укорочением терминальной нити и различной степени выраженности липоматозными мальформациями.

Наконец, при неполной регрессии первичной полоски и сохранении ее каудального остатка из входящих в его состав тотипотентных клеток (узел Хенсена) может сформироваться крестцово-копчиковая тератома (ККТ). ККТ состоят из тканей, образующихся из всех трех зародышевых слоев клеток и содержат в своем составе в различных сочетаниях зрелые и незрелые тканевые структуры.

5. Формирование и сегментация позвоночника. Развитие тел позвонков происходит одновременно с развитием спинного мозга. Во время нейруляции нотохорда стимулирует образование из окружающих парааксиальных мезодермальных клеток, образованных из первичной полоски, парных сомитов (миотомы, склеротомы). Из миотомов в последующем формируются паравертебральные мышцы и кожа, тогда как склеротомы деляется на медиальную и латеральную формации, из которых образуются тела позвонков, межпозвонковые диски, связки позвоночника (медиальная формация) и задние элементы позвонков (латеральная формация). Нарушение нормальной нотохордальной индукции приводит к неполному отделению невральной пластинки от нотохорды с развитием синдромов разделения нотохорды (нейроэнтеральная киста и диастематомиелия). На 24 день начинается процесс, называемый ресегментацией склеротомов, который продолжается до пятой недели. Во время ресегментации в позвонках появляется горизонтальная щель и каудальная половина позвонка объединяется с краниальной половиной нижележащего позвонка, образуя «новое» тело позвонка. Нотохорда в теле позвонка в последующем подвергается дегенерации, а ее межпозвонковые остаточные элементы становятся пульпозными ядрами межпозвонковых дисков. Между 40 и 60 днями тела и дуги позвонков подвергаются хондрификации и последующей оссификации, которая продолжается и после рождения вплоть до достижения человеком юношеского возраста. Оссификация начинается в нижнегрудном и верхнепоясничном отделах и распространяется в краниальном и каудальном направлении. На шейном уровне центры первичной оссификации тел позвонков появляются уже после появления таких центров в дугах позвонков сначала в нижних шейных позвонках (С6, С7) и далее на более краниальных уровнях. Клетки склеротомного происхождения мигрируют дорзально, образуя дуги позвонков и остистые отростки. Дуги позвонков располагается межсегментарно вместе с соответствующими миотомами, поэтому каждая дуга позвонка связана с двумя миотомными сегментами. Считается, что отсутствие на уровне позвонков ганглиев приводит к одностороннему слиянию дуг позвонков (врожденная костная балка).

Аномалии формирования и сегментации позвонков возникают вследствие нарушения нормальных процессов формирования позвоночного столба. Обычно их подразделяют на аномалии, возникающие вследствие нарушения (частичного или полного) формирования позвонков (НФП) и нарушения правильной сегментации позвоночника уже после формирования позвонков (нарушение сегментации позвоночника [НСП]). Аномальный позвонок может быть добавочным или замещать собой тело нормального позвонка. Как правило, чем тяжелее аномалии сегментации и слияния ядер оссификации позвонков, тем чаще они сочетаются с другими врожденными аномалиями внутренних органов или позвоночника. Считается, что причиной аномалий сегментации позвоночника, а также других часто встречающихся вместе с ними аномалий внутренних органов и позвоночника, является аномальная экспрессия гена РАХ1. При НФП локализация и выраженность имеющихся нарушений определяет морфологию развивающейся аномалии: односторонняя недостаточность хондрального центра и нарушение его оссификации приводит к возникновению полупозвонка, тогда как нарушение оссификации центральных ядер является причиной появления позвонков в форме «бабочки». В отличие от этого нарушение сегментации позвоночника приводит к появлению сросшихся или «блокированных» позвонков и слиянию их задних элементов. Не секрет, что блокированные позвонки нередко встречаются в сочетании с полупозвонками или «позвонками-бабочками», что привело к тому, что эти два вида аномалий объединяют в единую группу «аномалий сегментации и формирования позвонков» (АСФП). Эти аномалии являются одной из основных характеристик многих клинических синдромов, в т. ч. синдрома Клиппеля-Фейля и Ярхо-Левина (спондилоторакальная дисплазия). Поэтому АСФП не являются признаком какого-то специфического расстройства, разве что функционального, однако могут служить маркером возможного наличия более широкого синдромального процесса.

6. Спинной мозг. Формирование спинного мозга происходит одновременно с формированием позвоночника. В толще спинного мозга нейроэпителиальные клетки (нейробласты) образуют вокруг центрального канала покровный слой, из которого в последующем образуется серое вещество спинного мозга. Наружный слой образует маргинальное вещество, которое подвергается миелинизации с образованием белого вещества спинного мозга. Центральные нейроэпителиальные клетки дифференцируются в клетки эпендимы, располагающиеся вдоль центрального канала. Нервные гребешковые клетки, располагающиеся по обе стороны нервной бороздки, образуют дорзальные корешковые ганглии, автономные ганглии, швановские клетки, мягкую мозговую оболочку и мозговое вещество надпочечников.

7. Аномалии нотохорды. Аномалии нотохорды, в первую очередь нейроэнтеральная киста и диастематомиелия, приводят к развитию наиболее причудливых врожденных аномалий развития позвоночника. Нейроэнтеральные кисты, представляющие собой интраспинальные кисты, выстланные кишечной слизистой оболочкой, наиболее часто встречаются на грудном, затем на шейном уровне. Они возникают из аномального существующего на третьей неделе эмбрионального развития соединения между первичной эндодермой и эктодермой. Нотохорда в норме в процессе эмбриогенеза отделяется от вентральной эндодермы (зачаток кишечника) и дорзальной эктодермы (кожа, спинной мозг), в случае с нейроэнтеральной кистой этот процесс разделения нарушается, что приводит к «расщеплению» нотохорды и задержке развития мезодермы, в результате чего небольшой «фрагмент» первичного кишечника оказывается заключенным в развивающемся спинномозговом канале. Этот «зачаток» кишечника может быть изолированным, образуя кисту, или сохранить сообщение с кишечником, кожей или с тем и другим, образуя различные свищи и синусы, объединяемые в группу дорзально-кишечных аномалий позвоночника. В наиболее тяжелых случаях сохраняется сообщение через первичный позвоночный канал Ковалевского, однако даже в наиболее легких случаях при ближайшем рассмотрении можно обнаружить некоторые черты аномалий сегментации позвоночника.

Диастематомиелия (ДСМ) возникает при тех же обстоятельствах, что и нейроэнтеральные кисты, и приводит к расщеплению спинного мозга с образованием двух «полумозгов», у каждого из которых имеется один вентральный и один дорзальный корешок. «Половинки» спинного мозга могут быть симметричными или асимметричными (частичная диастематомиелия), в обоих случаях может наблюдаться гидромиелия или фиксация спинного мозга. Поскольку нотохорда оказывает влияние на развитие позвоночника, диастематомиелия нередко сопровождается аномалиями сегментации позвоночника. Наличие (тип 1) или отсутствие (тип 2) костной или фиброзной перемычки и тот факт, находятся ли каждая половинка спинного мозга в собственном дуральном мешке или они занимают один на двоих, являются важными моментами предоперационного планирования. Иногда корешки спинного мозга оказываются спаянными с твердой мозговой оболочкой и могут таким образом фиксировать спинной мозг, образуя т. н. «несостоявшееся менингоцеле». ДСМ может быть изолированной или обнаруживаться в сочетании с другими аномалиями позвоночника, в частности с миеломенингоцеле, поэтому диагностировать ДСМ необходимо до того, как прибегнуть к тому или иному вмешательству по поводу аномалии позвоночника или с целью коррекции сколиоза.

8. Врожденные и приобретенные аномалии неизвестной этиологии. Другими нечасто встречающимися, однако важными аномалиями позвоночника, этиология которых до конца не выяснена, являются простое дорзальное менингоцеле и латеральное менингоцеле. Дорзальное менингоцеле по определению располагается дорзально, чаще всего на грудопоясничном уровне, всегда характеризуется такими особенностями, как наличие кожного покрова и отсутствие нервных элементов, пролабирующих через задний дизрафический дефект позвонков. На практике, однако, в полости менингоцеле нередко находят диспластичные нервные корешки или другие нервные образования. Латеральные менингоцеле представляют собой заполненные СМЖ паравертебральные образования, сообщающиеся с дуральным мешком через межпозвонковое отверстие с ремоделированием прилежащих костных структур позвонков.

в) Список использованной литературы:
1. Babu R et al: Concurrent split cord malformation and teratoma: dysembryology, presentation, and treatment. J Clin Neurosci. 21 (2):212—6, 2014
2. Gupta P et al: Congenital spinal cord anomalies: a pictorial review. Curr Probl Diagn Radiol. 42(2):57-66, 2013
3. Rufener S et al: Imaging of congenital spine and spinal cord malformations. Neuroimaging Clin N Am. 21 (3):659-76, viii, 2011
4. Rossi A et al: Current classification and imaging of congenital spinal abnormalities. Semin Roentgenol. 41 (4):250-73, 2006
5. Tortori-Donati P et al: Magnetic resonance imaging of spinal dysraphism. Top Magn Reson Imaging. 12(6):375-409, 2001
6. Tortori-Donati P et al: Spinal dysraphism: a review of neuroradiological features with embryological correlations and proposal for a new classification. Neuroradiology. 42(7):471-91,2000
7. Pang D: Sacral agenesis and caudal spinal cord malformations. Neurosurgery. 32(5):755-78; discussion 778-9, 1993
8. Pang D et al: Split cord malformation: Part I: A unified theory of embryogenesis for double spinal cord malformations. Neurosurgery. 31 (3):451 -80, 1992

- Также рекомендуем "МРТ при миеломенингоцеле"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 15.7.2019