阿尔茨海默病和帕金森病
神经系统之变性疾病
变性疾病,是一组原因不明的、以神经元原发性变性为主要病变的中枢神经系统疾病。
其共同的病变特点在于,某1~2个功能系统的神经元被选择性地累及,从而引起受累部位的神经元萎缩、死亡、星形胶质细胞增生,继而产生受累部位特定的临床表现。
常见的变性疾病有:
①累及大脑皮质:阿尔茨海默病和Pick病,主要表现为痴呆;
②累及基底节和脑干:Huntington病、Parkinson病、进行性核上性麻痹、多系统萎缩,主要表现为运动障碍;
③累及小脑和脊髓:Friedriech共济失调和共济失调性毛细血管扩张症,主要表现为共济失调;
④累及运动神经元:肌萎缩性脊髓侧索硬化及脊髓性肌萎缩,主要表现为肌无力。
阿尔茨海默病
阿尔茨海默病 (Alzheimer disease, AD) ,是以进行性痴呆为主要临床表现的大脑皮质变性疾病,是老年人群痴呆的最主要原因。
AD多在50 岁以后起病,随着年龄增长,其发病率有增高趋势, 84岁以上人群可达47%。
临床表现为进行性精神状态衰变,包括记忆、智力、定向、判断力、情感障碍和行为失常等认知功能障碍的表现,后期患者可陷入木僵状态。
患者通常在发病后5~10年内死于继发感染和全身衰竭。
病因及发病机制
阿尔茨海默病的确切病因和发病机制尚不明。
其发病,涉及β-淀粉样蛋白和神经微管结合蛋白tau 的沉积、炎症反应、遗传、认知损害等其他危险因素。
本病多为散发,但至少5~10% 为家族性,与本病有关的基因定位于第21、第19 、第14和第1号染色体。
研究证实AD患者的乙酰胆碱合成、释放和摄取功能损害,其最主要的改变是基底核神经元的大量缺失导致其投射到新皮质、海马、杏仁核等区域的乙酰胆碱能纤维减少。
目前认为,阿尔茨海默病的基本病变是由β-淀粉样蛋白和tau在脑组织内的特定部位蓄积,形成斑块和缠结所致。
β-淀粉样蛋白的产生,是触发AD发病的关键事件。
β-淀粉样蛋白,是由一种跨膜糖蛋白 APP (amyloid precursor protein,淀粉样前体蛋白) 异常降解产生,其基因位于第21号染色体。
β-淀粉样蛋白具有高度聚合倾向,随着β-淀粉样蛋白的聚合增多形成大聚合体,最终在脑组织内沉积形成斑块,导致神经元死亡,并引发炎症反应,进一步导致细胞损伤。
实际上,β-淀粉样蛋白的少量聚集也可致病,它能损害神经传递,对神经元和突触末端都有毒性。
β-淀粉样蛋白还能导致tau过磷酸化,进而使tau从轴突重新分布于树突和神经细胞体,失去结合微管的能力,并聚集形成缠结,致使神经元功能障碍和细胞死亡。
第19号染色体上编码脂蛋白 E(ApoE) 的基因位点,对阿尔茨海默病的发病有重要影响,ApoE的变异体ɛ4可促进β-淀粉样蛋白产生沉积。
金属离子铝、锌、铜等可能参与β-淀粉样蛋白沉积和氧化还原反应的调节,进而影响阿尔茨海默病的发生。
病理变化
患者的大脑皮质,呈现不同程度萎缩、脑回变窄、脑沟增宽,病变尤以额叶、颞叶、顶叶最为显著;切面可见代偿性的脑室扩张。
光镜下,本病的主要病理学改变为老年斑、神经原纤维缠结、颗粒空泡变性、Hirano小体形成等。
1. 老年斑 (senile plaque),也称神经斑 (neuritic plaque) 为细胞外结构,呈圆球形,直径为20~200µm, 可见于海马、杏仁核、新皮质。其本质为退变的神经突起围绕中心淀粉样物质,HE染色呈
嗜伊红染色的团块状,中心周围有空晕环绕,外围有不规则嗜银颗粒或丝状物质。银染显示,斑块中心为一均匀的嗜银团 , 免疫组化染色显示淀粉样中心含β-淀粉样蛋白。
电镜下,老年斑是由多个异常扩张弯曲的变性轴突终末及淀粉样细丝构成。
2. 神经原纤维缠结 (neurofibrillary tangles)
为细胞内病变,神经原纤维增粗扭曲形成缠结,银染可清晰显示。电镜证实此结构为7~10 nm双螺旋缠绕的微丝构成,主要成分是过磷酸化的 tau蛋白。多见于皮质神经元,特别是内嗅区皮质、海马、杏仁核、基底前脑和中缝核的锥体细胞。
3. 颗粒空泡变性 (granulovacuolar degeneration )
表现为神经细胞胞质中出现小空泡,内含嗜银颗粒,多见于海马锥体细胞。
4. Hirano小体
为位于神经细胞树突近端的棒状嗜酸性包涵体,生化分析证实大多为肌动蛋白,多见于海马锥体细胞。
上述均为非特异性病变,可见于无特殊病变之老龄脑,仅当其数目增多达到诊断标准,且分布在特定的部位,并结合临床才能作出 阿尔茨海默病的诊断。
Parkinson病
Parkinson病(PD),即帕金森病,又称原发性震颤性麻痹 (paralysis agitans) , 是一种纹状体黑质多巴胺能神经元损害导致的神经变性疾病,以运动功能减退为特征。
临床表现为震颤、肌强直 姿势及步态不稳 多发生于50~80岁。
病因及发病机制
PD与纹状体黑质神经元缺失、线粒体损伤、蛋白异常蓄积有关,但其病因和确切机制迄今尚不清楚。
许多环境因素可增加PD的易感性,其中最密切的是 MPTP(1-甲基 -4苯基1,2,3,6四氢基吡啶),它可导致黑质神经元死亡,出现Lewy小体样包涵体。也有学者认为PD为加速性老化病,或为单基因显性遗传病等。
至今已发现有6种基因与常染色体显性或隐性的帕金森病有关,其中最重要的是PARK-I基因,它与α-突触核蛋白有关,基因突变后,α-突触核蛋白的功能丢失,形成具有特征性的Lewy小体。
对帕金森病的组织学研究观察发现,患者存在一种遗传的对外界环境因子的易感性,导致多巴胺神经元损伤,致使多巴胺不足,胆碱能神经功能相对亢进,引起神经功能紊乱。
病理变化
特征性的肉眼改变是黑质和蓝斑脱色。
光镜下,该处的神经黑色素细胞丧失,残留的神经细胞中有特征性的Lewy小体形成。该小体位于胞质内,呈圆形,中心嗜酸性着色,折光性强,边缘着色浅。
中脑黑质脱色
临床上患者表现为震颤、肌强直、运动减少、姿势及步态不稳、起步及止步困难和假面具样面容等。PD病程在10年以上,患者多死于继发感染或摔伤。
备注
原发性震颤性麻痹 (paralysis agitans)
α-突触核蛋白(α -synuclein)