Анализ спинномозговой жидкости (ликвора)

Общая информация

Как мозг, так и спинной мозг покрыты тремя защитными мембранами, мозговыми оболочками, менингами.  Самый внешний слой называется твердой мозговой оболочкой и состоит из жесткой соединительной ткани. Средний слой —  называется паутиной оболочкой или арахноидеа. Нежный внутренний слой, который находится в непосредственном контакте с мозгом и спинным мозгом, называется мягкая мозговая оболочка или пиа матер (Рис.1). Воспаление мозговых оболочек называется менингит.
Пространство между арахноидальной  и мягкой оболочками   называется субарахноидальным пространством. Оно содержит прозрачную, бесцветную жидкость —  ликвор. Ликвор продуцируется в желудочках головного мозга    сосудистыми сплетениями.   Избыток СМЖ постоянно реабсорбируется арахноидальными ворсинами и возвращается в венозную систему, поддерживая, таким образом, постоянное количество ликвора и внутричерепное давление между 50 — 180 мм рт. ст. Как правило, общий объем ликвора, циркулирующего по всей центральной центральной нервной системе (мозг и спинной мозг), равен приблизительно 90 -150 мл. У новорожденных   объем СМЖ около 10-60 мл.

Основные функции СМЖ

  • Поставляет питательные вещества   тканям мозга
  • Удаляет метаболические отходы
  • Защищает / смягчает  возможные травмы мозга
  • Поддерживает внутричерепное давление

Четыре основные категории болезней центральной нервной системы

  • Инфекции оболочек мозга (бактериальный или вирусный менингит)
  • Субарахноидальное кровоизлияние (инсульт)
  • Злокачественные заболевания ЦНС
  • Демиелинизирующее аутоиммунное  заболевание  (рассеянный склероз).

Показания для анализа спинномозговой жидкости

  • Подтверждение диагноза менингита
  • Диагностика   внутричерепного кровоизлияния
  • Диагностика злокачественных новообразований, лейкемии
  • Диагностика заболеваний центральной нервной системы
  • Дефекты в циркуляции СМЖ
  • Дефекты гематоэнцефалического барьера

 Отбор и анализ образцов ликвора

В зависимости от причины, по которой врачи назначают исследование СМЖ, оно включает в себя оценку физических характеристик, химический анализ, микроскопический обзор клеток и других морфологических элементов, а также культивирование микроорганизмов.  В случае необходимости проводятся вспомогательные или другие специальные исследования.

Алгоритм анализа ликвора общий с  анализом других биологических жидкой и включает:
  • Физические характеристики
  • Химические компоненты
  • Морфологические элементы
  • Культура   микроорганизмов
  • Вспомогательные исследования.

СМЖ отбирают путем  поясничной пункции между 3-м и 4-м или 4-м и 5-м поясничными позвонками в стерильных условиях (рис.1. На этом уровне уже нет спинного мозга, а только нервы, конский хвост). Как только сделан прокол, то  первый шаг  — измерение внутричерепного давления (рис.2) — давления открытия с помощью манометра (выражают в мм  водяного или ртутного столба).

Трактовка результатов анализа давление открытия

Нормальное давление открытия у взрослых (положение лежа) составляет 90 ~ 180 мм Н20, 10 ~ 100 мм Н20 у детей.  При ожирении давление до 250 мм Н2О рассматривается как нормальное. Патологическим считают давление выше 250 мм водяного столба.

Повышенное давление ликвора  может отражать

  • Застойную сердечную недостаточность
  • Менингит
  • Синдром верхней полой вены
  • Отек головного мозга
  • Опухоль

Сниженное давления ликвора может отражать

  • Спинально-субарахноидальный блок
  • Обезвоживание
  • Циркуляторный коллапс
  • Утечка (потеря) СМЖ

После удаления манометра СМЖ   собирают в ряд стерильных пронумерованных пробирок ( по 1 — 2 мл в каждую).  Первый вытекающий по каплям ликвор собирают  в пробирку №1, следующая  порция   будет в  пробирке №2 и так далее. Обычно   собирают в три пробирки, но иногда  в четыре.

Пробирка 1 — химия и серологияПробирка 2 — микробиологический посев

Пробирка 3 — гематология

Все тесты СМЖ считаются срочными и всегда  потенциально заразными.

Если немедленный анализ невозможен, то

Пробирку 1 (химия, серология) — замораживают

Пробирку  2 (микробиология)  — оставляют при комнатной температуре

Пробирку 3 (гематология) — помещают в холодильник.

Результаты анализа ликвора

Внешний вид

  • Обычно — кристально чистая, бесцветная.

При изменении внешнего вида используют такие описательные термины:  туманный, облачный, мутный, молочный, кровавый, ксантрохромный. Количественно изменения оцениваются как незначительные, умеренные, резко выраженные или грубые.

 Мутность ликвора м.б. обусловлена

1. Лейкоциты   более 200 клеток / мкл2. Количество эритроцитов ~ 400 мкл3. Микроорганизмы — бактерии, грибы, амебы.4. Радиографический контрастный материал5. Аспирированный эпидуральный жир

6. Уровень белка> 150 мг / 100мл

Оценку прозрачности СМЖ осуществляют по возможности чтения текста через образец (рис.3).  На рис.3 образец справа нормальной прозрачности, а   слева — умеренно облачный.  Облачный образец часто указывает на   содержание лейкоцитов (менингит).

Сгустки  в ликворе    образует фибрин, они отражают кровоизлияние, молочный ликвор  — это повышенный уровень липидов, маслянистый — загрязненные  реагентами при рентгеноскопии.

Вязкость

В норме вязкость СМЖ = вязкости воды. Повышение вязкости м.б. вызвано

  • Метастаз аденокарциномы,продуцирующей  муцин
  • Криптококковый менингит.
  • Жидкое ядро межмозвоночного диска

Желтый/желто-оранжевый цвет  ликвора описывается термином ксантохромный. Для выявления ксантохромии используют метод сравнения  СМЖ с аналогичным объемом воды в одинаковой пробирке; смотреть следует  вниз по продольной оси пробирки, на белом фоне (рис.4).

Пигменты, особождаемые  при субарахноидальном кровоизлиянии (САК):

Оксигемоглобин

. Розовый или оранжевый цвет, высвобождается в ликвор через 2 часа после кровоизлияния  из-за лизиса эритроцитов, может высвобожден  в течение 30 минут, если эритроциты превышает 150 000 / мл; максимальный цвет через 36 часов, исчезает через 7-10 дней; спинномозговая жидкость должна быть исследована сразу после люмбарной пункции, так как оксигемоглобин может   освободиться  при лизисе эритроцитов в пробирке. Билирубин. Окрашивает СМЖ в  желтый цвет; вырабатывается in vivo путем конверсии свободного гемоглобина макрофагами и другими  клетками; не наблюдается в течение 10-12 часов после кровотечения; достигает максимума через 48 часов и сохраняется от 2 до 4 часов.

Ксантохромия  — розовый, оранжевый или желтый цвет СМЖ, который   м.б.    обусловлен
  •  Гемоглобином лизированных эритроцитов. Может наблюдаться в течение нескольких часов после пункции.Пик  интенсивность через 24 — 36 часов
  • Эритроцитами > 6000 / пл ( инфаркт, травма, САК)
  •  Повышенным содержанием  белка > 150 мг/100мл
  • Каротиноидами, меланином, терапией рифампином.
  • Коричневая ксантохромия СМЖ  наблюдается при метастазах меланомы в мозг.

Кровь в образце  попала при пункции или   отражает кровоизлияние в мозг?

Кровь  в образец ликвора попала при пункции (рис.5)
  • ярко-красный цвет
  • количество эритроцитов  снижается   по мере отбора проб СМЖ
 При кровоизлиянии в мозг при анализе ликвора   находят
  • Одинаковое количество крови во всех пронумерованных пробирках (рис.
  • Возможно образование сгустка
  • Ксантрохромная   жидкость над осадком после центрифугирования (лизис эритроцитов и метаболизм гемоглобина с образование билирубина, как минимум  2 часа назад), исключается  гипербилирубинемия (билирубин сыворотки > 20 мг/100 мл)
  • D-димер, продукт деградации фибрина в месте кровоизлияния (серологический тест)
  • Микроскопическое присутствие эритрофагов или сидерофагов, гранул  гемосидерина.

Биохимический  анализ ликвора и   трактовка результатов

Самыми  надежными в диагностике и  доступными  при биохимическом  анализе ликвора являются:

  • Глюкоза.
  • Общий белок, альбумины, глобулины и специфические белки
  • Лактат
  • Спектрофотометрия  СМЖ

Спектрофотометрия  ликвора

Показания — кровотечение—> выявление оксигемоглобина, метгемоглобина и билирубина
  • Оксигемоглобин — свежее кровотечение, макс. поглощения 415 нм
  • Метгемоглобин — инкапсулированная гематома, макс. поглощения 405-408 нм
  • Билирубин — не конъюгированный  — старое кровотечение макс. 450-460 нм, конъюгированный   — дефект ГЭБ, высокий концентрационный градиент, макс 420-430 нм

 Глюкоза Л (определяется немедленно или добавляется  фторид натрия чтобы подавить гликолиз)

Нормальный уровень глюкозы  в СМЖ составляет около 60% от  уровня сыворотке, это  45 ~ 80 мг/100 мл или 2,5 и 4,4 ммоль/л.

Повышенный уровень глюкозы в Л:

Повышенный уровень глюкозы наблюдается при гипергликемии и не имеет отношения к заболеванию ЦНС. При сахарном диабете  содержание глюкозы в ликворе не превышает  16,7 ммоль/л (300 мг / 100мл).

Сниженный  уровень глюкозы  в Л (≤ 40 мг/100мл) :

Снижение  уровня глюкозы, обнаруженное при анализе СМЖ, может быть вызваны инфекцией ЦНС, воспалительными процессами, субарахноидальным кровоизлиянием,   нарушением транспорта глюкозы, увеличением  в ЦНС гликолитической активности (рак) и метастатический рак.

Анализ глюкозы в ликворе  назначают при выяснении  причин менингита:   более чем   50% пациентов с бактериальным менингитом имеют пониженные уровни глюкозы в ликворе, в то время как у больных с вирусным менингитом   обычно   уровень глюкозы нормальный.  Снижение уровней глюкозы во время инфекции ЦНС, как полагают, является результатом измененного транспорта глюкозы через гематоэнцефалический барьер, а не потреблением ее лейкоцитами.

Белок

Источники белка в СМЖ: 80%  ультрафильтрация плазмы, 20 % — интратекальный синтез

При анализе СМЖ на белок, как правило, находят уровень белка  низким, поскольку белки   большие молекулы и не проникают  легко через гематоэнцефалический барьер.  Снижение   белка  в ликворе обычно не считаются существенными.

Нормальные показатели   белка в  СМЖ взрослых

Общий белок: 0,15 -0,4 г/л

Нормальная показатели анализа  белков  в ликворе   детей:

В возрасте до 6 дней: 70 мг/100 мл

До 4-х лет: 24 мг/100 мл

Иммуноглобулины

  • IgG: 10-40 мг / л
  • IgA: 0-0,2 мг / л
  • IgM: 0-0.6 мг / л
Повышенный уровень общего белка  в СМЖ

Результаты анализа общего белка в ликворе необходимо сравнить с белком сыворотки. Повышенный уровень белка в ликворе — неспецифический индикатор патологических состояний:

  • Лизис   эритроцитов крови (пункция),
  • Нарушение проницаемости ГЭБ  из-за бактериальной или грибковой инфекции.
  • Церебральное кровоизлияние
  • Синтез белка в ткани ЦНС при:   рассеянном склерозе и подостром склерозирующем панэнцефалите
  • Нарушение оттока СМЖ — опухоли, абсцесс.

Повышенный общий белок в ликворе  наблюдается при:

  • Менингите  и абсцессе мозга
  • Опухоли головного или спинного мозга
  • Рассеянном склерозе
  • Синдроме Гийена-Барре
  • Сифилисе

Если результаты первоначальных анализов являются ненормальными, или  у врача  есть основания подозревать конкретное заболевание, то  выполняются дополнительные анализы. Это может быть   одно или несколько из следующих анализов ликвора:

Альбумин

Альбумин синтезируется исключительно в печени и  повышение содержания его в СМЖ — отражение нарушение проницаемости ГЭБ.

Иммуноглоюулин G (IgG)

  • синтезироваться плазматическими клетками   СМЖ
  • попадать из плазмы при нарушении ГЭБ.
  • Повышенное содержание IgG при   нормальном уровне альбуминов в СМЖ   предлагает местный синтез IgG, например, рассеянный склероз, подострый склерозирующий панэнцефалит, герпесный энцефалит.

  Электрофорез белков СМЖ 

Олигоклональные  полосы гамма-глобулинов (рис.6) характерны для   рассеянного склероза и  подострого склерозирующего панэнцефалита, воспалительных заболеваний ЦНС.

Основной белок миелина  —  белок миелиновой оболочки (миелина) нервов, появляется в ликворе при  к рассеянном склерозе. Определяют с помощью  методов иммунохимии.

  • Молочная кислота. Нормальный диапазон 11-22 мг/100 мл. Диагностически значимо повышение лактата. Этот анализ  часто используется для отличия вирусного и бактериального менингита. Уровень молочной кислоты, как правило, повышается при бактериальным и  грибковом  менингите, но остаётся нормальной или слегка повышенным при вирусном менингите. Лактат повышен при злокачественной инфильтрации менингов, инсульте с тяжелой гипоксией, метаболическом заболевании (митохондриальная энцефалопатия).
  •  Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) ликвора. Диагностическое значение имеет повышение активности ЛДГ за счет изоферментов ЛДГ4 и ЛДГ5, источник нейтрофилы.   Анализ назначается для дифференциации между бактериальным и вирусным менингитом; уровень её, как правило, увеличивается при бактериальном менингите, но не вирусном менингите. Кроме того  активность ЛДГ ликвора  повышена при  лейкемии  или  инсульте.
  • Глютамин ликвора.Нормальный диапазон 8-12 мг/100мл. Повышается при     печеночной  энцефалопатии  или  синдром Рейе. Отражает повышенный уровень аммиака как снижение     синтеза мочевины в печени.
  •  С-реактивный белок СМЖ (CРБ).  СРБ — белок острой фазы воспаления и повышается при воспалении. СРБ заметно увеличивается при бактериальном менингите. Так как он очень чувствителен даже при раннем бактериальном менингите, этот анализ часто назначают чтобы различать  у бактериальный и вирусный менингит.
  • Опухолевые маркеры — Раковоэмбриональный антиген (РЭА), альфа-фетопротеин (АФП) и ХГЧ выявляются при  метастазах рака в мозг.
  • Амилоид бета — 42 (Aß42) и тау-белок —  анализ назначают  при диагностике болезни Альцгеймера. При наличии симптомов  болезни Альцгеймера (слабоумие), низкий уровень Aß42 ликвора наряду с высоким уровнем тау-белка  отражает повышенную вероятность болезни Альцгеймера (методы иммунохимии).