Гиппокамп при шизофрении

Для пациента и его родственника

Как связаны размеры гиппокампа с риском возникновения психоза? О чем говорит ассиметрия объема правого и левого гиппокампа при шизофрении? Какие изменения гиппокампа отмечаются при зрительных и слуховых галлюцинациях у больных шизофренией? Какие изменения гиппокампа при шизофрении связаны с особенностями беременности матери больного?

Структурные изменения гиппокампа являются распространенным признаком не только многих типов деменции, но и шизофрении, при которой часто фиксируется значительное уменьшение объема гиппокампа, нарушения регуляции уровней синаптических белков и связей гиппокампа с другими отделами мозга (Nelson E., et.al., 2022). Размеры гиппокампа показывают обратную зависимость с риском возникновения психоза (Harrisberger F., et.al., 2016). При шизофрении отмечается большая асимметрия объема между левым и правым гиппокампом.  У пациентов с шизофренией как со слуховыми, так и со зрительными галлюцинациями наблюдалась более плоская морфология гиппокампа в левом полушарии, чем у здоровых людей и пациентов, страдающих исключительно слуховыми галлюцинациями (Cachia A., et.al., 2020).  Эти наблюдения подтверждают модель развития нервной системы при шизофрении, поскольку инверсия зубчатой ​​извилины и аммониевого рога происходит во втором триместре беременности. Ультразвуковые исследования показывают, что примерно у 50% недоношенных новорожденных инверсия гиппокампа не происходит полностью до 24-й недели беременности  (Bajic D., et.al., 2009). Преждевременные роды и низкий вес при рождении являются факторами риска развития шизофрении в более позднем возрасте. 

Для врача

Где расположен гиппокамп и какие части в нем выделяют? За какие функции отвечают вентральный и дорасальный гиппокамп? Какие регионы гиппокампа больше всего страдают при шизофрении?  Какие изменения гиппокампа отмечаются у детей больных шизофренией? 

При акценте на когнитивных симптомах, ухудшающих качество жизни пациентов, особый интерес представляют структурные аберрации гиппокампа. Гиппокамп расположен в аллокортексе и подразделяется на зубчатую извилину и аммониевый рог.  Вентральный гиппокамп (vHPC) тесно связан с эмоциями, и его повреждение особенно связано с тревогой, тогда как дорсальный гиппокамп (dHPC) отвечает за обучение и пространственную память ( Kjelstrup K., et. al., 2002). Изменения объема, специфичные для подполей, были особенно описаны для регионов CA1 и CA2 при шизофрении. Средние и переднебоковые области гиппокампа демонстрируют отчетливое нейроанатомическое изменение объема у пациентов с шизофренией, причем, эти области более восприимчивы к прогрессированию заболевания. Более того, отмечалось гетерогенная потеря объема гиппокампа на задних концах у пациентов с ранним началом шизофрении, в то время как основной объем тела гиппокампа при этом был увеличен (Nugent T., et.al., 2007). У детей с шизофренией фиксируется морфологическая двусторонняя внутренняя деформация переднего гиппокампа, которая, кроме того, была связана с выраженностью позитивных симптомов (бреда и галлюцинаций) (Johnson S., et.al.,2013). .

Для исследователя

Какие изменения в структуре гиппокампа выявляют современные методы магнитно-резонасной томографии при шизофрении? Что показало исследование полногеномное исследование ассоциации при шизофрении?

Современные магнитно-резонасной томографии выявили при шизофрении паттерны неполной инверсии, которые характеризуются округлой и вертикальной морфологией гиппокампа с глубокой коллатеральной щелью и медиальным расположением в корональной плоскости (Roeske M., et.al., 2021). Однако, это структурное отклонение может наблюдаться у 18–19% здоровых людей, преимущественно в левом полушарии, и первоначально предполагалось, что оно способствует эпилептическим припадкам (Bajic D., et.al., 2009). Тем не менее, паттерны неполной инверсии возникают, с одной стороны, более тяжело, а с другой стороны, регистрируются с  большей частотой у пациентов с шизофренией.  Кроме того, это исследование выявило связь между паттернами неполной инверсии и обычно описываемым уменьшением общего объема гиппокампа, а также повышенной асимметрией объема между левым и правым полушариями (Roeske M., et.al., 2021). Полногеномное исследование ассоциации проанализировало наследственность паттернов неполной инверсии у подростков. Здесь наблюдалась высокая степень наследственности со значительно сцепленным локусом, идентифицированным на хромосоме 18q11.2. Стоит отметить, что второй триместр беременности, когда происходит инверсия гиппокампа, по-видимому, чувствителен к факторам окружающей среды, таким как воспаление, стресс и тревога (Allswede D.M., Cannon T., 2018). Кроме того, материнский стресс и тревога оказывают негативное влияние на развитие нервной системы и вызывают структурные изменения гиппокампа, а также общее уменьшение объема серого вещества (Qiu A., et.al., 2013). 

Литература 

Allswede D.M., Cannon T.D. Prenatal inflammation and risk for schizophrenia: A role for immune proteins in neurodevelopment. Dev. Psychopathol. 2018;30:1157–1178

Bajic D., Kumlien E., Mattsson P., Lundberg S., Wang C., Raininko R. Incomplete hippocampal inversion-is there a relation to epilepsy? Eur. Radiol. 2009;19:2544–2550.

Cachia A., Cury C., Brunelin J., Plaze M., Delmaire C., Oppenheim C., Medjkane F., Thomas P., Jardri R. Deviations in early hippocampus development contribute to visual hallucinations in schizophrenia. Transl. Psychiatry. 2020;10:102. 

Harrisberger F., Buechler R., Smieskova R., Lenz C., Walter A., Egloff L., Bendfeldt K., Simon A.E., Wotruba D., Theodoridou A., et al. Alterations in the hippocampus and thalamus in individuals at high risk for psychosis. NPJ Schizophr. 2016;2:16033.

Johnson S.L.M., Wang L., Alpert K.I., Greenstein D., Clasen L., Lalonde F., Miller R., Rapoport J., Gogtay N. Hippocampal shape abnormalities of patients with childhood-onset schizophrenia and their unaffected siblings. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 2013;52:527–536.e2. 

Kjelstrup KG, Tuvnes FA, Steffenach HA, Murison R, Moser EI, Moser MB. Reduced fear expression after lesions of the ventral hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99:10825–10830.

Nelson E.A., Kraguljac N.V., Maximo J.O., Briend F., Armstrong W., Hoef L.W.V., Johnson V., Lahti A.C. Hippocampal Dysconnectivity and Altered Glutamatergic Modulation of the Default Mode Network: A Combined Resting-State Connectivity and Magnetic Resonance Spectroscopy Study in Schizophrenia. Biol. Psychiatry Cogn. Neurosci. Neuroimaging. 2022;7:108–118.

Nugent T.F., Herman D.H., Ordonez A., Greenstein D., Hayashi K.M., Lenane M., Clasen L., Jung D., Toga A.W., Giedd J.N., et al. Dynamic mapping of hippocampal development in childhood onset schizophrenia. Schizophr. Res. 2007;90:62–70.

Roeske M.J., McHugo M., Vandekar S., Blackford J.U., Woodward N.D., Heckers S. Incomplete hippocampal inversion in schizophrenia: Prevalence, severity, and impact on hippocampal structure. Mol. Psychiatry. 2021;26:5407–5416.

Qiu A., Rifkin-Graboi A., Chen H., Chong Y.-S., Kwek K., Gluckman P.D., Fortier M.V., Meaney M.J. Maternal anxiety and infants’ hippocampal development: Timing matters. Transl. Psychiatry. 2013;3:e306.