анализ состояния показателей мозгового кровообращения

С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің Ғылым жаршысы =
Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. –
2014. - №4 (83). – C.7-12
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОЗГОВОГО
КРОВООБРАЩЕНИЯ В ЮНОШЕСКОМ ВОЗРАСТЕ
Федоров В.Н.
Северо-Казахстанский государственный
университет им. М. Козыбаева, Петропавловск
Аннотация
Проведено исследование мозгового кровообращения 120 студентов 18-19
лет, обучающихся в университете. Для изучения церебральной гемодинамики
методом
реоэнцефалографии
(РЭГ)
использовали
медицинскую
R
диагностическую систему «ВАЛЕНТА » (г. Санкт-Петербург, Россия) с
компьютерной обработкой данных. Анализ РЭГ проводили в четырех
отведениях: фронто-мастоидальном слева(FML) и справа(FMR), и
окципито-мастоидальном слева(FML) и справа(FMR). Результаты исследования
свидетельствуют о том, что высокая умственная нагрузка вызывает уменьшение
кровенаполнения мозговых сосудов. Подобная реакция является результатом
переутомления и указывает на напряжение адаптационно-компенсаторных
механизмов регуляции мозговой гемодинамики у студентов в процессе
обучения.
Ключевые слова: реоэнцефалография, венозный отток, студенты,
пульсовое кровенаполнение, спазм сосудов.
В настоящее время нарушения
мозго-вого кровообращения у детей не
являются
редкостью
[1,2].
Перинатальные
отклонения
в
созревании
ЦНС
способствуют
нарушению нормального развития и
функционирования
нейрональных
систем мозга, что приводит к
ухудшению
адаптационных
возможностей ребенка, ограничению
регуляторных функ-ций в организации
его адекватного поведе-ния с момента
рождения [3,4,5]. Центральная нервная
система и в первую очередь голов-ной
мозг играют ведущую роль в
адаптации человека к условиям
окружающей среды [6].
Важную роль в перестройках
центральных механизмов регуляции
функ-ций играет центральная нервная
система (ЦНС) тем более что головной
мозг
является
наиболее
чувствительным к гипоксии органом.
Составляя только 2% массы тела, мозг
потребляет около 20% кислорода,
расходуемого всем организмом. Эта
постоянно высокая потребность мозга
в
кислороде
требует
наличия
надежных
и
пластичных
компенсаторных механизмов,
позволяющих
поддерживать
его
жизнеде-ятельность
при
возникновении внешних и внутренних
причин, повлекших за собой развитие
гипоксических состояний [7].
Известно,
что
нередко
наблюдаемые у новорожденных и
детей грудного возраста, отчетливые
нарушения
высшей
нервной
деятельности,
компенсированные
благодаря пластичности головного
мозга, могут проявляться уже в
измененном виде спустя много лет под
воздействием
оказавшихся
чрезмерными для ребенка учебных
нагрузок,
психоэмоционального
напряжения или даже возрастных
гормональных перестроек [8].
В
последние
годы
при
дифференци-ации системы школьного
образования в лицеях,
гимназиях,
колледжах происходит усложнение
программ обучения с исполь-зованием
новых информационных техно-логий,
которые
предъявляют
высокие
требования
к
адаптационным
возможностям организма в целом и,
прежде всего к ЦНС, как центральному
звену адаптации [9].
Эти повышенные требования
могут явиться запредельными для
учащихся
с
ограниченными
возможностями
гомеоста-тической
регуляции. Об этом свидетельству-ют
статистические материалы массовых
исследований учащихся разных школ.
Так по данным НИИ гигиены и
профилактики заболеваний детей,
подростков
и
молодежи,
нервно-психические
отклонения
диагности-руются у 15% школьников.
Эти отклонения в состоянии здоровья
начинают формиро-ваться у детей
еще
в
начальной
школе
и
усугубляются у старшеклассников, что
связано с увеличением учебной
нагрузки. Известно, что за время
обучения в школе с I до IХ класса
количество
здоровых
детей
сокращается в 4-5 раз, так как
увеличение объема учебной нагрузки
ведет к ухудшению функционирования
многих
физиологических
систем
организма. Обращает на себя внимание
тот
факт,
что
46,5%
старше-классников,
больных
хроническими болез-нями, в младших
классах имели различные отклонения
ЦНС, снижающие адаптаци-онные
возможности организма [10].
В тоже время, у детей школьного
возраста
часто
наблюдаются
ангиодисто-нические
нарушения,
которые приводят к головным болям,
нарушению
памяти,
внимания,
работоспособности.
В
основе
большинства этих нарушений лежит
гипоксически
ишемическая
энцефалопатия, которая довольно
трудно диагностируется обычными
методами исследования [3,11,12].
Одним
из
основных
методов
исследования
мозгового
кровообращения
по-прежнему
остается реоэнцефалография (РЭГ)
[13,14].
Возрастное
развитие
головного
мозга
у
детей
в
значительной мере зависит от его
адекватного
кровоснабжения.
Важными факторами, приводящими к
нарушениям мозгового кровотока у
детей, является дисплазии мозговых
сосудов, возникающие во время
внутриутробного
развития,
травматизация сосудов во время родов
и
нарушения
осанки,
часто
усиливающееся в школьный период
[1]. Кроме того, оценку РЭГ нельзя
отделять от оценки
системной
гемодинамики организма. Результаты
исследований [15], показывают, что у
детей с симпатической артериальной
гипотензией снижено соотношение
венозной компоненты к артериальной
компоненте РЭГ, характеризующее
тонус артериол и венул. Кроме того, по
данным
РЭГ
у
таких
детей
наблюдаются отчетливые признаки
венозной гипотонии.
Основной целью настоящей
работы
явилось
изучение
особенностей гемодинамики мозга у
студентов младших курсов, в возрасте
18-19
лет,
обучающихся
в
университете.
Материалы и методы исследований
В исследовании приняли участие и справа(OMR). Регистрация РЭГ
120 студентов I-2 курсов, 1990-1993 осуществлялась
электродами
годов рождения, в возрасте 18-19 лет. расположенными по международной
Занятия по физической культуре системе от симметричных точек ряда
проводились
на
1-2курсе
два областей левого(left) и правого(right)
академических
часа
в
неделю, полушарий головного мозга. Для
студенты 3-4 курсов по возможности установки использовали 6 круглых
посещали спортивные секции.
электродов, которые вставляли в
Для изучения кровообращения отверстия
резиновой
ленты
мозга методом реоэнцефалографии равномерно облегающей
голову.
(РЭГ)
[16,17,18]
использовали Места расположения электродов в
аппаратно-программный
комплекс ленте определяли индивидуально для
(АПК)
«ВАЛЕНТАR»
(г. каждого обследуемого из-за разных
Санкт-Петербург, Россия) в комплекте размеров лобной и затылочной
с реографическим детектором. Все областей.
студенты дали добровольное согласие
Из общепринятых регионарных
на участие в данных исследованиях.
отведений FM-фронто-мастоидальное
Перед
исследованием
у отведение - позволяет судить о
студентов измеряли систолическое кровоснабжении преимущественно в
(САД) и диастолическое (ДАД) бассейне внутренней сонной артерии.
артериальное
давление Тогда,
как
аускультативно
по
методу OM-окципито-мастоидальное
Н.С.Короткова и частоту сердечных отведение - отражает кровоснабжение
сокращений
(ЧСС).
Полученные в вертебрально-базиллярной системе
данные о пациентах вводили в журнал (бассейн
позвоночных
артерий).
персонального компьютера (ПК). К Регистрация РЭГ проводилась в
исследованиям
допускались положении сидя по биполярной схеме.
обследуемые не имеющие следующих Определялись
следующие
противопоказаний: нарушении ритма амплитудно-временные
параметры
сердечных сокращений; -би-, три-, мозгового
кровотока:
частота
-квадригимении,
мерцательной сердечных
сокращений
(ЧСС),
аритмии и ЧСС более 90 уд/мин.; амплитуда
систолической
волны
открытой раны.
(АСВ), уровень инцизуры (УИ),
РЭГ записывали в четырех высоту дикротической волны (ВДКВ),
отведениях:
фронто-мастоидальном базовое сопротивление сегмента (Rбаз),
слева (FML) и справа(FMR), и реографический индекс (РИ), время
окципито-мастоидальном слева(OML) распространения
реографической
волны (ВРРВ), модуль упругости
(МУ),
венозный
отток
(ВО),
дикротический индекс (ДКИ), индекс
периферического
сосудистого
сопротивления
(ИПСС),
диастолический индекс (ДСИ)
и
коэффициент ассиметрии (КА).
Полученные физиологические
данные исследования обрабатывались
общепринятыми
методами
статистической обработки цифрового
материала. Для оценки достоверности
различий использовали стандартные
значения t – критерия Стьюдента [19].
Результаты исследований и их обсуждение
Реографические исследования, девушек как слева FML, так и справа
кровообращения в сосудах головного FMR
значительно
повышено,
мозга проведенные у студентов Асимметрия ПК в отведении FM в
университета
показали,
что левом и правом полушарии головного
среднегрупповые показатели на I- ом и мозга незначительная. Тонус артериол
IIом
курсах
имеют
свои и прекапилляров в FML и FMR не
индивидуальные отличия. Так во повышен. В тоже время у 18-летних
фронто-мастоидальном
(FM) выявлена значительная гипотония
отведении (бассейн внутренней сонной артериальной сети. Как видно влияние
артерии)
у 19-летних
девушек учебной
нагрузки на организм
пульсовое кровенаполнение (ПК) студентов
I и II курса строго
слева (FML) находилось в норме, тогда индивидуально.
как справа (FMR), ПК было умеренно
Анализ показателей у 19-летних
снижено. Асимметрия пульсового девушек
до
проведения
кровенаполнения
у
обследуемых функциональной пробы РЕО выявил
девушек в отведении FM значительно не значительные признаки спазма
высокая,
а
тонус
артерий
и сосудов слева FML и справа FMR. В
прекапиляров был резко повышен этом возрасте у испытуемых 19 лет
справа (FMR), тогда как слева (FML) гипотонии венозной сети слева FML не
он находился в норме. Совершенно обнаружено. В тоже время
у
иную картину наблюдали у 18-летних обследуемых явление венозного застоя
девушек, так в этом возрасте в незначительные т.е. венозный отток
отведении
FM
пульсовое сохранен справа FM, тогда как слева
кровенаполнение у обследованных FML он резко затруднен, стаз слева.
Таблица 1. Показатели реоэнцефалографии мозгового кровенаполнения во
фронто-мастоидальных (FM) отведениях у практически здоровых студентов 18
лет (М±m)
Парметры РЭГ
ЧСС, уд/мин
Реографический индекс
ВРРВ (с)
FM левое
мозга
78±1,2
2,49±0,005
0,21±0,002
полушарие FM правое полушарие
мозга
78±1,2
2,58±0,003
0,22±0,003
ВМН (с)
Модуль упругости, %
Венозный отток, %
Дикротический индекс
ИПСС
Диастолический индекс
КА, %
0,072±0,006
14±1,3
32±1,5
0,40±0,04
0,92±0,05
0,59±0,05
21±2
0,072±0,005
13±1,6
28±1,9
0,63±0,03
1,51±0,07
0,71±0,04
21±3
Примечание: расшифровка аббревиатур в разделе «Методика».
выявил,
что
переферическое
В исследовании показано, что сосудистое сопротивление(ПСС) у
переферическое
сосудистое девушек 18 лет слева FML и справа
сопротивление
(ПСС)
у FMR находится в норме, а признаки
обследованных девушек 19 лет снижения эластичности сосудов не
умеренно повышено справа FMR. В значительны.
этом же возрасте выявлены признаки
В окципито-мастоидальном(ОМ)
снижения эластичности сосудов, как отведении,
отражающем
FML слева, так и FMR справа. В тоже кровоснабжение
в
время до проведения функциональной вертебро-базиллярной
системе,
пробы РЕО у 18-летних в отличие от пульсовое кровенаполнение (ПК) у
показателей девушек 19 лет признаков девушек 18-19 лет резко снижено.
спазма сосудов не выявлено и Асимметрия
пульсового
гипотония венозной сети справа в кровенаполнения у девушек19 лет
FMR отсутствует, тогда как слева FML находится
в
физиологических
она незначительная. В этом возрасте у пределах.
Тонус
артериол
и
18-летних девушек показано, что прекапилляров в исследуемом возрасте
венозный отток (ВО) умеренно у 19- летних слева в OML в норме,
затруднен
справа
FMR(явления тогда как справа OMR умеренно
венозного застоя незначительны), в повышенно.
До
функциональной
тоже время ВО значительно затруднен пробы РЕО выявлены незначительные
слева FML Анализ показателей во признаки спазма сосудов в отведении
фронто-мастоидальном
отведении слева OML и справа OMR .
Таблица 2. Показатели реоэнцефалографии мозгового кровенаполнения в
окципито - мастоидальных (ОМ) отведениях слева и справа практически
здоровых студентов 18 лет (М±m)
Параметры РЭГ
ЧСС, уд/мин
Реографический индекс
ВРРВ, (с)
ВМН, (с)
Модуль упругости, %
ОМ левое полушарие ОМ правое полушарие
мозга
мозга
78±1,2
78±1,2
0,07±0,003
0,11±0,004
0,15±0,002
0,20±0,003
0,092±0,003
0,091±0,004
15±0,6
18±0,9
Венозный отток, %
Дикротический индекс
ИПСС
Диастолический индекс
КА,%
131±2,2
0,21±0,008
1,79±0,06
0,84±0,04
57±2
31±1,2
0,15±0,012
0,39±0,05
0,45±0,03
57±4
Примечание: расшифровка аббревиатур в разделе «Методика».
У девушек 18 лет в окципито мастоидальном отведении (бассейн
позвоночных
артерий)
кровенаполнение резко снижено слева
OML и справа OMR. Асимметрия ПК
в отведении ОМ слева OML и справа
OMR резко выражена (таблица 2).
Тонус капилляров
у 18-летних
девушек в умеренно повышен. В этом
возрасте
у
девушек
до
функциональной пробы РЕО выявлены
незначительные признаки спазма
сосудов, как и у 19-летних девушек.
У 19-летних девушек в отведении ОМ
выявлена гипотония венозной сети
,которая слева OML резко выражена,
тогда как справа (OMR)она в норме. В
этом случае венозный отток (ВО) слева
(OML) замедлен (явления венозного
застоя умеренные), тогда как справа
(OMR) ВО резко затруднен. В тоже
время у девушек 19 лет наблюдали
умеренное
повышение
индекса
переферического
сосудистого
сопротивления (ИПСС) слева(OML) и
справа (OMR). Кроме того, в этом
возрасте выявлены признаки снижения
эластичности сосудов головного мозга.
Анализ
реоэнцефалограмм
обследуемых девушек 18 лет показал
отличия от 19- летних в том, что в
отведении ОМ у 18-летних слева
(OML)
выявлена
незначительная
гипотония, тогда как справа (OMR)
показано ее отсутствие (показатели
находятся в норме). В тоже время в
нашем исследовании выявлено, что
венозный отток у 18-летних справа
(OMR) умеренно затруднен (явления
венозного застоя незначительны),
тогда как справа OMR ВО значительно
затруднен. А индекс переферического
сосудистого
сопротивления
незначительно
повышен,
как
слева(OML), так и справа (OMR).
Отмеченные особенности в
состоянии мозговой гемодинамики у
студентов можно объяснить, исходя из
концепции Н.П. Бехтеревой [20] о
наличии
в
структурно-функциональных системах
обеспечения мозговой деятельности не
только постоянных «жестких», но и
переменных «гибких» звеньев или
элементов. Согласно этой концепции,
система имеет жесткие звенья,
обязательные для данной деятельности
мозга, работающие независимо от
изменений внешней среды (по крайней
мере в данных пределах), и гибкие
звенья, обязательные для данной
деятельности
лишь
в
каких-то
определенных условиях внешней
среды. Именно такое сочетание
относительно жестких и гибких
звеньев обеспечивает экономичность,
исключительную
гибкость,
адекватность
и
надежность
функционирования
мозга.
Таким
образом,
полученные
данные
свидетельствуют о значительных
изменениях мозговой гемодинамики у
студенток 18-19 лет в процессе
обучения.
Однако, анализ литературы в
рамках данной проблемы показывает,
что наибольшее внимание уделяется
изучению психофизического развития
недоношенных детей в первые годы
жизни, в то же время сведений об
особенностях морфофункционального
состояния мозга в более поздние
возрастные
периоды
немногочисленны.
Тогда, как изучение отдаленных
последствий недоношенности и других
перинатальных факторов риска (в
особенности,
кислородной
недостаточности
в
период
внутриутробного развития и/или при
рождении), могло бы способствовать
более
глубокому
пониманию
механизмов
дизонтогенеза
когнитивных функций [21].
Список литературы
1. Ратнер А.Ю. Нарушения мозгового кровообращения у детей.
Казань, 1983. 286с.
2. Росин Ю.А. Допплерография сосудов головного мозга у детей.
СПб. Санкт-Петербургское книжное издательство, 2004. 110с.
3. Баршнев Ю.И. Исходы перинатальных церебральных расстройств
у детей// Перинатальная неврология .М.: Триада-Х, 2001. Гл. С. 538.
4. Ефуни С.Н., Шпектор В.А. Гипоксические состояния. Механизмы
развития и пути коррекции//Руководство по гипербарической оксигенации
/Под ред. С.Н. Ефуни. М.: Медицина, 1986. С.416.
5. Илюхина В. А., Заболотских И.Б. Энергодифицитные состояния
здорового и больного человека. СПб.: Печатник, 1993.С.192.
6. Медведев В.И.Адаптация человека. СПб.: Институт мозга
человека РАН, 2003. 584с.
7. Сороко С.И., Бурых Э.А. Внутрисистемные и межсистемные
перестройки физиологических параметров при острой экспериментальной
гипоксии//Физиология человека, 2004,Т.30. №2. С.58-66.
8. Сороко С, И., Рожков В.П., Бурых Э.А. Показатели мозгового
кровообращения у детей 7-11 лет, проживающих на Европейском Севере//
Физиология человека. 2008.Т.34. №6. С.38.
9. Мачинская Р.И., Лукашевич И.П., Фишман М.Н. Динамика
электрической активности мозга у детей 5-7-летнего возраста в норме и при
трудностях обучения//Физиология человека. 1997.Т.23.№5.С.5.
10. Сухарева Л.М., Павлович К.Э., Скоблина Н.А., Рапопорт И.К.,
Шаршаткина Г. Э. Международный конгресс «Здоровье, обучение,
воспитание детей» //Гигиена и санитария. 2004.№5. С.81.
11. Музалевская Н.И.,Каменская В.Г. Оценка адаптационного ресурса
и состояния здоровья старшеклассников методом нелинейной
стохастической
кардиоинтервалографии//
Физиология
человека,
2007.Т.33.№2.С.60-68.
12. Бадалян Л.О., Журба Л.Т., Мастюкова Е.М. Минимальная
мозговая дисфункция у детей//Журн. Невропатология и психиатрия им. С.С.
Корсакова. 1987. Т.78. №10. С.1441.
13. Ратнер А.Ю. Родовые повреждения нервной системы. Казань:
Изд-во Казанского ун-та, 1985. С. 333.
14. Минц А.Я., Ронкин М.А. Реографическая диагностика сосудистых
заболеваний головного мозга. Киев: Здоров я,1967.159с.
15. Сикорский А.В. Церебральная гемодинамика у детей
с
хронической
гастродуоденальной
патологией
симптоматической
артериальной гипотензией//Белорусский медицинский журнал.2003.№2.
С.16.
16. Яруллин
Х.Х.
Клиническая
реоэнцефалография.
М.
Медицина,1983.271с.
17. Костина
Т.Ф.
Адаптационные
возможности
мозгового
кровообращения подростков//Материалы международной конференции
«Физиология развития человека», посвященной 55-летию Ин-та возрастной
физиологии РАО. М., 2000.С.234.
18. Эниня Г.И.Реография как метод оценки
мозгового
кровообращения. Рига: Зинатне, 1973.124с.
19. Ефимова М.Р.б Петрова Е.В., Румянцева В.Н. Общая теория
статистики. Инфра-М, 1999-416с.
20. Бехтерева Н.П. Нейрофизиологические аспекты психической
деятельности человека. Л.: Медицина, 1971. 120с.
21. Федоров В.Н., Гоненко С.В. Вариабельность мозгового
кровообращения
у
студентов
в
процессе
обучения
в
университете//Международная
научно-практическая
конференция
«Уалихановские чтения-18». Кокшетау, 2014. Т.1.С.364-368.
Abstract
Cerebral circulation of 120 university students of 18-19 years of age was
studied.
To investigate cerebral hemodynamics by means of
rheoencephalography the medical diagnostic system “ValentaR” with computer
analysis of findings was used.
Recording was made in four leads:
frontal-mastoidal at the left (FML) and at the right (FMR), and
occipital-mastoidal at the left (OML) and at the right (OMR). The results of the
investigation showed that high mental workload causes decrease of the cerebral
blood vessels filling. Such reaction is a result of mental strain and indicates
exertion of adaptive-compensatory mechanism of students’ cerebral
hemodynamics regulation.
Түйін
18-19 жас
аралығындағы 120 университетте білім алатын
студенттердің миның қан айналымын зерттеу өткізілді. Мидың
гемодинамикасын реоэнцефалография (РЭГ) әдісімен зерттеу үшін
деректерге компьютерлік талдау жасайтын «Валента R» (Санкт-Петербург
қ., Ресей) медициналық диагностикалық жүйені пайдаланылды. РЭГ төрт
қашықтатуда: сол (FML) және оң (FMR) жағынан фронтомастоидальді, сол
(OML) және оң (OMR) жағынан окцепито-мастоидальді жазылып алынды.
Зерттеу нәтижелері, жоғары ой жүктемесі ми тамырларының қанмен
толуын азайтатындығы айғақтайды. Осындай реакция шаршаудың нәтижесі
болып және студенттердің миының гемодинамикасын реттейтін
бейімделу-компенсаторлық тетігінің кернеуінен болады.