Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця

ПІддубна ОЛена Петрівна

УДК 616.821-072.7(035) : 612.8 + 053.2

ХАрактеристики ЕЕГ ТА реактивності

серЦево-судинної системи як показники

адаптаційних можливостей організму у дітей

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Дніпропетровському національному університеті МОН України.

Науковий керівник:

доктор біологічних наук

Василенко Дмитро Артурович,

провідний науковий співробітник,

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор

Березовський Вадим Акімович,

завідуючий відділом клінічної фізіології,

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України

доктор біологічних наук, професор

Макарчук Микола Юхимович,

завідуючий кафедрою фізіології людини і тварин,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Провідна установа:

Інститут геронтології

Академії медичних наук України (Київ)

Захист дисертації відбудеться “11” квітня 2006 року о “14” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, Київ, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, Київ, вул. Богомольця, 4.

Автореферат розіслано “10 ” березня 2006 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор біологічних наук З.О. Сорокіна-Марiна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Екологічні та соціальні негаразди особливо несприятливо позначаються на стані здоров’я дітей; це зумовлено високою чутливістю організму, що розвивається, до патогенних факторів на тлі незрілості захисно-адаптаційних механізмів (Вельтищев, 1992; Лук’янова, 1995; Бобильова, 1996; Дука та співавт., 1996; Гаркаві та співавт., 2002). В наш час стратегія запобігання розладам здоров’я на базі концепції факторів ризику все частіше виявляється недостатньо ефективною (Опанасенко, 2002). Серед численних причин, які в існуючих екологічних і соціально-економічних умовах зумовлюють погіршення стану здоров’я дітей, значну роль відіграє зниження адаптаційних можливостей дитячого організму (Ямпольська, 1998; Іванюра, 2001). Тому закономірно збільшився інтерес до дослідження чинників, які визначають стійкість організму до негативних впливів, ефективність первинної профілактики та лікування основних хронічних захворювань (Грей, 1993; Острополець, 1996; Баєвський, Берсенєва, 2000).

В останні десятиріччя як в Україні, та і за кордоном спостерігається істотне зростання захворюваності на бронхіальну астму (БА), особливо серед дітей (Пухлик, 1994; Фещенко, 1997; Барнес та співавт., 1998). Високий рівень бронхолегеневої патології у дітей є не тільки чутливим показником ступеню забруднення довкілля (Ласиця та співавт., 1995–2002), але й у значній мірі пов’язаний зі зниженням захисно-адаптаційних можливостей цілісного організму та розвитком синдрому екологічної дезадаптації (Богомаз та співавт., 1996). В розвитку такого системного хронічного захворювання, як БА, поряд з генетичною схильністю та факторами ризику визначальну роль відіграє рівень адаптаційно-компенсаторних можливостей організму (Чучалін, 1998; Холгейт і співавт., 2001). З урахуванням цього БА може розглядатись як адекватна модель при дослідженнях фізіологічних механізмів розвитку порушень адаптації у дітей.

Проблема об’єктивної оцінки адаптаційних можливостей організму стикається зі значними труднощами, перш за все через величезний обсяг фізіологічних показників і різноманіття методів аналізу та інтерпретації даних. Істотному підвищенню ефективності та інформативності сучасних підходів для визначення стану здоров’я сприяє впровадження досконалих, адекватних і достатньо легко застосовних у практиці методів об’єктивного апаратурного дослідження та комплексного аналізу фізіологічних процесів у цілісному організмі.

При розробці кількісних методів оцінки адаптаційних можливостей у дітей особливу фізіологічну і клінічну значущість набувають комплексні дослідження функціонального стану нервової та серцево-судинної систем. Перша з них є основною здатною до оперативного реагування ланкою регуляції гомеостазу та адаптивної поведінки (Судаков, 1983; Вейн, 1998). Функціонування ж другої із згаданих систем можна розглядати як інтегральний індикатор адаптаційно-пристосувальної діяльності цілісного організму (Жемайтіте, 1972; Баєвський та співавт., 1969–2002; Хаспекова, 1996; Берсенєва, 2000; Богдановська, 2004). На сьогодні кількісні критерії, котрі дозволили б комплексно оцінити рівень адаптаційних можливостей та характер їх порушень у дітей в різних фізіологічних і патологічних станах, розроблені вельми слабко.

Необхідність виділення об’єктивних критеріїв, котрі б давали змогу при використанні доступних, інформативних і безпечних методів дослідження оцінити стан адаптаційних процесів у дітей в нормі, а також охарактеризувати ступінь порушення адаптаційних можливостей організму в умовах зміни фізіологічного або розвитку патологічного стану, визначила вибір напрямку, мети і завдань цієї роботи.

Мета дослідження. При комплексній оцінці показників, які об’єктивно характеризують функціональний стан ЦНС і серцево-судинної системи на основі даних апаратурного дослідження електричної активності мозку, вегетативної реактивності та церебральної гемодинаміки, встановити фізіологічні закономірності, що визначають у дітей рівень адаптаційних можливостей організму в нормі та у випадках відхилення від неї.

Предмет дослідження. Адаптаційні можливості організму у дітей у різних фізіологічних і патологічних станах, котрі характеризуються параметрами, отриманими на основі даних електроенцефалографії (ЕЕГ), кардіоінтервалографії (КІГ) та реоенцефалографії (РЕГ) при функціональних дослідженнях ЦНС і серцево-судинної системи .

Завдання дослідження.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Наукова новизна. При використанні кількісних методів аналізу ЕЕГ, КІГ і РЕГ отримані нові відомості про онтогенетичні особливості електричної активності мозку, церебральну гемодинаміку і вегетативну реактивність у дітей різного віку в нормі та деяких патологічних станах (БА у фазах загострення та ремісії). Вперше на базі результатів комп’ютерного періодометричного аналізу ЕЕГ з використанням оригінальних програмних засобів, розроблених авторкою, отримані кількісні параметри, котрі характеризують часову структуру ЕЕГ-активності дітей шкільного віку, і запропонована об’єктивна класифікація ЕЕГ-патернів, яка відображує вікові закономірності формування корово-підкорових взаємовідносин в онтогенезі. У здорових дітей виділені та описані п’ять типів ЕЕГ; продемонстрована зміна представленості цих типів залежно від віку і ступеня вираженості адаптаційних порушень. Показана можливість використання періодометричних показників для характеристики динамічних змін ЕЕГ при проведенні функціональних проб та в умовах розвитку патологічного стану (у пацієнтів з БА в фазах ремісії та загострення). Вперше показано кореляцію характеристик ЕЕГ-активності і реактивності серцево-судинної системи у дітей в різних фізіологічних і патологічних станах. Запропоновані якісні та кількісні критерії, що дозволяють комплексно і динамічно оцінювати рівень адаптаційних можливостей дитячого організму на основі використання досить простих безпечних і високоінформативних методів апаратурного дослідження (ЕЕГ, КІГ і РЕГ).

Основні положення дисертації, що виносяться на захист.

1.

2.

3.

4.

5.

Практичне значення результатів. Обґрунтована необхідність системного підходу до діагностики та профілактики адаптаційних порушень у дітей на основі комплексного аналізу електричної активності головного мозку і реакцій серцево-судинної системи. Це дозволяє адекватно та об’єктивно диференціювати компенсаторні й патологічні зміни функціонального стану організму. Розроблені адаптовані до практичних умов клініки докладні рекомендації щодо діагностичних досліджень з використанням методик ЕЕГ, КІГ і РЕГ.

Впровадження результатів. Розроблені у перебігу виконання досліджень теоретичні положення, методичні розробки, апаратурно-технічні й програмні засоби реєстрації та аналізу фізіологічних сигналів впроваджені в клінічну практику і у повному обсязі протягом п’яти років успішно застосовуються в кардіо-пульмонологічному відділенні Дитячої міської клінічної лікарні № 2 Дніпропетровська, Міському алерго-пульмонологічному центрі та Медичному центрі „Здорове дитинство” (Дніпропетровськ), а також використовуються в педагогічному процесі на кафедрі експериментальної фізики Дніпропетровського національного університету (напрямок – біомедичні технології, апарати та системи).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота, фактичний матеріал якої був отриманий на базі відділення функціональної діагностики Дитячої міської клінічної лікарні № 2 м. Дніпропетровська, виконувалась у межах співпраці з кафедрою педіатрії № 1 Дніпропетровської державної медичної академії за темою „Наукове обґрунтування медико-соціальних аспектів профілактики порушень адаптації у дітей на різних етапах онтогенезу в умовах промислового регіону” (№ держреєстрації 0194U0012329).

Особистий внесок дисертантки. Авторкою самостійно був проведений аналіз літератури та відбір контингенту випробуваних, були виконані всі функціональні дослідження з використанням ЕЕГ, КІГ та РЕГ. Самостійно були розроблені оригінальні програмні засоби для реєстрації та аналізу досліджуваних фізіологічних процесів, у повному обсязі здійснені статистична обробка фактичного матеріалу, аналіз та узагальнення результатів досліджень. Напрямки, обсяг, мета й завдання досліджень були визначені спільно з науковим керівником роботи. При написанні дисертації авторкою не використовувалися наукові ідеї та розробки співавторів публікацій. Авторка висловлює щиру подяку д-ру біол. наук проф. С.М. Корогоду, канд. мед. наук К.О. Чебанову та О.Л. Наконечній за підтримку, наукові консультації, критичне обговорення результатів роботи та корисні рекомендації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були представлені на ІІІ Міжнародній конференції „Франція та Україна: науково-практичний досвід у контексті діалогу національних культур” (Дніпропетровськ, Україна, 1996), Першому національному конгресі України з імунології, алергології та імунореабілітації (Алушта, Україна, 1998), Першому Європейському конгресі з астми (Москва, Росія, 2001), VIII Міжнародному конгресі „Реабілітація в медицині та імунореабілітація” (Канни, Франція, 2002), XVII Всесвітньому конгресі з астми та П’ятому з’їзді імунологів та алергологів СНД (Санкт-Петербург, Росія, 2003), VІІІ Міжнародній конференції „Центральні та периферичні механізми вегетативної нервової системи” (Донецьк, Україна, 2003), V Міжнародному Конгресі з інтегративної антропології (Вінниця, Україна, 2004), а також на наукових семінарах в Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (2002) та на кафедрі експериментальної фізики Дніпропетровського національного університету (2005).

Публікації. Результати роботи відображені в 10 наукових публікаціях, п’ять з яких надруковані у вигляді статей та повідомлень в спеціалізованих наукових виданнях, що рекомендовані ВАК України.

Обсяг та структура диссертації. Текст диссертації складається зі вступу, огляду літератури, викладення методов, результатів власних досліджень та їх обговорення, заключення та висновків (213 сторінок текста, 42 ілюстрації, 12 таблиць). Перелік використаної літератури включає 425 найменувань.

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ

Контингент досліджуваних. При проведенні нормологічних ЕЕГ-досліджень контрольну групу (К) склали 169 клінічно та неврологічно здорових дітей у віці від шести до 17 років. Серед них молодших школярів (6–8 років) було 52, дітей середнього шкільного віку (9–12 років) – 64 і старших школярів (підлітків 13–17 років) – 53 (підгрупи КМ, КС і КП відповідно. Частки хлопчиків і дівчат у підгрупах були приблизно рівними (хлопчиків від 47 до 55При проведенні комплексних досліджень адаптаційних можливостей організму у дітей з оцінкою показників реактивности серцево-судинної системи (за даними КІГ та РЕГ) і характеристик ЕЕГ контрольну групу (К9-12) склали 37 тестованих у віці 9–12 років, які входили до складу згаданої вище підгрупи КС. Групу пацієнтів, хворих на бронхіальну астму (БА), склали 63 дитини такого ж віку (з них хлопчиків 49Всі діти групи БА були досліджені двічі у фазах загострення та ремісії (підгрупи БАЗ і БАР). Діагностика та визначення ступеня тяжкості та фази захворювання виконувалися лікарем-пульмонологом в умовах спеціалізованого кардіо-пульмонологічного відділення у відповідності з рекомендаціями Міжнародного консенсусу з питань діагностики та лікування БА і критеріями класифікації БА, прийнятими на ІІ з’їзді фтизіатрів та пульмонологів України (Київ, 1998). Пацієнтів з легким перебігом БА було 19 (30.2середньої тяжкості 33 (52.4і тяжким 11 (17.4

КІГ- та РЕГ-дослідження. При виконанні досліджень реактивності серцево-судинної системи і церебральної гемодинаміки використовували стандартні методики реєстрації та аналізу КІГ і РЕГ (Баєвський і співавт., 1984; Осколкова, Красіна, 1980; Зенков, Ронкін, 1991). Застосовували поліграф П8-01 (Україна) із серійними реографічними (частота току зондування 40 і 70 кГц), диференціюючими та електрокардіографічними блоками. Введення даних до комп’ютеру виконували в режимі реального часу з частотою квантування 120 с-1. Реєстрація КІГ і РЕГ починалася після десятихвилинної адаптації дитини до процедури дослідження і проводилася у положенні лежачи (стан спокою) та при виконанні активного ортостатичного тесту. Аналіз КІГ виконували на базі вимірювання 200 послідовних RR-інтервалів оцифрованої ЕКГ (ІІ стандартне відведення). Розраховували значення математичного очікування (середнього інтервалу, ), середньоквадратичного відхилення (СКВ) і варіаційного розмаху (ВР) тривалості інтервалів, а також моди (Мо) і амплітуди моди (АМо) їх розподілу. Розраховували також похідні показники: індекс напруження (ІН) регуляторних систем і показник вегетативної реактивності (ПВР, відношення значень ІН в ортостатичному і горизонтальному положеннях). Діапазони показників КІГ, що відповідали стану вегетативної еутонії та різним градаціям ваготонії та симпатикотонії, були виділені згідно рекомендаціям Вейна та співавт. (1998) з введенням корекцій для дитячого віку (Бєлоконь, 1987; Грінене та співавт., 1990; Галєєв, 1999).

На основі об’ємних та диференційованих сигналів РЕГ, зареєстрованих у фронто-мастоїдальному відведенні для кожної півкулі в горизонтальному і вертикальному положенні тіла тестованого, розраховували такі показники: час розповсюдження пульсової хвилі (ЧРПХ), реографічний індекс (РІ), амплітудно-частотний показник (АЧП) і дікротичний індекс (ДКІ). Останні три індекси розглядалися, як такі, що характеризують величину пульсового кровонаповнення, рівень кровонаповнення в одиницю часу та тонус артеріальних судин опору відповідно. Розраховували індекс реактивності судин (ІРС) – відношення значень ДКІ в ортостатичному та горизонтальному положеннях (показник змін тонусу артерій опору).

ЕЕГ-дослідження проводилися з використанням стандартних методичних прийомів (восьмиканальний енцефалограф Medicor (Угорщина); розташування електродів у відповідності з міжнародною схемою 10–20 в точках F3, F4, T3, T4, P3, P4, O1 та O2; монополярні відведення; реєстрація у стані розслабленого неспання та при виконанні функціональних проб). Щоб знизити дрейф ізолінії та зменшити міографічні артефакти, використовували фільтри низьких і високих частот з постійною часу та частотою зрізу 0.1с і 30 Гц відповідно. Для періодометричного аналізу часової структури ЕЕГ відбирали безартефактні ділянки тривалістю 10 с та оцифровували їх з частотою 300 с-1. Сигнал ЕЕГ розглядався як послідовність позитивних і негативних напівхвиль різної тривалості, утворених коливаннями відповідної частоти. Тривалість інтервалу між двома послідовними перетинами нульової лінії (напівперіод хвилі) визначала належність коливання до того чи іншого діапазону ЕЕГ (рис. 1, А, 2 ). На основі накопичених значень інтервалів будували нормовані гістограми розподілу частот коливань ЕЕГ, наявних у запису (рис. 1, Б). Для кожного з відведень розраховували нормовані сумарні тривалості відрізків, зайнятих коливаннями відповідних частотних діапазонів у межах епохи аналізу – індекси в-, б- і и-ритмів (Ів, Iб і Iи відповідно). Оскільки в усіх випадках частка д-коливань була незначною (Ід не перевищував 5–7 %), детальний аналіз виконували лише для трьох згаданих вище діапазонів.

Вірогідність послідовної зміни хвиль різних частот розраховували з використанням алгоритму, запропонованого Сороко і Бекшаєвим (1981) по наступній формулі (на прикладі в- і б-компонентів):

(1)

де Pвб – вірогідність генерації б-хвилі після в-хвилі, nвб– кількість виключно тих б-хвиль, котрі безпосередньо йдуть за в-хвилею, N – загальна кількість хвиль, зареєстрованих у межах епохи аналізу (10 с).

В результаті для кожного з відведень одержували матрицю вірогідностей міжхвильових переходів з дев’яти елементів.

(2)

Сталість того чи іншого ритму характеризувалася вірогідністю генерації хвилі певного частотного діапазону після хвилі тієї ж частоти (тобто Р, Р и Р). Таким чином, часова організація ЕЕГ в кожному з восьми відведень характеризувалася сукупністю індексів в-, б- і и-ритмів і вірогідностей послідовних переходів між хвилями різних частотних діапазонів (рис. 1, В).

Рис. 1. Приклад реалізації періодометричного підходу до аналізу ЕЕГ-активності.

А – нативний запис ЕЕГ (1) та відповідна періодограма (2). Б – нормована гістограма розподілу частот ЕЕГ-сигналу. -В – результати періодометричного аналізу: І - індекси в-, б- і и-ритмів (%); P – матриця вірогідностей взаємних переходів для трьох частотних компонентів ЕЕГ (в, б і и).

Статистичну обробку даних виконували з використанням стандартних програмних засобів. Параметричні методи оцінки вірогідностей міжгрупових різниць вибіркових середніх (по t-критерію Ст’юдента) використовували для кількісних показників, котрі мали нормальний розподіл. Оцінка вірогідності різниці часток при вивченні якісних ознак проводилася з використанням кутової трансформації (ц-перетворення Фішера) згідно з критерієм Ст’юдента. Для оцінки кореляційних відносин використовували формулу Пірсона і критерій Фішера. Для аналізу розподілу ознак з якісними градаціями застосовували поліхоричний показник зв’язку Чупрова. Поріг вірогідності безпомилкових прогнозів було прийнято на рівні 95(p ? 0.05).

Результати дослідження та їх обговорення.

Показники реактивності серцево-судинної системи і церебральної гемодинаміки, що характеризують адаптаційні можливості організму у дітей. В обох групах дітей, як К, так і БА, спостерігалася висока міжіндивідуальна варіабельність параметрів, котрі характеризують стан серцево-судинної системи. Найбільшою була варіабельність інтегральних показників, котрі розраховувалися на основі значень декількох виміряних параметрів. Зокрема, в усіх досліджених групах значення коефіцієнту варіації (КВ) показника ІН перевищувало 60Гістограми значень основних показників КІГ істотно відрізнялись від нормального розподілу; це зумовлювало малу інформативність оцінки міжгрупових відмінностей на основі параметричних методів порівнянь. Ще однією особливістю, загальною для всіх досліджених груп, були позитивні значення коефіцієнтів асиметрії гістограм ІН, пов’язані з превалюванням низьких значень цього показника. Ця закономірність, вірогідно, відповідає домінуванню парасимпатичних впливів на серцево-судинну систему у віковому періоді, що розглядається (9–12 років). Прояви ваготонії, зокрема низькі індивідуальні значення ІН, звичайно інтерпретують як позитивну динаміку адаптаційних можливостей організму у дітей (перехід до економічної та ефективнішої автономної регуляції серцевого ритму). Ми вважаємо, що такі твердження у ряді випадків недостатньо коректні. В дитячому віці низькі значення ІН часто не узгоджуються зі станом здоров’я обстежених. Наприклад, у пацієнтів з БА одними з критеріїв розвитку тяжкого стану при загостренні є брадикардія та значна дихальна аритмія серцевого ритму. Саме такі зміни ВСР характерні для станів з низькими значеннями ІН. Ця обставина підкреслює необхідність використання більш коректних комплексних (з використаннями функціональних проб) методів оцінки адаптаційних можливостей організму, котрі дозволяють диференціювати стани з фізіологічно нормальним посиленням вагусних впливів у стані спокою (в разі наявності адекватної відповіді на функціональне навантаження) і особливі фізіологічні стани, пов’язані з патологічним зниженням активності симпатичного відділу вегетативної нервової системи (зокрема внаслідок астенізації симпатоадреналових регуляторних механізмів на тлі інтенсивної або/та тривалої дії стрес-факторів).

Для оцінки особливостей вегетативної реактивності серцево-судинної системи у обстежених ми аналізували показники КІГ у стані спокою та при виконанні активного ортостатичного тесту. Частка дітей з еутонічним варіантом вихідного вегетативного тонусу (ВВТ) була значно нижчою (менше 15випадків в обох підгрупах), ніж у здорових дітей (28(рис. 2, А, 1). Мода розподілу значень ІН у дітей з БА в період ремісії знаходилася в діапазоні, що відповідав помірній ваготонії, а в фазі загострення – помірній симпатикотонії. Відповідно, в підгрупі БАР для 54дітей був характерним ваготонічний варіант ВВТ, а в підгрупі БАЗ 57випадків відповідали

Рис.2.

симпатикотонічному варіанту цього індексу. Така тенденція вказувала на підвищене напруження регуляторних механізмів в гострий період захворювання у значної частини дітей. У певної частини пацієнтів в період загострення БА підвищений тонус симпатичного відділу вегетативної нервової системи в стані спокою, вірогідно, зумовлював астенізацію симпатоадреналових регуляторних механізмів. Це обмежувало можливості „екстреної” адаптації при дії додаткових навантажень, знижувало реактивність і призводило до неадекватного вегетативного забезпечення діяльності.

У 75здорових дітей (група К) зміни серцевого ритму у відповідь на ортостатичний тест відповідали межам норми, тоді як у більшості пацієнтів з БА виявлялися істотні порушення вегетативної регуляції в цьому аспекті. Частки дітей в групах БАР і БАЗ з нормальною вегетативною реактивністю складали менш ніж 35в обох підгрупах (рис.2,1,Б). У фазі загострення БА майже для 50дітей була характерною знижена вегетативна реактивність (асимпатикотонічний або парадоксальний типи), а в період ремісії БА майже у 45реактивність була підвищеною (гіперсимпатичний тип). Отже, в різні періоди захворювання у пацієнтів з БА був чітко вираженим фазовий характер порушень вегетативної реактивності.

Згідно з результатами РЕГ-дослідження церебральної гемодинаміки у дітей в різних функціональних станах, особливо значна варіабельність показників спостерігалась у групі БА (рис.2, 3, А). У стані спокою усі досліджені групи достовірно не відрізнялися за показником РІ, що характеризує пульсове кровонаповнення. Разом з тим хвилинний об’єм кровотоку, відповідно значенню АЧП при ортостатичній пробі, у підгрупі БАЗ був достовірно нижчим (в середньому 1.72±0,04 ) у порівнянні з аналогічними значеннями як в групі К, так і в подгрупі БАР (1.92±0,02 і 1.94±0,04 відповідно). Крім того в стані спокою тонус артерій опору, характеризований значенням ДКІ був достовірно меншим в підгрупі БА в період загострення (значення ДКІ в групах БАЗ, БАР і К складали 42.5±1.29, 48.93±1.67 і 50.57±1.39 відповідно). Ортостатичний тест показав, що у дітей в фазі ремісії БА значення ДКІорт було достовірно нижчим, а в період загострення БА достовірно вищим у порівнянні з аналогічним показником у здорових дітей (75.31±1.86, 58.63±1.91 і 65.86±1.36 в групах БАЗ, БАР і К). Отже, в досліджених групах як критерій, що достовірно характеризує реакцію інтракранеальних судин каротидного басейну на ортотест, слід використовувати значення ІРС. У зазначених вище групах середня величина цього індексу складала 1.57±0.05, 1.18±0.05 і 1.34± 0.02 (в групах БАЗ, БАР і К відповідно), і міжгрупові різниці при попарному порівнянні всіх груп були достовірними.

Відмінності між дослідженими групами виявлялися не тільки щодо середнього значення ІРС. У дітей, що страждали на БА, істотно зростала дисперсія і відповідно варіабельність цього показника (значення КВ ІРС в групі К дорівнювало 13.3а у підгрупах БАР і БАЗ – 31.3 і 40.4відповідно). Гістограми значень ІРС в цих групах також були істотно різними (рис.2, 3, А). Для групи К цей розподіл був унімодальним; домінували значення ІРС у межах вікової норми (більше 80випадків). Розподіли ІРС у підгрупах дітей з БА істотно відрізнялися від нормального. У період ремісії БА майже у 40дітей спостерігалися низькі значення ІРС. У фазі загострення БА спектр реакцій був досить широким, але більш ніж у 60обстежених дітей спостерігалась підвищена реактивність судин. Крім того у значної частини дітей з БА (більше 25дітей в обох підгрупах) при проведенні активного ортостатичного тесту були зареєстровані варіанти РЕГ з чіткими проявами дистонії (протилежними зрушеннями функціонального стану судин на різних рівнях артеріального русла). Найбільш типовою (більше 75подібних випадків) була ситуація, коли на рівні артерій розподілу виявлявся гіпотонус, а на рівні артерій опору – гіпертонус. Наявність описаного феномену діагностувалася по характерній зміні значень ЧРПХ і ДПІ. Збільшення першого визначається зменшенням швидкості розповсюдження пульсової хвилі на тлі зниження тонусу артерій розподілу, а другого – зміною позиції інцизури реографічної хвилі внаслідок підвищення тонусу артерій опору в ортостатичному положенні. Подібні порушення реактивності судин звичайно пов’язують з порушенням функцій відповідних інтегративних структур мозку і інтерпретують як прояви вегетативної дисфункції у формі синдрому внутрішньосистемної дезінтеграції. Вірогідно, у дітей не тільки патологічні зміни, але й функціональна незрілість окремих компонентів лімбіко-ретикулярної системи (і, відповідно, специфічні відхилення корово-підкорових взаємовідношень на різних етапах розвитку) можуть відігравати істотну роль у розвитку вегетативної дистонії. Можливо, підвищення тонусу артерій малого калібру (артерій опору) в ортостатичній позиції у дітей з БА було компенсаторною реакцією на надмірну дилятацію артерій розподілу (прояви ортостатичної гіпотонії). Це могло бути обумовленим переважанням ваготонічних впливів внаслідок функціональної недостатності симпатоадреналової системи. Отже, можна констатувати, що у дітей з БА значно частіше, ніж у клінічно здорових дітей спостерігаються анормальні або близькі до таких варіанти змін реактивності тонусу церебральних судин у відповідь на ортостатичне навантаження.

Реакція на таке навантаження, адекватна новим умовам кровопостачання органів і тканин, забезпечується активністю двох взаємопов’язаних механізмів адаптації – неспецифічного (симпатоадреналової системи) і специфічного (вазомоторного центру). Вважають, що роль першого з них полягає в мобілізації необхідних енергетичних резервів, а другого – в ефективному використанні останніх. Для здорових дітей було характерним забезпечення адекватної реакції на ортостатичний тест завдяки узгодженому підвищенню активності обох згаданих механізмів адаптації. Частота серцевих скорочень (ЧСС) підвищувалася в цих умовах в середньому на 20змінювалася варіабельність серцевого ритму (середнє значення ПВР складало 1.8±0,2), підвищувався тонус церебральних судин. При цьому значення КК між індексом реактивності ритму (ІРР, що дорівнює відношенню значень ЧСС в ортостатичній і горизонтальній позиціях) і ІРС в групі К дорівнювало -0.49. Наявність такої значимої негативної кореляції свідчить про економічність залучення регуляторних механізмів в нормі: чим більше зростає ЧСС у відповідь на ортостатичне навантаження, тим менші зміни тонусу артеріальних судин мозку, необхідні для забезпечення оптимального стану церебральної гемодинаміки в нових умовах. В обох же підгрупах дітей з БА достовірна кореляція між величинами ІРР та ІРС була відсутньою. Цей факт можливо відбиває внутрішньосистемну дезінтеграцію функцій серцево-судинної системи в обох фазах захворювання БА.

Відповідно значенням таких КІГ- і РЕГ-показників, як ПВР і ІРС (котрі значною мірою характеризують співвідношення активності неспецифічних і специфічних механізмів адаптаційної реакції при ортостатичному навантаженні), стає можливим виділити декілька градацій стану адаптаційних процесів у обстежених групах дітей (рис.2,2). Оптимальний рівень адаптації характеризувався сполученням нормальних значень ІРС і ПВР, що відповідає помірному робочому навантаженню регуляторних механізмів. Компенсовані порушення адаптаційних процесів проявлялися як гіперфункція одного (підвищене напруження специфічного або неспецифічного компоненту), або обох ланок регуляторних механізмів. В останньому випадку стан адаптаційних систем інтерпретується як перенапруга. Для стану декомпенсації адаптаційних порушень була характерною астенизація регуляторних систем, що проявлялося у зниженні значення одного з показників за одночасної відсутності компенсаторного підвищення іншого. Зрив адаптації характеризувався практичною відсутністю адекватної реакції на збурюючий вплив (значення обох показників були зниженими).

У більшості здорових дітей (70%) у групі К відмічався достатньо високий рівень адаптаційних можливостей. В той же час у 30дітей цієї групи були виявлені адаптаційні порушення, більшість з яких слід було інтерпретувати як напруження регуляторних механізмів (у 24 % здоровіх дітей). У більшості пацієнтів з БА (69у період загострення у процеси адаптації очевидно залучались різноманітні компенсаторні механізми; напруження і перенапруження регуляторних систем відмічалися в 48 і 21випадків відповідно. У фазі ремісії частка дітей із задовільним станом адаптаційних можливостей була досить значною (22Проте випадки проявів адаптаційних порушень у вигляді напруги і перенапруги регуляторних механізмів у підгрупі БАР були також численними (32 і 19відповідно). Особливої уваги в аспекті індивідуалізації терапії БА і реабілітаційних заходів, очевидно, потребують діти з дуже сильним зниженням адаптаційних можливостей у вигляді декомпенсаційних проявів, котрі зумовлені вичерпанням можливостей регуляторних систем. Необхідно підкреслити, що частка дітей з подібними адаптаційними порушеннями була досить високою (майже 30у періоди як загострення, так і ремісії захворювання (табл.1). У фазі загострення БА частка дітей, у котрих декомпенсовані адаптаційні порушення відповідали зриву адаптаційних механізмів (17була достовірно вищою, ніж у період ремісії.

Табл. 1. Представленість різних градацій стану адаптаційних механізмів в досліджуваних групах: здорових дітей (К) і дітей, хворих на бронхіальну астму (БА), у різні фази захворювання (ремісії та загострення)

Стан механізмів адаптації | Рівень напруження регуляторних систем | Контроль (К)

n = 37 | БА

n = 63 | БАрем | БАзаг | Оптимальний рівень адаптації | помірне робоче напруження | 70.3 % | 22.20 % | 4.8% | Компенсовані порушення
адаптації | підвищене напруження механізмів регуляції | 24.3 % | 31.80 % | 47.6 % | перенапруження механізмів регуляції | 0.0 % | 19.05 % | 20.6 % | Декомпенсовані адаптаційні порушення | виснаження механізмів регуляції | 5.4 % | 19.05 % | 9.6 % | зрив регуляції | 0,0 % | 7,9 % | 17,4 % |

Слід визнати, що у дітей з БА інтерпретація причинно-наслідкових відношень між інтенсивністю адаптаційних порушень і розладами функції зовнішнього дихання є досить неоднозначною. Одні автори пов’язують генез функціональних порушень ЦНС в основному з гіпоксичними і дисметаболічними зрушеннями, зумовленими респіраторною недостатністю у період загострення БА (Ялкут, 1995). Інші ж вважають, що патогенетичну основу порушень адаптації при захворюванні БА значною мірою складають розлади функціонування інтегративних систем мозку (Гехт і співавт, 1993). Порушення функцій дихання в даному разі інтерпретують як окремі прояви дезадаптації у вигляді неадекватної реакції бронхів на зовнішні та внутрішні впливи. Досить нечисленні ЕЕГ-дослідження стану ЦНС пацієнтів з БА, що проводилися раніше, показали наявність у більшості обстежених помітних модифікацій церебрального електрогенезу, що свідчили про порушення корово-підкорових взаємовідношень на тлі дисфункції діенцефальних, лімбічних та стовбурових структур (Платков і співавт., 1983; Федосеев і співавт., 1995). Проте відсутність у більшості робіт динамічного контролю ЕЕГ у різні фази захворювання не дозволяла диференціювати зміни, котрі виникають у період загострення БА та вірогідно пов’язані з порушеннями функції зовнішнього дихання, від наявних незалежно від цього захворювання особливостей електричної активності мозку, що зумовлені дисфункцією інтегративних систем мозку. При цьому слід взяти до уваги, що якісна та кількісна специфіка церебрального електрогенезу у дітей може бути обумовлена не лише патологічними змінами функції ЦНС, але й онтогенетичними процесами не пов’язаними з будь-якою патологією.

У зв’язку з цим ми дослідили один і той же контингент дітей з БА у різні фази захворювання (загострення та ремісія) для того, щоб виявити особливості ЕЕГ в умовах патологічного стану, генез якого значною мірою пов’язаний з адаптаційними порушеннями. Визначення можливих особливостей церебрального електрогенезу, пов’язаних з БА, в свою чергу, потребувало попереднього нормологічного дослідження у здорових дітей з використанням того самого методичного підходу. Уніфікований підхід до аналізу та інтерпретації результатів ЕЕГ-досліджень у дітей на сьогодні розроблений недостатньо, а дані, одержані з використанням періодометричного аналізу, вкрай фрагментарні. Це і зумовило проведення докладного аналізу 411 записів ЕЕГ 169 клінічно здорових (зокрема, в неврологічному аспекті) дітей; віковий склад цієї групи зазначений в розділі „Методика”. ЕЕГ відводили у стані розслабленого неспання, у положенні сидячи з закритими очима. Для встановлення відтворюваності параметрів ЕЕГ її реєстрували неодноразово протягом трьох днів (зазвичай вранці), виключаючи з аналізу результати обстежень, отриманих в перший день, коли на параметри ЕЕГ міг істотно впливати фактор психоемоційного напруження.

В межах всієї згаданої групи виявилося можливим виділити наступні п’ять основних варіантів ЕЕГ-патерну: 1) домінування відносно низькочастотної активності; 2) гіперсинхронна активність; 3) „оптимальна” ЕЕГ, подібна до відповідного варіанту у дорослих; 4) поліритмічна низькоамплітудна ЕЕГ; 5) домінування відносно високочастотних компонентів. Перший з цих варіантів характеризувався поліморфною активністю у тім’яно-потиличних відведеннях з домінуванням коливань з частотою 6–9 Гц, тобто граничних між и- та б-ритмами. Типовим феноменом була періодична генерація груп синхронізованих и-коливань. В лобних відведеннях індекс Iи досягав 49–65з досить високим значенням Pии (0.17-0.23). У потиличних відведеннях б- і и-ритми мали близькі значення індексів (42–47і сталість, аналогічну згаданій вище. Гіперсинхронна б-активність (варіант 2) виглядала як домінування досить високоамплітудних (50-90 мкВ) коливань б-діапазону (10–11 Гц) в усіх відведеннях. Зменшення амплітуди та індексу такої активності при переході від потиличних відведень до лобних було відносно слабким. В перших із них Iб і Pбб складали 67–79і 0.42–0.62, а у других – 5169і 0.280.46; частки и- і д-активності були відносно низькими. Описані два варіанти ЕЕГ можуть бути інтерпретовані як пов’язані з підвищеною активністю підкорових синхронізуючих церебральних структур. Гіперактивність цих структур може супроводжуватися появою білатеральних пароксизмальних розрядів и-хвиль. Проте, очевидно, описані вище варіанти ЕЕГ пов’язані з незрілістю корово-підкоркових взаємовідносин у процесі онтогенетичного розвитку і, скоріш за все, мають бути інтерпретовані не як патологія, а як варіанти вікової норми.

Варіант ЕЕГ, який ми умовно кваліфікували як „оптимальний”, відрізнявся найкращою вираженістю б-ритму в потиличних відведеннях; при переміщенні у фронтальному напрямку амплітуда і індекс цього ритму поступово зменшувалися. Досить часто спостерігалися модуляції б-ритму; такі хвилі формували веретеноподібні послідовності тривалістю 1–4 с. Iб збільшувався у напрямку від лобних до потиличних відведень (з 35–44до 67–81; Pбб у тім’яних та потиличних відведеннях складав 0.51–0.65; у лобних відведеннях максимальну сталість демонстрував в-ритм. Частка и-ритму зменшувалась від лобних відведень до потиличних, а сталість цих коливань була низькою. Цей варіант з підвищеною сталістю, модульованістю та вираженою топічною організованістю б-ритму розглядають як зумовлений збалансованими впливами синхронізуючих і десинхронізуючих структур і такий, що є оптимальним для диференційованого реагування кортикальних нейронів, досконалого прийому зовнішньої інформації, її переробки та запам’ятовування.

Поліритмічна низькоамплітудна ЕЕГ (варіант 4) характеризувалася відсутністю чітко домінуючого ритму, невисокою амплітудою хвиль (у всіх відведеннях, як правило, нижче 25 мкВ), слабкими зональними відмінностями амплітуди всіх ритмів. Невисокими були і показники сталості всіх частотних компонентів. У п’ятому варіанті ЕЕГ домінували відносно високочастотні компоненти – коливання з частотою 13–16 Гц, тобто на межі б- і в-діапазонів. У лобних відведеннях Iв дорівнював 31–42а Pвв 0.40–0.52. У потиличних відведеннях Iб дещо підвищувався, але Pвв приблизно вдвічі перевищував відповідний показник для б-ритму. Топічна організація високочастотної активності була дуже подібною до такої „звичайного” б-ритму; амплітуда цієї активності знижувалася у фронтальному напрямку. При відкриванні очей така активність демонструвала типову реакцію активації; іншими словами, домінуючі коливання виглядали як „швидкий” аналог б-ритму. Генез щойно описаних варіантiв ЕЕГ може бути пов’язаним з переважанням неспецифічних десинхронізуючих (активуючих) впливів на кору з боку ретикулярно-стовбурових систем.

Представленість описаних варіантів ЕЕГ-активності у дітей різного віку демонструвала певні закономірні зміни (рис.3). У дітей молодшого шкільного віку (підгрупа Км) найбільш розповсюдженим варіантом (19 з 52 обстежених, 36.5були ЕЕГ першого типу (домінування відносно низькочастотної активності). Частки варіантів 2 і 3 були меншими, ніж 30тип 4 складав всього 9.6(спостерігався у п’яти дітей), а варіант 5 у цій підгрупі був цілком відсутній. У дітей середнього шкільного віку (підгрупа Кс) найрозповсюдженішим (спостерігався більше, ніж у половини) був „оптимальний” варіант ЕЕГ. Значно знижувалася представленість ЕЕГ з домінуванням повільнохвильової активності і дещо меншою ставала частка гіперсинхронних ЕЕГ. Частки варіантів 4 і 5 були незначними (не більше 10Такі зрушення можна пов’язати з удосконаленням корово-підкорових відношень у процесі онтогенезу. Якісна композиція варіантів ЕЕГ у підлітків (підгрупа Кп) залишалася без змін, але відбувалися певні кількісні зрушення і дещо змінювалися параметри активності всередині різних варіантів ЕЕГ. Досить чіткою закономірністю було підвищення частоти домінуючого ритму. Збільшувалася відносна кількість коливань з частотою 10–12 Гц; ставали більш вираженими швидкі хвилі в-діапазону, які домінували в передніх відділах кори. В той же час у підлітків у порівнянні з попередньою віковою групою дещо знижувалася частка „оптимальних” ЕЕГ за рахунок збільшення представленності поліритмічного низькоамплітудного та високочастотного варіантів (рис. 3, Б). Такі зміни, вірогідно, зумовлені функціональними модифікаціями у ЦНС, пов’язаними з гормональною дестабілізацією у період статевого дозрівання.

Рис.3. Представленість різних варіантів ЕЕГ у здорових дітей об’єднаної групи (А) та в підгрупах в залежності від віку (Б).

Підгрупи: молодшого 6- років, Км, середнього -12 р, Кс і старшого підлітки 13-1 років, Кп віку.

Варіанти ЕЕГ: 1 - відносно низькочастотна активність; 2 - гіперсинхронна активність; 3 - „оптимальна” норма ЕЕГ; 4 - поліритмічна низькоамплітудна ЕЕГ; 5 - відносно високочастотна активність.

Значна міжіндивідуальна варіабельність ЕЕГ