WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 |

«ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ ЭРГОТРОПНЫХ И ТРОФОТРОПНЫХ ФУНКЦИЙ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Уральский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра нормальной физиологии

На правах рукописи

Сафина Татьяна Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ

ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ



ЭРГОТРОПНЫХ И ТРОФОТРОПНЫХ ФУНКЦИЙ

Специальность 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель доктор биологических наук профессор В.И. Баньков Екатеринбург – 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные представления о функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций ………………………………………………..12

1.2. Методы оценки текущей функциональной асимметрии полушарий.18

1.3. Структурно - функциональные особенности мозгового кровообращения…………………………………………………….…. 21

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Характеристика испытуемых……………………………………….. 27

2.2. Общая характеристика исследования……………………………… 29

2.3. Метод исследования соотношения эрготропных и трофотропных функций………………………………………………………………

2.4. Методы оценки текущей межполушарной асимметрии…………… 34 2.4.1. Метод регистрации уровня постоянного потенциала УПП………... 34 2.4.2. Метод регистрации средних значений ЭЭГ……………………….. 36 2.4.3. Метод оценки биоэлектромагнитной реактивности БЭМР……… 37

2.5. Метод реоэнцефалографии…………………………………………. 39

2.6. Метод ультразвуковой допплерографии…………………………… 39

2.7. Статистические методы, используемые для обработки полученных данных…………………………………………………………………. 40

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВНОСТИ

ГЛАВА 3.

ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТАЛЕЙ

БИОПОТЕНЦИАЛОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ,

СВЯЗАННЫХ С МИКРОЦИРКУЛЯЦИЕЙ

3.1. Анализ параметров индексов БЭМР, оценивающих кровообращение в височных областях головного мозга, и показателей реоэнцефалограммы…………………………………………………….42

3.2. Результаты анализа состояния асимметричности кровообращения головного мозга с использованием регистрации линейной скорости кровотока (ЛСК) и индексов БЭМР……………………………………44

3.3. Оценка текущей межполушарной асимметрии головного мозга с использованием регистрации уровня постоянного потенциала, ЭЭГ и оценки микроциркуляции с помощью индексов БЭМР аппаратом «Лира-100»…………………………………………………………… 51

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ

ГЛАВА 4.

ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА С ЭРГОТРОПНОЙ И

ТРОФОТРОПНОЙ СИСТЕМАМИ РЕГУЛЯЦИИ

4.1. Анализ текущей асимметрии полушарий в группе с трофотропной регуляцией сердечно - сосудистой системы………………………….57

4.2. Анализ текущей асимметрии полушарий в группе с выраженной эрготропной регуляции сердечно - сосудистой системы…………….60

4.3. Анализ текущей асимметрии полушарий в группе с умеренной выраженностью эрготропной регуляцией сердечно - сосудистой системы……………..……………………………………………..…….62

4.4. Оценка стабильности показателей, отражающих функциональную специфику взаимодействия полушарий с трофотропными и эрготропными системами………………………………...…………. 65

4.5. Анализ гендерных различий при взаимодействии полушарий с трофотропными и эрготрпными системами регуляции……………...67

4.6. Оценка влияния моторной асимметрии на специализацию полушарий в регуляции эрготропных и трфотропных функций………………….68 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………. 70 ВЫВОДЫ……………………………………………………………………. 77 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ……………………………………. 77 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………… 79 Список сокращений БЭМР – биоэлектромагнитная реактивность ВСА - внутренняя сонная артерия ДАД – диастолическое артериальное давление ДК «Лира-100» - диагностический комплекс «Лира -100»

ИМОК – индекс минутного объема кровотока ИЭР – индекс эрготропной регуляции ЛСК – линейная скорость кровотока НЧСС – нормированная частота сердечных сокращений РЭГ – реоэнцефалография САД – систолическое артериальное давление УПП – уровень постоянного потенциала УЗДГ – ультразвуковая допплерография ФМА – функциональная межполушарная асимметрия ЧСС – частота сердечных сокращений ЭЭГ - электроэнцефалограмма

ВВЕДЕНИЕ





–  –  –

В большинстве психофизиологических исследований особую роль играет анализ состояния функциональной асимметрии полушарий головного мозга.

Функциональные асимметрии полушарий определяют состояние саморегулирующих систем управления различных функций и, соответственно, относятся к наиболее актуальным и изучаемым вопросам современной физиологии центральной нервной системы.

В настоящее время известны исследования, указывающие на взаимодействие полушарий головного мозга с высшими центрами вегетативной регуляции [30, 31, 63, 76, 98, 99, 101, 117, 118, 119, 121, 133, 166, 167, 218, 219 и др.].

Однако существующая индивидуальная вариабельность функциональной специализации полушарий в регуляции вегетативных функций является наименее изученной. Это также связано с отсутствием единого подхода в исследовании функциональной межполушарной асимметрии в регуляции вегетативных функций.

Показано, что функциональное доминирование правого полушария головного мозга сопровождается большей активацией симпатической нервной системы, характерной для состояния напряжения или стресса, а функциональное доминирование левого полушария – большей активацией парасимпатической нервной системы и чаще проявляется в состоянии спокойного бодрствования 30, 118, 121, 219]. Выявлена связь симметричных областей коры больших полушарий головного мозга, в большей степени височных, с изменением вегетативного тонуса [166].

Некоторые авторы рассматривают правое полушарие как проэнтропийное, связывая это с доминированием симпатических влияний, способствующих высвобождению энергии и росту энтропии, а левое полушарие - как антиэнтропийное из-за доминирования в нём парасимпатических влияний, снижающих потери тепла [101, 102]. Но в физическом смысле и энтропийные, и информационные процессы проходят в обоих полушариях, а анализ их соотношения невозможен вне количественных оценок.

Известно, что специфика взаимодействия с высшими центрами вегетативной регуляции базируется на их различной роли в регуляции эрготропных и трофотропных функций [8, 39].

С этой точки зрения полушарие, проявляющее большую активность в состоянии покоя, является «трофотропным», а полушарие, проявляющее большую активность в состоянии напряжения и стресса – «эрготропным».

Но для оценки реального состояния функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций необходимо одновременно определять как текущую активность полушарий головного мозга, так и выраженность текущей, эрготропной или трофотропной регуляции.

Исследование механизмов взаимодействия полушарий головного мозга с надсегментарными центрами вегетативной регуляцией также актуально для решения вопросов, направленных на изучение состояния функциональных систем организма, разработку новых лечебнодиагностических технологий на основе биологической обратной связи, эффективность которых связана с оценкой текущей межполушарной асимметрии.

–  –  –

1. Сопоставить возможности исследования текущей функциональной межполушарной асимметрии с помощью методов регистрации биопотенциалов головного мозга (УПП, средних значений ЭЭГ) и методов оценки кровообращения и микроциркуляции (РЭГ, УЗДГ, индексы БЭМР)

2. Исследовать взаимосвязь выраженности эрготропной регуляции и текущей функциональной асимметрии полушарий головного мозга в состоянии покоя и при выполнении тестирующей пробы с физической нагрузкой

3. Разработать методику определения текущей функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций

Научная новизна исследований

1. Проведена оценка функциональной межполушарной асимметрии с учетом текущей активности полушарий головного мозга и выраженности эрготропной регуляции организма с применением индекса эрготропной регуляции

2. Показано, что более тесная связь левого полушария с трофотропной регуляцией, а правого полушария – с эрготропной регуляцией – это преобладающая тенденция, проявляющаяся ~83 %, но в ~17% случаев наблюдается зеркально противоположная специализация полушарий по взаимодействию с этими регуляторными системами

3. Показано, что текущая функциональная асимметрия полушарий в височных зонах может быть оценена как с помощью показателей биопотенциалов головного мозга (УПП, средних значений ЭЭГ), так и с помощью показателей связанных с микроциркуляцией головного мозга (РЭГ, УЗДГ, индексы БЭМР).

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Результаты исследования расширяют представления о функциональной специализации полушарий в регуляции эрготропных и трофотропных функций.

2. Разработана методика определения текущей функциональной межполушарной асимметрии головного мозга во взаимосвязи с выраженностью эрготропной регуляции, что позволяет определять индивидуальные особенности взаимодействия полушарий с эрготропными и трофотропными системами регуляции.

3. Показана связь полученных параметров индексов БЭМР с функциональной межполушарной асимметрией кровоснабжения головного мозга, что позволяет использовать данный способ при скрининговых исследований.

Личный вклад автора в получении результатов

Личный вклад автора включает разработку дизайна исследований, организацию и проведение диссертационной работы, проведение исследований на испытуемых, сбор и систематизацию полученного материала, статистическую обработку результатов, подготовку публикаций по теме диссертации.

–  –  –

1. Функциональная асимметрия полушарий в регуляции эрготропных и трофотропных функций может быть измерена в височных зонах как с помощью оценки биопотенциалов головного мозга (уровня постоянного потенциала, средних значений ЭЭГ), так и оценки параметров, связанных с микроциркуляцией головного мозга (с помощью индексов биоэлектромагнитной реактивности).

2. Полушарие, проявляющее большую активность в состоянии покоя, при индексе эрготропной регуляции 1, более специализировано на функциональных связях с трофотропными системами регуляции, а полушарие, проявляющее большую активность в состоянии выраженной эрготропной регуляции, при ИЭР 1,3 на функциональных связях с эрготропными системами регуляции.

3. При умеренной выраженности эрготропной регуляции определение специфичности полушарий в регуляции эрготропных и трофотропных функций проводится после нагрузочной пробы, приводящей к выраженному преобладанию эрготропной регуляции, что позволяет определить полушарие, специализированное на функциональных связях с эрготропными системами регуляции.

Апробация работы

Апробация работы. Результаты работы доложены: на первой научно практической конференции «Современные технологии в функциональной диагностике» Российская Ассоциация специалистов функциональной диагностики, Екатеринбург, 2009; на 64-ой Всероссийской научно практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения», Екатеринбург, 2009; на межрегионарной научнопрактической конференции с международным участием «Физиологическая оценка и коррекция функционального состояния организма человека и животных», Екатеринбург, 2012; на межкафедральном заседании с участием представителей кафедр УГМУ: фармакологии, патологической физиологии, нормальной физиологии и сотрудников ЦНИЛ, Екатеринбург, 2013 г.

–  –  –

Результаты исследований внедрены в практические занятия по нормальной физиологии по теме «Физиология высшей нервной деятельности» на кафедре нормальной физиологии ГБОУ ВПО Уральского Государственного Медицинского Университета.

–  –  –

По теме диссертации опубликовано 5 научных статей, 3 из которых в рекомендованных ВАК журналах. Получен патент на изобретение № 2472429 от 20.01.2013г на «Способ оценки психофизиологического состояния организма человека».

Поданы три заявки на патенты от 10.01.2014 г. на изобретение № 2014100821 «Способ сравнительной оценки текущей активности полушарий головного мозга», № 2014100823 «Способ определения функциональной асимметрии полушарий головного мозга, № 2014100819 «Способ определения соотношения эрготропных и трофотропных функций регуляции работы системы кровообращения».

–  –  –

Диссертация изложена на 105 листах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 20 рисунков.

Работа состоит из введения, 4 глав – обзора литературы, материалов и методов исследования, изложения собственных исследований, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя литературы, включающего 135 отечественных и 100 иностранных источников.

–  –  –

1.1.Современные представления о функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций В настоящее время известны исследования относительно латерализованной функциональной специализации полушарий в регуляции вегетативных функций [30, 31, 63, 76, 96, 99, 101, 117, 118, 119, 121, 133, 166, 167, 218, 219 др.].

Динамическое взаимодействие полушарий, которое может осуществляться на основе механизма реципрокного взаимодействия, или взаимодействием по типу комплементарности, признается главным в интегративной деятельности мозга [30, 79, 101, 117, 127].

Известно, что на формирование функциональной межполушарной асимметрии влияют различия энергетического обмена двух полушарий, латерализация информации от рецепторов тела и сенсорных органов, формирующих сенсорную специализацию полушарий и асимметрия мышечных реакций [31, 101, 119].

Морфологическая и биохимическая асимметрии служат основой функциональных различий между полушариями [2, 23, 31, 77, 101, 140, 141, 145, 182, 183 и др].

Морфологическими асимметрия обусловлена неодинаковым числом и направленностью мелких борозд и извилин в ростральной части височных и лобных долей, размерами левых и правых базальных ганглиев, структур лимбической системы, обонятельного и промежуточного мозга [22-24].

Нейрохимическая латеральная и ростро – каудальная асимметрия подкорковых структур и коры больших полушарий в значительной степени сопряжена с половым диморфизмом человека и других млекопитающих [2].

В левом полушарии преобладают допамин – гамк - 2 и холинэргические структуры, что определяет большую дискретность нервных процессов. В правом – серотонин и норадренэргические структуры, которые через свои нейротрансмиттеры активируя гликолиз в нервных клетках, обуславливают повышение возбудимости нервных центров, повышенное выделение энергии [101]. Исследования показали также межполушарные различия по локализации и числу пептидэргических и нервных клеток, синтезирующих нейростероиды и нейротрофины [30, 35, 182, 201]. Известны исследования, показывающие асимметричное распределение нейрогормонов [180].

Также в результате многочисленных исследований выявлена закономерная связь асимметрии электрофизиологических показателей (УПП, ЭЭГ, ВП) с функциональным состоянием головного мозга [53, 76, 103, 160], что подтверждается методами биохимического картирования [54, 119, 185, 200, 209] Показано, что интенсивность энергетического обмена выше в более активном полушарии. Выявлено, что при выполнении функциональных тестов, направленных на активацию правого или левого полушария, происходит увеличение церебрального энергетического метаболизма и мозгового кровотока в соответствующем полушарии [119].

Функциональная межполушарная асимметрия, определяемая по интенсивности энергетического обмена, носит динамический характер.

Качественное и количественное изменение латерализации функций полушарий названо динамической межполушарной асимметрией [116].

Большая активность одного из полушарий, а также их равенство - есть показатель отличающихся друг от друга функциональных состояний. Так, у взрослых здоровых правшей в состоянии спокойного бодрствования энергетический метаболизм выше в левом доминантном полушарии, у левшей - тенденция к преобладанию в правом полушарии, характерна вариабельность этого показателя [117, 119]. Активирующие системы ствола мозга у левшей оказывают на кору больших полушарий диффузное влияние [100].

Выявлено, что смена полушарной активации наиболее заметно происходит при изменении функционального состояния. Наиболее часто осуществляется переключение от левополушарной к правополушарной активации, когда наблюдается переход от спокойного состояния к стрессу [117, 119,122]. Также межполушарные отношения меняются при остром и хроническом стрессе, когда полушарное доминирование снижается вплоть до инверсии и может произойти смена межполушарных отношений с преобладанием активности в левом полушарии [5]. Изменение межполушарных отношений вследствие различной подкорковой активации влечет за собой динамику базовых характеристик организма, включая биохимические, иммунологические, физиологические и другие показатели [1, 76, 99, 103, 117,119,121].

Повышение энергетического обмена в одном из полушарий объясняют наличием избирательной связи полушарий с неспецифическими системами мозга, согласно гипотезе Т.А. Доброхотовой и Н.Н. Брагиной. При этом предполагается большая связь стволовой ретикулярной формации с левым, а образований диэнцефального уровня – с правым полушарием [30].

Многочисленными исследованиями показано, что преобладание активности в левом полушарии сопровождается большей активацией парасимпатической нервной системы, а правого – симпатической [86,118, 119, 121, 219].

Показано, что правое полушарие доминирует в обработке сердечно сосудистой афферентации [86, 219, 236], отвечает за высшую регуляцию стресса через влияние на эндокринную систему, а также за регуляцию иммунной системы [1, 141, 210].

Наиболее яркий эффект разнонаправленного влияния правого и левого полушария на активность вегетативной нервной системы получен в отношении височной (инсулярной) коры [166]. Так, электрическая стимуляция левой инсулярной коры ведет к брадикардии и депрессорному эффекту, правой – к тахикардии, прессорному эффеккту [219].

В соответствии с данными представлениями были выдвинуты гипотезы о том, что симпатические и парасимпатические волокна, идущие из вентромедиального ядра таламуса, чаще всего перекрещиваются не симметрично, и большая часть симпатических волокон направляется в правую инсулярную кору, а парасимпатических волокон – в левую [166].

Некоторые авторы рассматривают правое полушарие как проэнтропийное, связывая это с доминированием симпатических влияний, способствующих высвобождению энергии и росту энтропии, а левое полушарие - как антиэнтропийное из-за доминирования в нём парасимпатических влияний, снижающих потери тепла [101,102].

В то же время ещё в 60-х гг. прошлого века ведущие исследователи вегетативной нервной системы пришли к выводу об отсутствии на надсегментарном уровне симпатического и парасимпатического отделов и целесообразности введения деления надсегментарных систем на эрготропные (обеспечивающие приспособления к меняющимся условиям среды) и трофотропные (обеспечивающие поддержание гомеостатического равновесия) [8,39].

Эрготропная система способствует приспособлению к меняющимся условиям внешней среды, обеспечивает психическую и физическую деятельность, течение катаболических процессов.

Загрузка...
Эрготропное состояние характеризуется избирательной активацией некоторых висцеральных органов под влиянием симпатоадреналовой системы и повышением активности соматической системы. При этом широко используются аппараты сегментарной симпатической системы. Эрготропная перестройка имеет первую невральную фазу, которая усиливается вторичной гуморальной фазой, зависящей от уровня циркулирующего адреналина [8].

К эрготропному состоянию относятся соответственно организованные модели реакций (бодрствование, повышенное внимание к внешним стимулам, активность, поведение по типу «борьбы и бегства»), либо эти реакции реализуются как предпосылки соответствующих действий (готовность).

Трофотропная система вызывает анаболические процессы, обеспечивает нутритивные функции, способствует поддержанию равновесия и гомеостаза, реализуется через парасимпатическую нервную систему.

Известно, что жесткий паттерн антагонистической симпато парасимпатической иннервации не является адекватным для характеристики адаптивных реакций эрготропного и трофотропного типов [8].

Ведущим звеном, участвующим в надсегментарной вегетативной регуляции, является лимбико-ретикулярный комплекс, особенностями которого является сочетанные психические, соматические и вегетативные реакции, возникающие при раздражении этих структур, а также отсутствие, характерных для сегментарных аппаратов анатомо - функциональных особенностей. Надсегментарные системы используют для организации правильного поведения определенные вегетативные системы [39].

Гипоталамические структуры входят в функциональные системы, формирующие целостные вегето - психомоторные реакции, и их вегетативные проявления могут содержать одновременно как симпатические, так и парасимпатические компоненты, что подтверждается наличием специфических зон интеграции вегетативных эмоциональных и моторных компонентов различных поведенческих реакций эрготропного и трофотропного вида [8, 38, 39].

Деятельность эрготропной и трофотропной систем организована синергически, и можно отметить лишь преобладание одной из них, что в физиологических условиях соотнесено с конкретной ситуацией (рисунок 1) [39].

Рисунок 1- Поведение, эрготропная и трофотропная формы [39].

С этой точки зрения левое полушарие, проявляющее большую активность в состоянии покоя, является «трофотропным», а правое полушарие, проявляющее большую активность в состоянии напряжения и стресса – «эрготропным».

Таким образом, наличие функциональной межполушарной асимметрии головного мозга, проявляющееся во взаимодействии полушарий с высшими центрами вегетативной регуляции, подтверждается тремя группами литературных данных: об асимметрии активности и энергообмена височной коры; о противоположных изменениях вегетативных функций, вызванных стимуляцией симметричных образований инсулярной коры;

отмеченной во многих исследованиях тенденцией, что функциональное доминирование правого полушария головного мозга сопровождается большей активацией симпатической нервной системы, характерной для состояния напряжения или стресса, а функциональное доминирование левого полушария – большей активацией парасимпатической нервной системы, и чаще проявляется в состоянии спокойного бодрствования.

Наименее изученными являются индивидуальные особенности функционального взаимодействия полушарий с системами эрго – трофотропной регуляцией.

1.2. Методы оценки текущей функциональной асимметрии полушарий Для объективной оценки текущей межполушарной асимметрии применяют методы регистрации биоэлектрической активности головного мозга, церебральных энергетических процессов, а также методы оценки мозгового кровотока.

Уровень постоянного потенциала головного мозга (УПП) является одним из методов сравнения текущей активности полушарий головного мозга [119]. УПП – устойчивая разность потенциалов милливольтного диапазона, регистрируемая между мозгом (или экстрацеребральными структурами) и референтными областями с помощью усилителей постоянного тока.

Основным источником генерации УПП мозга являются потенциалы сосудистого происхождения, создаваемые гематоэнцефалическим барьером и реагирующие на рН в оттекающей от мозга крови. Концентрация ионов водорода в сосудах мозга зависит от интенсивности энергетического метаболизма, т.к. именно кислоты являются конечным продуктом энергетического обмена. Это обстоятельство позволяет использовать УПП для оценки церебрального энергетического обмена. Рост УПП соответствует снижению (ацидотическому сдвигу) церебрального рН. При анализе межполушарной активности применяют монополярный и биполярный методы отведения УПП. В случае монополярного метода отведения УПП положительные электроды различных каналов регистрации устанавливаются на симметричных точках височной зоны правого и левого полушария, а отрицательный электрод на референтной точке – правая рука. В этом случае более активному полушарию соответствует большее значение УПП. В случае биполярного межполушарного отведения УПП отрицательный электрод устанавливается на левом, а положительный на симметричной точке височной зоны правого полушария. В этом случае отрицательное значение УПП свидетельствует о большей активности левого полушария, а положительное – о большей активности правого полушария головного мозга. Поскольку данный метод требует наложения электродов, это затрудняет его применение для скрининг - диагностики.

позволяют исследовать Радионуклидные методы диагностики функциональное и морфологическое состояния органов и систем с помощью радионуклидов и меченных ими индикаторов [76]. Позитронная эмиссионная томография осуществляется с помощью введения в организм химического вещества меченного короткоживущими, испускающими позитроны изотопами углерода, кислорода, азота или фтора и позволяет визуализировать биохимические процессы, происходящие с участием глюкозы и кислорода. При измерении по кислороду необходимы дополнительные измерения локального мозгового кровотока. При измерении с производными глюкозы продолжительность исследования продолжается около 40 минут, что слишком долго по сравнению со временем, необходимым для выполнения большинства психологических тестов [119, 207]. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография проводится с помощью введения в мозг радиофармпрепаратов, не принимающих участие в обмене веществ, таких как изотоп таллиум-201 или технеций-99, излучающие гамма-лучи [76, 119, 206].

Недостатками радионуклидных методов является то, что они требуют дорогостоящего оборудования, предусматривают введение в организм радиоактивных веществ.

Измерение локального мозгового кровотока с помощью изотопного клиренса основано на методике интракраниальной и внутриартериальной инъекции жидкости с радиоактивной меткой с помощью моноклональной гамма - камеры и последующим регистрацией изотопного клиренса от одного из полушарий. Внутриартериальный метод позволяет измерять кровоток только от поверхности полушарий из-за низкого энергетического уровня излучаемых гамма-лучей. Неинвазивный двумерный метод измерения локального мозгового кровотока связан с вдыханием испытуемым определенного количества ксенона-133, в этом случае метка распространяется на оба полушария [76, 119]. Однако низкое временное разрешение данных методов не позволяет их использовать для изучения динамики мозговой активности.

Магнито - резонансная томография позволяет изучать структуры и функции биологических тканей. Для количественного отображения локального мозгового кровотока применяется парамагнитный контрастный агент. Однако данный метод является дорогостоящим и в связи с наличием сильного магнитного поля не может применяться для лиц, имеющих кардиостимуляторы или другие металлические предметы в теле [76, 119].

Реоэнцефалография - метод основан на регистрации меняющейся величины электрического сопротивления при пропускании через голову токов высокой частоты. Изменения кровенаполнения зависят от кровенаполнения мозговых сосудов и скорости кровотока, что позволяет оценивать состояние кровоснабжения мозга. Данный метод в большей степени применяется для интегральной оценки церебрального кровоснабжения и не позволяет оценивать кровоток в конкретных мозговых структурах [106,119].

является наиболее распространённым Электроэнцефалография методом исследования биоэлектрической активности головного мозга.

Увеличение активности различных зон мозга на ЭЭГ проявляется, прежде всего, изменением спектральных характеристик сигнала: увеличивается относительная спектральная мощность - и, особенно, -ритмов, а относительная спектральная мощность - и - ритмов уменьшается, что сопровождается в целом уменьшением амплитудных характеристик сигнала ЭЭГ [66]. Напротив, снижение уровня активности в норме сопровождается ростом относительной спектральной мощности - и - диапазонов при уменьшении относительной спектральной мощности быстрых (- и -) ритмов и увеличением амплитудных характеристик сигнала ЭЭГ.

Регистрация ЭЭГ не позволяет провести интегральную оценку текущей активности полушарий в точках регистрации. Сложность интегральной оценки активности различных зон мозга по спектральным характеристикам сигнала ЭЭГ обусловлена ещё и тем, что при активации различных видов деятельности мозга может наблюдаться увеличение корреляции между УПП на поверхности головы и спектральной мощностью различных ритмов [119].

Таким образом, не смотря на многообразие методов, позволяющих исследовать активность полушарий головного мозга, объективная оценка функциональной межполушарной асимметрии остается актуальной для исследования, так как большинство методов требуют дорогостоящего оборудования, а также предусматривают введение в организм радиоактивных веществ.

1.3.Функциональные особенности кровоснабжения полушарий головного мозга Известно, что функция, метаболизм и кровоснабжение тесно взаимосвязаны. Сосуды головного мозга, их структурная организация и физиологические механизмы регуляции, обеспечивают адекватность кровоснабжения полушарий и всех отделов. Картина мозгового кровообращения представляется подвижной мозаикой с непрерывно меняющимся локальным кровотоком в различных участках, вследствие перераспределения кровотока из областей менее активных в функциональном отношении в области с интенсивной деятельностью, при относительном постоянстве общего притока крови к мозгу [85, 106].

Результатами исследований показано, что в головном мозге существует три подсистемы артерий, характеризующиеся неодинаковыми функциональными особенностями [85]. Выделяют магистральные артерии мозга (внутренние сонные и позвоночные артерии, а также прилегающие к ним крупные артерии у основания черепа), пиальные артерии, ветвящиеся и анастомозирующие на поверхности полушарий головного мозга, а также ветвления наиболее мелких артерий и артериол в толще мозговой ткани.

Посредством системы магистральных артерий регулируется постоянство кровотока, кровяного давления и кровенаполнения всей сосудистой системы мозга. При помощи системы мелких пиальных артерий регулируется нутритивный кровоток – микроциркуляция в коре мозга, интенсивность которой соответствует метаболическим потребностям структурных элементов мозговой ткани. При усилении функциональной активности мозга или его отдельных систем повышается уровень обменных процессов и усиливается кровообращение, что находит свое отражение в расширении капиллярного русла усиленно функционирующего участка мозгового вещества [67, 68, 85]. Данный феномен получил название функциональной гиперемии и подтвержден с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии и позитронноэмиссионной томографии [84, 86]. Усиление микроциркуляции в коре мозга связано со значительной дилатацией пиальных артерий, особенно имеющий наименьший исходный диаметр, увеличением количества функционирующих капилляров. При этом функционирующие капилляры расширяются незначительно и главным образом вблизи артериол.

Когда закрытые капилляры раскрываются, они превращаются сначала в плазматические (капилляры, имеющие нормальный просвет, но содержащие лишь плазму крови), а затем в них начинает циркулировать цельная кровь - плазма и форменные элементы. Раскрытию капилляров при артериальной гиперемии способствуют повышение внутрикапиллярного давления и изменение механических свойств соединительной ткани, окружающей стенки капилляров. Заполнение плазматических капилляров цельной кровью обусловлено перераспределением эритроцитов в кровеносной системе: через расширенные артерии в капиллярную сеть поступает повышенный объем крови с относительно высоким содержанием эритроцитов (высокий гематокрит). Заполнению плазматических капилляров эритроцитами способствует повышение скорости кровотока (рисунок 2) [85].

Рисунок 2 - Изменения микроциркуляции при артериальной гиперемии (по Г.И.

Мчедлишвили) В обеспечении регуляторных реакций принимают участие все сегменты церебральной артериальной системы. Развивающиеся вазодилататорные или вазоконстрикторные реакции являются результатом сочетанного действия миогенного, нейрогенного и гуморально - метаболического механизмов ауторегуляци.

Нервный механизм передает информацию о состоянии объекта регулирования посредством специализированных рецепторов, расположенных в стенках сосудов и в тканях. К ним, в частности, относятся механорецепторы, локализующиеся в кровеносной системе, сообщающие об изменениях внутрисосудистого давления (баро- и прессорецепторы), в том числе прессорецепторы каротидного синуса; механорецепторы вен и мозговых оболочек, которые сигнализируют о степени их растяжения при увеличении кровенаполнения или объема мозга; хеморецепторы каротидного синуса (при их раздражении суживаются мозговые сосуды) и самой ткани мозга, откуда идет информация о содержании кислорода, углекислоты, о колебаниях рН, а также рецепторы вестибулярного аппарата, аортальной рефлексогенной зоны, рефлексогенные зоны сердца и коронарных сосудов, ряд проприорецепторов. В то же время особенностью церебральной гемодинамики является то, что тонус мозговых сосудов в меньшей степени, чем в других органах, подчиняется нейрогенному контролю [152]. Роль нервной системы ограничивается модулирующими влияниями на другие контуры регуляции мозговой гемодинамики.

Симпатическая стимуляция вызывает сужение крупных мозговых артерий, расширяя при этом мелкие сосуды, поэтому суммарный мозговой кровоток в норме существенно не изменяется [152]. Относительно парасимпатической иннервации известно, что электростимуляция волокон из клиновиднонебного ганглия повышает мозговой кровоток [214].

Сенсорные волокна из тройничного ганглия способны лишь модулировать констрикторную реакцию мозговых сосудов [177].

Гуморальная регуляция мозгового кровообращения в основном связана с функционированием ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем. Ангиотензин II обладает констрикторным действием на мозговые сосуды [178 и др.].

Метаболическая регуляция мозговой гемодинамики в виде усиления локального мозгового кровотока является следствием увеличения концентрации в нейронах конечных продуктов метаболизма (Н+, К+, аденозина), в связи с повышением нейрональной активности [71, 136, 140].

Известна высокая чувствительность мозговых сосудов к увеличению парциального давления СО2 снижению рН крови. Воздействие этих факторов приводит к уменьшению периферического сосудистого сопротивления и увеличению перфузии мозга. При этом происходит рефлекторная дилатация или констрикция сосудов в результате раздражения хеморецепторов соответствующих артерий мозга.

В основе миогенной регуляции мозгового кровообращения лежит способность сосудистой стенки реагировать сокращением на повышение и расслаблением на снижение внутрисосудистого давления [70]. Эндотелий зависимая регуляция тонуса кровеносных сосудов осуществляется благодаря выработке эндотелиальными клетками биологически активных субстанций вазодилататорного и вазоконстрикторного действия.

Важнейшими дилататорами являются оксид азота, эндотелиальный фактор гиперполяризации (EDHF), простациклин, брадикинин, натрийуретический пептид С-типа и адреномедуллин [71, 201].

Крупные мозговые артерии играют важную роль в изменении церебрального сосудистого сопротивления [178]. Сужение и расширение крупных артерий изменяет региональное сосудистое сопротивление в мозге и, тем самым, регулирует давление в микрососудах мозга, что является защитным механизмом, препятствующим колебаниям перфузионного давления в тонкостенных внутричерепных сосудах. Анатомической основой механизма вазоконстрикторных реакций являются мощный мышечный слой и богатая иннервация, что характерно для прекраниальных отрезков сонных и позвоночных артерий. Сужение магистральных артерий головы происходит в ответ на повышение артериального давления, а также при венозном застое и отеке мозга. Физиологический смысл этой реакции в ограничении притока крови в сосудистую систему мозга. Расширение их возникает при падении артериального давления. Регуляция притока крови к мозгу обеспечивается также функцией магистральных артерий головы, расположенных в кавернозном и атлантозатылочном синусах. Важна роль физиологических изгибов этих артерий в ограничении пульсовых и иных колебаний артериального давления, что способствует равномерности кровотока [71, 73, 74].

Однако алгоритм работы этих систем артерий, исследователи связывают со структурно-функциональной организацией сосудистой системы головного мозга, что позволило сформулировать концепцию о внутренних (автономных) механизмах регуляции мозгового кровообращения при различных возмущающих воздействиях, которыми могут быть, например, изменение системного артериального давления, нейрональная активность отделов головного мозга [74].

Данная концепция не учитывает наличия постоянной индивидуальной функциональной асимметрии полушарий головного мозга, являющейся базовой составляющей психофизиологического состояния организма человека. Отсюда возникает необходимость структурно-функциональную организацию системы кровообращения головного мозга разделить на два взаимозависимых процесса, но имеющих определенную функциональную самостоятельность: первый - базовый, определяющий функциональную асимметрию кровоснабжения полушарий головного мозга и функционирования магистральных сосудов, питающих головной мозг;

второй – наличие «замыкательного механизма» магистральных артерий, механизма пиальных артерий, механизма регуляции оттока крови из венозных синусов мозга, механизма внутримозговых артерий, позволяющих поддерживает в мозге постоянство кровотока при изменениях уровня общего артериального давления.

Обобщение. Таким образом, несмотря на достигнутые успехи в изучении взаимодействия полушарий с высшими вегетативными центрами вопрос о функциональной специализации полушарий в регуляции эрготропных и трофотропных, остается наименее изученным. Это также связано с отсутствием комплексных методик, позволяющих одновременно определять как текущую активность полушарий головного мозга в височных областях, так и выраженность текущей эрготропной – трофотропной регуляции.

–  –  –

Основные результаты настоящей работы были получены на материально технической базе кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО УГМУ и на базе «Клиники Герасимова» в период с 2009 - 2014г.

–  –  –

В исследовании участвовали 112 человек в возрасте 18 – 27 лет. Из них 90 человек, (44 мужчины, 46- женщин) приняли участие в исследованиях функциональной асимметрии полушарий головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций, 22 человека (10 мужчин и 12 женщин) - в исследованиях выявления взаимосвязи индексов биоэлектромагнитной реактивности БЭМР с показателями мозгового кровотока.

Все испытуемые были студентами, проходившими обучение на кафедре нормальной физиологии.

Критерии включения испытуемых в группы:

1. все обследования проведены на здоровых людях, диагноз «здоров»

подтвержден данными стандартных клинических, инструментальных и лабораторных исследований;

2. масса тела в пределах 17- 28,75 по весоростовому индексу Кетле;

3. все женщины имели отрицательный тест на беременность и были согласны придерживаться адекватных методов контрацепции, с отменой гормональных контрацептивов за 2 месяца до начала исследования.

4. добровольное участие.

Критерии исключения испытуемых:

1. отягощенный аллергологический анамнез;

2. хронические заболевания сердечно - сосудистой, бронхолегочной, нейроэндокринной системы, а также заболевания желудочнокишечного тракта, печени, почек, крови;

3. острые инфекционные заболевания менее чем за 4 недели до начала исследования;

4. хронические инфекционные заболевания;

5. регулярный прием лекарственных препаратов менее чем за 2 недели до начала исследования;

6. прием лекарственных препаратов, оказывающих влияние на функции центральной и периферической нервной систем;

7. прием лекарственных препаратов, оказывающих выраженное влияние на гемодинамику, мозговое кровообращение, функцию печени и др., менее чем за 30 дней до начала исследования;

8. донорство (450 мл крови или плазмы и более) менее чем за 2 месяца до начала исследования;

9. анамнестические сведения об алкоголизме, наркомании, злоупотреблении лекарственными препаратами.

Большинство испытуемых, принимавших участие в исследованиях функциональной межполушарной асимметрии в регуляции эрготропных и трофотропных функций (85 человек), были праворукими, из них 47 человек

– с доминированием правой руки, но с различными сочетаниями асимметрий слуха и зрения, 38 человек - с полным правосторонним доминированием руки, уха и глаза. Также 5 испытуемых были «чистыми левшами», с полным левосторонним доминированием руки, уха и глаз [61, 127]. Для определения профиля латеральной организации использованы методы анализа мануальной, слуховой, зрительной асимметрии [30]. Для оценки моторной асимметрии использованы моторные пробы по выявлению ведущей руки, такие как «переплетение пальцев кистей», «скрещивание рук или поза Наполеона», «тест на аплодирование», а также динамометрия с измерением силы кисти каждой руки с помощью ручного динамометра [30].

Для исследования слуховой асимметрии использованы методики тест «Шепот» [30]; тест «Тиканье часов» [79].

Для оценки зрительной асимметрии использованы пробы по определению ведущего глаза, такие как проба Розенбаха и тест «карта с дырой» [30, 126].

В соответствии с уровнем индекса эрготропной регуляции ИЭР в покое испытуемые (n=90) были разделены на 3 группы: первую группу составили испытуемые с ИЭР 1, т.е. с трофотропной регуляцией; вторую группу – с ИЭР 1,3, т.е. с выраженной эрготропной регуляцией; третью группу – с ИЭР больше 1, но меньше 1,3 (таблица 1).

–  –  –

2.2. Общая характеристика исследования Для сравнения электрофизиологических показателей и показателей микроциркуляции в оценке текущей межполушарной асимметрии проведено одновременное исследование активности полушарий головного мозга в симметричных височных областях тремя методами: методом регистрации уровня постоянного потенциала (УПП); методом сравнения средних значений сигнала ЭЭГ, методом сравнения микроциркуляции в тканях с помощью аппарата «Лира-100». В исследовании принимало участие 25 испытуемых. Регистрация показателей осуществлялась в состоянии покоя, у 14 испытуемых – в состоянии относительного покоя и после пробы с физической нагрузкой.

Для выявления взаимосвязи индексов БЭМР с параметрами мозгового кровотока проведено сравнительное исследование асимметрии индексов БЭМР симметричных височных областей с показателями реоэнцефалографии и ультразвуковой доплерографии внутренних сонных артерий.

Для анализа реального состояния функциональной межполушарной асимметрии головного мозга в регуляции эрготропных и трофотропных функций использовалась одновременная регистрация показателей, позволяющих определять как текущую активность полушарий головного мозга, так и выраженность текущей эрготропной регуляции. Регистрация показателей у испытуемых осуществлялась в состоянии покоя и после пробы с физической нагрузкой.

Для исследования стабильности полученных результатов у 14 испытуемых (5 мужчин, 9 женщин) проводилось повторное исследование через 4 недели после первого исследования.

В работе использованы функциональные пробы с физической нагрузкой

– 20 приседаний за 30 секунд. В тех случаях, когда данная нагрузка не приводила к выраженной эрготропной регуляции работы системы кровообращения, применялся степ-тест – 3-х минутное восхождение на ступеньку высотой 49 см в ритме 20 шагов в минуту [107].

2.3. Оценка соотношения эрготропных и трофотропных функций

Для определения соотношения эрготропных и трофотропных функций в регуляции работы системы кровообращения регистрировались систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) с помощью автоматического измерителя артериального давления фирмы «A@D Medical», Япония, модель UA-777.

На основании этих показателей вычислялся индекс минутного объёма крови (ИМОК) [93, 94]:

–  –  –

ИМОК выведен на базе законов гемодинамики и показывает соотношение между минутным объёмом крови (МОК) и объёмом циркулирующей крови (ОЦК):

МОК = ИМОК · ОЦК. (4) В покое МОК не должен превышать ОЦК, а ИМОК – 1. Если ИМОК увеличивается – это свидетельствует о более интенсивной, чем нужно для покоя, работе системы кровообращения.

Это свойство ИМОК позволяет использовать этот показатель для характеристики интегрального результата работы системы кровообращения и, уже само по себе, определяет возможность его использования и для характеристики тонуса вегетативной нервной системы. Однако, для определения напряжённости работы центральных регуляторных механизмов, влияющих на режим работы сердца, этого недостаточно.

Между ИМОК и ЧСС нет линейного соответствия (рисунок 3). Одинаковые значения ИМОК могут достигаться при различных значениях ЧСС, что отражает разницу и в степени напряжения регуляторных эрготропных механизмов.

Рисунок 3 - Примеры реальных соотношений между ИМОК и ЧСС в покое.

Примечание: I – зона преобладания трофотропных механизмов регуляции работы системы кровообращения; II – зона умеренной выраженности эрготропных механизмов регуляции; III – зона выраженного преобладания эрготропных механизмов регуляции.

Для адекватного отражения напряжённости работы эрготропных механизмов регуляции использовался комплексный показатель, составленный на базе 2-х частных показателей – ИМОК и ЧСС.

С математической точки зрения, решением, обеспечивающим обоснованный компромисс между 2-мя частными показателями функционирования системы, может быть вектор 2-хмерного пространства, координатами которого являются частные показатели, приведённые (свёрнутые) к единой шкале оценок (рисунок 4). В данном случае, т.к.

ИМОК уже является относительным показателем, производилась нормировка ЧСС по формуле:

НЧСС = (ЧСС – 15) / 50, (5) где, ЧСС – частота сердечных сокращений Комплексной оценкой получаемых 2-хмерных векторов является норма вектора, который вычисляют по формуле (НВ): ||НВ|| = (ИМОК2 + НЧСС2)1/2, (6) где НВ – норма вектор;

ИМОК – индекс минутного объема кровотока;

НЧСС – нормированная частота сердечных сокращений.

Рисунок 4 - Геометрическая иллюстрация сравнительной оценки выраженности эрготропных механизмов регуляции с помощью нормы вектора (НВ) Примечание: ||НВ|| = (ИМОК2 + НЧСС2)1/2.

Но норма вектора в качестве комплексного показателя напряжённости эрготропных регуляторных механизмов не совсем удобна. Если ИМОК и НЧСС равны 1 (т.е. за 1 минуту через круг кровообращения проходит 1 ОЦК при ЧСС=65) норма вектора ~ 1,414. Более удобно, чтобы в этом случае индекс эрготропной регуляции также равнялся 1. Для этого надо либо вычисленную «норму вектора» поделить на 1,414, либо, что более правильно, - вместо «нормы вектора» в качестве индекса эрготропной регуляции (ИЭР) вычислять среднюю квадратическую величину между

ИМОК и НЧСС:

ИЭР = ((ИМОК2 + НЧСС2)/2)1/2 (ИМОК2 + НЧСС2)1/2 / 1,414. (7) Если ИЭР 1, то преобладает трофотропная регуляция; если 1 ИЭР 1,3 – это умеренная выраженность эрготропных регуляторных функций;

если ИЭР 1,3 – это выраженное преобладание эрготропных регуляторных функций.

2.4. Методы исследования текущей активности полушарий

–  –  –



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«ХИЖНЯК Роман Михайлович ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ (Zn, Cu, Co, Mo, Cr, Ni) В АГРОЭКОСИСТЕМАХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЦЧО Специальность: 03.02.08 – экология (биологические науки) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.В. Лукин Белгород, 2015 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.....»

«Гурбанова Ляля Русдамовна Особенности вегетативной регуляции вариабельности сердечного ритма в репродуктивном, преи постменопаузальном периодах в зависимости от стереоизомерии женского организма 03.03.01 физиология 14.01.01 – акушерство и гинекология Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«ЯБЛОНСКАЯ Елена Карленовна ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА, КАЧЕСТВА ЗЕРНА И УСТОЙЧИВОСТИ К ФИТОПАТОГЕНАМ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ Специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Научный консультант: Д.с.-х.н., профессор Котляров В.В....»

«Мезенцева Ольга Александровна ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВБАКАЛАВРОВ МЛАДШИХ И СТАРШИХ КУРСОВ С УЧЕТОМ ИХ ЦЕННОСТНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ 03.03.01. Физиология Диссертация на соискание учной степени кандидата биологических наук Научный руководителькандидат биологических наук, профессор Овсянникова Н. Н. Москва...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ДЕРМАТОВЕНЕРОЛОГИИ И КОСМЕТОЛОГИИ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА ПРАВАХ РУКОПИСИ АРИПОВА МУКАДДАМ ЛУТФИЛЛОЕВНА ОСОБЕНННОСТИ ТЕЧЕНИЯ РОЗАЦЕА НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКОГО ОПИСТОРХОЗА (14.01.10 – КОЖНЫЕ И ВЕНЕРИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ) Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: Доктор медицинских наук, профессор Хардикова С.А. Москва 2015 Стр. Список сокращений..4 Введение..5...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.