Personalized approach to diagnosis and correction of cerebral metabolism in the children with mental disorders

Full Text

Введение В настоящее время чрезмерные информационные перегрузки, социальная напряженность и экологические стрессы оказывают негативное влияние на состояние здоровья всех без исключения жителей индустриальных центров, накладывая серьезный отпечаток на их психоэмоциональный и соматический статус. Не являются исключением и дети, как дошкольного, так и школьного возраста. С момента рождения соматическому и психическому здоровью ребенка предъявляются жесткие требования. Несбалансированный режим дня, нерациональное питание, бесконтрольный и чрезмерный доступ к информационной сети приводят к нарушениям психосоматического статуса и задержке становления высших функций головного мозга ребенка. При отсутствии своевременной квалифицированной помощи специалистов дети не справляются с программами общеобразовательных школ и часто обучаются по специальной коррекционной программе [1, 2, 9]. В последние годы ученые многих стран активно обсуждают концепцию персонализированной и предикативной медицины, которая по прогнозам должна существенно повысить качество лечения и реабилитации. Одновременно специалисты клинической практики разрабатывают новые подходы к выявлению рисков и предрасположенностей к заболеваниям, а также новые диагностические технологии, позволяющие помимо генетического тестирования оценить индивидуальные особенности организма, его динамическое, функциональные параметры для подбора персонализированного лечения [3]. По данным Всемирной организации здравоохранения до 40% лекарственных препаратов оказываются неэффективными при назначении стандартизированной дозировки усредненному пациенту [3]. Поэтому разработка новых диагностических технологий для индивидуализированной оценки и мониторинга функционального состояния организма с целью дальнейшего персонализированного назначения лекарственных средств и лечебных методов является актуальной медико - социальной задачей. Одним из методов диагностики функционального состояния головного мозга, его метаболизма, адаптационных возможностей, является метод нейроэнергокартирования (НЭК), который позволяет определить уровень кислотно-щелочного равновесия на границе гематоэнцефалического барьера [2, 4, 8]. С точки зрения биосоциального подхода, главным фактором успешного развития ребенка является способность адаптировать внутреннее состояние организма к меняющимся психосоциальным обстоятельствам и к изменениям окружающей среды [10]. Способность адаптироваться к вредному воздействию внешних факторов, технологическим нагрузкам, изменениям соматического состояния обусловлена функциями вегетативной нервной системы, которая отвечает за динамическое постоянство и устойчивость внутренней среды организма. Одним из составляющих гомео - кенеза является параметр кислотно-щелочного равновесия внутренней среды. КЩР мозга и омывающей его цереброспинальной жидкости на границе гематоэнцефалического барьера мало зависит от изменений рН 10 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 других систем организма. Это обособление полезно, так как кислотность вне - и внутриклеточной жидкости является фактором, регулирующим метаболизм мозга и нейронную активность. Многочисленные исследования (Фокин В.Ф., Пономарёва Н.В., 2003) показали высокую степень надежности контроля рН ликвора при острых и хронических нарушениях КЩР в организме, сопровождающих различные заболевания человека. В физиологических условиях ликвор имеет более кислую реакцию (рН 7,35), чем плазма артериальной крови. Параметр рН жидких сред мозга поддерживается с помощью множества отрицательных обратных связей и зависит, как от общих механизмов, регулирующих рН жидких сред организма, так и от механизмов, специфических для мозга. Специфическими для мозга являются три системы: одна из них связана с избирательной проницаемостью гематоэнцефаличе - ского барьера для различных веществ; вторая - с природой транспортных механизмов, действующих между кровью и внеклеточными жидкостями мозга, а третья связана с компенсаторными сдвигами метаболических процессов [4]. По результатам исследований ряда клиник (Миронов Н.П., Соколова Л.П., Борисова Ю.В., 2010) известно, что при повышенном нейрометаболизме (перевозбуждении мозговой активности и регистрации ацидоза), необходимо снижать функциональную активность мозга с помощью антиоксидантов, нейролептиков, антидепрессантов, гипноза, психотерапии - исходя из вида и степени выраженности патологии [5, 6]. В этой ситуации необходимо избегать стимуляции функциональной активности мозга, на какую бы усталость, утомляемость, снижение памяти и рассеянность пациент не жаловался. Нельзя при повышении энергообмена по данным НЭК назначать ноотропы (исключение составляют ГАМК - эргические ноотропы - фенибут, пантогам), стимулирующие антидепрессанты, психостимуляторы. Если же по данным НЭК регистрируется пониженный метаболизм - алкалоз, то при отсутствии противопоказаний (например, судорожная готовность по ЭЭГ) возможна и необходима стимуляция функциональной активности мозга и его метаболизма. В этом случае целесообразно назначение ноотропов, стимулирующих антидепрессантов. Универсальными препаратами в случае, как повышения метаболизма, так и в случае его понижения, являются антиоксиданты, вегетотроп - ные лекарственные средства, некоторые комбинированные препараты. Для изучения роли лекарственных препаратов и физиотерапии в нормализации кислотно-щелочного баланса головного мозга нами было проведено клиническое исследование. Цель исследования: определение персонализированного влияния лекарственных средств и физиотерапевтических процедур на метаболизм головного мозга. Задачи исследования: 1. Изучить особенности церебрального метаболизма у детей с задержкой психоречевого развития и нарушениями когнитивных функций. 2. Провести анализ влияния ряда лекарственных препаратов и наиболее часто используемых в условиях центра физиотерапевтических процедур на энергообмен головного мозга. 3. Разработать рекомендаций по персонализированному подбору терапии при лечении детей с задержкой психоречевого развития, нарушениями когни тивных функций, сочетающимися с особенностями поведения. Материалы и методы Исследование проводилось на базе Государственного автономного учреждения Астраханской области «Реабилитационный центр для детей и подростков «Коррекция и развитие». В исследование были включены 64 пациента от 4 до 14 лет с признаками когнитивных расстройств различной этиологии, некоторые из них имели различные степени нарушения поведения. Для оценки параметров церебрального метаболизма использовалась регистрация уровня постоянного потенциала (УПП) головного мозга на компьютерноаппаратном комплексе «Нейроэнергокартограф». Регистрация УПП осуществлялась в пяти отведениях: фронтальном, центральном, окципитальном и двух темпоральных - правом и левом (F, C, O, Td, Ts). Проекции областей регистрации УПП соответствовали основным сосудистым системам: передним мозговым, средним мозговым и вертебрально - базилярному бассейну. Уровень постоянного потенциала отражает состояние кислотно-щелочного баланса головного мозга. Для характеристики КЩР принято использовать рН - отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. В зависимости от того, в какую сторону изменяется реакция жидких сред, существует два типа нарушений КЩР. Понижение рН по сравнению с нормальным уровнем называется ацидозом, при этом регистрируется повышение УПП. Повышение рН по сравнению с нормальным уровнем называется алкалозом, при этом регистрируется снижение УПП. Изменение рH оказывает влияние на многие метаболические процессы: даже мягкий ацидоз нарушает работу дыхательной цепи митохондрий, в результате чего усиливается образование свободных радикалов кислорода, повреждающих клетку; более выраженный ацидоз (pH 6,5) вызывает гибель нейронов путем апоп - тоза. Ацидоз способствует образованию малорастворимого амилоидного протеина, нарушая нормальный метаболизм белка - предшественника амилоида, что играет роль в патогенезе болезни Альцгеймера [4]. Поэтому своевременное выявление нарушения кислотно - щелочного баланса головного мозга и назначение адекватной терапии является залогом здоровья и сохранения его пластичности. Результаты и их обсуждение При нейропсихологическом исследовании у детей с ОВЗ выявлены трудности звукового анализа, ограничение навыков интеллектуальной деятельности и самоконтроля, замедленность процессов восприятия, нестойкость и дефицит внимания, ослабление памяти, нарушение функции равновесия. Таким образом, у детей данной категории в большей степени преобладал дефицит внимания. Клиническое неврологическое исследование с применением визуальной и кинестезической диагностики выявило многоуровневые биомеханические изменения со стороны опорно - двигательной системы [7]. У всех осмотренных детей выявлен регионарный постуральный дисбаланс мышц плечевого пояса с укорочением лестничных, больших, малых грудных, клювоплечевых и расслаблением антагонистов - широчайших и средних трапециевидных мышц, элевация ключиц. Синдром «верхней апертуры грудной клетки» у детей проявлялся совокупностью функциональных блокад шейных позвоночных двигательных сегментов, фиксацией затылоч Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 11 Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 ной кости, повышением тонуса глубоких межпозвонковых мышц. При развитии многоуровневых «туннельных» синдромов выявлено нарушение кинетики мышечно - фасциально - связочных структур, что приводило к дисбалансу в кранио - сакральной ликвородинамической системе. В ходе нашего исследования у детей были выявлены мышечно - тонические синдромы в шейногрудном отделе позвоночника. При проведении НЭК - исследования нарушение церебрального метаболизма было выявлено у 100% детей: у 50 детей выявлено смещение pH в сторону ацидоза и только у 14 детей - в сторону алкалоза (рис.1). Ориентируясь на результаты диагностики, мы разделили детей на 5 групп, каждая из которых получала терапию либо одним из лекарственных препаратов (пантокальцин, танакан, кортексин), либо проводился курс физиотерапевтических процедур в течение 10 дней (гипоксическая терапия или дэнас - терапия). В среднем в каждой группе было от 10 до 14 детей. Родители подписали информированное согласие о необходимости проведения курса лечения определенным препаратом в указанных дозах, а также о своевременной явке на повторное обследование. Обследование детей проводилось дважды: до и после монотерапии одним из препаратов. При выявленном ацидозе детям назначали лекарственные препараты: кортексин - 10 мг внутримышечно 1 раз утром 10 дней подряд; либо танакан - 0,5 таб. утром, в течение 1 месяца; или курс физиотерапии: дэнас - терапия, гипоксическая тренировка - 10 дней по одной процедуре в день. При выявленном алкалозе 14 детям назначали пантокальцин в дозировке - 250 мг 2 раза в день в течение 1 месяца. Особенностью ноотропного препарата пантокальцина является нейропротектор - ная и нейротрофическая направленность, повышение устойчивости мозга к гипоксии и стимуляция анаболических процессов в нейронах. Также детям назначали специальный массаж и методики мягкотканевой релаксации мышц, которые способствовали нормализации кровообращения в вертебрально - базилярном бассейне [7, 11]. Для анализа данных использовались математикостатистические методы, включающие вычисление описательных статистик, критериев Колмогорова - Смирнова для одной выборки, Шапиро - Уилкса, Стьюдента для зависимых выборок, а также Вилкоксона. Все расчеты выполнялись с помощью компьютерной программы IBM SPSS Statistics 21. При оценке достоверности сдвига в двух срезах для количественных переменных, распределение которых соответствовало нормальному закону, мы вычислили критерий Стьюдента для зависимых выборок. В тех случаях, когда распределение хотя бы одного из срезов значимо отличалось от закона Гаусса, мы использовали непараметрический критерий Вилкоксона. Изменения средних значений показателей энергообмена в пяти отведениях при воздействии лекарственных средств и физиотерапевтических процедур представлены на диаграммах (рис. 2 - 6) и в таблицах (таб. 1 - 5). При воздействии кортексина уровень энергообмена значимо снижался в пяти отведениях (рис. 2; таб. 1). Особенностью препарата является нейропротектор - ное, антиоксидантное и тканеспецифическое действие: улучшение высших функций головного мозга, процес ■ацидоз ■ алкалоз Рис. 1. Результаты параметров церебрального метаболизма у обследуемых детей Рис. 2. Средние значения показателей энергообмена при воздействии кортексина 12 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 Таблица 1. Оценка достоверности сдвига при воздействии кортексина Переменные энергообмена до воздействия после воздействия Значение критерия Уровень значимости F 13,2419 10,8333 t = - 2,699 0,007 C 21,2903 17,9444 t = 3,947 0,001 O 18,3710 13,5556 t = 3,831 0,001 Td 13,1613 11,0556 t = 3,268 0,005 Ts 12,4839 10,0556 t = 3,492 0,003 сов обучения и памяти, устойчивости при стрессовых воздействиях; повышение выживаемости нейронов в гипоксии, а также нормализация биоэлектрической активности мозга. При воздействии дэнас - терапии уровень энергообмена также снижался по всем отведениям (рис. 3), при этом достоверные различия установлены только в затылочном отведении (таб. 2). Показатели энергообмена снижались при воздействии танакана в отведениях F,C,O,Td, но повышались в отведении Ts, что отражено на рис.4. Статистически значимые изменения зафиксированы в отведениях Td, O (таб. 3). Танакан - фитопрепарат, улучшающий мозговое и периферическое кровообращение, оказывает влияние на процессы обмена веществ в клетках, реологические свойства крови, снабжение мозга кислородом и глюкозой, а также нормализует метаболические и антиоксидантные процессы в тканях мозга. При воздействии на энергообмен гипокситерапии произошло снижение его показателей по всем отведениям (рис. 5), но статистически значимых изменений выявить не удалось (таб. 4). Таблица 2. Оценка достоверности сдвига при воздействии дэнас - терапии Переменные энергообмена Среднее значение Значение критерия Уровень значимости До воздействия После воздействия F 13,2419 7,4583 t = 1,480 0,152 С 21,2903 16,9583 t = 1,254 0,222 О 18,3710 12,6667 t = 1,976 0,060 Td 13,1613 9,6250 t = 1,137 0,267 Ts 12,4839 10,7083 t = 0,698 0,492 П IT1 I I I I I Рис. 3. Средние значения показателей энергообмена при воздействии дэнас - терапии Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 13 Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 Таблица 3. Оценка достоверности сдвига при воздействии танакана Переменные энергообмена Среднее значение Значение критерия Уровень значимости До воздействия После воздействия F 13,2419 12,8000 t = 1,025 0,363 С 21,2903 18,6000 t = 0,953 0,395 О 18,3710 15,4000 t = 3,142 0,035 Td 13,1613 11,0000 t = 3,771 0,020 Ts 12,4839 14,2000 t = 1,652 0,174 Рис. 4. Средние значения показателей энергообмена при воздействии танакана Таблица 4. Оценка достоверности сдвига при воздействии гипокситерапии Переменные энергообмена Среднее значение Значение критерия Уровень значимости До воздействия После воздействия F 13,2419 6,2500 T = - 0,589 0,556 С 21,2903 11,5000 T = - 0,549 0,583 О 18,3710 10,5833 t= 0,615 0,551 Td 13,1613 5,3333 t = 0,840 0,419 Ts 12,4839 8,1667 t = 0,300 0,770 При воздействии пантокальцина показатели энергообмена у детей повысились в отведениях C, O, Td, Ts и снизились в отведении F (рис. 6). Статистически значимыми являются изменения в отведении F (таб. 5). Таким образом, достоверные различия на уровне статистической значимости (р < 0,05) выявлены после воздействия кортексина (показатели энергообмена снизились по всем отведениям), танакана (показа тели энергообмена снизились в отведениях О, Td ), пантокальцина (показатели энергообмена повысились в отведении Ts). Наблюдалась тенденция к достоверным различиям после воздействия дэнас - терапии (показатели энергообмена в отведении О снизились). В результате применения мягкотканевой мануальной терапии (кожно - фасциального структурирования тканей, тракционных, мышечных техник) 14 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 Таблица 5. Оценка достоверности сдвига при воздействии пантокальцина Переменные энергообмена Среднее значение Значение критерия Уровень значимости До воздействия После воздействия F 13,2419 10,0000 t = - 0,410 0,722 С 21,2903 23,3333 T = - 0,535 0,593 О 18,3710 19,0000 t = - 1,228 0,344 Td 13,1613 14,0000 t = - 0,898 0,464 Ts 12,4839 19,0000 t = - 4,804 0,041 Рис. 5. Средние значения показателей энергообмена при воздействии гипокситерапии Рис. 6. Средние значения показателей энергообмена при воздействии пантокальцина Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 15 Вестник восстановительной медицины № 6 • 2015 у детей отмечено выравнивание психоэмоционального фона и улучшение постуральных показателей: устранение напряжения мышц шейно - затылочного региона, устранение синдрома «верхней апертуры» и восстановление кинетики мышечно - фасциальных структур. Отмечена тенденция в восстановлении оптимальности статического и динамического стереотипа, что оказало влияние на состояние церебрального метаболизма и ликвородинамики. Выводы Полученные в ходе исследовании результаты, позволяют сделать следующие выводы: 1. У детей с ограниченными возможностями здоровья (жалобы на нарушение памяти, внимания, сочетающиеся с нарушением поведения) при проведении нейроэнергокартирования выявлены изменения УПП, который характеризует нарушение церебрального метаболизма: чаще - явления ацидоза головного мозга (78%) и реже - алкалоза (12%); 2. Изучено влияние различных препаратов и физиотерапевтических процедур на состояние энерго обмена головного мозга, что позволит применять персонализированный подход в лечении данной категории детей; 3. При назначении лекарственных препаратов и физиотерапевтических процедур необходимо учитывать особенности кислотно-щелочного баланса головного мозга и прогнозируемые изменения энергообмена в результате их воздействия. Ноотроп - ные препараты, оказывающие нейропротективное действие, рекомендуется назначать при явлениях гипоксии мозга на фоне сниженного энергообмена, а при повышенном энергообмене рекомендуется назначать препараты с выраженным антиоксидант - ным действием, а также физиотерапевтические процедуры, которые дети хорошо переносят. Таким образом, проведение нейроэнергокартирования головного мозга (НЭК), наряду с другими исследованиями организма, позволяет приблизиться к более индивидуальному подходу как в диагностике, так и в назначении терапевтических средств детям, имеющим когнитивные нарушения различной этиологии.

About the authors

I. N Rakhmanina

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Email: irinarah.72@mail.ru
Astrakhan Region, Russia

G. A Turok

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

E. N Ryabova

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

I. N Kulakova

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

N. V Zimina

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

N. V Barsukova

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

O. A Mykhailova

State Center for Rehabilitation of the children with disabilities «Correction and development»

Astrakhan Region, Russia

References

Supplementary files