EVALUATING THE FUNCTIONAL STATE OF THE SYMPATHETIC NERVOUS SYSTEM AT THE LEVEL OF VERTEBRAL-MOTOR SEGMENTS: PART 2. DYNAMICAL SEGMENTAL DIAGNOSTICS

Full Text

В XIX веке наш выдающийся соотечественник, основоположник клеточной теории Р.Вирхов, писал «болезнь начинается с недостаточности регуляторного аппарата» (цит. по Г.Н. Крыжановскому, 1997) [1]. В составе волокон каждого спинномозгового нерва содержится не менее 8 % вегетативной составляющей [2]. Вегетативная нейропатия на уровне позвоночно-двигательных сегментов (ПДС) проявляется нарушениями в вегетативном обеспечении тканей ПДС, что, безусловно, вызывает: во-первых, адаптационно-трофическую дизрегуляцию в них; и, во-вторых, дизрегуляцию нейрогенного компонента микроциркуляторного русла, способствующую развитию тканевой гипоксии и, как следствие, появлению и прогрессированию дегенеративно-дистрофических изменений в заинтересованных структурах позвоночного столба [3]. Объективную оценку симпатического обеспечения на сегментарных уровнях ПДС необходимо осуществлять в процессе медицинской реабилитации больных с дорсопатиями с целью назначения адекватной терапии и коррекции последней в процессе курса реабилитации [4]. Среди методов такой оценки, с нашей точки зрения, наиболее показано исследование кожной симпатической нервной активности. При этом интенсивность кожных симпатических реакций (КСР) в кожных проекциях задних ветвей спинномозговых нервов, зависящая от способности вегетативной составляющей этих нервов осуществлять рефлекторное взаимодействие в процессе исследования КСР, является отражением симпатической нервной активности на исследуемых сегментарных уровнях. Как показали результаты первого этапа наших исследований для инициирования кожных симпатических реакций у взрослых людей в паравертебральных кожных проекциях необходимо применять тестирую щий ток напряжением 12-21 В и силой тока 200-250 мкА. Именно оптимизация параметров тестирующего электрического стимула позволила выявить классический вариант изменения интенсивности кожных симпатических реакций (рис. 1). Продолжая наши исследования, целью которых является разработка технологии тестирования кожных симпатических реакций в паравертебральных кожных проекциях спинномозговых нервов, на втором этапе перед нами стояли две основных задачи: во-первых, разработка способа оценки интенсивности кожных симпатических реакций в области позвоночно-двигательных сегментов; и, во-вторых, оценка интенсивности кожных симпатических реакций у здоровых людей на различных сегментарных уровнях позвоночного столба. Динамическая сегментарная диагностика: оценка интенсивности кожных симпатических реакций. Кожная симпатическая реакция представляет собой местную рефлекторную реакцию сегментарного отдела симпатической нервной системы на локальный электрический стимул. Как правило, развитие кожной симпатической реакции проходит в три стадии (рис. 1). В первую стадию реакции под действием тестирующего тока наблюдается повышение электродер-мальной активности в период времени до 60 секунд. При этом воздействие гальванического тока заданных параметров на участок кожи в зоне приложения отрицательного электрода приводит к деполяризации рецепторных мембран до порога стимуляции, что приводит к генерированию в рецепторах потенциалов действия и появлению афферентной импульсации. Афферентный импульс через синаптические передачи, посредством вставочных нейронов, приводит к возбуждению эффек-торных вегетативных нейронов, осуществляющих веге 120 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 2^2017 тативное (симпатическое) обеспечение кожи на участке под активным электродом. В результате возбуждения указанных нейронов вегетотрофическое обеспечение кожи под активным электродом повышается пропорционально увеличению активности этих нейронов, что приводит к снижению кожного электрического сопротивления, которое сопровождается повышением силы тока, проходящего через кожу между активным и пассивным электродами. По мере продолжающегося во времени раздражения кожных нервных рецепторов на фоне уменьшающегося электрокожного сопротивления сила стимула постепенно нарастает, что ведет к увеличению частоты генерирования потенциалов действия в рецепторных мембранах и по рефлекторной дуге большему возбуждению эффекторных нейронов. Это обусловливает еще большее снижение электрокожного сопротивления и увеличение силы тока, проходящего через кожу. Как правило, графическое отображение процесса увеличения силы тока имеет вид экспоненты (рис. 1). Начало второй стадии (стабилизации электродер-мальной активности) наступает в момент установки силы тока на максимальных значениях при стабильном кожном электросопротивлении. Продолжительность стадии «плато» равна 1-2 минутам. Такая стабилизация показателей силы тока на фоне продолжающегося воздействия электрическим током на нервные рецепторы кожи во второй фазе кожно-симпатической реакции объясняется адаптацией рецепторов к тестирующему электрическому раздражителю, что, по нашему мнению, является проявлением защитной реакции организма, предшествующей стадии истощения функциональных возможностей тестируемого сегментарного отдела ВНС по поддержанию рефлекторной активности в дуге кожно-симпатической реакции при воздействии на кожу электрического стимула заданных параметров. В результате такой адаптации уровень возбудимости рецепторных мембран и частота генерации потенциалов действия в течение второй фазы КСР не нарастает, но остаются стабильными, что приводит к стабилизации возбудимости эффекторных вегетативных нейронов. При этом степень вегетативного (симпатического) обеспечения кожи не меняется, но остается стабильно высокой. Электрическое сопротивление кожи остается постоянным, и прибор фиксирует значения силы тока, не изменяющиеся в течение второй стадии. Снижение электродермальной активности в третью стадию кожно-симпатической реакции развивается в случае дальнейшего раздражения кожных нервных рецепторов тестирующим током и характеризуется повышением ЭКС и снижением силы тока, регистрируемого прибором до исходных значений за время до 5-10 минут. Наступление третьей фазы кожной симпатической реакции обусловлено угнетением активности эффекторных клеток и снижением симпатического обеспечения кожи под активным электродом. Такое угнетение активности эффекторных клеток имеет место на фоне истощения запасов медиаторов в нервных синапсах и уменьшения ионного градиента в основном в тонких немиелинизированных вегетативных волокнах, что приводит к задержке передачи возбуждения по рефлекторной дуге и снижению частоты следования потенциалов действия по этим волокнам с угасанием активности кожной симпатической реакции. В результате за время протекания третьей фазы ранее активированное вегетативное обеспечение кожи снижается, что ведет к повышению электрического сопротивления кожи и обусловливает снижение силы тока между электродами. При паравертебральной установке активного электрода афферентные и эфферентные импульсы рефлекторной дуги кожной симпатической реакции проходят по волокнам задней ветви одного спинномозгового нерва, и, в меньшей степени, по аналогичным волокнам выше - и нижерасположенных спинномозговых нервов. Соответственно функциональное состояние этих волокон будет, во-первых, обусловливать возможность инициирования кожных симпатических реакций с конкретных кожных проекций, и, во-вторых, влиять на интенсивность этих реакций. Исходя из представленной выше интерпретации стадий рефлекторной кожной симпатической реакции целесообразно по результатам тестирования проводить следующие основные оценки: 1) Предложенный подход к оценке интенсивности кожно-симпатической реакции предполагает прямую зависимость между степенью симпатической нервной активности и силой тока, фиксируемого прибором. При этом основным показателем, характеризующим такую I tnikA) Прим, ЭДА- элеїггродермал ьна и активность Рис. 1. Стадии кожной симпатической реакции во время проведения ДСД-тестирования (пояснения в тексте). Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 121 Вестник восстановительной медицины №2 ^2017 активность, является показатель вегетативного обеспечения деятельности кожной симпатической реакции (ВОД КСР), т.е. максимальные значения силы тока, которые прибор фиксирует в процессе тестирования на стадии «плато». На рис. 2 представлены графики, характеризующие повышение (А), снижение (С), физиологическое состояние (В) показателя ВОД КСР и график отсутствия рефлекторной кожной симпатической реакции (D); Рис. 2. Варианты изменения показателя вегетативного обеспечения деятельности (ВОД) кожной симпатической реакции при проведении ДСД-тестирования: А - повышение; С - снижение; В - физиологическое состояние показателя ВОД КСР; D - график отсутствия рефлекторной кожной симпатической реакции. 2) Вторым показателем, позволяющим оценить интенсивность КСР, является показатель вегетативной реактивности (ВР) первой фазы КСР, т.е. амплитудновременная (динамическая) характеристика этой стадии. Данный показатель рассчитывается как соотношение максимальной силы тока ко времени начала «стадии плато». На рис. 3 представлены графики, характеризующие гиперреактивность - повышение (А), гипореак тивность - снижение (С) и физиологическое состояние (В) показателя вегетативной реактивности первой фазы КСР. 3) Показатели длительности первой, второй, третьей фазы КСР, и общей длительности кожной симпатической реакции (время от начала раздражения до возврата показателей силы тока к исходному уровню). В практической медицине целесообразно исследование кожной симпатической реакции проводить до стадии наступления ее максимальной активности, т.е. до стадии «плато», что, не снижая информативности предложенного способа оценки электродермальной активности, значительно экономит время тестирования и способствует более широкому использованию данного метода врачами. Представленный способ оценки электродермаль-ной активности назван нами динамической сегментарной диагностикой (Разрешение на применение новой медицинской технологии № ФС 2011/336. - Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального развития Российской Федерации). Ниже представлена формула этого метода: метод динамической сегментарной диагностики, являющийся способом тестирования кожных симпатических реакций, представляет новое поколение в классе технологий исследования вегетативной нервной системы и отличается тем, что позволяет при установке электродов на коже в местах иннервации задними ветвями спинномозговых нервов на фоне низкоуровневой стимуляции электрическим током нервных рецепторов тестировать функциональную способность соответствующих вегетативных нейронов возбуждаться, способность этих нейронов к синаптической передаче, а входящих в состав спинномозговых нервов вегетативных волокон проводить возбуждение, что составляет основу объективного подтверждения клинических проявлений вегетативной нейропатии вертебральной составляющей спинномозговых нервов. Исследование интенсивности паравертебраль-ных кожных симпатических реакций у здоровых людей. Материалы и методы. Проведено обследование методом динамической сегментарной диагностики 90 человек (45 мужчин и 45 женщин в возрасте от 18 до 60 лет), не предъявляющих жалоб со стороны позвоноч Рис. 3. ДСД-тестирование: варианты изменения показателя вегетативной реактивности первой фазы кожно-симпатической реакции: А - гиперреактивность; С - гипореактивность; В - физиологическое состояние показателя вегетативной реактивности первой фазы КСР. 122 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 2^2017 Таблица 1. Распределение региональных показателей интенсивности кожных симпатических реакций в параверте-бральных проекциях по степени тяжести усиления симпатического влияния и снижения симпатического обеспечения в тканях позвоночника. Тяжесть нарушения симпатического обеспечения заинтересованного отдела позвоночника Региона льный Отдел позвоноч ника Степень усиления симпатического влияния Степень снижения симпатического обеспечения показатель ВОД КСР - норма (мкА) Легкая Средняя Тяжелая Легкая Средняя Тяжелая Шейный 146-155 156-170 171 и более 105-119 75-104 74 и менее 120-145 Грудной 136-145 146-160 161 и более 80-94 65-79 64 и менее 95-135 Пояснич ный 126-135 136-150 151 и более 70-84 55-69 54 и менее 85-125 ного столба и не страдающих каким-либо заболеванием позвоночника, имеющих нормальную общую и региональную статику, физиологическую биомеханику всех отделов позвоночника и не имеющих проблем с позвоночно-двигательными сегментами. Активный электрод устанавливался на кожные проекции задних ветвей спинномозговых нервов последовательно справа и слева от остистой линии позвоночника, начиная от уровня остистого отростка второго шейного позвонка и заканчивая уровнем остистого отростка первого крестцового позвонка. Фиксировали значения силы тестирующего тока в процессе стимуляции нервных рецепторов кожных проекций за каждую секунду теста до момента наступления максимальной степени активности кожной симпатической реакции. Рассчитывали средние значения показателей ВОД КСР для каждого отдела позвоночника, разницу между максимальным и минимальным показателем ВОД КСР в каждом регионе, разницу между правым и левым показателями на уровне каждого позвоночно-двигательного сегмента. Результаты исследования. При исследовании шейного региона на уровне остистых отростков С2-С7 интервал изменения показателя ВОД КСР был в 93,6 % случаев в пределах от 120 до 145 мкА (среднее значение 131,3±8,0 мкА; max=147 мкА; min=110 мкА), а сравнение показателей ВОД различных кожных проекций при тестировании одного человека выявило изменение данного показателя в пределах не более 20 мкА, причем симметричные показатели справа и слева различались не более чем на 14 мкА. При исследовании грудного региона на уровне остистых отростков Th 1-Th12 позвонков значение показателя ВОД КСР изменялось в 96,7 % случаев в пределах 95-135 мкА (среднее значение 116,1±12,5 мкА; max=138 мкА; min=91 мкА), а сравнение показателей ВОД различных кожных проекций при тестировании одного человека выявило изменение данного показателя в пределах не более 19 мкА, причем симметричные показатели справа и слева различались не более чем на 12 мкА. При исследовании поясничного региона на уровне остистых отростков L1-S1 позвонков интервал изменений показателя ВОД КСР был в 94,5 % случаев в пределах 85-125 мкА (среднее значение 101,3± 11,0 мкА; max=129 мкА; min=81 мкА), а сравнение показателей ВОД различных кожных проекций при тестировании одного человека выявило различия данного показателя в пределах не более 18 мкА, причем симметричные показатели справа и слева отличались не более чем на 10 мкА. Обсуждение результатов исследования. Для оценки региональной интенсивности кожных симпатических реакций нами предложено пользоваться эмпирически полученными на здоровых людях физиологическими значениями региональных показателей вегетативного обеспечения деятельности КСР: для шейного отдела позвоночника в качестве физиологического принять региональный показатель ВОД КСР в диапазоне 120-145 мкА, для грудного региона - 95-135 мкА, для поясничного региона - 85-125 мкА. Значения регионального показателя ВОД КСР выше установленного физиологического коридора указывают на повышение симпатического влияния в исследуемом отделе позвоночника. Значения регионального показателя ВОД КСР ниже установленного физиологического коридора указывают на снижение симпатического обеспечения тканей исследуемого отдела позвоночника. Для определения степени такого повышения и снижения предлагаем пользоваться значениями региональных показателей ВОД КСР, представленных в таблице 1. Выраженность сегментарных вегетативных нарушений определяется на основе рассчитанных для каждого сегментарного уровня коэффициентов отклонения показателей ВОД КСР. Коэффициент отклонения рассчитывается по формуле: A x S - S/n К - коэффициент отклонения показателя ВОД КСР для кожной проекции спинномозгового нерва; I - максимальное значение силы тока в кожной проекции спинномозгового нерва; S - сумма максимальных значений силы тока для кожных проекций соответствующего отдела позвоночника, мкА (определяется отдельно для спинномозговых нервов шейного, грудного и поясничного отделов позвоночного столба); n - количество тестируемых кожных проекций в конкретном отделе позвоночника; A - поправочный коэффициент, эмпирически рассчитанный для кожных проекций спинномозговых нервов шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. Коэффициент отклонения - это относительная величина, показывающая степень выраженности Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 123 Вестник восстановительной медицины №2 ^2017 Таблица 2. Степень выраженности вегетативной нейропатии в зависимости от значений коэффициентов отклонения показателей ВОД КСР и регионального показателя ВОД КСР. Прим. К - коэффициент отклонения; баллы от 1(-) до 4 (-) соответствуют вегетативной нейропатии, проявляющейся снижением симпатического обеспечения тканей ПДС; баллы от 1 (+) до 4 (+) соответствуют вегетативной нейропатии, проявляющейся усилению симпатического влияния в тканях ПДС. патологии в тканях каждого ПДС в заинтересованном отделе позвоночника. При этом коэффициенты отклонения в пределах -1 < K < 1 соответствуют показателям ВОД КСР, значения которых близки к среднему значению всех показателей ВОД КСР. В связи с этим интерпретация значений коэффициентов отклонения всегда соотносится со значением регионального показателя ВОД КСР. Нарушение процессов возбуждения вегетативных нейронов и проведения возбуждения по вегетативным волокнам приводит к патологическому изменению интенсивности инициированных кожных симпатических реакций, что является проявлением вегетативной нейропатии на соответствующих сегментарных уровнях. Степень выраженности вегетативной нейропатии вертебральной составляющей конкретного спинномозгового нерва в каком-либо регионе позвоночника определяется в баллах (табл. 2). При этом 0 баллов соответствует физиологическому состоянию вегетативной составляющей спинномозгового нерва, от + 1 до +4 балла - «Вегетативной нейропатии вертебральной составляющей спинномозгового нерва, проявляющейся усилением симпатического влияния соответственно легкой, средней, тяжелой или крайне тяжелой степени выраженности в тканях соответствующего позвоночно-двигательного сегмента», от -4 до -1 баллов - «Вегетативной нейропатии вертебральной составляющей спинномозгового нерва, проявляющейся снижением симпатического обеспечения соот ветственно легкой, средней, тяжелой или крайне тяжелой степени выраженности тканей соответствующего позвоночно-двигательного сегмента». Заключение. Метод динамической сегментарной диагностики, являющийся способом тестирования кожных симпатических реакций, представляет новое поколение в классе технологий исследования вегетативной нервной системы и отличается тем, что позволяет на фоне низкоуровневой стимуляции электрическим током нервных рецепторов кожи проводить исследование интенсивности кожных симпатических реакций в области установки активного электрода, зависящей от характера симпатического (вегетативного) обеспечения тестируемого участка кожи и отражающей активность соответствующих эфферентных вегетативных нейронов, способность вегетативных нейронов исследуемой рефлекторной дуги к синаптической передаче, а также целостность всех составляющих рефлекторную дугу нейронов, их рецепторов и волокон (афферентных, вставочных, эфферентных). ДСД-тестирование в кожных проекциях задних ветвей спинномозговых нервов позволяет оценить характер симпатической регуляции тканей соответствующих позвоночно-двигательных сегментов, способность вегетативных волокон осуществлять рефлекторные взаимодействия инициированных кожных симпатических реакций и тем самым объективизировать клинические проявления вегетативной нейропатии вертебральной составляющей спинномозговых нервов. 124 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 2^2017

About the authors

I. V Boytsov

«PROFDIAG» LTD

Email: avicenna_h1@mail.ru
MD, PhD. Minsk, Belarus Republic

References

Supplementary files