A study of cognitive functions in elderly men of the Arctic region of the Russian Federation with arterial hypertension using the auditory event-related potentials p300

Full Text

Введение

Артериальная гипертензия является одной из наиболее распространенных причин ранней инвалидности и смертности населения, проживающего на Севере [1]. В высоких широтах АГ имеет важные клинико-физиологические особенности: характеризуется более тяжелым течением, чем в средних широтах, чаще проявляется гипертоническими кризами со значительным повышением как систолического, так и диастолического давления, приводит к развитию тяжелых, нередко летальных, осложнений [1]. Артериальная гипертензия является важнейшим сосудистым фактором риска развития и прогрессирования сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний. Мозг является ранней мишенью повреждения, вызванного артериальной гипертензией, и может проявляться в виде инсульта, субклинических цереброваскулярных нарушений и снижения когнитивных функций [2]. Длительно сохраняющаяся артериальная гипертензия может вызывать развитие когнитивных нарушений [2]. Рандомизированные контролируемые исследования с участниками старше 60 лет показали, что антигипертензивное лечение может уменьшить снижение когнитивных функций [3]. Однако до какого оптимального уровня снижать артериальное давление при артериальной гипертензии, который не вызывают когнитивные дисфункции, не достаточно изучен у пожилых людей и требует дополнительных исследований. Предполагается, что для поддержания перфузии головного мозга с возрастом необходим повышенный кровоток [4]. Существуют доказательства пользы от снижения АД с помощью антигипертензивной терапии у больных пожилого и старческого возраста, но только в тех случаях, когда исходное САД (до терапии) превышало 160 мм рт.ст. и затем было снижено до уровня не менее 140 мм рт.ст. В другом исследовании антигипертензивная терапия может быть целесообразной и при значениях САД >140 мм рт.ст. и целевом уровне менее 140 мм рт.ст. [5]. Метод слуховых вызванных потенциалов, связанных с событием p300 был предложен в качестве чувствительных биомаркеров снижения когнитивных функций [6].

Целью исследования являлось изучение влияния артериальной гипертензии на когнитивные функции путем оценки слухового потенциала, связанного с событием P300 у мужчин в возрасте 60-74 лет Арктического региона РФ, получающих антигипертензивную терапию с контролируемой артериальной гипертензией и у мужчин, не принимающих антигипертензивные препараты или принимающих их как регулярно, так и нерегулярно, но не контролирующих артериальное давление.

Материалы и методы

В исследовании приняли участие мужчины 60-74 лет (n=64) с артериальной гипертензией (стаж АГ 2 и более лет), и мужчины 60-74 лет (n=19) без артериальной гипертензии (контрольная группа) г. Архангельска. В состав исследуемой группы вошли участники исследования «Узнай своё сердце» ЭССЕ. Проведено поперечное (одномоментное) исследование. Исследование проводилось в соответствии с положениями Хельсинкской декларации и одобрено этическим комитетом Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (протокол № 4 от 10.02.2022 г.). Критерии исключения: более 14 баллов по шкале депрессии Бека, эпилепсия, болезнь Паркинсона, черепно-мозговые травмы, пациенты, перенёсшие острое нарушение мозгового кровообращения, психические заболевания, снижение клубочковой фильтрации почек <60 мл/мин, фибрилляция предсердий, сахарный диабет.

Были сформированы три группы: I группу составили мужчины, не имеющие артериальной гипертензии (контрольная группа); во II группу - мужчины с артериальной гипертензией, получающие антигипертензивную терапию, контролирующие АД в пределах нормальных значений, которые имели САД ниже 140 мм рт.ст. и ДАД ниже 90 мм рт.ст.; в III группу – мужчины с артериальной гипертензией, не получающие антигипертензивную терапию, а так же получающие ее регулярно и не регулярно и не контролирующие АД и имеющие САД выше 140 мм рт.ст и ДАД выше 90 мм рт.ст.

Слуховой вызванный потенциал p300 записывали на электроэнцефалографе «Нейрон-Спектр-4/ВПМ» («Нейрософт», Россия) с закрытыми глазами. Частота квантования сигнала электроэнцефалографа (ЭЭГ) составляла 500 Гц, в полосе регистрации 0,5–35,0 Гц. Сопротивление электродов не превышало 10 кОм. Р300 был записан в контексте стандартной парадигмы oddball. Стимулы были двух типов: целевые (редкие) стимулы и нецелевые (частые) стимулы [8]. Звуковые тоны поступали через колонки, а испытуемому предлагалось реагировать (нажимать на кнопку) на редко встречающиеся стимулы и игнорировать часто встречающиеся стимулы. Условия стимуляции: бинауральная, длительность стимула — 50 мс, интенсивность — 80 дБ, период между стимулами — 1 с, частота тона — 2000 Гц (редкий стимул) и 1000 Гц (частый стимул). Вероятность предъявления редкого стимула — 20–30% общего количества стимулов [6]. Число усреднений составляло от 15 до 25 для редких стимулов. Удаление артефактов проводили на основе визуального анализа записи, а также исключали из усреднения при регистрации вызванных потенциалов сигналы, превышающие амплитуду 100 мкВ. Оценивали амплитудно-временные параметры ответа на значимые стимулы: амплитуду от пика до пика N2–p300 и латентное время N2 и p300. Вызванный потенциал p300 оценивали по 16 каналам ЭЭГ (Fp1, Fp2, F3, F4, С3, С4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6). Вследствие выраженности слухового вызванного потенциала Р300 в лобно-центрально-теменной и височной областях мозга [6] проводили анализ компонента p300 в лобных (F3, F4), центральных (C3, C4), теменных (P3, P4) и височных (F7, F8, T3, T4) отделах. Нормативные значения показателей p300 брали из исследований В.В. Гнездицкого [7] (ЛВ p300 — до 400 мс, амплитуда N2–p300 — выше 5 мкВ). Для выявления депрессии в качестве скринингового метода использовали шкалу депрессии Бека. Индекс массы тела определяли по формуле Кетле. Артериальное давление измеряли автоматическим тонометром A&D Medical UA-668 (Япония). Статистическую обработку проводили с помощью программы Statistica 10 (StatSoft, США). Проверку полученных данных на нормальность распределения выполняли с использованием критерия Шапиро–Уилка. Количественные показатели описаны медианой (Me), 25-м и 75-м перцентилями (25; 75). Сравнение количественных переменных проводили с помощью U-критерия Манна–Уитни с поправкой критерия значимости на множественные сравнения, р<0,025. Корреляционный анализ выполнен с использованием критерия Спирмена (r_Spearmen). Уровни статистической значимости принимали при p <0,05.

Результаты

Группы были сопоставимы по возрасту и индексу массы тела. У мужчин пожилого возраста II группы уровень САД были статистически значимо выше по сравнению с контрольной группой, но медианные значения находились в пределах нормальных значений (табл. 1). У мужчин пожилого возраста III группы был выше уровень САД и ДАД по сравнению с контрольной группой и медианные значения превышали нормальный уровень. Показатели латентного времени N2 и p300 и амплитуды p300 у мужчин II группы не различалась с контрольной (табл.2,3). Выявлено удлинение ЛВ N2 в теменном (Р3), центральном (С3) и средневисочном (Т3) отделах слева, а также в лобном отделе справа (F4), удлинение ЛВ p300 в средневисочном отделе справа (Т4) и в лобном справа (F4), снижение амплитуды р300 в теменных (P4, P3), центральных(C4, C3), лобных (F4,F3) и средневисочных (T4,T3) отделах обоих полушарий головного мозга в III группе по сравнению с контрольной (табл.4). Медианные значения амплитуды p300 были ниже 5 мкВ в передневисочных (F8, F7) отделах головного мозга, особенно в передневисочном отделе (F7) слева у мужчин III группы. Проведены корреляции между АД и компонентами p300. Уровень САД коррелировал с латентным временем N2 в теменном (Р3, r=0,26, р=0,022), центральном (С3, r=0,29, р=0,011), средневисочном (Т3, r=0,30, р=0,01), в лобных (F4, r=0,25, р=0,025, F3, r=0,26, р=0,021) отделах головного мозга, а также уровень САД коррелировал с амплитудой р300 в теменных (Р4, r=-0,36, p=0,001, Р3, r=-0,34, p=0,002), центральных (C4, r=-0,36, p=0,001, С3, r=-0,36, p=0,001), лобном (F4, r=-0,28, p=0,013) и височном отделах головного мозга (T4, r=-0,31, p=0,006, T3, r=-0,30, p=0,008). Уровень ДАД коррелировал с амплитудой р300 в теменном отделе слева (P3, r=-0,27, p=0,017), в центральном слева (С3, r=-0,30, p=0,007), в средневисочном отделе слева (T4, r=-0,23, p=0,047). Уровень САД отрицательно коррелировал с амплитудой р300 в теменных (Р4, r=-0,25, p=0,01, Р3, r=-0,24, p=0,01), центральных (C4, r=-0,27, p=0.01, С3, r=-0,26, p=0,01), лобном (F4, r=-0,20, p=0,04), в средневисочных (T4, r=-0,29, p=0.01, T3, r=-0,23, p=0,02) и передневисочном отделах головного мозга (F7, r=-0,22, p=0,03). Уровень ДАД коррелировал с амплитудой р300 в передневисочной отделе справа (F8, r=-0,23, p=0,04).

Обсуждение

Исследование было проведено с целью изучения влияния артериальной гипертензии на когнитивные функции путем оценки слухового вызванного потенциала, связанного с событием р300 у мужчин в возрасте 60-74 лет Арктического региона РФ, получающих антигипертензивную терапию с контролируемой артериальной гипертензией и у мужчин, не принимающих антигипертензивные препараты или принимающих их как регулярно, так и нерегулярно, но не контролирующих артериальное давление. Гипоталамус, гиппокамп, таламус, нижнюю теменную долю, лобную долю, медиальную височную долю, островок и другие части лимбической системы рассматриваются исследователями как возможная зона генерации потенциалов, связанных с событием p300 [8, 9]. Перечисленные области относятся к функционально значимым структурам для когнитивных функций [8, 10]. Эти области являются наиболее уязвимыми к изменениям при артериальной гипертензии [11]. В настоящем исследовании мы проанализировали латентное время компонента N2, который связан с первичным опознанием звуковых стимулов и латентное время P300, который был связан с принятием решений [12]. Удлинение ЛВ N2 могло быть связано с дефицитом внимания и увеличением времени первичного опознания и дифференцировки звукового синеала, а для компонета ЛВ p300 – с ухудшением скорости окончательной классификации стимулов и принятием решения [12]. В контрольной группе и у мужчин с контролируемой артериальной гипертензией, где медианные значения САД (131 мм рт.ст.) и ДАД (81 мм рт.ст.) были в пределах нормальных значений, различий в латентном времени N2 и p300 и величине амплитуды p300 между данными группами не выявлено. У мужчин, не принимающих антигипертензивные препараты или принимающих их как регулярно, так и нерегулярно, но не контролирующих артериальное давление и имеющих САД и ДАД выше нормальных значений, отмечалось удлинение ЛВ N2 в теменном (Р3), центральном (С3) и средневисочном (Т3) отделах слева, а также в лобном отделе справа(F4), удлинение ЛВ Р300 в средневисочном отеле справа (Т4) , что свидетельствует о снижении скорости опознания и дифференцировки сигнала мозгом, дефиците внимания и удлинении времени принятия решения [13]. Считается, что амплитуда пропорциональна количеству ресурсов внимания, выделяемых на выполнение конкретной задачи[14]. У пожилых мужчин с неконтролируемой артериальной гипертензией и не принимающих гипотензивные препараты амплитуда р300 была ниже в теменных (P4,P3), центральных(C4,C3), лобных (F4,F3) и средневисочных (T4,T3) отделах обоих полушарий головного мозга по сравнению с контрольной группой. Медианное значение амплитуды p300 было ниже 5 мкВ в передневисочных (F8, F7) отделах головного мозга, особенно в передневисочном отделе (F7) слева, где медианное значение составило 4 мкВ, что свидетельствует о снижении ресурсов внимания. Наши результаты согласуются с данными литературы, что для сохранения когнитивных функций целесообразно снижение САД ниже 140 мм рт.ст [5] и ДАД ниже 90 мм рт.ст.

Установлены положительные корреляционные связи между САД и ЛВ N2 и отрицательные между САД и амплитудой р300. Это свидетельствует, что повышение САД оказывает влияние на увеличение времени первичного опознания и дифференцировку сигналов, а также повышенный уровень САД и ДАД отрицательно влияет на ресурсы внимания.

заключение

Таким образом, у пожилых мужчин Арктического региона РФ в возрасте 60-74 лет с АД выше нормальных значений, не принимающих антигипертензивные препараты или принимающих их как регулярно, так и нерегулярно, но не контролирующих артериальное давление, наблюдалось увеличение ЛВ N2 и p300 и снижение амплитуды p300, что свидетельствует об увеличении времени первичного опознания и дифференцировки сигналов, снижении скорости обработки информации и приятия решения и дефиците внимания. У пожилых мужчин с артериальной гипертензией, которые принимают антигипертензивные препараты и контролирующие АД в пределах нормальных значений, т.е. САД ниже 140 мм рт.ст. и ДАД ниже 90 мм рт.ст., не наблюдалось изменений когнитивных функций по показателям слухового вызванного потенциала, связанного с событием p300. Увеличение как САД, так и ДАД отрицательно влияет на когнитивные функции. Повышенный уровень САД оказывает влияние на увеличение времени первичного опознания и дифференцировку сигналов, скорости обработки информации. Повышенный уровень САД и ДАД связаны со снижением ресурсов внимания по данным слухового вызванного потенциала, связанного с событием p300.

Таблица 1.

Показатели артериального давления, индекса массы тела, возраста у пожилых мужчин Арктического региона РФ

Table 2. Indicators of blood pressure, body mass index, age in elderly men of the Arctic region of the Russian Federation

Таблица 2. Латентное время N2 (мс) у пожилых мужчин Арктического региона РФ, Ме (25; 75)

Table 2. Latency N2 (ms) in elderly men of the Arctic region of the Russian Federation,Me (25; 75)

Таблица 3. Латентное время р300 (мс) у пожилых мужчин Арктического региона РФ, Ме (25; 75)

Table 3. Latency p300(ms) in elderly men of the Arctic region of the Russian Federation,Me (25; 75)

Таблица 4. Амплитуда р300 (мкВ) у пожилых мужчин Арктического региона РФ, Ме (25; 75)

Table 4. Аmplitude of p300 (mcV) in elderly men of the Arctic region of the Russian Federation, Me (25; 75)

About the authors

Olga Krivonogova

Email: ja.olga1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7267-8836
Russian Federation

Elena Krivonogova

Author for correspondence.
Email: elena200280@mail.ru
Russian Federation

Lilia Poskotinova

Email: elena200280@mail.ru
Russian Federation

References

Supplementary files