ОСОБЕННОСТИ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ (обзор литературы)



Цитировать

Полный текст

Аннотация

В первой части обзора приводится исторический аспект научных направлений возрастной нейрофизиологии, рассматриваются возрастные особенности морфофункционального развития головного мозга и их отражение в его биоэлектрической активности. Показано, что морфологическое созревание различных мозговых структур проявляется как в психофизиологическом развитии ребёнка, так и в изменениях амплитудно-частотного спектра электроэнцефалограммы и пространственно-временной организации биопотенциалов мозга. Представлены литературные данные, описывающие онтогенетическую динамику электроэнцефалограммы детей и подростков, показаны этапы возрастного формирования электрогенеза различных областей головного мозга, а также характерные изменения внутри- и межполушарных взаимосвязей. Во второй части обсуждаются особенности функционирования вегетативной нервной системы у детей и подростков, акцент делается на физиологических реакциях со стороны сердечно-сосудистой системы у лиц с различными типами вегетативного тонуса. Приведены данные работ, демонстрирующих изменения показателей центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма у подростков в зависимости от возраста, пола и условий проживания. Кроме того, рассматриваются основные факторы внешней и внутренней среды, способные вызывать развитие нейрорегуляторных расстройств и вегетативных дисфункций у детей и подростков.

Полный текст

Возрастные аспекты морфофункционального развития мозга и их отражение в его биоэлектрической активности В процессе онтогенеза человека все системы и органы претерпевают ряд преобразований, заключающихся в росте, дифференцировке и интеграции частей развивающегося организма. Мозг, являясь важным регулятором всех жизненных функций, также развивается, обеспечивая адекватное приспособление человека к окружающей среде. Становление нервной деятельности в пренатальном и постнатальном онтогенезе проявляется в развитии и усложнении рефлекторных реакций, в гетерохронном созревании функциональных систем [3]. В основе этих процессов лежит прогрессирующее морфологическое созревание клеточных элементов и структур спинного и головного мозга: уменьшение плотности клеток в мозговых структурах, увеличение внутрицентральных связей, расширение контактов афферентных волокон с мотонейронами и промежуточными нейронами, повышение количества синапсов на телах и отростках нейронов, развитие внутрицентральных и межцен-тральных взаимоотношений, усовершенствование цитоархитектоники корковых полей, миелинизация 16 Экология человека 2017.07 Экологическая физиология проводящих путей. Вследствие этого происходит повышение скорости проведения возбуждения в рефлекторных дугах, усложнение координационных механизмов спинного и головного мозга [46]. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) является важнейшим объективным показателем работы мозга. Биоэлектрическая активность отражает функциональную активность и сложное взаимодействие различных структур мозга и таким образом зависит от степени организации мозговых систем [6]. Ещё Павлов И. П. [24] подчёркивал модулирующее влияние подкорковых центров на кору головного мозга. Орбели Л. А. [23] развил представления об адаптационно-трофическом действии высших вегетативных центров промежуточного мозга на функциональное состояние коры. По данным Ливанова М. Н. [20], существуют две системы, регулирующие корковую активность: ретикулосептальная, действующая диффузно, и ма-миллоталамическая, оказывающая пространственно избирательное действие. Вместе с тем убедительные данные о значении таламических структур в генезе основного ритма ЭЭГ [39] не исключают роли нервных элементов коры больших полушарий в генерации биоэлектрической активности мозга. Уолтер Г. [30] высказал гипотетическую точку зрения о наличии двух процессов, принимающих участие в генерации альфа-ритма - корково-подкорковом и корково-корковом. Структурно-функциональные изменения мозга являются основой перестроек биоэлектрической активности в процессе онтогенеза. В работах многих авторов [21, 31, 32] показана высокая прогностическая ценность ЭЭГ-методов для определения симптомов функциональной незрелости мозга. Вопросы изучения биоэлектрической активности мозга у детей и подростков занимают значительный объём исследований по электроэнцефалографии - свыше 20 % [31], особенности биоэлектрической активности мозга у детей изучены в деталях. Благодаря этим исследованиям Шеповальников А. Н. с соавт. [32] выделяют признаки, характеризующие «уровень зрелости» биоэлектрической активности головного мозга у бодрствующих детей: 1) особенности частотно-амплитудного спектра ЭЭГ; 2) наличие устойчивой ритмической активности; 3) среднюю частоту доминирующих волн; 4) топические особенности ЭЭГ по областям мозга; 5) особенности генерализованной и локальной вызванной активности мозга; 6) особенности пространственно-временной организации биопотенциалов мозга. Эти признаки, по мнению авторов, необходимо рассматривать комплексно. В процессе развития ребёнка происходит постоянное, вплоть до 18 лет, усложнение миелоар-хитектоники коры. Так, уровень корреляции между потенциалами корковых клеток определяется развитием межнейрональных связей в коре. Система вертикальных и горизонтальных связей коры к моменту рождения выражена относительно слабо. В первые годы постнатального онтогенеза человека наиболее интенсивно развивается система вертикальных свя зей. К 5-6 годам усложняется система связей по горизонтали за счёт роста в длину и разветвления базальных дендритов и развития боковых терминалей апикальных дендритов. «Гармония взаимоотношений» между структурно-функциональным развитием мозга и динамикой фоновой электрической активности нарушается у подростков (у девочек 12-14 лет, у мальчиков 13-15 лет) [21]. Согласно морфологическим данным, прогрессивные изменения нейронного аппарата коры, главным образом лобных отделов, продолжаются в подростковый период. К 12-14 годам в ансамблях чётко выражены разнообразные специализированные формы пирамидных нейронов, высокого уровня дифференцировки достигают все типы интернейронов, удельный вес волокон значительно выше удельного веса клеточных элементов [27]. Исследования методами функциональной морфологии (MRI) также свидетельствуют о том, что в подростковом возрасте продолжаются прогрессивные структурные изменения головного мозга, в частности, увеличивается относительный объём волокнистых структур [34]. Напротив, в структуре ЭЭГ прогресс не отмечается, а во многих случаях выявляются изменения, свойственные более молодому возрасту в виде снижения частоты альфа-ритма и нового всплеска медленноволновой генерализованной активности, часто приобретающей форму разрядов [21]. В подростковом возрасте изменения ЭЭГ связаны с разрушением уже сложившегося баланса корковоподкоркового взаимодействия вследствие повышения активности гипоталамо-гипофизарного комплекса и лимбических структур. «Возвращение» ЭЭГ затылочных областей к уровню, достигнутому в 11 лет, наблюдается лишь к 14-15 годам [31]. В центральных и лобных отделах окончательное формирование альфа-активности достигается только к 22-25 годам [41]. Созревание коры больших полушарий, функциональная организация её нервных центров, уменьшение роли неспецифических подкорковых структур в генезе биоэлектрической активности мозга проявляется в снижении с возрастом представленности тета-ритма и усилении выраженности альфа-ритма, формировании его пространственной организации [31]. Таким образом, в постнатальном онтогенезе ребёнка, с одной стороны, создаются условия для вовлечения всё большего количества нейронов коры в синхронную активность, а с другой - за счёт диффе-ренцировки различных интернейронов формируются предпосылки для ограничения процессов возбуждения и формирования функциональных объединений меньшего размера. Эти факторы приводят к уменьшению локальной синхронизации и, следовательно, к снижению с возрастом амплитуды волн ЭЭГ и увеличению частоты доминирующей активности [31]. Жадин М. Н. [14] считает, что амплитуда ЭЭГ в основном определяется взаимосвязями между клетками коры. На величину регистрируемой амплитуды влияет также и толщина покровов мозга, а частота ритмов ЭЭГ находится в тесной положительной кор 17 Экологическая физиология Экология человека 2017.07 реляционной связи с массой мозга, причём эта связь касается как возрастных различий массы мозга, так и различий, обусловленных нарушениями в развитии [42]. Необходимо отметить, что онтогенетическая динамика параметров ЭЭГ, отражающая возрастные преобразования структурно-функциональной организации мозга, носит нелинейный характер. В работе Hudspeth W. G. [38] приведён анализ возрастных изменений абсолютной мощности ЭЭГ в четырёх различных областях коры большого мозга человека в период от 1 до 21 года. На фоне общего уменьшения абсолютной мощности ЭЭГ в этом временном отрезке наблюдается волнообразная динамика этого показателя. Авторами обнаружено пять стадий периодического увеличения и уменьшения абсолютной мощности ЭЭГ. Эти стадии синхронны в различных областях коры в течение первых 10,5 года жизни, после чего они протекают относительно независимо в разных областях. Основные изменения в психофизиологическом развитии человека, по мнению авторов, на основании этих стадий должны ожидаться в 2,5; 7,5; 12; 15 и 18,5 года. Фарбер Д. А. с соавт. [31] в процессе формирования ЭЭГ выделяют следующие качественно переломные периоды. Возраст 6 лет характеризуется значительным увеличением мощности основного ритма покоя в диапазоне альфа-1. К 9-10 годам ведущим становится поддиапазон альфа-2, который начинает играть основную роль в пространственной организации биоэлектрической активности мозга. В это же время существенно возрастает мощность субдиапазона альфа-3. С 12-14 лет (половое созревание) наблюдается некоторый регресс в ЭЭГ, что проявляется в небольшом усилении мощности медленноволновой тета-активности и уменьшении скорости нарастания мощности поддиапазона альфа-2, а в височных областях и в его снижении. На данном этапе онтогенеза отмечается снижение функции когерентности во всём диапазоне альфа-частот. С завершением периода полового созревания значительно увеличивается мощность средне- и высокочастотных составляющих альфа-диапазона. Формируется свойственная взрослым пространственная синхронизация ритмов ЭЭГ покоя, что отражает становление зрелого типа структурно-функциональной организации мозга, характерной для состояния спокойного бодрствования. По мере созревания мозга происходят поэтапные изменения ЭЭГ, прежде всего направленные на изменения частоты, которая имеет тенденцию к увеличению, а также топографии выявления волн. На основании этих характеристик ЭЭГ создан ряд схем, образующих динамику развития ЭЭГ [28]. Исторически существовало две точки зрения, описывающие возрастную динамику ЭЭГ. Согласно одной из них развитие ЭЭГ представляет собой прогрессивное ускорение медленных ритмичных колебаний. Представители этого направления считают, что альфа-ритм возникает между 3 и 6 месяцами и составляет 3-4 Гц, к 4 годам его частота увеличивается до 8 Гц, к 12 годам соответствует частоте, присущей взрослому человеку. Согласно второй позиции на ЭЭГ детей всех возрастов имеются различной частоты волновые процессы, однако степень их выраженности у детей различного возраста и разных областей мозга изменяется в соответствии с морфофизиологическими особенностями деятельности той или иной структуры мозга ребёнка в зависимости от степени её зрелости. Поэтому не существует перехода одних частот в другие, но в процессе созревания мозга наблюдается постепенный сдвиг частотного спектра вправо, в сторону быстрых ритмов. Отмечается, что «нормальные» ритмы взрослых регистрируются в затылочных долях даже у младенцев, но они маскируются распространяющимися медленными ритмами [13]. Представители второй точки зрения считают, что к 4-7 годам затухают медленные ритмы и преобладающей становится частота 4 - 7 Гц. Затем, к 10-12 годам, ритм 4 - 7 Гц также затухает, и на ЭЭГ начинает доминировать альфа-ритм. Но и в этом возрасте на ЭЭГ детей имеется довольно много дельта- и тета-волн, накладывающихся в задних и центральных областях головного мозга на альфа-, а в передних - на бета-ритмы. Реакция десинхронизации альфа-ритма в ответ на световое раздражение чётко проявляется только к 8 годам, а в 12-17 лет не отличается от реакции взрослых. К этому времени появляется усвоение относительно высокой частоты световых мельканий (14 - 24 Гц), у младших детей усваиваются более медленные ритмы, что свидетельствует о постепенном повышении функциональной подвижности корковых нейронов в процессе созревания коры [13]. Считается, что зрелый тип ЭЭГ, характерный для взрослых, устанавливается к 15-16 годам [6]. Появление альфа-ритма и его преобразования связывают, в частности, с процессами созревания нейронного аппарата коры больших полушарий. С помощью компьютерной морфометрии установлено, что наиболее продолжительно в процессе онтогенеза развиваются ассоциативные поля «44», «45», «10» латеральной префронтальной зоны: особенно важные структурные преобразования в них носят этапный характер и отмечаются на первом году жизни, а также к 3, 6-7, 10 и 13-14 годам. При этом полного объёма, характерного для взрослых людей, головной мозг лиц женского пола достигает на 1-2 года раньше, чем мозг лиц мужского пола [40]. Согласно данным Владимировой Г. А. [8], ЭЭГ школьников отличается альфа-ритмом частотой 8-10 Гц с амплитудой до 120 мкВ, который преобладает в теменно-затылочных областях. На фоне альфа-ритма выявляются и отдельные группы медленных волн, но амплитуда их снижается. В 8-9-летнем возрасте количество дельта-волн продолжает уменьшаться. К 10-11 годам альфа-ритм полностью доминирует в теменно-затылочных зонах. В возрасте 12-14 лет доминирует альфа-ритм с частотой 10 Гц и амплитудой 90 мкВ. Стабилизация ритмов наступает в возрасте 18-20 лет. 18 Экология человека 2017.07 Экологическая физиология Таким образом, в процессе формирования корковой ритмики происходит постепенное изменение частотного спектра колебаний ЭЭГ, снижается количество медленных волн дельта- и тета-типа, стабилизируется альфа-ритм, происходит зональное распределение ритмики, т. е. в затылочных областях отмечается альфа-активность, в лобных областях преобладает бета-активность, тогда как в височных отделах регистрируются альфа- и бета-волны, смешанные с эпизодическими субтета волнами [39]. Из этих схем, дополненных сведениями о топических особенностях ЭЭГ детей, видна одна из основных особенностей развития биоэлектрической активности мозга в онтогенезе - смена доминирующих ритмов ЭЭГ с возрастом. В некоторой степени изменения частот основного ритма отражают морфофункциональное созревание мозга, но не говорят о становлении системы межцентральных связей [32]. У подростков отмечается значительная вариабельность ЭЭГ-характеристик. При этом наличие в их ЭЭГ патологических признаков не всегда свидетельствует о каком-либо отклонении в развитии и может нивелироваться, т. к. с возрастом совершенствуются механизмы системной организации внутри- и межполушарных взаимодействий [31]. Например, при изучении мозгового обеспечения стереогностической деятельности у взрослых и детей 5-10 лет выявлено, что для взрослых был характерен сочетанный паттерн межкортикальных взаимодействий, выражавшийся в значительном усилении межполушарных взаимосвязей биопотенциалов коры одновременно с существенным повышением уровня системного взаимодействия передних отделов коры с задними. У детей усиление межполушарных связей ЭЭГ при выполнении стереогностического теста отмечается уже в возрасте 5-6 лет, достигая максимальной выраженности в 7-8 лет. Увеличение взаимокорреляции биопотенциалов коры во фронто-окципитальном направлении развивается постепенно с возрастом и в 9-10 лет приближается к дефинитивному уровню, типичному для взрослых испытуемых [9]. Показано, что с возрастом прогрессивно увеличивается активация в типичных для конкретной деятельности областях мозга и повышается количество и теснота характерных внутри- и межполушарных взаимосвязей. При этом характер активации различается у лиц мужского и женского пола. Характерный рисунок взаимосвязи различных мозговых структур может искажаться, если происходит какое-либо нарушение развития, например речевого аппарата [9]. В детском возрасте морфофункциональное созревание лобных областей и их нисходящих связей с другими структурами мозга обеспечивает повышение эффективности произвольного избирательного внимания, торможение непосредственных реакций, регуляцию и организацию деятельности - функции, необходимые ребёнку для успешной учебной деятельности [5]. Многие исследователи выявляют отличия в ЭЭГ мальчиков и девочек, поскольку известно, что общее физиологическое созревание отличается у тех и других по срокам [6]. Показаны некоторые особенности ЭЭГ детей разного пола при исследованиях спектральной мощности [37], ЭЭГ-картировании [10], организации когерентности [40]. Наиболее существенные отличия проявляются в пубертатный период, что может быть связано, по мнению авторов, с перестройками гормональной активности в этом возрасте [10]. В то же время другие авторы [36] в своих исследованиях ЭЭГ детей школьного возраста половых различий не обнаружили. Большинство авторов полагает, что рисунок ЭЭГ в большей или меньшей мере генетически детерминирован [28, 31, 32]. Многие исследователи считают, что у родственников сходным оказывается спектральный состав по большинству ритмов [35]. Наиболее признана точка зрения о наибольшей генетической обусловленности альфа-ритма [44]. Есть данные, что даже тип изменений, связанных с созреванием ЭЭГ, зависит от наследственных факторов [28]. По мнению авторов, устойчивость ЭЭГ-характери-стик под влиянием условий жизни связана с ролью генетических факторов [6]. Находит свои проявления на ЭЭГ и уровень интеллектуальных возможностей. Несколько отличными от общепринятых являются данные Кироя В. Н. [17], который обнаружил, что у подростков с низким уровнем интеллектуального развития более выражены альфа-частоты, а уровень когерентности альфа-ритма более высокий по сравнению с контрольной группой с высокими интеллектуальными возможностями. Правда, частота альфа-ритма при этом была низкой (8-9 Гц), а авторы ничего не говорят о реактивности и устойчивости низкочастотного альфа-ритма, что имеет важное функциональное значение. Так, в работе Фарбер Д. А. [31] было показано, что ЭЭГ подростков с низкой умственной работоспособностью характеризуется гиперсинхронностью, моночастотностью, низкой реактивностью альфа-ритма и высоким уровнем генерализованной пространственной синхронизации. Для подростков с высокой работоспособностью характерны регионарная специфичность основного ритма ЭЭГ и наличие локальных динамических фокусов взаимосвязанной активности. Несмотря на особенности подросткового кризиса, представленные сведения дают основание для использования ЭЭГ в целях изучения морфофункционального созревания мозга и его отдельных систем. Вместе с тем применение электроэнцефалографических методов в медицинской и исследовательской практике для индивидуальной диагностики уровня зрелости мозга сопряжено с необходимостью разработки унифицированных нормативных ЭЭГ-критериев, приуроченных как к определённым возрастным периодам, так и к климатоэкологическим и социально-экономическим условиям проживания подростков. 19 Экологическая физиология Экология человека 2017.07 Особенности функционирования вегетативной нервной системы у подростков Характер взаимодействия функциональных систем организма, направленных на поддержание гомеоста за, их устойчивость в процессе адаптации организма ребёнка к постоянно меняющейся внешней и внутренней среде во многом зависит от типов вегетативной регуляции [7]. Вегетативной нервной системе (ВНС) принадлежит во многом решающая роль в жизнедеятельности организма [22]. Одной из важнейших интегральных характеристик индивидуальных особенностей является баланс активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС, в соответствии с которым группируют лиц с разным типом ВНС, обладающих определёнными функциональными особенностями - с преобладанием симпатических влияний (симпатотоников), с преобладанием вагусных влияний (ваготоников) и со сбалансированным вегетативным тонусом (нормотоников) [4, 22]. В современной биологии и медицине назначение ВНС рассматривается в двух аспектах. Согласно первому функции ВНС сводятся к поддержанию гомеостаза. Это осуществляется надёжными механизмами, выработанными в ходе филогенеза, которые позволяют организму успешно адаптироваться к меняющимся факторам внешней и внутренней среды. Нарушение гомеостаза не только проявляется множеством вегетативных расстройств, но и существенно меняет поведение человека [7]. Вторым аспектом функционирования ВНС является обеспечение различных форм психической и физической деятельности. В период напряжённой деятельности происходит значительная мобилизация энергетических ресурсов, кардиоваскулярной, респираторной и других систем на фоне резкого усиления катаболических процессов. Осуществляются процессы как будто противоположные удержанию гомеостатического равновесия, но необходимые для осуществления конкретных форм поведения, в том числе и в экстремальных условиях. Расстройство вегетативного обеспечения той или иной функции нарушает поведение человека и обусловливает его дезадаптацию к изменившимся условиям [26]. Оба этих аспекта функционирования ВНС на первый взгляд противоположны, но в этой кажущейся противоположности заключается диалектическое единство, сущностью которого является обеспечение адекватного, целостного поведения. Ранее было показано, что напряжённость взаимодействия функциональных систем минимальна у нормотонического и максимальна у симпатикотонического типа, соответственно наименее устойчив к различного рода воздействиям симпатикотонический тип регуляции [15]. Надсегментарные вегетативные аппараты соединены с мозговыми механизмами поведения лимбико-ретикулярным комплексом, который в тесном взаимодействии с новой корой осуществляет формирование потребностей, конкретных мотивационных целей поведения, осуществляет реализацию пове денческих актов [19]. Высшим звеном вегетативной и эндокринной регуляции является гипоталамус, это интегративный орган поддержания гомеостаза, верховный регулятор вегетативных функций организма. Гипоталамус выступает в роли центрального звена гипоталамо-лимбико-ретикулярного комплекса, называемого «эмоциональным мозгом» организма [7]. В настоящее время для оценки типа ВНС широко используются параметры вариабельности сердечного ритма (ВСР) [4]. Тип вегетативной нервной системы также оценивают по мощности дыхательных волн кардиоритма либо по балансу медленных и дыхательных волн [43]. С точки зрения поливагусной теории Porges S. [43], симпато-, нормо- и вагото-ники представляют собой 3 группы обследуемых с различной степенью активации ядер блуждающего нерва. Ваготоники с низкой активацией центрального контура регуляции (низкая мощность альфа-ритма ЭЭГ в затылочных отведениях), низкой лабильностью центральной нервной системы обладают большим тонусом обоюдного и дорсального моторного ядер вагуса по сравнению с симпатотониками, у которых на фоне высокой активации корковых структур происходит подавление активности стволовых и, в частности эфферентных, ядер вагуса, вследствие чего резко снижается ВСР. Разная степень активации обоюдного ядра вагуса, которая согласно Cheng Z. [33] вызывает отрицательные хроно-, ино-, дромо- и батмотропные эффекты вагуса, обусловливает выраженные изменения показателей электрокардиограммы, отражающих биоэлектрические процессы в желудочках сердца, но не в предсердиях. Предполагается [1], что группы с разным типом ВНС обладают и разными типами вегетативного обеспечения организма: ваготоники (по сравнению с симпатотониками) характеризуются более низким уровнем напряжения организма (более низкая частота сердечных сокращений - ЧСС, высокий уровень альфа-ритма), проявляющимся в более низком уровне произвольного внимания (более длительное время реакции на зрительный стимул), низкой моторной лабильности (низкая частота теппинга) и устойчивости на двух ногах (дисперсия стабилограммы). Данный стиль вегетативного обеспечения организма предусматривает резкую активацию симпатических механизмов лишь на короткое время, а затем система возвращается в состояние, связанное с преобладанием вагусных влияний. Это предположение подтверждается существенной выраженностью мощности волн очень низкочастотного VLF-диапазона (Very Low Frequency) ВСР у ваготоников, которые могут возникать только при резких «скачках» ЧСС [26]. У симпатотоников, напротив, преобладают активационные (по сравнению с ваготониками) процессы, что характеризуется противоположными достоверными изменениями показателей состояния организма, а также психической и поведенческой активности [1]. Частота сердечных сокращений в данной группе высокая и отличается большей стабильностью 20 Экология человека 2017.07 Экологическая физиология по сравнению с ваго- и нормотониками, что автор связывает с более низким спектром мощности волн VLF-диапазона. При осуществлении повседневной деятельности у симпатотоников не происходит значимого увеличения симпатического тонуса при дополнительной нагрузке, так как организм уже находится в состоянии высокой «активации». Эти результаты совпадают с мнением Porges S. [43], согласно которому уровень тонуса блуждающего нерва и его реактивность могут служить индексом поведенческой регуляции индивида. Авторами [25] показано, что у детей при переходе из одной возрастной группы в другую внутри спектров кардиоритма, ритмов дыхания и артериального давления происходят сложные структурные перестройки, даже в том случае, когда общая мощность спектра ВСР остаётся неизменной. В подростковый период (11-16 лет) происходит закономерное изменение общей выраженности вегетативных регуляторных влияний на сердечную деятельность. Общая мощность спектра у мальчиков снижается от 11 к 15 годам, а у девочек от 11 к 14 годам. Наблюдаемая гетерохрония может быть связана с различными темпами полового созревания у мальчиков и девочек. Выраженность гуморально-метаболических влияний (VLF) увеличивается у мальчиков и девочек от 11 к 16 годам. Если в 10 лет на возбудимость миокарда у мальчиков влияет в основном сегментарный уровень вегетативной регуляции, то в период активного полового созревания функция возбудимости у них регулируется надсегмен-тарным уровнем. Соотношение активности симпатического и парасимпатического звеньев на изученном отрезке онтогенеза у мальчиков увеличивается от 11 до 14 лет и в дальнейшем снижается, что указывает на максимальную симпатическую активность в 14 лет. После завершения периода полового созревания регуляция возбудимости миокарда становится более сложной и характеризуется сочетанными влияниями сегментарного и надсегментарного уровней ВНС [29]. У девочек изменения в возрастном аспекте происходят по-другому. В начале и в период активного полового созревания выражены регуляторные влияния сегментарного и гуморально-метаболического уровней. Полученные данные позволяют утверждать, что с возрастом у мальчиков и девочек усиливается степень активации высших вегетативных центров и систем, ответственных за адаптацию. По завершению полового созревания не выявлено однозначного ведущего механизма регуляторных влияний на ритм сердца. В 16-17 лет повышается общая мощность спектра ВСР как у мальчиков, так и у девочек [29]. Весьма актуальными и в настоящее время остаются исследования [17], которыми было установлено, что при умственном утомлении у школьников происходит значительное изменение биопотенциалов головного мозга, весьма сходное с таковым при блокаде ретикулярной формации мозга, а также существенно изменяется кровоснабжение мозга с явлениями спазма его сосудов. По мнению авторов [18], такое влияние связано с повышением удельного веса симпатической регуляции функций организма. Кроме того, известно, что тормозные процессы в коре сопровождаются усилением симпатических воздействий на кардиоваскулярную систему [15]. Одними из наиболее распространённых форм психосоматической патологии являются вегетососудистые дистонии (ВСД) [7], которые на современном этапе входят в синдром вегетативной дистонии (СВД) [2, 16]. Эти синдромы возникают вторично при целом ряде состояний, приводящих к нейрорегуляторным расстройствам и вегетативным дисфункциям. Необходимо отметить, что для детей и подростков характерны прежде всего нарушения вегетативных функций и тесно связанные с ними расстройства сосудистого тонуса и регуляции кровообращения [2]. Рядом исследований было показано, что возникновению гипертонии у детей и подростков предшествует длительный период СВД по гипертоническому типу [11, 16, 25]. Вегетативная дистония с артериальной гипертензией является формой вегетососудистой дизрегуляции, чаще она встречается у школьников среднего и старшего возраста. Повышенные цифры артериального давления (АД) выявляются у 5-15 % детей, а в школьном возрасте - у 7 % [12, 25]. У городских школьников повышение АД встречается в 2 раза чаще, чем у сельских. С возрастом юноши по частоте этой формы ВСД обгоняют девушек (14 и 10 % соответственно), хотя в младших группах доминируют девушки [2]. При ВСД с артериальной гипертензией имеются жалобы на головные боли, кардиалгии, раздражительность, утомляемость, снижение памяти. При этом на ЭЭГ, как правило, не выявляется грубых нарушений, а отмечающиеся изменения носят неспецифический характер. Наиболее важной чертой биоэлектрической активности головного мозга у детей со склонностью к повышению АД является наличие признаков повышенной активности мезэнцефалической ретикулярной формации, проявляющейся повышенной частотой «уплощённых» ЭЭГ и снижением альфа-индекса на функциональные нагрузки [18]. Особый интерес вызывают ВСД конституционального характера, обычно проявляющиеся в раннем детском возрасте и характеризующиеся нестойкостью вегетативных параметров: потливостью, колебаниями ЧСС и АД, склонностью к субфебрилитету, плохой переносимостью физического и умственного напряжения, метеотропностью. Конституциональные заболевания могут проявиться психовегетативными расстройствами и синдромом прогрессирующей вегетативной недостаточности, а также вегетососудисто-трофическим синдромом [45]. Вегетососудистые дистонии психофизиологической природы (соматоформные дисфункции) возникают у здоровых людей на фоне острого или хронического стресса. Эмоционально-вегетативно-эндокринные реакции на острый стресс являются нормальным физиологическим ответом организма и не могут считаться патологическими. Однако избыточная не 21 Экологическая физиология Экология человека 2017.07 адекватная выраженность реакции, длительность и частота их на фоне хронического стресса, нарушение адаптационных возможностей человека являются уже патологическими, основу клинических проявлений которых составляет психовегетативный синдром [16]. К ВСД при гормональных перестройках относят изменения в период пубертата. В пубертатном возрасте имеются две предпосылки к появлению вегетативных синдромов, а именно возникновение новых вегетативно-эндокринных взаимоотношений и быстрая прибавка роста, при которой создаётся разрыв между новыми физическими параметрами и возможностями сосудистого обеспечения. Проявлениями этого являются вегетативные нарушения на фоне мягких или выраженных эндокринных расстройств, колебания АД, эмоциональная неустойчивость, нарушение терморегуляции, предобморочные и обморочные состояния [16, 26]. Вегетативные расстройства многообразны в своих проявлениях, поэтому большое значение приобретает анализ нозологической ситуации для правильного определения типа расстройств и подбора возможных коррекционных мероприятий. Анализ результатов нейрофизиологических исследований позволяет проследить зависимость между характером изменений ЭЭГ и структурно-функциональными особенностями мозга детей разного возраста с учётом состояния их ВНС. Созревание нейронов коры связано с формированием нейронных сетей, и хотя этот процесс подчиняется определённой генетической программе, окончательный результат зависит и от влияний окружающей среды. В процессе развития формируются именно те нейронные сети, которые смогут наиболее эффективно обеспечивать деятельность организма во внешней среде [28].
×

Об авторах

Денис Борисович Дёмин

ФГБУН «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики Российской академии наук»

Email: denisdemin@mail.ru
доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории биоритмологии 163000, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249

Список литературы

  1. Айдаркин Е. К., Овчинников К. В. Психофизиологическая характеристика лиц с различным вегетативным статусом // Валеология. 2006. № 2. С. 23-32.
  2. Акарачкова Е. С., Вершинина С. В. Синдром вегетативной дистонии у современных детей и подростков // Педиатрия. 2011. Т. 90, № 6. С. 129-136.
  3. Анохин П. К. Философские аспекты теории функциональной системы. Избранные труды. М.: Наука, 1978. 400 с.
  4. Баевский Р. М., Иванов Г. Г., Гаврилушкин А. П. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2002. № 24. С. 65-86.
  5. Безруких М. М., Мачинская Р. И., Фарбер Д. А. Структурно-функциональная организация развивающегося мозга и формирование познавательной деятельности в онтогенезе ребенка // Физиология человека. 2009. Т. 35, № 6. С. 10-24.
  6. Благосклонова Н. К., Новикова Л. А. Клиническая детская электроэнцефалография. М.: Медицина, 1994. 204 с.
  7. Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение / под ред. А. М. Вейна. М.: Медицинское информационное агентство, 2003. 752 с.
  8. Владимирова Г. А. Электроэнцефалография. Функциональная диагностика в детском возрасте. София: Медицина и физкультура, 1979. С. 55-91.
  9. Гальперина Е. И., Цицерошин М. Н., Зайцева Л. Г. Становление нейрофизиологических механизмов стерео-гностической функции (ЭЭГ-исследование) // Физиология человека. 2010. Т. 36, № 1. С. 18-31.
  10. Горбачевская Н. Л., Кожушко Л. Ф. Динамика развития ответов ЭЭГ у мальчиков и девочек школьного возраста // Журнал невропатологии и психиатрии. 1990. № 9. С. 75-79.
  11. Грибанов А. В., Волокитина Т. В. Здоровье и функциональное развитие школьников на Европейском Севере России // Вестник национального комитета «Интеллектуальные ресурсы России». 2006. № 4. С. 71-75.
  12. Дёмин Д. Б., Поскотинова Л. В., Кривоногова Е. В. Возрастные особенности функциональных показателей сердечно-сосудистой системы у подростков различных арктических территорий // Экология человека. 2015. № 7. С. 27-32.
  13. Егорова И. С. Электроэнцефалография. М.: Медицина, 1973. 296 с.
  14. Жадин М. Н. Формирование ритмических процессов в биоэлектрической активности коры головного мозга // Биофизика. 1984. Т. 29, № 1. С. 129-147.
  15. Жемайтите Д. И., Варонецкас Г. А., Соколов E. H. Взаимодействие парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы в регуляции сердечного ритма // Физиология человека. 1985. Т. 11, № 3. С. 448-455.
  16. Заваденко Н. Н., Нестеровский Ю. Е. Клинические проявления и лечение синдрома вегетативной дисфункции у детей и подростков // Педиатрия. 2012. Т. 91, № 2. С. 92-101.
  17. Кирой В. Н., Войнов В. Б., Васильева В. В. Электроэнцефалографические корреляты интеллектуальных способностей подростков // Журнал высшей нервной деятельности. 1995. Т. 45, № 4. С. 669-675.
  18. Королева Н. В., Бугун О. В., Колесников С. И. Характер биоэлектрической активности головного мозга у детей с различным уровнем артериального давления // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2005. Т. 43, № 5. С. 166-169.
  19. Котельников С. А., Ноздрачёв А. Д., Коваленко А. П., Одинак М. М. Индекс эрготропной активности - интегральный показатель состояния надсегментарных центров вегетативной регуляции // Физиология человека. 2003. Т. 29, № 3. C. 66-71.
  20. Ливанов М. Н. Пространственно-временная организация потенциалов и системная деятельность головного мозга. М.: Наука, 1989. 400 с.
  21. Мачинская Р. И. Функциональное созревание мозга и формирование нейрофизиологических механизмов избирательного произвольного внимания у детей младшего школьного возраста // Физиология человека. 2006. Т. 32, № 1. С. 26-36.
  22. Ноздрачёв А. Д., Щербатых Ю. В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы // Физиология человека. 2001. Т. 27, № 6. С. 95-101.
  23. Орбели Л. А. Вопросы высшей нервной деятельности. М.: АН СССР, 1949. 801 с.
  24. Павлов И. П. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. Полное собрание сочинений. Т. 4. Л.: АН СССР, 1951. С. 16-30.
  25. Панкова Н. Б., Алчинова И. Б., Афанасьева Е. В., Карганов М. Ю. Функциональные показатели сердечнососудистой системы у подростков с предгипертензией // Физиология человека. 2010. Т. 36, № 3. С. 82-89.
  26. Поскотинова Л. В. Вегетативная регуляция ритма сердца и эндокринный статус молодежи в условиях Европейского Севера России. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 232 с.
  27. Семенова Л. К., Васильева В. В., Цехмитренко Т. А. Структурные преобразования коры большого мозга человека в постнатальном онтогенезе. Структурнофункциональная организация развивающегося мозга. Л.: Наука, 1990. С. 8-45.
  28. Сороко С. И., Андреева С. С., Бекшаев С. С. Перестройки параметров электроэнцефалограммы у детей -жителей о. Новая Земля // Вестник Северо-Восточного НЦ ДВО РАН. 2009. № 2. С. 49-59.
  29. Тупицын И. О., Андреева И. Г., Никулина М.В. Динамика вегетативной регуляции ритма сердца у подростков 11-16 лет // Вестник Поморского университета. 2004. № 2 (6). С. 39-44.
  30. Уолтер Г. Живой мозг. М.: Мир, 1966. 300 с.
  31. Фарбер Д. А., Семенова Л. К., Алферова В. В. Структурно-функциональная организация развивающегося мозга. Л.: Наука, 1990. 198 с.
  32. Шеповальников А. Н., Цицерошин М. Н., Апанасионок В. С. Формирование биопотенциального поля мозга человека. Л.: Наука, 1979. 163 с.
  33. Cheng Z., Zhang H., Yu J. Attenuation of baroreflex sensitivity following domoic acid lesion of the nucleus ambiguus of rats // J. Appl. Physiol. 2004. Vol. 96. P. 1 137-1 145.
  34. Courchesner E., Chisum H. J. Normal brain development and aging: quantitative analysis at in vivo MR imaging in healthy // Radiology. 2000. Vol. 216. P. 672-682.
  35. Eischen S. E., Luckritz J. Y., Polish J. Spectral analysis of EEG families // Biol. Psychol. 1995. Vol. 41. P. 61-68.
  36. Gasser T., Jennen-Steinmetz C., Sroka L., Verleger R. Development of the EEG of scholl-age children and adolescents. I. Analysis of band // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1988. Vol. 69. P. 91-99.
  37. Harmony T., Hinojosa G., Marosi E., Becker J. Correlation between EEG spectral parameters and an educational evaluation // Int. J. Neurosci. 1990. Vol. 54. P. 147-155.
  38. Hudspeth W. G., Pribram K. H. Psychophysiological indices of cerebral maturation // Int. J. of Psychophysiology. 1992. Vol. 12. P. 19-29.
  39. Kaiser D. A. Basic Principles of Quantitative EEG // J. Adult. Develop. 2005. Vol. 12, N. 2-3. P. 99-104.
  40. Lenroot R. K., Giedd J. N. Sex differences in the adolescent brain // Brain Cogn. 2010. Vol. 72 (1). P. 46-55.
  41. Matsuura M., Yamamoto K., Fukuzawa H., Okubo Y. Age development and sex differences of various EEG elements in healthy children and adults quantification by a computerized wave form recognition method // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1985. Vol. 60. P. 394-406.
  42. Nombela G. Bases morfologicas de la evalution del EEG desde los seis meses postnatales a los nueve anos // Arch. Neurobiol. 1976. Vol. 39. P. 195-212.
  43. Porges S. W. The polyvagal perspective // Biol. Psychology. 2007. Vol. 74. Р. 116-143.
  44. Smit C. M., Wright M. J., Hansell N. K. Genetic variation of individual alpha frequency (IAF) and alpha power in a large adolescent twin sample // Int. J. Psychophysiol. 2006. Vol. 61, N. 2. P. 235-243.
  45. Tanha T., Wollmer P., Thorsson O., Karlsson M. K. Lack of physical activity in young children is related to higher composite risk factor score for cardiovascular disease // Acta. Pediatric. 2011. Vol. 100. Р 717-721.
  46. Tennyson V. M. The fine structure of the developing nervous system. Developmental neurobiology. Springfield, 1970. P. 47-116.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Дёмин Д.Б., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 78166 от 20.03.2020.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах