Статистика
 
Rambler's Top100

Медицинская энциклопедия
Медицинский справочник
Главная >> Медицинские статьи >> Неврология

Некоторые особенности биоритмической активности спинного мозга

Профессор К.Б. Петров, Аспирант О.С. Калинина
Новокузнецкий институт усовершенствования врачей, кафедра лечебной физкультуры, физиотерапии и курортологии. г. Новокузнецк, Россия

Биологические ритмы (БР) обнаружены на всех уровнях организации живой природы – от одноклеточных до биосферы. Они признаны важнейшим механизмом, обеспечивающим гомеостаз организма [3]. С одной стороны БР имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой - их существование тесно связано с изменчивостью факторов внешней среды [24]. Все БР подразделяются на внутренние (физиологические) и внешние (экологические). По мнению С.Л. Загускина [7], эталоном биологического времени для многоклеточного организма является ритм пульса, а для биоценоза - околосуточный ритм.
Физиологические ритмы, как правило, генетически детерминированы и имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. В эволюционном аспекте их происхождение связано с микропульсациями геомагнитного поля, ионосферы, электромагнитными шумами, колебаниями яркости Солнца и т.п.[7]. Так ритмы тремора, a -волн ЭЭГ, ЭКГ коррелируют с электромагнитными колебаниями и кратны частоте в 8 герц [14, 15].
Доказано, что практически все патологические процессы в организме сопровождаются временной дезорганизацией физиологических функций [10]. Как правило, подобные десинхронозы связаны не столько с нарушением одного какого-нибудь ритма, сколько обусловлены дисбалансом между периодами нескольких БР одного уровня. Например, в норме отношение частоты сердечных сокращений к частоте дыхания находится в диапазоне от 3 до 5 [7].
Нередко для оптимизации физиотерапевтических процедур пытаются согласовывать режим их воздействия с тем или иным БР (ЭКГ, пульсограмма, фотоплетизмограмма и др.) [19].Помимо вышеуказанных причин, сложность использования для этой цели одночастотных резонансов состоит в принципиальной негармоничности флюктуаций в биосистемах [7].
В настоящее время наиболее изучены и широко применяются в клинике показатели вариабельности сердечного БР [22, 26]. С помощью методик спектрально-волнового анализа выделяется три частотных диапазона кардиоритма: VLF (very low frequency) - 0,004 - 0,07 Гц (свидетельствует об уровне энергетики метаболизма); LF (low frequency) 0,08 - 0,17 Гц (характеризует степень вагоинсулярных влияний) и HF (high frequency) 0,18 – 0,5 Гц (отражает сосудисто-гемодинамические процессы) [22].
Нисходящий нейромышечный контроль, а вместе с ним и изменение возбудимости сегментарного аппарата спинного мозга также подвержены медленным колебаниям декасекундного (околоминутного) диапазона. По имеющимся данным А.Н Флейшмана и И.Г. Халиулина [23], при мониторировании параметров Н-рефлекса (отношение Н/М*100%) выявлены спонтанные колебания активности мотонейронов спинного мозга с периодом в 1,0 – 1,2 минуты (60 - 72 сек или 0,0167 - 0,0139 Гц). У больных вегетативной дистонией и артериальной гипертонией наблюдалось значительное рассогласование этого БР.
Цель настоящего исследования состояла в углублённом изучении ритмической активности нейронного аппарата поясничного утолщения спинного мозга у клинически здоровых добровольцев для последующей разработки методик частотной оптимизации физиотерапевтических процедур.
Поставленная проблема решалась путём изучения динамики параметров H-рефлекса в икроножной мышце (отношение Н/М*100% и латентный период) на электромиографе «MG-440» фирмы Medicor (Венгрия) по стандартной методике [1, 2]. Известно, что Н-рефлекс является чувствительным индикатором, как нисходящих влияний, так и собственной активности сегментарного аппарата спинного мозга [12].
Таблица 1. Величина отношения Н/М*100% у мужчин и женщин

* Здесь и далее доверительный интервал вычисляется при P < 0,05.
Процедура проводилась в положении пациента лежа на животе, стопы свисали с края кушетки, голова располагалась по средней линии. Тестирование Н-рефлекса осуществлялось в автоматическом режиме с интервалом в 1 секунду в течение 360 секунд (6 минут). Ход всего исследования регистрировался на фотобумагу. Учитывалось, что при интервале между двумя стимулами не мене чем в 1 секунду следовое влияние первого стимула на амплитуду второго Н-рефлекса обычно уже минимально [1].
Кроме того, по индивидуальной оценке волонтёров регистрировалось время адаптации к боли, возникающей в ответ на электрический стимул которым вызывался Н-рефлекс, то есть временной промежуток, после которого тестирующее раздражение переставало восприниматься как болезненное или субъективно неприятное.

Таблица 2. Величина отношения Н/М*100% в различных возрастных группах

* Различия при сравнении с генеральной совокупностью (все данные) статистически достоверны
Исследованная группа насчитывала 55 человек (41 мужчина и 14 женщин) в возрасте от 18 до 65 лет. Средний возраст соответствовал 31+11 лет. Критерием включения являлось отсутствие каких-либо болевых синдромов, клинически актуальной вертеброгенной патологии, а также других заболеваний нервной системы в анамнезе и в неврологическом статусе.
Статистическая обработка осуществлялась по программам: Microsoft@ «Excel 2002», «Caterpillar-1.0», «STATGRAPHICS Plus-3,0» и «SPSS-9.0 for Windows».
Рис. 1. График посекундной динамики Н-рефлекса при тестировании через каждую секунду в течение 6 минут (360 секунд). Отчётливо прослеживается его неоднород-ность в виде трёх составляющих

Полученная база данных содержала результаты тестирования 18322 Н-рефлексов. В среднем величина отношения Н/М*100% составила 23,22+0,326%. Статистических различий в величине изучаемого параметра в группе мужчин и женщин обнаружено не было (табл. 1). В отдельных же возрастных группах (табл. 2) и у отдельных испытуемых амплитуда Н-рефлекса варьировала в пределах от 7,49 + 0,79 % (47 – 51 лет) до 27,16 + 1,43 % (42 – 46 лет), при этом его величина не коррелировала с возрастом (R= - 0,0535).
Время адаптации к болевому раздражителю составляло 15,96 + 2,51 секунды, наблюдалась слабая отрицательная корреляция между ним и амплитудой Н-рефлекса (R = - 0,38). Сколько-нибудь значительных связей между возрастом и временем адаптации обнаружено не было (R = 0,02).
Таблица 3. Общая характеристика частотных компонентов биоритмической активности спинного мозга




*
Частота вычислялась как 1/период
Рис. 2. Образцы сверхнизкочастотного, низкочастотного и высокочастот-ного компонентов, выделенных с помощью программы «Caterpillar-1.0» у раз-личных испытуемых (амплитуда дана во внутренних единицах программы)


При визуальной оценке кривой посекундной динамики Н-рефлекса (рис. 1) просматривается по крайней мере три составляющих: высокочастотная, низкочастотная и почти линейная – сверхнизкочастотная.
С целью статистически достоверного выделения ведущих составляющих частотного спектра изучаемой зависимости был произведён анализ временных рядов методом «Гусеница» [5] («Caterpillar-1.0»). Основным управляющим параметром программы является «Lag» - длина гусеницы. Не центрированные и не нормализованные данные по каждому испытуемому анализировались при Lag = 20. После разложения исходного материала на отдельные гармоники, последние вновь компоновались в три группы по принципу их отношения к ритмам высокой (ВЧ), низкой (НЧ) и сверхнизкой (СНЧ) частоты (рис. 2).
Наиболее многочисленным является СНЧ компонент с периодом акрофазы в 44,7 сек (0,02 Гц) и амплитудой до 20 условных единиц (УЕ) программы «Caterpillar-1.0». Его удельный вес в среднем составляет 60,2% от общего массива данных по каждому испытуемому (табл. 3). Вторым по величине процентного соотношения оказался ВЧ компонент (26,2%) с периодом в 3,2 сек (0,3 Гц) и амплитудой до 10 УЕ. Наименьший вклад в биоритмический ансамбль спинного мозга вносит НЧ компонент (11,4%), его период соответствует 9,2 сек (0,1 Гц), а амплитуда – около 45 УЕ. Если округлить периоды СНЧ, НЧ и ВЧ до целых чисел (45, 9 и 3), легко подсчитать, что одна СНЧ составляющая содержит 5 НЧ и 15 ВЧ элементов.
Период СНЧ компонента у мужчин оказался статистически достоверно длиннее, чем у женщин на 4,9 сек, а ВЧ компонента – на 0,1 сек (табл. 4).

Таблица 4. Соотношение периодов основных биоритмов спинного мозга у мужчин и женщин


Процентные вклады СНЧ и ВЧ компонентов (табл. 5) находится в обратно корреляционной зависимости (R = -0,5). Наиболее ярко эта тенденции выражена у мужчин (R = -0,6).
Полученные сведения о независящей от половозрастного фактора средней амплитуде Н-рефлекса в общем соответствуют данным литературы. Известно, что этот показатель отличается не только индивидуальной вариабельностью, но и весьма значительно колеблется в различные дни и даже в течение одних суток [1]. В норме отношение Н/М*100% для икроножной мышцы составляет 13-17-18% [1, 2].

Таблица 5. Корреляционные связи между удельным весом СНЧ и ВЧ компонентов в общей выборке и у мужчин



Постепенная депрессия вызванной активности (на 30% за исследуемый промежуток времени) и адаптация к болезненному монотонному электрическому раздражителю (в среднем, через 16 сек), вероятно, связаны с явлениями габитации (привыкания), обусловленной снижением амплитуды постсинаптического потенциала, продуцируемого сенсорным нейроном на интернейрон или мотонейрон (рис. 1) [25].
Выделенные компоненты нормальной ритмической активности мотонейронов спинного мозга близки к показателям вариабельности сердечного ритма [22]. При этом СНЧ (0,02 Гц) соответствует VLF (0,004 - 0,07 Гц), НЧ (0,1 Гц) - LF (0,08 - 0,17 Гц), а ВЧ (0,3 Гц) - HF (0,18 - 0,5).
Полученные ранее данные А.Н Флейшмана и И.Г Халиулина [23] о характере БР спинного мозга (0,0167 - 0,0139 Гц) следует признать частным случаем, соответствующим СНЧ компоненту нашего исследования. Цитируемые авторы вызывали Н-рефлекс на фоне калорической пробы с интервалом в 30 сек (у нас - 1,0 сек) и не могли отследить более высокочастотных колебаний. Кроме того, известно, что вестибулярные импульсы, инициируемые калорической пробой, могут оказывать тормозящие влияния на сегментарные мотонейроны [8, 9] и, следовательно, подавлять некоторые спинальные БР.
По этой же причине, наши исследования не улавливали биений с периодом менее 1 секунды, например «знаменитого» восьмигерцевого ритма.
В отличие от средней амплитуды Н-рефлекса, периоды его наиболее значимых СНЧ и ВЧ компонентов демонстрируют явную зависимость от полового признака. Первый из них преобладает у мужчин почти на 5 секунд, а второй – на 0,1 сек. Имеющиеся данные позволяют предположить существование некоторого антагонизма между этими БР, что проявляется весьма тесной отрицательной корреляцией между их процентными вкладами в общий ансамбль ритмической активности мотонейронов поясничного утолщения.
В настоящее время трудно судить о природе каждого из выделенных компонентов БР спинного мозга. Они значительно ниже частоты разрядов мотонейронов в естественных условиях деятельности (50 - 60 Гц) [21] или ритмов ЭЭГ, превышающих как правило 1 Гц (напомним, что a -ритм равен 8-12 Гц) [13]. Учитывая близость спинальных и сердечных БР, можно думать о хотя бы частичной общности их происхождения. В этой связи любопытно сообщение об отсутствии у больных с тетраплегией низкочастотных компонентов кардиоритма, что предполагает критическую роль супраспинальных механизмов в их определении [27].
Как известно, частота кранио-сакрального ритма – 6-10 колебаний в минуту (0,1 – 0,17 Гц), что соответствует НЧ компоненту спинального и LF - сердечного ритмов. В его происхождении, как известно, существенную роль играет ритмическая пульсация глии и цикличность выработки ликвора хориоидальными сплетениями [16], то есть сосудисто-метаболический фактор.
Полученные данные, в частности, могут найти применение для параметрической оптимизации лечения синусоидальными модулированными токами (СМТ) больных с вертеброгенным болевым синдромом поясничной локализации.
Обычно СМТ-терапию в данном случае применяют по следующей схеме: режим переменный, род работы (РР) – III, частота модулирующего тока (ЧМ) - 100 Гц, глубина модуляции (ГМ) – 75 – 100%, длительность посылок модулированного и немодулированного сигнала - 2 и 3 сек, 3-5 минут; затем переключаются на IY РР с ЧМ – 70 Гц, ГМ – 75–100% и соотношением посылок модулирующего тока нефиксированной частоты и частоты в 150 Гц – 1,0 – 1,5 сек., 3 – 5 мин. [20, 4, 6, 17, 11, 18].
Предлагаемая нами методика может быть реализована на аппарате «Амплипульс-3». Приборы более поздних модификаций, к сожалению, лишены возможности изолированной регулировки длительности посылок токов с различной ЧМ или пауз между ними. Процедура состоит из 2 рабочих периодов по 3 мин. Каждый период содержит 4 пачки импульсов, длительностью 45 сек. Внутри каждой пачки за счёт чередования различных родов и режимов работы имеется 5 интервалов по 9 сек. Каждый из этих интервалов, в свою очередь, разделён на 3 трёхсекундных периода, отличающихся частотой модуляции (рис. 3).
Первые 9 сек. воздействие оказывается III РР в переменном режиме, ЧМ – 100 Гц, ГМ – 75-100%, соотношение посылок модулированного и немодулированного тока – 3:3 сек. Затем, сохраняя прежние настройки, на 9 включается I РР. В следующий девятисекундный интервал, не меняя рода работы, устанавливается выпрямленный режим, после чего возвращается переменный режим I РР, продолжительностью в 9 сек. В заключительные 9 сек. повторяется III рр.
Рис. 3. Примерная схема биосинхронизировнной СМТ-терапии вертебро-генных болевых синдромов.
45 сек. – СНЧ диапазон; 9 сек – НЧ диапазон; 3 сек – ВЧ диапазон. I рр – 1 род работы; III pp – 3 род работы; IY рр – 4 род работы
 


Последующие три пачки отличаются друг от друга лишь переменой последовательности чередования I и III РР.
Второй рабочий период начинается с IY РР (чередование длительности посылок прежнее) – 9 сек, затем повторяется III РР – 9 сек, после чего на 9 сек. включается выпрямленный режим, а потом вновь следуют девятисекундные интервалы переменных режимов III и IY РР. В последующих трёх пачках III и IY РР каждый раз меняются местами.
Таким образом, выполненное исследование позволило выделить три компонента ритмической активности мотонейронного аппарата спинного мозга декасекундного (околоминутного) диапазона. Полученные данные, наряду с показателями медленных колебаний кардиоритма, могут быть использованы с диагностической целью, а также служат основой для частотной оптимизации различных методов лечения – от массажа и мануальной терапии - до физиотерапевтических процедур.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. Бадалян Л.О. Клиническая электронейромиография: Руководство для врачей / Л.О.Бадалян, И.А.Скворцов. - М.: Медицина, 1986.- 368 с.
  2. Байкушев Ст. Стимуляционная электромиография и электронейрография в клинике нервных болезней./ Ст. Байкушев, З.Х Манович., В.П. Новикова. - М.: Медицина, 1974.- 144 с.
  3. Бакумцев Н.И., Иванов Ю.Н. Фундаментальные основы ритмодинамики // Монография. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://wint.decsy.ru/mirit/RD_01/INDEX/HTML/Titl3/Ilyin_Ru.htm
  4. Боголюбов В.М. Общая физиотерапия: Учебник./ В.М. Боголюбов, Г.Н. Пономаренко. - 3-е изд., перераб. И доп. – Москва: Медицина, 1999. – 432 с.
  5. Главные компоненты временных рядов: метод "Гусеница"/ Под ред. Д.Л.Данилова. А.А.Жиглявского. - СПБ: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1997. – 150 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gistatgroup.com/gus/book1/manual.html)
  6. Гурленя А.М. Физиотерапия и курортология нервных болезней./ А.М. Гурленя, Г.Е. Багель.- Мнск: Вышэйшая школа, 399 с.
  7. Загускин С.Л. Синхронизация ритмов фазовых золь - переходов – основа происхождения и эволюции живых организмов на земле. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.stavedu.ru/_docs/pdf/vuz-chursin/_confer/cyclesX/0/04.pdf
  8. Калинин И.П. Вестибуло-моторные реакции у больных с поражением пояснично-крестцового отдела периферической нервной системы / И.П. Калинин // Материалы 3 съезда невропатологов и психиатров Белоруссии.- Минск, 1986.- С. 69 - 70.
  9. Калинин И.П. Клинико-физиологическая характеристика вестибулоспинальных влияний на деятельность сегментарного моторного аппарата у больных с неврологическими проявлениями поясничного остеохондроза системы / И.П. Калинин. // Периферическая нервная система / Под ред. И. П. Антонова. - Минск, 1986. - вып.. 9. - С. 79 - 84.
  10. Комаров Ф.И. Хронобиологическое направление в медицине: биоуправляемая хронофизиотерапия / Ф.И. Комаров, С.Л. Загускин, С.И. Рапопорт // Терапевтический архив - № 8. – 1994. – С. 3 – 6.
  11. Комарова Л.А. Руководство по физическим методам лечения/ Л.А. Комарова. Л.А. Благовидова. – Ленинград: Медицина, 1983 - 264 с.
  12. Коц Я.М. Организация произвольного движения / Я.М. Коц. – М.: Наука, 1975.- 248 с.
  13. Крамаренко А.В. Электроэнцефалограмма: анализ с точки зрения теории информации. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// htmtelemedicine.com/rus/publicationsnalise_eeg.htm
  14. Курортология и физиотерапия: руководство в 2-х томах / под ред. В.М. Боголюбова. – М.:, Медицина, 1985. – Т. 1. - 560 с.
  15. Магомедова Р.К. Исследование тремора покоя и движения у больных с экстрапирамидными нарушениями и болезнью Паркинсона / Р.К. Магомедова, В.Н. Суслов, Г.И. Фирсов. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.iash.ru/conf/tesys/sec4/Magomedova.doc
  16. Патогенетическое обоснование кранио-сакральной терапии при бронхиальной астме / под ред. А.Ф. Беляева, И.Л. Ли (Владивостокский государственный медицинский университет, кафедра и клиника мануальной медицины, г. Владивосток). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vtc.ru/~inmanmed/index1.htm
  17. Стрелкова Н.И. Физические методы лечения в неврологии / Н.И. Стрелкова - Москва, Медицина, 1983. – 272 с.
  18. Техника и методика физиотерапевтических процедур: справочник / Под ред. В.М. Боголюбова. – Москва: Медицина, 1983.- 352 с.
  19. Улащик В.С. Новые методы и методики физической терапии / В.С. Улащик - Минск: Беларусь, 1986. – 175 с.
  20. Улащик В.С., Лукомский И.В. Общая физиотерапия: Учебник/ В.С. Улащик, И.В. Лукомский. – Минск: Интерпрессервия; Книжный Дом, 2003.- 512 с.
  21. Физиология человека :Учебник для институтов физической культуры / Под ред. Н.В. Зимкина. – 5-е изд. – М:. Физкультура и спорт, 1975. – 360 с.
  22. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики: Теория, практическое применение в клинической медицине и профилактитке / А.Н. Флейшман. - Новосибирск, Наука, Сиб. Предприятие РАН, 1999 - 264 с
  23. Флейшман А.Н., Халиулин И.Г. Медленные колебания нисходящего нейромышечного контроля при калорической пробе / А.Н. Флейшман, И.Г. Халиулин // Сборник научных трудов II симпозиума «Медленные колебательные процессы в организме человека: теория, практика, применение в клинической медицине и профилактике».- Новокузнецк, 1999. С. 79 – 87.
  24. Хронобиология и хрономедицина / под ред. Ф.И. Комарова и С.И. Рапопорта;2-е изд..- М :.Триада-Х. – 2000, 488 с.
  25. Черникова Л.А. Нейрореабилитация: проблемы и пути решения / Л.А. Черникова. // Физиотерапия, бальнеология, реабилитация. – 2004.- № 7. – С. 3 –10.
  26. Яблучанский Н.И. Физиологические основы ВСР. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.hrvcongress.org/russian/education/courses/basis/
  27. Spectral analysis of heart rate variability signal and respiration in diabetic subjects. / A. Bianchi, B. Bontempi, S. Cerutti, P. Gianogli // Med Biol Eng Comput. – 1990. - V. 28. – №. – 2. - Р. 5 - 11.

УДК. 612.17017.2+616.74-008.1
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ БИОРИТМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СПИННОГО МОЗГА
К.Б. Петров, О.С. Калинина
Изучалась ежесекундная динамика H-рефлекса в икроножной мышце. Выделено 3 компонента биоритмической активности спинного мозга: сверхнизкочастотный компонент (0,02 Гц), низкочастотный компонент (0,1 Гц) и высокочастотный компонент (0,3 Гц). Полученные данные могут быть использованы с диагностической целью, а также служат основой для частотной оптимизации различных методов лечения – от массажа и мануальной терапии - до физиотерапевтических процедур.
SOME FEATURES OF BIORHYTHMIC ACTIVITY OF THE SPINAL CORD
K.B.Petrov, O.S.Kalinina
Every second dynamics of a H-reflex in muscles of a shin was studied. It is allocated 3 components of biorhythmic activity of a spinal cord: a superlow-frequency component (0,02 Hz), a low-frequency component (0,1 Hz) and a high-frequency component (0,3 Hz). The received data can be used with the diagnostic purpose, and also form a basis for frequency of optimization of various methods of treatment - from massage and manual therapy - before physiotherapeutic procedures.

02.02.2005


Смотрите также:
Здоровый сон — здоровый человек,   Бронзовый загар солярия,   Гармония, красота и здоровье для женщин старше 40,   Применение препарата «Пентаглобин» при неонатальном сепсисе,   Фармакотерапия микоза стоп на начальной стадии
Интересные факты:
Клизмы
Очистительные клизмы детям ставят с помощью ре-зиновых баллонов с мягким наконечником: грушевидный баллон .№ 2 - для детей первых месяцев, № 3 и .№ 4 - для детей от 3 месяцев до года, № 5 - до 2 лет, № 6 - до 5 лет, старше 9-10 лет-с помощью кружки Эсмарха. Ребенка грудного возраста укладывают на спину с при-поднятыми ногами; детей более старшего возраста - на левый бок с подтянутыми к животу кол
Новый метод компьютерной кампиметрии в практике офтальмолога
А.П. Нестеров, Т. Б. Романова, Ж.Ю. Алябьева Кафедра глазных болезней РГМУ, академгруппа академика РАМН Нестерова А. П. НЦССХ РАМН
Циклоферон — средство сохранения репродуктивного здоровья
С. Б. Рыбалкин, кандидат медицинских наук Областной центр лечения и профилактики кожно-венерологических болезней, Пенза
Малярия: клиническая диагностика, химиотерапия и профилактика
А.М. Бронштейн, В.П. Сергиев Институт медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е.И.Марциновского Минздрава РФ, Москва
ВИЧ-инфекция в оториноларингологической практике
Т. П. Бессараб, кандидат медицинских наук, Н. Д. Ющук, академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор, Р. Г. Анютин, доктор медицинских наук, профессор, С. Н. Потекаев, кандидат медицинских наук
Medical Portal © 2007-2017
Некоторые особенности биоритмической активности спинного мозга