Вестник РАМН, 2001, №8, с. 38-43

ИНТЕНСИВНОСТЬ ЦЕРЕБРАЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА: ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

В.Ф.Фокин, Н.В.Пономарева

НИИ мозга РАМН, Москва

Объявленное Юнеско десятилетие изучения мозга ознаменовалось широким внедрением методов, позволяющих визуально оценивать интенсивность некоторых церебральных биохимических процессов, связанных, в первую очередь, с энергетическим обменом. К таким методам относятся позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОЭКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и некоторые другие. Применение этих методов позволило не только увидеть различные образования мозга, но по интенсивности энергетического обмена оценить их участие в работе различных функциональных систем. Была сделана попытка реально найти взаимосвязь между информационными и энергетическими процессами, например, при сопоставлении электрофизиологических или психологических характеристик с показателями церебрального энергетического метаболизма [17, 20-22].

Однако, дороговизна этих методов практически сделала их недоступными для российских исследователей. Вместе с тем, развиваемые авторами данной работы, электрофизиологические методы оценки церебрального энергетического обмена, хотя и не дают возможности для прямой визуализации биохимических процессов, тем не менее, позволяют неинвазивно оценивать интенсивность энергетического обмена в мозге, не требуют громоздкого оборудования и доступны для любого исследователя [8].

Цель настоящей публикации дать представление о новых возможностях оценки интенсивности церебрального энергетического обмена с помощью электрофизиологических методов и показать значение этих методов для решения задач теоретической и прикладной физиологии.

Уровень постоянного потенциала головного мозга (УПП) как показатель церебрального энергетического обмена.

Оценка интенсивности энергетического обмена происходит на основе анализа уровня постоянного потенциала (УПП) головного мозга. Под УПП головного мозга подразумевается устойчивая разность потенциалов миливольтного диапазона, регистрируемая между каким-либо участком головы или мозга и референтной точкой. УПП записывается неполяризуемыми электродами и усилителями постоянного тока с большим входным сопротивлением. В наших исследованиях от 5 до 17 неполяризуемых электродов помещалось на поверхность головы в соответствии со схемой 10-20, референтный электрод располагался на запястье руки [9, 11]. При регистрации пятью электродами три помещались вдоль сагиттальной линии в лобном, центральном и затылочном отведении, остальные два электрода накладывались на правую и левую височную области. Выделяются следующие характеристики УПП: УПП в монополярных отведениях, усредненный по всем монополярным отведениям УПП, биполярные разности потенциалов и локальные УПП - разность между УПП в монополярном отведении и усредненным УПП. Размер публикации позволяет остановиться только на самых основных положениях метода.

УПП один из наименее расшифрованных электрофизиологических феноменов. В опытах, проведенных на открытом мозге животных, было показано, что в генезе УПП принимают участие мембранные потенциалы нейронов, глии и гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [16, 19, 23]. На основании проведенных исследований можно утверждать, что после элиминации артефактов электродного и кожного происхождения при регистрации УПП от поверхности головы человека основной вклад в регистрируемую разность потенциалов вносят потенциалы ГЭБ [8, 14]. Ниже описывается наиболее вероятный механизм возникновения такой разности потенциалов.

При отведении УПП от поверхности головы человека между нервной тканью и регистрирующими электродами расположены мембраны ГЭБ, субарахноидальное пространство, заполненное ликвором, электролитный состав которого отличен от плазмы крови, мягкая и твердая мозговая оболочка, в дупликатурах которой расположены крупные венозные синусы, череп, ткани скальпа и кожа. В этих условиях, большинство авторов полагает, что в силу шунтирующих свойств межклеточной жидкости, обладающей низким сопротивлением, вклад разности потенциалов нервного и глиального происхождения в величину УПП будет относительно невелик.

Напротив относительно большой объем ликвора, содержащегося в субарахноидальном пространстве и обладающего отличным от плазмы крови электролитным составом, наряду с относительно высоким сопротивлением мембраны ГЭБ обеспечивают значительную величину разности потенциалов на границе ГЭБ, которая вносит решающий вклад в УПП, регистрируемый на поверхности головы. Экспериментальные данные свидетельствуют, что основными потенциалобразующими ионами на мембране ГЭБ являются протоны и, возможно в несколько меньшей мере, ионы калия. Таким образом, разность потенциалов ГЭБ возникает в результате различия концентраций ионов водорода и, возможно, калия в крови и в ликворе (интерстициальной жидкости). Известно, что ионы водорода непрерывно образуются в результате аэробного и особенно анаэробного метаболизма глюкозы, поэтому, чем выше интенсивность энергетического обмена в каком-либо участке мозга, тем более кислая среда образуется в интерстициальной жидкости непосредственно примыкающей к активно работающему участку мозга и тем выше разность потенциалов на мембране ГЭБ [14].

Показать значительный вклад в УПП ГЭБ нетрудно, если сопоставить данные, зарегистрированные непосредственно от мозга и кожи головы или поверхности черепа. Так при регистрации от мозга при возбуждении нервной ткани отмечается снижение УПП из-за уменьшении величины мембранных потенциалов нейронов, а при регистрации от скальпа или поверхности черепа - повышение УПП, поскольку в этом случае увеличивается концентрация водородных ионов в межклеточной жидкости и ликворе. В силу чувствительности постоянных потенциалов к содержанию водородных ионов в нервной ткани метод регистрации УПП, в определенной мере, аналогичен методу магнитно-резонансной томографии, в котором определяется концентрация ионов водорода в мозге.

УПП головного мозга здорового человека при развитии и старении

Практически во всех работах, начиная с самых ранних, имеются сведения о том, что голова человека электрически позитивна по отношению к другим частям тела [15]. Наши исследования подтверждают эту закономерность. У человека между поверхностью головы и рукой регистрируется положительная разность потенциалов, величиной от единиц до десятков милливольт. Это не является артефактом, например, кожного происхождения, что было подтверждено в опытах на открытом мозге [2]. По нашим данным, в большинстве случаев у здоровых людей в состоянии спокойного бодрствования УПП максимален в области вертекса (макушки) и уменьшается к лобным, височным и затылочным отделам. У правшей уровень потенциала выше в левой височной области, чем в симметричном отделе правого полушария, и межполушарное распределение УПП у правшей и левшей достоверно отличается [2]. У женщин и мужчин имеются определенные различия в топографии УПП разные в разном возрасте [9, 11].

Возрастная динамика УПП у мужчин и женщин имеет массу нюансов, однако, если качественно представить характер изменений, то он касается в основном двух параметров: усредненного УПП и межполушарной разности УПП в височном отведении. Усредненный УПП и у мальчиков, и у девочек достигает максимума к 8-10 годам, а затем снижается до минимальных значений приблизительно к 60 годам, после этого этот показатель практически не меняется. Отчетливая межполушарная разность УПП возникает у девочек раньше, чем у мальчиков на 3-4 года. К 8 годам и у мальчиков, и у девочек межполушарные различия, связанные с преобладанием УПП в левом полушарии, практически полностью сформированы. Статистически значимые различия межполушарной разности УПП сохраняются вплоть до пожилого возраста, а затем постепенно сглаживаются, при этом исчезают и остальные регионарные различия [6].

В зависимости от функционального состояния УПП может значительно меняться. Это в первую очередь относится к тем состояниям, которые энергетически существенно отличаются от состояния спокойного бодрствования, например при сне или стрессе.

Характеристики УПП головного мозга при стрессе

При психоэмоциональном стрессе меняется характер мультипараметрического взаимодействия многих переменных, особенно связанных с газовыми показателями рСО2 - рН в крови и мозга (6). Сравнивались параметры УПП у горноспасателей (20 человека, средний возраст 38 лет), работа которых связана с ликвидацией аварий на шахтах и характеризуется высоким уровнем стресса, и у контрольной группы здоровых испытуемых – строительных рабочих, чья профессиональная деятельность лишена столь выраженного психоэмоционального напряжения (24 человека, средний возраст 36 лет). Анализ вегетативных показателей подтвердил наличие стресса у горноспасателей.

УПП у горноспасателей, находящихся в состоянии стресса, был достоверно повышен во всех монополярных отведениях и, соответственно, в усредненном УПП. В группе горноспасателей выявлена корреляция между величиной индекса Кердо и УПП в лобной области, измеренном монополярно (r=0,6; p<0,05). Повышение УПП у горноспасателей очевидно связано с тем, что под влиянием стресса усиливается церебральный энергетический метаболизм и мозговой кровоток, увеличивается роль гликолиза и других метаболических путей, сопровождающихся накоплением в мозговых структурах кислых продуктов обмена.

Исследование взаимосвязи между параметрами УПП головного мозга и уровнем активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси

Для исследования изменений УПП при стрессе проводилось также изучение взаимосвязи между уровнем гормона стресса кортизола в сыворотке крови и параметрами УПП мозга у 19 здоровых испытуемых обоего пола пожилого возраста (63.5+4.1 года). Содержание кортизола в сыворотке крови составляло 451.1 +55.3 нмоль/л и достоверно не отличалось у мужчин и женщин.

С помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) оценивались различия параметров УПП у испытуемых с низким, средним и высоким содержанием кортизола. При повышении содержания кортизола величина УПП достоверно увеличивалась в лобной, затылочной и правой височной областях, достоверно возрастал также усредненный УПП. Эти данные подтверждают представление о том, что активация гипоталамо-гипофизарной надпочечниковой системы, связанная с повышением уровня гормона стресса кортизола, сопровождается увеличением УПП [4].

Интересным и новым является тот факт, что при стрессе меняется знак межполушарной разности УПП, свидетельствующий об изменении соотношения интенсивности энергетического обмена в обоих полушариях. В состоянии спокойного бодрствования у правшей УПП выше в левом доминантном полушарии, под влиянием стресса церебральный энергетический метаболизм часто выше в правом субдоминантном полушарии. Вероятно, правое полушарие более тесно связано с регуляцией вегетативных функций, чем левое (13). При этом, чем сильнее стресс, тем более высока вероятность преобладания УПП в правом полушарии. Так значительная физическая нагрузка приводит к тому, что в 48% случаев меняется знак межполушарной разности УПП, существовавший до нагрузки, тогда как при выполнении пробы быстрых нажатий это происходит только у 16%  всех испытуемых.

Стресс и перекисное окисление липидов

Известно, что при стрессе изменяется интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мозге. Однако в норме существуют действенные механизмы тормозящие этот процесс. Есть основания полагать, что при атрофических заболеваниях головного мозга механизмы антиоксидантной защиты ослаблены. Поэтому взаимосвязь между интенсивностью ПОЛ и УПП в наилучшей мере может быть выявлена у таких больных. Звуковые щелчки интенсивностью 90 дцБ и частотой 2 в сек, которые вызывали  легкий стресс у 14 больных болезнью Альцгеймера (БА), провоцировали изменения УПП, а также содержания пентана в выдыхаемом воздухе, концентрация которого являлась показателем интенсивности ПОЛ. Использование такой методики определения ПОЛ дает возможность оценить динамику перекисного окисления в организме [12].

Большой интерес представляет непосредственная количественная оценка взаимосвязи энергетических и перекисных процессов в центральной нервной системе. Наиболее выражена связь между приращением усредненного УПП и приращением пентана (r=0.84, p<0.0001), а также между приращением УПП в затылочной области и приращением пентана (r=0.88, p<0.0001). Поскольку звуковое раздражение вызывает усиление ПОЛ преимущественно в мозге, такая высокая корреляция подтверждает представления о том, что характеристики УПП, отражают, главным образом, внутримозговые процессы изменения энергетического обмена..

Таким образом, видно, что различные физиологические показатели стресса высокодостоверно коррелируют с УПП в монополярных отведениях, с усредненным УПП и с межполушарной разностью УПП. Можно ожидать, что не только характеристики деятельности мозга, но и других систем организма, которые меняются при стрессе, также будут коррелировать с этими же показателями УПП. В частности, известно, что при стрессе происходят значительные изменения в иммунной системе, что подтверждают и данные о связи различных показателей иммунитета с уровнем кортизола в крови [3].

Связь характеристик иммунитета с УПП

При изучении взаимодействия церебрального энергетического обмена и иммунных реакций была выявлена взаимная сопряженность этих процессов, а также прослежена возрастная динамика взаимосвязи церебральных энергетических показателей и иммунных реакций.

Основная корреляционная зависимость была выявлена между иммунными характеристиками и межполушарной разностью УПП: чем больше разность УПП между правой и левой височной областью, тем выше пролиферативная активность Т-лимфоцитов, определяемая с помощью митогенов фитогемагглютинина и конкавалина А. Эти результаты свидетельствуют о том, что преобладание энергетического обмена в правом полушарии по сравнению с левым коррелирует с повышением пролиферативного ответа Т-лимфоцитов. Это соответствует экспериментальным данным о различном влиянии правого и левого полушария на иммунные показатели [13]. По нашим представлениям, сопряженность межполушарной разности УПП и иммунных показателей объясняется их совместной зависимостью от стресса.

С ростом межполушарной разности УПП, когда УПП в правом полушарии выше, чем в левом, наблюдается увеличение функциональной активности Т- и В-лимфоцитов. С подъемом средних значений УПП активность Т- и В-лимфоцитов падает. Повышение усредненных значений УПП отражает нарастание энергетического обмена в мозге в целом, что связано с процессом возбуждения больших областей коры, которые могут оказывать тормозное влияния на иммунную систему.

Различное влияние межполушарной разности УПП и усредненного УПП на иммунную активность указывает на то, что эти характеристики УПП описывают, вероятно, различные фазы стресса.

Взаимосвязь вызванных и постоянных потенциалов головного мозга.

Интерес к изучению взаимоотношений между церебральными энергетическими процессами и функцией нервных клеток, связанных с передачей и переработкой сенсорной информации, объясняется принципиальной важностью этого вопроса и его малой изученностью. По данным ПЭТ, ОЭКТ такая связь существует и, чем выше активность нейронов, тем выше метаболизм глюкозы и более существенно происходит закисление нервной ткани [18, 20].

Для оценки взаимосвязи между информационными и энергетическими процессами изучали корреляцию между характеристиками УПП и зрительных и слуховых вызванных потенциалов (ЗВП и СВП, соответственно). Корреляционый анализ, показал, что во всех возрастных группах большое количество наиболее значимых парных корреляций наблюдаются между локальными, а также монополярными УПП в затылочной области и амплитудными характеристиками ЗВП [7].

По данным ПЭТ [17] при активации сенсорных систем изменение энергетического обмена имеет место не только в сенсорных представительствах соответствующих центров, но и в других областях мозга и, в частности, коры, поскольку при любой афферентной стимуляциии происходит активация не только специфических, но и неспецифических образований. Это совпадает и с нашими данными, поскольку значимые корреляции между амплитудно-временными параметрами ЗВП и характеристиками УПП наблюдаются не только в затылочном отведении, но также и с УПП в других отведениях. Это особенно характерно для молодого и среднего возраста. Таким образом, можно говорить о едином энерго-информационном состоянии мозга, характеризющимся высокой сопряженностью энергетических и информационных церебральных процессов. Количественно мерой такой сопряженности может быть коэффициент множественной корреляции. Значение этого показателя варьирует в разных возрастных групп, а также может меняться при изменении функционального состояния человека.

Ниже в таблице 1 приведены значения коэффициента множественной корреляции между множеством амплитудных характеристик ЗВП и УПП в затылочном отведении.

 

Таблица 1

Коэффициент множественной корреляции между множеством амплитудных характеристик компонентов зрительного вызванного потенциала и значением уровня постоянного потенциала в затылочном отведении в различных возрастных группах и у больных болезнью Альцгеймера

 

20-39 лет,

N=21

40-59 лет,

N=20

60-75 лет,

N=27

БА 48-70 лет,

N=27

R= 0.77425621

p<0.00188

R= 0.65488314

p<0.02608

R= 0.7096098

p<0.03495

R= 0.9408486

p<0.00202

R - коэффициент множественной корреляции,

N - количество испытуемых,

р - уровень значимости R,

БА - больные болезнью Альцгеймера.

 

Из таблицы видно, что для всех возрастных групп имеет место специфическое взаимодействие энергетических и информационных характеристик.

Кроме того, энерго-информационное взаимодействие меняется при изменении функционального состояния организма. Так после массажа акупунктурных зон сопряженность информационных и энергетических показателей существенно возрасла за счет неспецифического взаимодействия. Аналогичные закономерности наблюдаются, если вместо ЗВП использовать слуховые  вызванные потенциалы, в частности, слуховые потенциалы мозгового ствола.

ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ В НОРМЕ

Полученные данные об интенсивности церебральных энергетических процессов могут быть использованы для оптимизации практической деятельности человека.

Функциональные энергетические состояния мозга и процесс обучения

Представляет интерес исследование влияния церебральных энергетических процессов на успешность обучения [18].

Интересные данные о связи межполушарной разности УПП с успеваемостью получены для девочек младших классов, В этом возрасте у девочек межполушарные отношения уже сформировались. Оказывается, что наилучшие показатели успеваемости наблюдаются в группе девочек с преобладанием УПП в левом доминантном полушарии. Анализ психологических и вегетативных показателей выявил, что дети при равенстве значений УПП или при большем значении УПП в правом полушарии часто находятся на некоторой стадии стресса.

Кроме влияния на успеваемость фактор латерализации полушарий по энергетичеким показателям оказывает сильное влияние на зрительную память. Однофакторный дисперсионный анализ подтвердил статистически значимое влияние латерализации на зрительную память.

Коэффициент множественной корреляции между межполушарной разностью потенциалов, как зависимой переменной, и характеристиками успеваемости и психофизиологическими показателями составляет R=0.83, p=0.002. Подсчитанные частные коэффициенты корреляции свидетельствуют, что при контроле остальных переменных только корреляция между межполушарной разностью потенциалов и зрительной памятью является значимой (part.r=-0.67, p=0.002), т.е. чем выше УПП в левом полушарии по сравнению с правым, тем лучше память. Это предполагает, что связь остальных учебных показателей с межполушарной разностью УПП является вторичной, поскольку отражает связь между зрительной памятью и показателями успеваемости. Можно думать, что контроль за энергетическими процессами в правом и левом полушариях мог бы выявлять неблагоприятные факторы, влияющие на ухудшение функционального состояния головного мозга учащихся.

Применение метода регистрации и анализа УПП в спорте

УПП может быть использован в процессе тренировок и в предсоревновательный период для оценки резервных возможностей спортсмена, а также для прогноза возможных результатов. Наиболее полезными представляется изучение взаимосвязи между величиной порога анаэробного обмена (ПАНО), достигаемой в процессе тренировки, и УПП [1]

 

Таблица 2

Коэффициенты корреляции между показателями уровня постоянного потенциала и порогом анаэробного обмена у спортсменов-гребцов

 

 

Уср.УПП

F

C

O

Td

Ts

Уср.УПП - усредненный УПП, F, C, O, Td, Ts - монополярно регистрируемый УПП в лобном, центральном и затылочном отведении, а также в правом и левом височном отведении.

ПАНО - порог анаэробного обмена.

 

ПАНО

-0,47

-0,44

-0,55*

-0,45

-0,42

-0,44

ПАНО/масса тела

-0,39

 

-0,48*

-0,42

-0,38

-0,42

*- p<0,01:    для остальных коэффициентов корреляции p<0,05

 

 

Таким образом, чем выше УПП после нагрузки у спортсмена, тем ниже ПАНО. Это позволяет делать предварительный прогноз по данным УПП о тренированности спортсмена.

Энергетические предикторы смерти

Старение, развитие болезней и смерть неотделимы от синдрома неспецифической адаптации (стресса). Этот синдром развивается тогда, когда требования к поддержанию гомеостаза превышают имеющиеся в данный момент адаптационные возможности организма. Основные стадии синдрома: тревога (активация), тренировка и истощение. Терминальный и близкий к нему период старения вне зависимости от особенностей, связанных с болезнями, соответствует стадии истощения в связи с потерей, в первую очередь, энергетических ресурсов. Можно думать, что оценка интенсивности церебральных энергетических процессов, является той характеристикой, которая может быть связана с вероятностью наступления смерти у пожилых людей [10].

Исследование проводилось на 32 женщинах 73 - 92 лет, находившиеся в интернате для престарелых, время дожития которых было проконтролировано. Все испытуемые проходили неврологическое и психопатологическое обследование. У обследуемых отсутствовали хронические соматические заболевания. Женщины умерли через 2 - 12  лет после обследования. У 28 из них причиной смерти была ишемическая болезнь сердца, у одной - опухолевая интоксикация, две женщины были госпитализированы в психиатрическую клинику с неустановленным диагнозом.

Дисперсионный анализ показал, что значение УПП в затылочной области является тем фактором, который определяет сроки дожития в разных возрастных группах. Дополнительный анализ УПП в каждой из групп позволил выявить, что дольше живут те обследуемые, у которых УПП в затылочной области в среднем не отличается от нуля более, чем на 5 мВ вне зависимости от возраста на момент обследования (Таблица 3). Можно предположить, что существенным показателем для прогноза продолжительности жизни является существование значимых характеристик УПП в пределах некоторого коридора значений, поскольку и очень высокие, и очень низкие значения свидетельствуют о нарушении энергетического гомеостаза.

 

Таблица 3

Средний возраст дожития в двух группах пожилых женщин

 

 

Группа 1

Группа 2

Группа 1 - УПП в затылочном отведении не превышает 5 мВ по абсолютной величине.

Группа 2 - УПП в затылочном отведении  превышает 5 мВ по абсолютной величине.

p - уровень значимости различий между группами.

М - средний срок дожития в разных группах, в годах.

Средний возраст

 дожития

M=6,0476

M=3,5000

Группа 1 (УПП<5)

 

p=0,039547

Группа 2 (УПП>5)

p=0,039547

 

Кроме этого, можно выделить еще несколько характеристик УПП значимых для прогноза продолжительности жизни. Для более длительного дожития характерно было нахождение параметров УПП внутри некоторого коридора значений.

Прогноз дожития наилучшим образом описывают показатели наиболее тесно коррелирующие с затылочными отведением. УПП в затылочном отведении тесно связан с мозговыми структурами в бассейне позвоночной артерии, в том числе и теми стволовыми центрами, которые обеспечивают регуляцию жизненно важных вегетативных показателей. Кроме того УПП в затылочной области, в ряде случаев, коррелирует с интенсивностью венозного оттока, определяемого по характеристикам реоэнцефалограммы. Высокие значения УПП в ряде случаев указывают на замедление венозного оттока. Видимо, этим обусловлена связь этого показателя УПП с дожитием.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕДИЦИНЕ

Современные методы визуализации церебральных энергетических процессов находят широкое применение в медицине, главным образом, в диагностике и при изучении патогенеза различных заболеваний головного мозга. Регистрация УПП, как вспомогательный параклинический метод, может быть использована для решения этих же задач. Кроме того, этот метод может быть полезен для оценки тяжести патологического процесса и контроля за ходом и результатами лечения [2].

При обследовании больных с последствиями ишемического инсульта преимущественно корковой локализации найдено существенное снижение УПП на стороне инсульта, отражающего уменьшение энергетического обмена в соответствующей области. В этом случае имела место неврологическая симптоматика, связанная с поражением соответствующих областей мозга. Под влиянием комбинированного лечения с применением ноотропных препаратов параллельно с клиническим улучшением происходило восстановление УПП почти до уровня нормы.

При паркинсонизме наблюдается относительное снижение УПП в центральной области и повышение в лобной. При этом в остальных отведениях имеет место умеренное повышение УПП. Выраженность этой электрографической картины коррелирует с тяжестью заболевания. Повышение УПП в большинстве областей при паркинсонизме по-видимому обусловлено снижением рН в мозге, сопровождающим развитие нейродегенерации. Снижение локального УПП в центральной области возможно является следствием уменьшения восходящих влияний, идущих от базальных ганглиев, при поражении дофаминергических нейронов нигро-стриарной системы. Применение препаратов, восстанавливающих дефицит дофамина, приводило к нормализации УПП наряду с улучшением клинической картины.

При атрофических заболеваниях головного мозга - деменциях альцгеймеровского типа по данным ПЭТ также происходит снижение энергетического обмена, проявляющееся в уменьшении потребления глюкозы. Однако, это происходит на фоне закисления мозга продуктами дегенерации, поэтому УПП, чувствительный к сдвигам рН, возрастает. Подобная картина характерна и для деменций с ранним началом заболевания (болезнь Альцгемера) и для деменций с поздним началом заболевания (сенильная деменция). Естественно, чем больше наблюдается рост УПП, тем более высока интенсивность атрофических процессов и тем более тяжелая клиническая картина наблюдается. Нами была обнаружена связь УПП со стадией заболевания [11].

Высокие значения УПП, значительно превышающие норму, наблюдаются также у большинства наркоманов употреблявших героин от полугода до нескольких лет. По литературным данным энергетический обмен у таких больных идет по анааэробному типу с накоплением лактата [22]. Повышенные значения УПП сохраняются и в состоянии ремиссии - без приема героина в течении нескольких месяцев.

Интересные возможности открываются при использовании регистрации УПП для оценки глубины гипноза у больных неврозами разного генеза. Характерна динамика УПП при логоневрозах. Исходно у таких пациентов и больных другими неврозами отмечается повышение усредненного УПП. У многих больных наблюдаются также более высокие значения УПП в правом полушарии, а не в левом, как у здоровых людей, При успешном применении гипносуггестивной терапии, как правило, происходит снижение УПП в правом полушарии, а также усредненного УПП, меняется соотношение между УПП в лобной и правой височной областями, причем глубина гипноза пропорциональна степени изменения УПП [5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение УПП для оценки интенсивности энергетического обмена открывает новые возможности для развития теоретических и прикладных сторон нейрофизиологии. В теоретическом плане существенно развитие представлений о едином энерго-информационном состоянии на основе тесной связи информационных и энергетических показателей деятельности мозга.

В области прикладной физиологии оценка интенсивности энергетических процессов в мозге оказалась полезна для изучения связи энергетических и мнестических процессов при обучении, для оценки тренированности в спорте, а также для определения сроков дожития пожилых людей. Большой интерес вызывают новые данные о перестройке межполушарных отношений при развитии стресса.

Медицинские аспекты применения УПП связаны с изучением патогенеза, в первую очередь, тех заболеваний, которые являются следствием нарушения мозгового кровообращения и церебральных атрофических процессов. Кроме того, определенное диагностическое и прогностическое значение имеет применение этих методов у больных наркоманиями, а также при контроле суггестотерапевтических воздействий при лечении неврозов.

ЛИТЕРАТУРА К СТАТЬЕ

1.     В.Ф. Фокин, Н.В. Пономарева Способ оценки энергетического состояния головного мозга. Патент РФ. №.2135077, 1999.

2. В.Ф.Фокин, Пономарева Н.В., Гаврилова  С.И.//Энергетический аспект деятельности головного мозга при нормальном старении и болезни Альцгеймера.//Вестник АМН.-1994, вып.1,С.39-41.

3. Bredbary M.  The Concept of a Blood-Brain Barrier//John Wiley &Sons. Chichester, New York, Brisbaine, Toronto.-1979.-479 P.

4. Burr H.S. Blueprint of immortality. The electric patterns of life//London: Neville,Speaman, 1972.-192 P.

5. Фокин В.Ф., Пономарева. Н..В., Букатина Е.Е. Уровень  постоянного потенциала головного мозга человека в молодом, зрелом и старческом возрасте.//Журнал патологической физиологии и экспериментальной терапии,1986, No. 6, С.72-74.

6. Бородкин Ю.С., Лапина И.А., Гоголицын Ю.Л., Бульин В.В. Зависимость минутных сверхмедленных колебаний от уровня энергетического обмена ткани головного мозга//Физиологический журнал СССР.1979-Т.65,

ном.3.-C.336-343.

7. Tschirgi D.D., Taylor  J.L. Slowly changing bioelectric potential associated with the blood-brain barrier//Amer. J.Physiol. 1958. V.195. No.1. P.7-22.

8. Caspers H.,  Speckmann  E.-J.  Cortical  DC  shifts associated with changes of  gas  tensions  in  blood  and  tissue//Handbook  of  electroencephal. and Clinical    Neurophysiol.Amsterdam,1974.V.10. part.A. P.41-65.

9. Lehmenkuhler, A. Interrelationships between DC potentials, potassium activity,  pO2 and pCO2 in cerebral cortex of rat//Origin of cerebral  field  potentials:  internat.  symposium,Muenster,  Germany, 1979.P. 49-59.

10.Пономарева Н.В. Пространственное распределение уровня постоянного потенциала головного мозга в норме и при органических  заболеваниях ЦНС.М.канд.дисс.мед.наук.-1986.-199 c.

11.Фокин В.Ф., Пономарева Н.В, Орлов О.Н., Лидеман Р.Р., Ерин А.П. Связь  электрических  реакций головного мозга с процессами перекисного окисления  липидов  при  патологическом старении //Бюлл.  эксп.  биол.мед.1989.Т.54.No.6.С.682-684.

12. Н.В. Пономарева, В.Ф. Фокин, О.А. Павлова, Л. В. Андросова, Н.Д. Селезнева Анализ корреляции между нейрофизиологическими показателями и уровнем гормона стресса кортизола при нормальном старении // Вестник РАМН 1999, N3 C.46-49.

13. Н.В. Пономарева, Фокин В.Ф., Андросова Л.В., Коляскина Г.И., Селезнева Н.Д., Гаврилова С.И. Нейро-иммунные взаимодействия при нормальном старении и болезни Альцгеймера.//Вестник РАМН.-1995.-N12.-С.27-32.

14. В.Ф. Фокин, Пономарева Н.В., Секирина Т.П., Андросова Л.В., Коляскина Г.И., Новоселов В.М. Взаимосвязи между деятельностью головного мозга и иммунной системой у человека.//Физиология человека.-1995.-Т.21, N2.-C.15-23.

15. Balestino M.,  Somjen G.G. Concentration of  cаrbon  oxide, interstitial PH  and synaptie transmission in hippocampol formation of the rat//J. Physiol.-1988.-386.-C.247-266.

16. В.Ф.Фокин, Н.В.Пономарева. Соотношение уровня  постоянного потенциала  головного мозга и зрительных вызванных потенциалов при нормальном и патологическом  старении  у  человека.//Журн. высш.нервн.деят. 1994, вып.2, С 222-228.

17.V.F.Fokin, Ponomareva N.V,  Klimenko  L.L. Influence  of catabolic processes  in the brain on the intellectual activity during human development  and  aging.//XIII  Biennial  Meeting (Abstr.) 1994.Amsterdam.P.76.

18.Баба-Заде А.А., Озолин Н.Н., Фокин В.Ф., Клименко Л.Л., Конькова А.Ф. Анализ уровня постоянного потенциала головного мозга как метод  оперативного  и текущего контроля состояния спортсменов//Теория и практика физической культуры.//1989.No 5.-С.40-42,64.

19. Ardenne von M. Das energetische Schicksal das Menschen und seine gunstige Beeinflussung durch Sauerstoff-Mehrschritt-Therapy//Z.Alterforsch.1989.-Vol.44, N1.-p.7-36.

20. В.Ф.Фокин, Н.В.Пономарева, Е.Е.Букатина. Нейрофизиологические предикторы смерти// Успехи геронтологии. 1997, т1, с.61-65.

21. Пономарева Н.В., Фокин В..Ф. . Распределение постоянных потенциалов головного мозга в норме и у больных паркинсонизмом. Структурно-функциональные основы нервных и психических заболеваний: Тез. докл. Пленума Правл. об-ва, Киев. МинЗдрав СССР, Всесоюз. научн. об-во невропатологов и психиатров, 1983, Т.1, С.165-168.

22. Пономарева Н.В., Фокин В..Ф. Диагностическое значение анализа уровня постоянного потенциала головного мозга при органических заболеваниях ЦНС. Матер. пленума Научного совета  по неврологии АМН СССР: Научно-технический прогресс в неврологии, Душанбе.1985, C.117-119.

23. Пономарева Н.В., Ф. В..Ф. Механизмы нарушения моторного поведения при поражении нигро-стриатной системы. В кн.: Стриатная система и поведение в норме и патологии. Материалы 4-го симпозиума, Симферополь.1988, С.95-96.

24. И.И.Разыграев, С.С.Панькова, В.Ф.Фокин, Н.В.Пономарева. Способ определения глубины гипноза. Патент РФ №2102921 на изобретение.1998.

 

   Конференция 2006 Как проехать в ГУ НИИ мозга РАМН

   Главная страница

Юбилеи

    Лаборатория возрастной физиологии мозга                                 Для справок e-mail: fokin@orc.ru