Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Курданова М.Х. 1, 1 Бесланеев И.А. 1 Батырбекова Л.М. 1

---

1 Центр медико-экологических исследований

Проведен анализ взаимосвязей амплитудно-частотных показателей альфа-ритма головного мозга у больных артериальной гипертонией и здоровых лиц. Обследовано 65 больных с артериальной гипертонией (АГ) и 35 здоровых лиц. Всем проведено электроэнцефалографическое исследование, суточная запись артериального давления, электрокардиограммы (ЭКГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ). Полученные результаты оценивались множественным регрессионным, корреляционным и факторным анализом в пакете программы «Statistica v. 10.1» StatSoft. Решен ряд уравнений множественной регрессии, показавших зависимости абсолютных и относительных значений показателей гемодинамики от индекса и амплитудно-частотных характеристик альфа-ритма. Установлено, что у больных АГ на фоне снижения индекса, амплитуды и мощности альфа-ритма изменяются взаимосвязи альфа-ритма между долями и полушариями мозга, взаимосвязанные с показателями гемодинамики и частотой сердечных сокращений.

Статья в формате PDF

1156 KB

амплитудно-частотные показатели альфа-ритма

гемодинамика

артериальная гипертония

взаимосвязи

1. Hall J.E., Granger J.P., do Carmo J.M. et al. Hypertension: physiology and pathophysiology // Compr. Physiol. – 2012. – Vol. 2, № 4.- P. 2393–2442.

2. Базанова О.М. Современная интерпретация альфа-активности ЭЭГ // Международный неврологический журнал. – 2011. – № 8(46). – C. 96–104.

3. Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr S. EEG alpha oscillations: The inhibition-timing hypothesis // Brain Res. Rev. – 2007. – Vol. 53. – P. 63–88.

4. Kirschfeld K. Relationship between the amplitude of alpha waves and reaction time // Neuroreport. – 2008. Vol. 19, № 9. – P. 907–910.

5. Алексеева М.В., Балиоз Н.В., Муравлева К.Б. и др. Использование тренинга произвольного увеличения альфа-мощности ЭЭГ для улучшения когнитивной деятельности // Физиология человека. – 2012. – T. 38. № 1. – C. 51–60.

6. Montagnese S, Schiff S, Realdi A, et al. Abnormal cerebral electrogenesis is associated with impaired cognitive performance in hypertensive patients // Journal of Human Hypertension. – 2013. – Vol. 27. – P. 463–464. doi:10.1038/jhh.2013.21.

7. Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. et al. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension: the Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC) // Journal of Hypertension. – 2013. – Vol. 31, №. 7. – P. 1281–1357.

8. Верещагин Н.В., Моргунов В.А., Гулевская Т.С. Патология головного мозга при атеросклерозе и артериальной гипертонии. – М.: Медицина, 1997. – 288 с.

9. Курданова М.Х., Бесланеев И.А., Батырбекова Л.М., Курданов Х.А. Особенности вариабельности ритма сердца и показателей электроэнцефалограммы у больных артериальной гипертонией // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. – 2013. – Т. III, № 2. – С. 109–113.

10. Bazanova O.M. Aftanas L.I. Individual measures of electroencephalogram alpha activity and non-verbal creativity // Neuroscience and Behavioral Physiology. – 2008. – Vol. 38, Issue 3. – P. 227–235.

11. Безродная Л.В. Резистентная (рефрактерная) артериальная гипертензия // Артериальная гипертензия. – 2011. – Т. 19, № 5. – С. 5–9.

12. Papageorgiou C, Manios E, Tsaltas E, et al. Brain Oscillations Elicited by the Cold Pressor Test: A Putative Index of Untreated Essential Hypertension. International Journal of Hypertension. 2017.- Vol. 2017. – P. 1–17. doi.org/10.1155/2017/7247514.

13. Gradman A.H., Basile J.N., Carter B.L. Combination therapy in hypertension // J. Am. Soc. Hypertens. – 2010. – № 4. – C. 42–50.

Артериальная гипертония (АГ) является одной из актуальных медико-социальных проблем современной кардиологии и социологии. Нарушение механизмов регуляции вегетативной нервной системы (ВНС) и центральной нервной системы (ЦНС) является существенным фактором, определяющим течение и прогноз АГ [1].

На основе последних результатов экспериментальных и клинических исследований и изучения взаимосвязей между показателями спектральной позитронно-эмиссионной томографии и электроэнцефалографии (ЭЭГ) показано, что альфа-ритм является наиболее значимым среди всех ритмов мозговой активности, регистрируемых на ЭЭГ. Ни один из других видов электрической активности мозга не имеет такого значения в процессах эмоций, внимания, памяти и мотивации, как веретенообразные осцилляции в диапазоне 8 – 12 Гц [2]. Альфа-активность способствует переработке полученной информации, восстановлению энергоресурсов организма, активации парасимпатической системы и кровообращения мозга. Альфа-ритм активируют трофотропную функцию гипоталамуса и снижает возбуждение лимбической системы [3].

В начале XX века предполагалось, что единственным первичным генератором всех видов ритмической альфа-активности являются ядра таламуса. В последнее время установлено, что кальциевые каналы Т-типа, которые регулируют концентрацию ионов кальция мембраны нейрона, тормозят передачу сигнала через таламус и тем самым стабилизируют состояние покоя. Организация альфа-ритмической активности мозга обусловлена рефрактерностью кальциевого тока, определяющей частоту ритмического разряда нейронов [4, 5]. Таким образом, в основе внутрииндивидуальной изменчивости частоты альфа-активности лежат механизмы молекулярной, структурной и рецепторной организации генерации и проведения импульса. Измерение отдельной характеристики – частоты или амплитуды не отражает полноту оценки альфа-активности, а анализ амплитудно-частотных параметров альфа-ритма ЭЭГ и их взаимосвязей может привести к выяснению особенностей центральных механизмов регуляции артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Статистические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что характер альфа-ритма является врожденным и наследственным, что определяет его гетерогенность [6].

Сердечная деятельность глубоко интегрирована во все органы и системы организма, особенно в ЦНС, которая является одним из основных «органов-мишеней» при развитии АГ. Функциональные расстройства вызывают повреждение подкорковых и корковых структур мозга и способствуют развитию дальнейших нарушений регуляции ВНС и ЦНС, возрастанию уровня АД, периферического сосудистого сопротивления и, как следствие, прогрессированию АГ.

Цель исследования. Изучить взаимосвязи между частотно-амплитудными показателями альфа-ритма электроэнцефалограммы и показателями гемодинамики у больных артериальной гипертонией.

Материалы и методы исследования

В клинических условиях обследовано:

55 больных АГ 2 степени, I – II стадии (25 мужчин и 30 женщин); возраст 53,5±3,6 года; индекс массы тела 25,7±0,9 кг/м2, длительность течения АГ – 10,2±2,4 лет.

35 условно здоровых лиц (15 мужчин и 20 женщин); возраст 46,7±3,3 лет; индекс массы тела 24,2±1,3 кг/м2. Группы сопоставимы по полу, возрасту и индексу массы тела.

Диагноз АГ верифицировали на основании данных анамнестических, клинических и инструментальных методов исследований. Стратификацию факторов риска, общего риска определяли в соответствии с рекомендациями, изложенными в докладе Рабочей группы по лечению артериальной гипертонии Европейского общества гипертонии и Европейского общества кардиологов (ESH/ ESC) 2013 г. [7].

Критерии включения: длительное наличие высоких цифр АД (более 159/99 мм рт. ст.), наличие АГ и факторов риска в анамнезе.

Критерии исключения из исследования: больные АГ 3 степени, III стадии; пациенты с уровнем АД > 180/110 и < 90/60 мм рт. ст.; наличие ассоциированных клинических состояний в анамнезе; лица с признаками острых и/или обострения хронических воспалительных заболеваний; пациенты с выявленной стенокардией и другими формами ишемической болезни сердца или наличия их в анамнезе; пациенты с функциональными или органическими нарушениями ЦНС; с острыми нарушениями мозгового кровообращения и черепно-мозговыми травмами в анамнезе; больные с нарушениями ритма и проводимости, с симптоматической гипертензией; метаболическими и эндокринными нарушениями; лица, принимающие лекарственную терапию, влияющую на показатели ЭЭГ и АД.

Все пациенты были предварительно ознакомлены с содержанием исследования. Получено информированное согласие на его проведение. Для исключения синдрома «белого халата» все исследования проводились в обычной одежде.

Всем пациентам проведено клиническое, инструментальное и лабораторное обследование.

Электроэнцефалографию проводили на аппаратно-программном комплексе «ЭЭГ – 2000» Мицар – 201, (Россия) в состоянии спокойного бодрствования (в положении сидя с закрытыми глазами) в 21 монополярном и 18 биполярных отведениях с ушными референтными электродами в полосе частот 1 – 35 Гц синхронно с ЭКГ каналом ЭЭГ. Для количественной оценки ЭЭГ рассчитывали индекс альфа-ритма ( %). В отфильтрованном спектре рассчитывали: усредненную для каждого пациента амплитуду (мкВ), частоту (Гц) и мощность альфа-ритма (мкВ2) и частотно-амплитудное отношение (ЧАО, ед.). Значения индекса и спектра альфа-ритма рассчитывали по 30 секундным интервалам ЭЭГ. Межзональные и межполушарные различия оценивали по асимметрии альфа-индекса, амплитуды, спектральной мощности альфа-ритма и амплитудному картированию.

Измерения АД во время проведения ЭЭГ регистрировались, 5-кратно, автоматическими тонометрами «Omron М3», (Япония). Анализировали систолическое (САД, мм рт. ст), диастолическое (ДАД, мм рт.ст), средне-динамическое (СрАД, мм рт.ст), пульсовое давление (ПАД, мм рт. ст) и двойное произведение – ДП=(АДС·ЧСС)/100, ед. Параллельно с записью ЭЭГ проводили регистрацию ЭКГ и АД суточными многофункциональными портативными носимыми мониторами – «СОЮЗ» – «ДМС», «ДМС – передовые технологии», (Россия). Параметры АД, ЧСС, линейную скорость кровотока (LV, см/с), ударный объем (УО, мл) и скорость распространения пульсовой волны (PWV, м/с) рассчитывали в программе «Союз 2010», «ДМС – передовые технологии» (Россия). Обработку ЭЭГ проводили с применением методов компьютерного анализа альфа-ритма в программе «ЭЭГ 2010» Мицар.

Статистический анализ. полученные результаты обрабатывались параметрическими и непараметрическими методами статистики с использованием пакета программы «Statistica v.10.1. StatSoft». данные представлены в виде средних арифметических значений (M) ± стандартные средние ошибки (m). Статистическая значимость различий средних значений определяли по t-критерию Стьюдента и критерию Вилкоксона. Связь признаков изучалась при помощи линейной регрессии и корреляции Пирсона. Для оценки взаимосвязей между показателями альфа-ритма, альфа-ритма и гемодинамики применен метод множественного регрессионного и факторного анализа. Значимость факторов в уравнении регрессии оценивали по коэффициентам эластичности (Еi) и детерминации (d2) – отдельного распределения. Корреляции Пирсона исследовались между всеми показателями для исключения автокорреляций (rxy > 0,65) и мультиколлинеарности (высокой взаимной корреляцией объясняющих переменных). Все полученные результаты обработаны на ПК. Различия считались достоверными при уровне значимости р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Основные показатели гемодинамики у больных АГ 2 степени и здоровых лиц представлены в табл. 1.

Таблица 1

Показатели гемодинамики у больных с артериальной гипертонией и здоровых лиц (M±m)

Примечания: САД – систолическое артериальное давление; СрАД – средне-динамическое артериальное давление; ДАД – диастолическое артериальное давление; ПАД – пульсовое артериальное давление; ЧСС – частота сердечных сокращений; ДП – двойное произведение (ДП = АДС*ЧСС/100) ед.; УО – ударный объем левого желудочка; LV – линейная скорость кровотока в плечевой артерии; PWV – скорость распространения пульсовой волны; p – достоверность различий между группами.

Как видно из табл. 1, все средние значения у больных АГ достоверно отличаются от таковых в группе здоровых лиц. У больных АГ выявлено не только значительное увеличение всех показателей АД, но и увеличение ЧСС, ДП, LV, PWV. Эти данные свидетельствует о преобладании симпатической активации и влиянии ее на ЧСС у больных АГ.

Параметры фоновой записи ЭЭГ у больных АГ отличались от показателей в группе здоровых лиц величиной амплитуды, частотой, индексом и мощностью альфа-ритма. У больных АГ выявлено различие зональных и межполушарных значений амплитуды альфа-ритма со слабовыраженным фронто-окципитальным градиентом. На ЭЭГ у больных АГ на фоне снижения медленной полиморфной низкоамплитудной активности (10 – 16 мкВ) доминировал альфа-ритм с амплитудой (30,1 – 45,8 мкВ), мощностью (23,3 – 29,7 мкВ2). Образ ритма: с маловыраженной амплитудной модуляцией с нарушением синусоидальности волн, структурированный в веретена, не устойчивый, со сглаженными зональными различиями.

Расчеты анализа амплитуды, частоты и индекса альфа-ритма, представлены в табл. 2.

Как видно из таблицы, все средние значения амплитуды альфа-ритма достоверно снижены у больных АГ по сравнению с группой здоровых лиц. Наиболее низкие значения амплитуды и мощности альфа-ритма фиксируются в лобно-полюсных лобных, височных отведениях.

При спектральном анализе у больных АГ на ЭЭГ выявлено нарушение зонального и межполушарного распределения альфа-ритма, снижение амплитуды альфа-ритма со смещением альфа-активности в центральные и теменные отведения от корковых зон, амплитудная асимметрия в центральных и височно-теменных отделах слева. Амплитудная межполушарная асимметрия (26 %). Выявлено процентное снижение индекса альфа-ритма у больных АГ (до 49 До ) по сравнению с группой здоровых лиц (82 До, p<0,01).

Частота альфа-ритма у больных АГ также достоверно снижена по сравнению с данными, полученными в группе здоровых лиц (табл. 2).

Во всех отведениях фиксировался альфа-ритм со средней частотой 9,89 колеб./с без выраженных зональных различий. Частотная межполушарная асимметрия у больных АГ была слабовыраженной, кроме височных отведений, с асимметрией 9 До.

Таблица 2

Амплитуда, частота и индекс альфа-ритма у больных АГ и здоровых лиц (M±m)

Примечания: Fp1 – Oz – отведения ЭЭГ; * достоверность различий между группой больных АГ и здоровых лиц – p <0,05 – 0,01.

Частотно-амплитудное отношение (ЧАО, ед.) в группе больных АГ достоверно увеличено в лобных, теменных и затылочных отведениях (0,31±0,003; 0,29±0,002; 0,22±0,002 ед.) по сравнению с группой здоровых лиц (0,27±0,002; 0,27±0,002; 0,17±0,002 ед.) и не различается в височных отведениях от корковых зон.

Мощность альфа-ритма у больных АГ снижена во всех отведениях и достоверно ниже в теменных и затылочных отведениях от корковых зон (23,3 – 29,7 мкВ2) по сравнению с группой здоровых лиц (36,9 – 47,2 мкВ2, p<0,01).

Выявленные функциональные нарушения альфа-ритма в группе больных АГ свидетельствуют о нарушении регуляции в надсегментарных интегративных отделах ЦНС (ядерные структуры продолговатого мозга, гипоталамус, лимбическая система) [8].

Для изучения взаимосвязей между показателями альфа-ритма ЭЭГ и между альфа-ритмом и параметрами гемодинамики был проведен множественный регрессионный анализ. Построены математические модели, отражающие закономерности взаимосвязи исследуемых параметров с определением валидности переменных. Из показателей гемодинамики исключались наиболее вариабельные переменные, связанные с возрастом и гендерными различиями. Из показателей ЭЭГ не анализировались показатели, выраженные в процентах.

При проведении статистических расчетов были выявлены корреляционные связи между показателями амплитуды, частоты и мощности альфа-ритма ЭЭГ, между показателями альфа-ритма и показателями гемодинамики в группе больных АГ и здоровых лиц.

Между амплитудой и частотой альфа-ритма в группе больных АГ выявлены слабые прямые зональные корреляционные связи в височных, центральных и затылочных отведениях от корковых зон от (r=0,363; p<0,05, до r=0,393; p<0,01). Между амплитудой и частотой альфа-ритма в теменных отведениях от корковых зон (P3, P4) установлены прямые взаимосвязи (r=0,377; p<0,05, r=0,397; p<0,05), выраженные в группе здоровых лиц (r=0,483; p<0,01, r=0,512; p<0,001).

В группе больных АГ выявлены прямые взаимосвязи амплитуды и мощности альфа-ритма от левых теменных (P3) и затылочных отведений (O1) с отведениями от центральных отведений (С3, С4) и височных отведений (T5, T6) с коэффициентами корреляции (r=0,523; p<0,01 – r=0,648; p<0,001), более сильные в группе здоровых лиц.

В группе больных АГ установлены прямые взаимосвязи амплитуды альфа-ритма между лобными отведениями (F3, F4, F7, F8) и отведениями от центральных отделов (С3, С4) (r=0,453; p<0,01 – r=0,677; p<0,001), слабые или отсутствующие в группе здоровых лиц.

У больных АГ между частотой альфа-ритма во всех отведениях от корковых зон выявлены сильные прямые корреляционные связи (r=0,763; p<0,001, – r=0,926; p<0,0001), слабые или отсутствующие в группе здоровых лиц [9]. В уравнениях множественной регрессии у больных АГ значимые коэффициенты регрессии (b) между частотой альфа-ритма выявлены только между правыми затылочными и теменными отведениями (O2, P4) r=0,776; p<0,001.

У больных АГ выявлены прямые взаимосвязи между амплитудой альфа-ритма в правых теменных и затылочных отведениях (P4, O2) с левыми отведениями от центральных (C3) и теменных (T3, T5) отведений от корковых зон (r=0,393; p<0,03, – r=0,458; p<0,01).

В группе здоровых лиц сильные взаимосвязи присутствуют на коротких участках в отведениях от лобно-полюсных (Fp1, F3), лобных (F3, F7), височных (T4, T5), центральных (C3, C4), теменных (P3, P4), затылочных отведениях (O1, O2) с увеличением коэффициентов корреляции от лобно-полюсных к затылочным отведениям. В группе больных АГ коэффициенты корреляции от лобно-полюсных к затылочным отведениям снижались, что свидетельствует о низкой когерентности между ними.

Коэффициенты корреляции между показателями индекса альфа-ритма в отведениях от корковых зон в группе больных АГ были аналогичны коэффициентам корреляции амплитуды альфа-ритма, но были менее выраженные (r=0,382 – r=0,437; p<0,01), чем в группе здоровых лиц (r=0,412 – r=0,735; p<0,001).

Между ЧАО в группе больных АГ выявлены сильные прямые взаимосвязи во всех отведениях (r=0,762 – r=0,897; p<0,0001), слабые или отсутствующие в группе здоровых лиц.

Коэффициенты корреляции между показателями мощности альфа-ритма в группе больных АГ были прямыми и значимыми в центральных, теменных и затылочных отведениях от корковых зон (r=0,409 – r=0,512; p<0,01). В группе здоровых лиц аналогичные корреляции были сильными в височных, теменных и затылочных отведениях от корковых зон (r=0,638 – r=0,757; p<0,001).

Между индексом альфа-ритма и САД, ДАД, СрАД в группе больных АГ выявлены прямые корреляционные связи: (r=0,636; p<0,001, r=0,518; p<0,001, r=0,619; r=0,412; p<0,001), слабовыраженные в группе здоровых лиц. Между амплитудой альфа-ритма и САД, ДАД, СрАД в группе больных АГ выявлены прямые аналогичные взаимосвязи.

Между частотой альфа-ритма, ЧАО и САД, ДАД, СрАД в группе больных АГ выявлены слабые обратные взаимосвязи и прямые взаимосвязи между частотой альфа-ритма LV, PWV (r=–0,398; – –r=0,454; p<0,01); (r=0,407; r=0,448; p<0,01), слабые или отсутствующие в группе здоровых лиц.

В группе больных АГ и в группе здоровых лиц не выявлены значимые взаимосвязи между частотой, амплитудой, мощностью альфа-ритма и УО.

Между амплитудой, индексом альфа-ритма и LV, ЧСС в группе здоровых лиц установлены слабые обратные взаимосвязи, более выраженные в группе больных АГ.

Большое количество разнонаправленных корреляций в группе больных АГ свидетельствует о снижении степеней свободы внутри системы. При этом снижается адаптационный и энергетический резерв организма и возрастает количество регуляций гемодинамическими параметрами, как на уровне ВНС, так и на уровне регуляции подкорковых и корковых интегративных структур ЦНС.

Полученные уравнения регрессии позволяют вычислить значение функции по входящим параметрам и определить коэффициенты корреляции. Результаты использованы для анализа между параметрами гемодинамики и показателями альфа-ритма ЭЭГ.

Передние отделы правого полушария доминируют в сердечно-сосудистой афферентации, в том числе при произвольной регуляции ритма сердца. Усиление альфа- активности в правой передней области головного мозга свидетельствует о сохранности оптимальных таламо-кортикальных и нейровисцеральных связей у людей с нормальным уровнем артериального давления [10].

Изменения биоэлектрической активности головного мозга в значительной степени зависят от уровня АД и степени АГ. При высоком уровне АД у больных АГ возрастает вклад регуляторных влияний субкортикальных и гипоталамических структур головного мозга. При длительном повышении АД возрастает роль каудальных отделов ствола мозга с последующим истощением синхронизирующих влияний таламических и гипоталамических структур [11].

Выраженные изменения показателей ЭЭГ свидетельствуют о стойком вегетативном дисбалансе, прогрессирующем при высоких цифрах АД и длительном течении АГ. Значительное преобладание симпатических влияний у больных АГ может быть ассоциировано с развитием угрожающих для жизни осложнений и высоким риском поражений органов-мишеней, что значительно снижает их адаптационные возможности и качество жизни [12].

Учитывая вышеприведенные данные, можно сделать вывод о существенном вкладе ВНС и ЦНС в параметры гемодинамики у больных АГ.

В заключение следует отметить, что ЭЭГ имеет важное клиническое значение при АГ. С помощью комплексного исследования можно оценить влияние неврологического статуса и его центральных компонентов в процессы регуляции гемодинамики и применять полученные данные для достижения адекватного симпатического баланса у больных АГ.

Полученные данные позволяют предположить значимую роль альфа-ритма ЦНС в формировании гемодинамических сдвигов при АГ. Это предположение обосновывается достоверными различиями между группами здоровых лиц и больных АГ почти по всем изученным параметрам альфа-ритма и его высокой корреляцией с показателями гемодинамики.

Выводы

1. У больных АГ выявлено снижение амплитуды, частоты, мощности и индекса альфа-ритма с нарушением зональных различий на ЭЭГ.

2. У больных АГ выявлены отрицательные взаимосвязи между частотой альфа-ритма в отведениях ЭЭГ и параметрами гемодинамики.

3. Между амплитудой, индексом, мощностью альфа-ритма и параметрами центральной гемодинамики преобладают прямые корреляционные связи, более выраженные у больных АГ.

4. Изменение альфа-ритма у больных АГ может свидетельствовать о повышении активности ретикулярной формации и гипоталамических структур.

Библиографическая ссылка