ВСТУП
Дискусія стосовно чутливості нервової системи людини до іонізуючих випромінювань (ІВ), що триває вже понад сторіччя, значно загострилася після Чорнобильської катастрофи (Нягу А.И., Логановский К.Н., 1998).
Зміни стану рухової системи вивчали у людей при професійному променевому впливі на основі аналізу спонтанної електричної активності м’язів (електроміограми) (Барабанова А.В., 1969; Гуськова А.К., Байсоголов Г.Д., 1971). На основі одержаних результатів запропоновано патогенетичний механізм рухових порушень — зміни міжцентральних відношень, що виникають у відповідь на дію радіації як подразника, або ж порушення фізіологічних надсегментарних впливів на периферичний мотонейрон. Однак патологічні процеси, що лежать в основі цих порушень, не вивчали.
Щодо функціонального стану рухової системи в учасників ліквідації наслідків аварії (УЛНА) на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС) відомі результати поодиноких досліджень сегментарно-периферичного нейромоторного апарату (Ващенко Е.А., 1993; Чеботарьова Л.Л., 1993; Ващенко Е.А. и соавт., 1997). Комплексного ж клініко-нейрофізіологічного дослідження рухової системи в УЛНА на ЧАЕС до цього часу не проводили.
Отже, вивчення функціонального стану рухової системи в осіб, опромінених внаслідок аварії на ЧАЕС, у загальному контексті проблеми медичних наслідків катастрофи — надзвичайно актуальне.
Мета роботи — визначення основних патофізіологічних механізмів рефлекторно-рухових порушень в осіб, зазнавших впливу ІВ внаслідок аварії на ЧАЕС.
ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
До основної групи включені 75 УЛНА на ЧАЕС 1986-1987 рр., всі — чоловіки у віці від 25 до 56 років. Величини сумарної поглинутої дози опромінення обстежених знаходились у діапазоні 0,05–4 Гр. До контрольної групи увійшли 20 практично здорових чоловіків, які не належать до постраждалих внаслідок Чорнобильської катастрофи. За віком основна і контрольна групи були співставні і статистично не відрізнялися.
Згідно з сучасним уявленням про багаторівневу структурно-функціональну організацію рухової системи (Шмидт Р., Визендангер М., 1996) була розроблена програма комплексного нейрофізіологічного дослідження. Стан нервово-мязової системи і сегментарного нейромоторного апарату, а також характер надсегментарних впливів вивчали за допомогою електронейроміографії (ЕНМГ) — досліджували нервово-м’язову передачу; реєстрували м’язові і невральні викликані потенціали (ВП) на стимуляцію серединного нерва, а також Н-рефлекс камбалоподібного м’яза; визначали швидкість проведення імпульсу (ШПІ) по рухових і чутливих волокнах серединного та сідничого нервів.
Для вивчення функціонального стану надсегментарних відділів рухової системи застосовували синдромологічний підхід до аналізу ЕЕГ (Жирмунская Е.А., 1991), а також використовували високі локально-діагностичні можливості ВП різних модальностей (Зенков Л.Р., Ронкин М.А., 1991). Застосовували традиційну і комп’ютерну ЕЕГ, досліджували слухові ВП мозкового стовбура (СВПМС), зорові ВП на обертання шахового патерну (ЗВПШП), соматосенсорні ВП (ССВП).
ЕНМГ та реєстрацію СВПМС проводили на апараті «Multibasis» («O.T.E. Biomedica», Італія); ЕЕГ та дослідження ЗВПШП і ССВП на 19-канальному аналізаторі біопотенціалів мозку «Brain Surveyor» («SAICO», Італія).
Ступінь і спрямування відхилень нейрофізіологічних параметрів у пацієнтів основної групи визначали на підставі обчислення коефіцієнтів відхилення від норми:
Квід = (А1 – АК) * 100% АК,
де А1 – величина досліджуваного показника, АК – його середнє значення в контрольній групі (Бадалян Л.О., Скворцов И.А., 1986).
Математичне оброблення отриманих результатів проводили за допомогою програм Excel 4.0a та STATISTICA 4.3В; використовували методи описової статистики — аналiз варіаційних рядів, порівняння середніх величин і відносних частот, а також кореляційний, регресійний і дисперсійний (факторний) аналiз (Минцер О.П. и соавт., 1991; Daniel W.W., 1995).
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
За даними клініко-неврологічного обстеження УЛНА на ЧАЕС тяжкої рухової патології не виявлено, переважали вестибуло-мозочкові розлади у — 56 (74,7%), а також ознаки легкої пірамідної та екстрапiрамiдної недостатності — відповідно у 63 (84%) та 42 (56%) пацієнтів. Найбільш інформативним було дослідження патологiчних кистьових симптомів флексорної групи, виявлених у 46 (61,3%) пацієнтів, субкортикального рефлексу Марінеску — Радовічі — у 39 (52%), тибіального феномена Штрюмпеля — у 21 (28%), симптомів Вайнштока та Нойка — Ганєва — відповідно у 33 (44%) та 31 (41,3%), патологічних лицевих синкінезій — у 32 (42,7%) пацієнтів.
За даними ЕНМГ стан сегментарно-периферичного нейромоторного апарату у пацієнтів основної групи характеризувався: 1) відсутністю порушень нервово-мязової передачі; 2) помірними (Квід у межах 20%)різнобічно спрямованими відхиленнями ШПІ; 3) значним (Квід понад 20%) зниженням амплітуди м’язових і невральних ВП відповідно у 41 (54,7%) і 49 (65,3%); 4) значними (Квід понад 25%) порушеннями параметрів Н-рефлексу у 52 (69,3%), що здебільшого у 38 (50,7%) пацієнтів відображають зниження рефлекторної збудливості спінальних мотонейронів (зниження максимальної амплітуди Н-рефлексу та співвідношення Нмакс/Ммакс, підвищення порога і збільшення латентного періоду — ЛП — Н-рефлексу).
Виявлені ЕНМГ-відхилення є характерними для пірамідного, палідарного і атактичного синдромів надсегментарних уражень, а також свідчать про значні вегетативно-трофічні порушення та залучення периферичних нервових волокон (Бадалян Л.О., Скворцов И.А., 1986).
За даними комп’ютерної ЕЕГ у пацієнтів основної групи в порівнянні з контрольною виявлено значне підвищення сумарної спектральної потужності δ- і β-діапазонів (p<0,001), зниження — Θ-діапазону (p>0,05), значне зниження — α-діапазону (p<0,001).
Домінуючим ЕЕГ-патерном в основній групі (40%) була низькоамплітудна поліморфна ЕЕГ з переважанням δ- і β-діапазонів. Цей тип ЕЕГ до нинішнього часу синдромологічно не обгрунтований, проте може відображати пригнічення стовбурових структур і хвостатого ядра (Жирмунская Е.А., 1991; Sazonova O.B., 1997), патологію додаткової моторної ділянки кори (Diez J. et al., 1997). У пацієнтів основної групи виявлені й інші ЕЕГ-синдроми: дезорганізації ритмів з пароксизмальною активністю (у 24%), гіперсинхронізації α-активності (у 20%), перебудови кіркової ритміки з уповільненням біопотенціалів (у 8%). Відомі механізми їх формування (Жирмунская Е.А., 1991) свідчать про пригнічення активності ретикулярної формації стовбура мозку і заднього гіпоталамуса, підсилення активності неспецифічних або стан значного подразнення специфічних та асоціативних ядер таламуса.
За даними дослідження СВПМС у УЛНА на ЧАЕС переважали ознаки пригнічення понтомезенцефальних структур — зниження амплітуди і збільшення ЛП II–V компонентів, збільшення МПІ II–IV і I–V (усі зміни достовірні), які у 52% пацієнтів основної групи були значно виражені.
ЗВПШП у пацієнтів основної групи характеризувалися високою питомою вагою характерних деформацій — у 34 (45,3%) випадках, а також прискоренням та підвищенням амплітуди основних компонентів (p<0,05). З урахуванням топографії генераторів зорових ВП, ці порушення відображають підсилення аферентного припливу від специфічних і асоціативних таламічних ядер, ядер стріарного комплексу і неспецифічних систем лімбіко-ретикулярного комплексу, а також можуть свідчити про патологію хвостатого ядра.
За даними аналізу усереднених амплітудно-часових характеристик ССВП у пацієнтів основної групи в порівнянні з контрольною групою величини амплітуд основних компонентів були достовірно менші, а ЛП — достовірно більші. Ці результати, зважаючи на топографію генераторів ССВП, свідчать про затримку процесів сприймання і оброблення соматосенсорної інформації на підкірковому і кірковому рівнях. У 38 (50,7%) пацiєнтiв основної групи виявлено значне (Квід понад 25%) зниження амплітуди P25 — кіркового компонента ССВП, що свідчить про значні структурно-функціональні порушення нейронів сенсомоторної кори.
У пацiєнтiв основної групи простежені достовірні кореляційні звязки між клінічними неврологічними симптомами і нейрофізіологічними показниками. Так, слабкість конвергенції, недостатність VII і XII черепно-мозкових нервів за центральним типом, патологічні субкортикальні рефлекси, патологічні лицеві синкінезії та позитивні координаторні проби корелювали зі зниженням амплітуди і збільшенням ЛП основних компонентів СВПМС, збільшенням їх МПІ (r=0,290,48); ознаки екстрапiрамiдної недостатності корелювали зі збільшенням спектральної потужності β і δ-діапазонів, зниженням спектральної потужності α-діапазону в задніх відведеннях і збільшенням в передніх (r=0,280,48); симптоми вегетативної дисфункції корелювали зі зменшенням ЛП компонентів ЗВПШП, а також підвищенням порога і зниженням амплітуди Н-рефлексу (r=0,330,44; p<0,05). Наявність і характер цих зв’язків перш за все свідчить про адекватність розробленої програми нейрофізіологічних досліджень, а також про те, що рефлекторно-рухова патологiя в обстежених зумовлена в основному структурно-функціональними порушеннями надсегментарних відділів рухової системи.
Для параметрів, що характеризують стан надсегментарних відділів рухової системи, була простежена залежність «доза-ефект». Так, при дії доз опромінення понад 0,3 Гр достовірно підвищувалась сумарна спектральна потужність δ- і знижувалась α-діапазону (сила впливу дози опромінення становила відповідно 45 і 29%; p<0,05). Із зростанням поглинутої дози опромінення простежено також збільшення питомої ваги низькоамплітудної поліморфної ЕЕГ (p<0,05), зменшення ЛП основних компонентів ЗВПШП (r=-0,330,39; p<0,05). Виявлено досить тісну кореляційну залежність нелінійного (параболічного) характеру між величиною дози опромінення і МПІ III–V СВПМС (кореляційне відношення η=0,8; p<0,05). Зі збільшенням тривалості роботи в зоні відчуження достовірно підвищувалася сумарна спектральна потужність δ- і β-діапазонів і знижувалась — α-діапазону (вплив дози опромінення становив відповідно 37, 12 і 30%; p<0,05). Встановлені залежності свідчать про радіаційну детермінованість структурно-функціональних порушень надсегментарних відділів рухової системи.
ВИСНОВКИ
На основі результатів проведених досліджень пропонуємо наступну схему патогенезу рефлекторно-рухових порушень у УЛНА на ЧАЕС.
В основі рефлекторно-рухових розладів лежать радіаційно-детерміновані структурно-функціональні порушення надсегментарних відділів рухової системи, які характеризуються: 1) пригніченням ретикулярної формації стовбура мозку на понтомезенцефальному рівні; 2) підсиленням активності неспецифічних або значним подразненням специфічних та асоціативних ядер таламуса; 3) пригніченням хвостатого ядра; 4) пригніченням сенсомоторних ділянок кори.
Характерні патологічні зміни вищих рухових центрів реалізуються через порушення фізіологічних низхідних впливів і відповідно — збудливості сегментарних мотонейронів.
Істотну роль у патогенезі рухових порушень відіграють додаткові механізми: 1) периферичні вегетативно-трофічні порушення, якi спричинюють патологічні процеси безпосередньо в нервових волокнах і м’язах; 2) порушення процесів сприймання й оброблення сенсорної інформації аферентними системами, які справляють контролюючий вплив на діяльність рухової системи.
Запропоновані патофізіологічні механізми рефлекторно-рухових порушень у УЛНА на ЧАЕС сприятимуть розширенню уявлень про механізми впливу ІВ на нервову систему людини в цілому.
ЛІТЕРАТУРА
Бадалян Л.О., Скворцов И.А. (1986) Клиническая электронейромиография. Медицина, Москва, 368 с.
Барабанова А.В. (1969) Клинико-физиологическая характеристика изменений в двигательной системе у людей при профессиональном лучевом воздействии. Автореф. дис. … канд. мед. наук, Москва, 20 с.
Ващенко Е.А. (1993) Некоторые показатели функционального состояния нервной системы людей, подвергшихся действию комплекса неблагоприятных факторов Чернобыльской катастрофы. Физиол. журн., 39(56): 1018.
Ващенко Е.А., Нягу А.И., Брус Б.А., Василенко Д.А. (1997)Состояние соматических сегментарных рефлекторных механизмов у людей, подвергшихся радиационному воздействию вследствие ядерной катастрофы в Чернобыле. Нейрофизиология, 29(2): 105116.
Гуськова А.К., Байсоголов Г.Д. (1971) Лучевая болезнь человека. Медицина, Москва, 384 с.
Жирмунская Е.А. (1991) Клиническая электроэнцефалография. МЭЙБИ, Москва, 80 с.
Зенков Л.Р., Ронкин М.А. (1991) Функциональная диагностика нервных болезней. Медицина, Москва, 640 с.
Минцер О.П., Угаров Б.Н., Власов В.В. (1991) Методы обработки медицинской информации. Вища шк., Київ, 271 с.
Нягу А.И., Логановский К.Н. (1998) Нейропсихиатрические эффекты ионизирующих излучений. «Чорнобильінтерінформ», Киев, 368 с.
Чеботарьова Л.Л. (1993) Аналіз викликаних симпатичнихшкірних потенціалів. В кн.: А.П. Ромоданов (ред.). Післярадіаційна енцефалопатія. УНДІНХ, Київ, с. 171180.
Шмидт Р., Визендангер М. (1996) Двигательные системы.
В кн.: Р. Шмидт, Г. Тевс (ред.) Физиология человека: в 3-х томах (пер. с англ.). Мир, Москва, Т. 1, с. 88128.
Diez J., Pfurtscheller G., Reisecker F., Ortmayar B., Zalaudek K. (1997) Event-related desynchronization and synchronization in idiopathic Parkinsons disease. Electroenceph. clin. Neurophysiol., Special Issue: Abstracts of the 14th International Congress of EEG and Clinical Neurophysiology (Florence, Italy, August 24 29, 1997), Vol. 103, № 1, p. 155, P386.
Sazonova O.B. (1997) EEG – Change in human caudat nucleus (CN) disturbans. Electroenceph. clin. Neurophysiol., Special Issue: Abstracts of the 14th International Congress of EEG and Clinical Neurophysiology (Florence, Italy, August 2429, 1997), Vol. 103, № 1, p. 200, p. 5614.
Daniel W.W. (1995) Biostatistics: a foundation for analysis in the health sciences. John Wiley & Sons, Inc., New York, 1995, 788 p.
Резюме. Проведено комплексное клинико-нейрофизиологическое обследование 75 участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции 1986–1987 гг. — основная группа (мужчины в возрасте от 25 до 56 лет, облученные в дозах от 0,05 до 4 Гр), а также 20 практически здоровых мужчин (контрольная группа); группы обследованных сопоставимы по возрасту. Нейрофизиологическое исследование включало применение электронейромиографических методик, клинической и компьютерной ЭЭГ, вызванных потенциалов нервной системы — слуховых мозгового ствола, зрительных на обращение шахматного паттерна, соматосенсорных. Рефлекторно-двигательные нарушения у обследованных основной группы клинически проявлялись вестибуло-мозжечковыми расстройствами, признаками легкой пирамидной и экстрапирамидной недостаточности. Установлено, что в основе этих нарушений лежат радиационно-детерминированные структурно-функциональные нарушения надсегментарных отделов двигательной системы, которые характеризуются: 1) угнетением ретикулярной формации ствола мозга на понтомезенцефальном уровне; 2) усилением активности неспецифических или раздражением специфических и ассоциативных ядер таламуса; 3) угнетением хвостатого ядра; 4) угнетением сенсомоторных областей коры. Характерные патологические изменения высших двигательных центров реализуются посредством нарушения физиологических нисходящих влияний и соответственно — возбудимости сегментарных мотонейронов. Существенную роль в патогенезе двигательных нарушений также играют: 1) периферические вегетативно-трофические нарушения, вызывающие патологические процессы непосредственно в нервных волокнах и мышцах; 2) нарушения процессов восприятия и обработки сенсорной информации афферентными системами, оказывающими контролирующее влияние на деятельность двигательной системы.
Ключевые слова: ионизирующие излучения, Чернобыльская катастрофа, нервная система человека, рефлекторно-двигательные нарушения, электронейромиография, электроэнцефалография, вызванные потенциалы
Summary. Complex clinical-neurophysiological examination was carried out in 75 Chernobyl accident consequences cleaning-up participants 1986–1987 — main group (all men in age from 25 till 56 years, irradiated in doses from 0,05 to 4 Gy), as well as 20 age-matched healthy men (control group). Neurophysiological examination consisted of electroneuromyographical methods, routine and computerized EEG, evoked potentials — brainstem auditory, checkerboard pattern reversible visual, somatosensory. Motor system pathology in patients of main group manifested by vestibular-cerebellar disturbances, mild pyramidal and extrapyramidal signs. According to obtained results these disturbances are motivated by structural and functional faults of suprasegmental part of motor system — the most characteristic among them are as follows: 1) intense oppression of pontine and mesencephalic reticular formation; 2) intensification of activity of non-specific or irritation of specific and associative thalamic structures; 3) oppression of caudate nucleus; 4) oppression of sensorimotor cortex. These characteristic faults of supreme motor centers are realized by infringement of physiological suprasegmental influences and disturbances of the excitability of the peripheral motor neurons accordingly. An important role in pathogenesis of movement disturbances should be given to: 1) peripheral autonomic and trophic disturbances causing pathological processes right in the nerves and muscles; 2) fault of perception and processing of somatosensory information by afferent systems controlling activity of efferent systems.
Key words: ionizing radiation, Chernobyl accident, human nervous system, reflex and motor disturbances, electroneuromyography, electroencephalography, evoked potentials
Адреса для листування:
Юр`єв Констянтин Леонідович 254050, Київ, вул. Мельникова, 53 Науковий центр радіаційної медицини АМН України, Інститут клінічної радіології, відділ неврології
