Индивидуально-типологический подход к купированию дисфункций центральной нервной системы при риске развития пылевой патологии

Введение. На современном этапе развития совершенствование технологий производства и оптимизация условий труда отстают от темпов наращивания производственных мощностей [4]. Ранее разработанные профилактические и реабилитационные мероприятия оказались недостаточно эффективными, о чем свидетельствует ежегодный рост числа больных с профессиональными заболеваниями [8]. В структуре профессиональных заболеваний у лиц, работающих на промышленных горнорудных предприятиях, доминируют пневмокониозы (39,2 %), из которых на антракосиликоз приходится 11,5 %. У 30–60 % обследуемых отмечаются донозо-логические состояния, сопровождающиеся нарушениями вегетативного баланса и снижением резервных возможностей организма. Это проявляется в росте психоэмоционального напряжения, нарушениях биоэлектрической активности миокарда, нарушениях регуляции ритма сердца, повышениях всех видов артериального давления, следствием чего является учащение случаев инфаркта миокарда и внезапной коронарной смерти, нередко на рабочих местах [6]. Изучение механизмов формирования и развития нервных и сердечно-сосудистых дизрегуляций у горнорабочих при ранних проявлениях антракосиликоза с учетом индивидуально-типологических особенностей в этих условиях является остроактуальным и представляет научный и практический интерес. Проблема индивидуальной устойчивости организма к действию вредных производственных факторов является узловой, базируется на биоритмологической структуре нервных процессов и отражает степень их устойчивости и адаптивной пластичности [9]. В настоящее время нет единого мнения относительно влияния индивидуально-типологических особенностей человека на характер компенсаторно-приспособительных донозологических механизмов регуляции функционального состояния под воздействием пылевого фактора. В связи с вышеизложенным донозологическая оценка взаимоотношений дизрегуляций психических, нервных и вегетативных процессов с клинико-физиологических позиций на ранних стадиях развития антракосиликоза и поиск немедикаментозных способов коррекции чрезвычайно актуальны.

Цель исследования. Выявить индивидуально-типологические особенности формирования интракортикального гомеостаза у горнорабочих угольных шахт с ранними проявлениями антракосиликоза и апробировать способ альтернативного (знакопеременного) кардиотренинга для купирования дизрегуляций.

Материалы и методы. Обследовано 107 горнорабочих шахт Карагандинского угольного бассейна в возрасте старше 50 лет со стажем работы в подземных пылевых условиях более 25 лет (высокостажированные горнорабочие). У 80,3 % рабочих в результате рентгенологического обследования были выявлены начальные антракосилитические изменения (группа «риска» по классификации код-01, AnSi-01) [8].

При объективном и субъективном обследованиях горнорабочих тщательно анализировались профмаршрут, гигиенические условия труда (по санитарно-гигиенической характеристике с места работы), амбулаторные карты. В комплексное клинико-физиологическое обследование кроме общеклинических, психофизиологических методов, метода вариационной пульсометрии входила запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в лобнозатылочном отведении справа и слева (отведение Fp1-О1 и Fp2-О2 по международной системе 10–20). Для купирования дисфункций использовали модифицированный вариант разработанного нами кардиотренинга с обратной связью по кардиоритмограмме [1]. Для оценки эффективности купирования диз-регуляций в ЦНС испытуемые разделены на 2 группы: контрольную (КГ), получавшую традиционное медикаментозно-физиотерапевтическое лечение, и основную (ОГ), в которой кроме лечения проводили по 6 сеансов кардиотренинга с каждым исследуемым. ЭЭГ регистрировали с конвекситальной поверхности черепа от графитовых малополяризую-щихся электродов на 16-канальный «Полинейрограф» производства экспериментальнопроизводственных мастерских Института экспериментальной медицины РАМН (г. Санкт-Петербург) с компьютерной обработкой по двум программам. Первая программа анализировала нейродинамическую структуру ЭЭГ с оценкой условных вероят- ностей взаимного следования нейроритмов (бета-, альфа-, тета-, дельта-). На основании структуры ЭЭГ правого полушария все испытуемые были разделены на высоко- (I тип, корковое доминирование, условная вероятность взаимного следования альфа-волн от 0,757±0,020 до 0,834±0,010), средне- (II тип, корково-лимбическое доминирование, взаимная условная вероятность следования альфа-волн от 0,571±0,020 до 0,704±0,110) и низкоадаптивных (III тип, лимбико-стволовое доминирование, значения условной вероятности повторения альфа-волн от 0,337±0,020 до 0,418±0,020) [3].

Вторая подпрограмма позволяла оценивать межполушарные взаимоотношения по вероятности следования изоэлектрических состояний в ЭЭГ [10]. Для наглядного представления матриц условных вероятностей строились вероятностно ориентированные графы, вершинами которых являются компоненты ЭЭГ, а ориентация ребер графа указывает направления перехода между нейроволнами в первом случае и между полушариями во втором. Для количественного описания графов использованы понятия теории потоков в цепях, по которой вершина графа может служить источником потока, если разность между суммой входящих в нее и выходящих из нее потоков вероятностей будет положительной, или сохраняющей поток, если разность отрицательна [2].

Оценку общего десинхроноза проводили по индивидуальному чувству времени (индивидуальная минута – ИМ) [7]. Показано, что у высокоадаптивных лиц в условиях неблагоприятных воздействий на организм ИМ удлиняется, а у низкоадаптивных, напротив, укорачивается. Область нормальных значений ИМ - от 46,2 до 69,7 с. Эта область разделяется на три: от 46,2 до 47,6 с -для низкоадаптированных, от 47,7 до 62,8 с -для среднеадаптированных лиц, от 62,9 до 69,7 с - для высокоадаптированных лиц. Оценку достоверности различий проводили по t-критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение. В результате исследований выявлено, что у горнорабочих I типа со стадией AnSi-01 вероятность появления альфа-волн остается высокой и соот- ветствует уровню коркового доминирования (рα=0,67±0,04) на фоне относительно невысоких вероятностей других нейроритмов (рβ=0,13±0,03; рθ=0,11±0,05; р∆=0,10±0,03). Условная вероятность взаимного следования альфа-волн в ЭЭГ лобно-затылочного отведения справа составляет pαα=0,733±0,041. Функциональное альфа-ядро выражено, через него осуществляется взаимоследование бета-, тета- и дельта-волн (рθα=0,75±0,04; р∆α=0,07±0,02; рβα=0,53±0,003). Это свидетельствует об усилении координационных механизмов, обеспечивающих восприятие и сканирование поступающей в мозг информации и на этой основе - принятие адекватных решений с формированием целенаправленных программ адаптивного поведения. У лиц со II типом организации ЭЭГ со стадией AnSi-01 структура взаимоотношений нейроволн несколько «размыта» по сравнению с I типом. Усиливается формирование бета-ядра, особенно выраженное справа (рβ=0,26±0,02). Вероятность появления альфа-волн снижена (рα=0,48±0,01). Повышена вероятность тета-и дельта-волн (0,13±0,03 и 0,13±0,01 соответственно). Условные вероятности взаимного следования нейроволн в ЭЭГ обоих полушарий для бета-волн повышены (рββ справа и слева 0,354±0,032 и 0,301±0,044 соответственно), а для других нейроволн снижены справа и слева по сравнению с лицами I типа (рαα справа и слева 0,612±0,022 и 0,503±0,035 соответственно; рθα=0,45±0,02 справа; рβ∆=0,10±0,02 справа и рβθ=0,13±0,02 слева). Усиление взаимного следования бета-волн свидетельствует о развитии неспецифической активации левого полушария и его недостаточном участии в обработке поступающей информации, что ведет к формированию угнетенных состояний, нарушению восприятия. Концентрация активности вокруг бета-ядра и усиление связи бета-волн с другими компонентами ЭЭГ ведет к рассогласованию совместной перцептивной деятельности полушарий, усилению кортикальной возбудимости.

Структура взаимодействия нейроритмов у лиц III типа с AnSi-01 характеризуется дальнейшим «размыванием» по сравнению с лицами I и II типов (рα=0,26±0,01), а в области бета- и дельта-волн формируются новые функциональные ядра, особенно справа (рβ=0,60±0,13 и р∆=0,27±0,02). Условная вероятность бета-волн максимальна для обследуемого контингента (рββ=0,383±0,032 и 0,321±0,033 справа и слева соответственно), а для взаимоотношений «альфа – альфа», «тета – альфа», «бета – альфа» и «дельта – альфа» достигает минимальных значений (рαα=0,28±0,01; рθα=0,26±0,01; рβα=0,26±0,01; р∆α=0,25±0,01). Такая нейродинамическая структура ЭЭГ может служить основой для усиления возбудимости, нарастания кортикального напряжения, ухудшения самочувствия, усиления тревожности.

После проведения реабилитационных мероприятий, включающих в КГ медикаментозное и физиотерапевтическое лечение, а в ОГ -еще и 6 сеансов альтернативного кардиотренинга, обнаружены следующие изменения. В КГ у лиц II и III типа с AnSi-01 отмечается тенденция к выравниванию функциональной активности обоих полушарий. Сумма вероятностей входящих и выходящих связей для левого полушария и лиц II типа рs=1,59±0,12; pd=1,63±0,01, что на 0,1–0,2 меньше исходных значений. У лиц III типа эти показатели рs=1,55±0,08 и pd=1,60±0,13. Взаимоотношения полушарий становятся более цикличными, идет выравнивание интенсивности информационных потоков с незначительным преобладанием вероятности потока слева направо (psd=+0,45 против pds=+0,33 у лиц II типа и psd=+0,5 против pds=+0,35 у лиц III типа). Это свидетельствует о снижении активации правого полушария за счет усиления тормозной функции коры.

В ОГ сочетанная с кардиотренингом реабилитация вызвала более выраженные изменения интракортикальных межполушарных взаимоотношений, причем этот эффект более выражен у лиц III типа. Усиливается межполушарное взаимодействие с восстановлением билатерального равновесия. Вероятность следования изоэлектрических состояний, соответствующих моменту максимальной готовности структуры или зоны мозга к восприятию информации, в пространственновременном межполушарном паттерне ЭЭГ билатерально выравнивается (psd=0,530±0,070; pds=0,520±0,060), активность левого и правого полушарий в переработке информации становится одинаковой (рs=0,470±0,060 и pd=0,460±0,070). Нормализация межполушарного взаимодействия достигается за счет полного восстановления цикличности у лиц III типа с AnSi-01 в ОГ в отличие от таковых в КГ. Сумма вероятностей для обоих полушарий составляет рΣ=1,52±0,03, а вероятность информационного потока pds=psd=+0,45. У лиц I типа с AnSi-01 КГ в этих условиях купируется кортикальная возбудимость с незначительной остаточной активацией левого полушария при восстановлении баланса между возбудительными и тормозными процессами в правом полушарии. Интенсивность информационного потока снижается справа налево до pds=+0,4 и слева направо до psd=+0,3.

Таким образом, в ОГ отмечено повышение активности левого полушария, что свидетельствует о появлении пространственноорганизованных паттернов обеспечения целенаправленной деятельности мозга. Генерализованная активация коры больших полушарий мозга, напротив, затрудняет формирование адаптивных перестроек в функциональных системах вследствие разобщения активации глубоких структур мозга.

После проведения реабилитации в КГ у лиц с AnSi-01 изменения нейродинамической структуры ЭЭГ выражены незначительно. У лиц III типа по-прежнему сохраняется десинхронизация ЭЭГ с неспецифической активацией коры вследствие концентрации функционального бета-ядра, хотя и отмечается усиление взаимоотношений альфа-волн (р α =0,26±0,02 и 0,29±0,02; р β =0,41±0,05 и 0,35±0,04 справа и слева соответственно). Уровень бета-активности выше по сравнению с исходным состоянием. Другие составляющие нейродинамической структуры ЭЭГ не изменились (р αβ , р θβ =0,41±0,05; р βθ =0,11±0,01; р θθ =0,12±0,02; р∆ θ =0,13±0,01 и не отличаются справа и слева).

У лиц II типа изменения более выражены, р β =0,19±0,01 на фоне ослабления взаимоотношений между другими нейроритмами (р α =0,56±0,01 справа и 0,49±0,06 слева).

Значительно выражены взаимоотношения между альфа-волнами и тета-альфа-волнами (р αα =0,72±0,02 и р θα =0,54±0,02 справа и р αα =0,74±0,03 и р θα =0,62±0,02 слева). Значительно ослаблены взаимоотношения «альфа – тета» и «бета – тета» (0,091±0,003 слева и 0,092±0,002 справа).

Наиболее выражены нейродинамические перестройки в основной группе. У лиц III типа отмечается усиление процессов стабилизации ЭЭГ на фоне «размывания» функционального бета-ядра (р β =0,28±0,08), усиления альфа-активности, усиления взаимоотношений других ритмов с альфа-ритмом (р α =0,41±0,04 и 0,35±0,02 справа и слева; р αα =0,30±0,04; р βα =0,36±0,02; р∆ α =0,37±0,03). Ослаблены взаимоотношения «альфа – тета» и «дельта – тета» (р αθ =0,15±0,02; р∆ θ =0,15±0,03), что может свидетельствовать о снижении напряжения, повышении активности и работоспособности.

Значительные изменения нейродинами-ческой структуры ЭЭГ отмечаются при сочетанном лечении у лиц I типа. В нейродина-мической структуре ЭЭГ отсутствует функциональное бета-ядро (р β =0,29±0,02), ослаблены взаимоотношения и других нейроритмов с бета-ритмом, что может свидетельствовать о повышении специфической активации мозга. Усиливается концентрация альфа-ядра на фоне усиления взаимоотношений всех ритмов и альфа-волн между собой (р α =0,72±0,04; р αα =0,761±0,001 и 0,620±0,04 справа и слева соответственно). Ослаблены взаимоотношения всех ритмов с волнами дельта-диапазона («ритма утомления»). Наиболее выражены взаимоотношения «альфа – альфа», «бета – альфа», «тета – альфа» и «дельта – альфа» как справа (0,76±0,03; 0,57±0,01; 0,61±0,02; 0,66±0,01), так и слева (0,78±0,06; 0,59±0,04; 0,69±0,08; 0,63±0,07). Ослаблены взаимоотношения «альфа – дельта», «тета – бета», «тета – дельта», «дельта – бета» (0,091±0,006; 0,097±0,007; 0,120±0,008; 0,03±0,0 соответственно).

Повышение альфа-активности в ОГ у горнорабочих с AnSi-01 при лечении, сочетанном с альтернативным кардиотренингом, свидетельствует о восстановлении высокого уровня регуляторной устойчивости и стабилизации вегетативного управления. У лиц III типа формируется устойчивый предпато-логический паттерн ЭЭГ, который сохраняется и после проведения традиционного лечения. У лиц с I типом организации ЭЭГ сохранены соматовегетативные резервы для формирования нового уровня функциональной регуляции.

Оценка уровня общего десинхроноза у горнорабочих с AnSi-01 показала начало формирования внутреннего десинхроноза во всех обследованных группах, так как отмечено сокращение индивидуальной минуты по сравнению с ее длительностью, характерной для уровня высокой адаптиро-ванности, причем у лиц III типа эти отклонения наиболее заметны (табл. 1). Состояния горнорабочих этого типа в большей ме- ре соответствуют уровню средней адапти-рованности, как и состояния лиц II типа. Лица I типа в большей мере сохраняют высокий уровень адаптированности. Проведение стандартного комплекса реабилитационных мероприятий усиливает тенденции к сокращению ИМ у всех испытуемых, особенно выраженные у лиц I типа. Их состояние соответствует уровню низкой адапти-рованности, а состояние лиц II и III типа уровню средней адаптированности (табл. 1). Применение сочетанной с альтернативным биоуправлением (АБУ) ЧСС-реабилитации вызывает тенденцию к восстановлению чувства времени у всех испытуемых: состояние лиц I типа наиболее приближено к уровню высокой адаптированности, лиц III типа соответствует уровню средней и высокой адаптированности (табл. 1).

Таблица 1

Уровень адаптивности	I тип (высокоадаптивый)	II тип (среднеадаптивный)	III тип (низкоадаптивный)
До АБУ (КГ+ОГ)	n=11	n=20	n=60
	53,3–67,1 с	53,7–61,7 с	56,1–59,9 с
После АБУ (КГ)	n=5	n=7	n=18
	46,4–47,6 с	50,6–51,4 с	51,6–57,6 с
После АБУ (ОГ)	n=6	n=9	n=17
	60,7–61,3 с	56,3–63,7 с	54,6–61,8 с
Норма	62,9–69,7 с	47,7–62,8 с	46,2–47,6 с

Динамика чувства времени

В табл. 1 приведена динамика чувства времени (индивидуальной минуты, с) у высоко- (I), средне- (II) и низкоадаптивных (III) горнорабочих с AnSi-01 после стандартного лечения (КГ) и лечения, сочетанного с АБУ ЧСС (ОГ). В нижней строке даны диапазоны нормы, соответствующие уровню низкой (III), средней (II) и высокой (I) адаптирован-ности. (Под адаптивностью понимается способность к адаптации, а под адаптированно-стью - ее реальное состояние.)

Таким образом, применение стандартного комплекса реабилитационных мероприятий усиливает тенденцию к формированию внутреннего десинхроноза, особенно выраженную у лиц I типа, а сочетанная с АБУ ЧСС-реаби-литация, напротив, купирует его развитие, что особенно выражено у лиц II типа.

Ритмическая структура организации функциональных систем, ее пластичность и устойчивость являются важнейшим механизмом приспособления организма к условиям среды. Саморегуляция функций и состояний в настоящее время связывается большинством исследователей с нейродинамическими процессами, которые сопровождаются пластическими перестройками в синаптическом аппарате и являются нейрофизиологической основой перестроек межцентральных отношений [5]. Эти процессы протекают во взаимосвязанных специфических и неспецифических системах, обеспечивающих функциональное единство различных уровней ЦНС. Важнейшим условием обеспечения системной организации целостного поведения являются межполушарное взаимодействие и взаимодействие коры с глубокими структурами мозга. В основе пластичности лежит индивидуальный характер функциональной организации внутри- и межсистемных отношений, которые находят свое отражение в нейродинамической структуре ЭЭГ.

Проведенные исследования показали, что тип нейродинамической структуры ЭЭГ, в основе которого лежит уровень организации интракортикального гомеостаза (корковый, корково-лимбический или лимбико-стволовой), определяет и уровень межполушарного взаимодействия. Вид организации ЭЭГ, связанный с процессами восприятия и хранения информации, связан с механизмами управления состоянием функций и систем.

Проведенные исследования отчетливо показали, что горнорабочие с начальными формами антракосиликоза характеризуются превосходством активационных процессов над тормозными, но глубина и направленность перестроек различны. У лиц I типа отмечается однонаправленная активация обоих полушарий с преимущественной активацией зон левого полушария, что свидетельствует о преимущественно индуктивной аналитической обработке информации. У лиц II типа процессы активации доминируют над процессами торможения, но этот эффект более выражен в правом полушарии, что свидетельствует о более выраженном компенсаторном предпатологическом и энергетическом напряжении. У лиц III типа процессы активации коры более выражены справа и более значительны, чем у лиц I и II типа.

Билатеральный индекс у лиц I, II и III типов равен соответственно +0,33; -0,7 и -0,8. Процессы компенсации у лиц II типа переходят в процессы интенсивного развития астенического состояния в однотипных производственных условиях.

В нейродинамической структуре ЭЭГ у лиц I типа усиление концентрации альфа-ядра говорит об активации координационных механизмов, обеспечивающих восприятие и сканирование поступающей в мозг информации и формирование на этой основе целенаправленных программ адаптивного поведения. Концентрация активности вокруг бета-ядра в нейродинамической структуре ЭЭГ у лиц II типа ведет к рассогласованию совместной перцептивной деятельности полушарий, усилению кортикальной возбудимости. Формирование функциональных ядер в области бета- и дельта-активности на фоне «размывания» альфа-ядра в ЭЭГ лиц III типа свидетельствует об усилении возбудимости, нарастании кортикального напряжения и усталости, нарушении самочувствия и росте беспокойства.

После сочетанной с АБУ ЧСС-реабили-тации эффекты оптимизации интракорти-кального гомеостаза выражены больше, чем при изолированном применении стандартных мероприятий. Это может быть связано с частичной компенсацией нарушений в малом круге кровообращения. Легче поддается коррекции нейродинамическая структура ЭЭГ левого полушария, которое исходно находится в менее напряженном состоянии. Трудности реабилитации механизмов работы правого полушария могут быть связаны с перегрузкой регуляторных возможностей как функциональными, так и патологическими изменениями, а также участием в первичном досемантическом зрительно-пространственным анализе сенсорной информации.

Выводы

• 1.    Индивидуально-типологические особенности регуляторных процессов в ЦНС при ранних проявлениях антропосилиноза отражаются в межполушарном взаимодействии, в структуре межкомпонентных взаимоотношений основных нейроритмов ЭЭГ. У горнорабочих с I типом организации ЭЭГ индекс билатерального равновесия равен +0,33. У лиц II и III типа выражены активационные и ослаблены тормозные влияния в коре больших полушарий, индекс билатерального равновесия равен соответственно -0,7 и -0,8.

• 2.    У горнорабочих с AnSi-01 I типа в нейродинамической структуре ЭЭГ сохраняются устойчивые связи отдельных нейроритмов с альфа-ритмом (р α =0,67±0,04). У лиц II типа эти связи ослаблены на фоне усиления связей с бета-ритмом (р β =0,48±0,01). У лиц III типа на фоне деструктуризации альфа-ядра формируется бета-ядро (р α =0,26±0,01; р β =0,61±0,02).

• 3.    Разработанный метод коррекции состояния в сочетании со стандартным набором реабилитационных мероприятий восстанавливает цикличность межполушарного взаимодействия, снижает неспецифическую активацию коры головного мозга на фоне восстановления специфической активации, также наблюдается тенденция к восстановлению чувства времени, особенно выраженная у лиц I и II типа.

• 1.    А. с. №174200 МКИ А61 В5/00. Способ функциональной коррекции артериального давления / Л.Н. Гондарева // Биологические изобрет. и открытия. №25. – 1992. – №52. – 13 с.

• 2.    Берч, Н. Обработка сигналов во временных интервалах / Н. Берч, Г. Чилдерс // Концепция информ. и биологические системы. – М., 1966. – С. 305–324.

• 3.    Гондарева, Л.Н. Прогнозирование и коррекция состояния человека по биоритмологическим характеристикам физиологических процессов при различных видах деятельности : автореф. дис. … д-ра биол. наук / Л.Н. Гондарева. – СПб., 1996 – 36 с.

• 4.    Измеров, Н.Ф. Актуальные проблемы медицины труда и промышленной экологии /

  Н.Ф. Измеров // Медицина труда и пром. экология. – 1996. – №1. – С. 362–380.

• 5.    Медведев, В.И. Устойчивость физиологических и психофизиологических функций человека при действии экстремальных факторов / В.И. Медведев. – Л. : Наука, 1982.

• 6.    Миндубаева, Ф.А. Состояние регуляторных механизмов в производственной адаптации горнорабочих шахт Караганды / Ф.А. Минду-баева // Вопр. физиологии, гигиены труда и профпатологии : сб. науч. тр – Караганда, 1998. – С. 118–123.

• 7.    Моисеева, Н.И. Временная среда и биологические ритмы / Н.И. Моисеева, В.М. Сысуев. – Л. : Наука, 1981. – С. 127.

• 8.    Рушкевич, О.П. Критерии диагностики пылевых профессиональных заболеваний рабочих угольной промышленности / О.П. Рушкевич, Р.В. Борисенкова // Медицина труда и пром. экология. – 1996. – №7. – С. 24–29.

• 9.    Сороко, С.И. Нейрофизиологические и психофизиологические основы адаптивного биоуправления / С.И. Сороко, В.В. Трубачев. – СПб. : Политехника-сервис, 2010. – 607 с.

• 10.    Суворов, Н.Б. Особенности циклического взаимодействия структур мозга при различных состояниях и формах деятельности / Н.Б. Суворов, Н.Н. Василевский // Физиологический журн. СССР. – 1981. – Т. 6–7, №7. – С. 456–461.

THE INDIVIDUAL AND TYPOLOGICAL APPROACH TO THE RELIEF OF DYSFUNCTIONS OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM DURING THE DEVELOPING OF RISK OF THE DUSTBORNE PATHOLOGY

Ulyanovsk State University