суточные ритмы в системе мозгового кровообращения в норме и

СУТОЧНЫЕ РИТМЫ В СИСТЕМЕ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ В НОРМЕ И
ПРИ ПАТОЛОГИИ
М.В. Нестерова
Известно, что от 25 до 40% мозговых катастроф происходит ночью и в ранние утренние часы после
пробуждения [2,5-7]. Несомненно, что особенности суточной организации мозговой гемоциркуляции
заслуживают пристального внимания, что является важным для прогнозирования и профилактики возможного
инсульта.
Нами проведено изучение вариабельности показателей мозговой гемодинамики – линейной скорости
кровотока (ЛСК) и цереброваскулярной реактивности на протяжении суток у 112 мужчин, из которых 33
практически здоровых молодых человека (средний возраст 28 лет) составили 1 группу, 2 группу - 23 пациента
пожилого возраста без клинических признаков НМК ( средний возраст 62 г.), 3 группу - 34 молодых пациента
(средний возраст 31 г.) с начальными признаками недостаточности мозгового кровообращения (НПНМК) и
вегетативно-сосудистой дистонией (ВСД) и 4 группу - 25 больных пожилого возраста с хронической
недостаточностью мозгового кровообращения (ХНМК) (средний возраст 67 лет). Регистрация церебрального
кровотока осуществлялась по стандартной методике 6 раз в сутки с 4-часовым интервалом неинвазивным
методом транскраниальной допплерографии на приборе ТС-2020 « Pioneer» (Nicolet,USA). Оценивались
исходные параметры кровотока – ЛСК в средних мозговых артериях (СМА) и на фоне функциональных
нагрузок гиперкапнической (произвольной задержки дыхания) с расчетом коэффициента реактивности
(Кр+СО2), характеризующего вазодилатационную способность периферического русла, и гипокапнической
(спонтанной гипервентиляции) с вычислением коэффициента реактивности на гипокапнию (Кр-СО2),
определяющего констрикторные возможности пиальной сети, а также индекса вазомоторной реактивности
(ИВМР), отражающего диапазон лабильности системы [3-4]. Для определения группового ритма в СМА
показатели ЛСК обработаны по программе Косинор (Halberg F.,1969) с выделением мезора (среднесуточного
уровня), амплитуды и акрофазы (времени наивысшего значения показателя). Анализ суточной вариабельности
средних значений индексов цереброваскулярной реактивности проведен по часовым интервалам с выделением
времени наибольшего значения в каждой группе обследованного контингента. Полученная информация о
суточных изменениях ЛСК представлена в таблицах 1 - 4, а динамика индексов реактивности – в таблицах 5 - 8.
Из приведенных данных следует, что в группе молодых здоровых людей акрофаза ЛСК в правой СМА
зарегистрирована в 17.07 ч., а в левой СМА акрофаза ритма ЛСК была несколько сдвинута и приходилась
на 20.03 ч. У пожилых практически здоровых людей в бассейне правой СМА акрофаза ЛСК была сдвинута по
сравнению с акрофазой молодых пациентов на 5 ч., а в левой СМА - на 7.25 ч. и обе акрофазы приходятся на
вечерние и ночные часы. Мезоры ритмов у пожилых отличались более низким уровнем, чем у молодых, так в
бассейне правой СМА среднесуточный показатель ЛСК составил 46,76±6,85 cм/с (р<0,05), в левой СМА –
51,69±4,64 см/с (p<0,1).Амплитуда ритма в правой СМА у пожилых была несколько выше, чем в группе
молодых и колебалась от 12,64 см/с до 3,74 см/с; в левой СМА - противоположное соотношение - 4,41±1,03
см/с и 6,11±1,95 см/с. У больных НПНМК (3 группа) и ХНМК (4 группа) суточные колебания мозговой
гемодинамики оказались весьма вариабельны и, поэтому была проведена группировка по вариантам
относительно структуры ритмов ЛСК 1 и 2 групп. Так, у молодых пациентов с НПНМК нами были выделены
три варианта ритмических колебаний ЛСК. Синусоиды 1-го, нормального варианта ЛСК слева встретились у
41,2% больных, справа – у 37,5%, 2-го варианта, характеризующегося сдвигом акрофазы на 5.21 ч. в левой
СМА на ночное время регистрировались у 23,5% пациентов, справа – на 18.32 ч. на утро и первую половину
дня у 37,5%. 3-й вариант ритмических колебаний ЛСК, заключающийся в рассеивании акрофаз на протяжении
суток, был представлен у 35,3% больных в левой СМА и у 25% - в правой СМА. 2-й вариант ритма ЛСК как в
левой, так и в правой СМА, кроме признаков внутреннего десинхроноза отличался лишь увеличением
амплитудных колебаний, особенно в бассейне правой СМА, что указывает на лабилизацию ритмической
деятельности. У пожилых пациентов, страдающих ХНМК нами определены два варианта ритмов. 1-й вариант
характеризовался близкими акрофазами: в левой СМА в 20.27ч., в правой СМА в 22.55 ч., мало
отличающимися значениями мезоров и амплитуд и был отмечен слева у 54,5% больных, справа – у 65%.
Причем слева акрофаза этого ритма находилась в тех же границах, что и в группе молодых здоровых, но
существенно отличалась от своей возрастной нормы сдвигом на 7 ч. с ночного времени на вечернее. В бассейне
правой СМА ритм этого типа соответствовал характеристикам ритма, установленных у здоровых пожилых
людей. Однако, в обоих сосудистых бассейнах у больных ХНМК выявлены признаки десинхронизации с
рассеянием акрофаз в сутках : в левой СМА у 45,5% , в правой СМА – у 35% больных.
Таблица 1 – Характеристика суточного группового ритма мозговой гемодинамики у здоровых молодых людей по данным Косиноранализа линейных скоростей кровотока ( ЛСК, см/с ) в средних мозговых артериях
Показатели
акрофаза, часы
доверительный интервал акрофазы, часы
ЛСК в левой СМА
20.03
17.07-24.43
ЛСК в правой СМА
17.07
14.36-19.27
среднесуточный уровень, мезор, см/с
суточная амплитуда, см/c
63,55±4,66
6,11±1,95
64,88±3,97
6,25±2,28
Таблица 2 – Характеристика суточного группового ритма мозговой гемодинамики у здоровых пожилых людей по
данным Косинор-анализа линейных скоростей кровотока ( ЛСК, см/с ) в средних мозговых артериях
Показатели
акрофаза, часы
доверительный интервал акрофазы, часы
среднесуточный уровень, мезор, см/с
суточная амплитуда, см/с
ЛСК в левой СМА
3.28
24.44-5.36
51,69±4,64
4,41±1,03
ЛСК в правой СМА
22.07
17.43-1.19
46,76±6,85
8,19±4,45
Таблица 3 – Характеристика суточного группового ритма мозговой гемодинамики у молодых пациентов, страдающих ВСД с
НПНМК по данным Косинор-анализа линейных скоростей кровотока ( ЛСК, см/с ) в средних мозговых артериях
ЛСК в левой СМА
Показатели
акро-фаза, ч.
дов.инт акрофазы, ч.
мезор, см/с
сут. амп, см/c
1
вариант
n=41,2%
16.39
14.48-19.03
62,99±4,62
5,02±1,7
2
вариант
n=23,5%
1.24
23.43-3.55
67,23±11,91
7,31+2,32
3
вариант
n=35,3%
расс.
акрофаза
57,18±6,7
7,01±2,64
ЛСК в правой СМА
1
вариант
n=37,5%
21.24
17.55-3.03
51,89±6,39
6,57±3,02
2
вариант
n=37,5%
11.39
9.31-13.07
64,19±6,35
9,34±4,08
3
вариант
n=25%
расс.
Акрофаза
63,42±13,28
4,48±2,35
Таблица 4 – Характеристика суточного группового ритма мозговой гемодинамики у пожилых пациентов с ХНМК по
данным Косинор-анализа линейных скоростей кровотока ( ЛСК, см/с ) в средних мозговых артериях
ЛСК в левой СМА
Показатели
акрофаза, ч.
дов. инт. акрофазы, ч.
мезор, см/с
сут.амп,см/с
1 вариант
n=54,5%
20.27
18.39-22.31
49,36±6,72
4,66±1,47
2 вариант
n=45,5%
расс.
акрофаза
51,65±8,76
8,21±4,17
ЛСК в правой СМА
1 вариант
n=65%
22.55
20.00-1.51
46,50±6,56
5,85±2,22
2 вариант
n=35%
расс.
акрофаза
47,74±18,39
4,18±3,05
Суточная динамика функционального состояния мозгового кровообращения нами оценивалась по
средним значениям индексов реактивности на гипер- и гипокапнию и интегральный индекс вазомоторной
реактивности (ИВМР) в каждый интервал времени (таб.5-8). Как следует из представленного материала, ИВМР,
характеризующий диапазон и силу ответа на предъявляемые стимулы, у здоровых людей молодого возраста
имел максимальное значение в 8.00, наблюдалась синхронизация полушарий по этому показателю. У здоровых
лиц пожилого возраста отмечен сдвиг наибольшего значения ИВМР на вечерний (20.00) и ночной (24.00)
периоды с опережением по времени активности правого полушария. У пациентов с НПНМК и ВСД по этому
показателю имелась рассогласованность в деятельности полушарий со сдвигом максимума значения ИВМР в
левом полушарии на ночное время (4.00). У больных с более тяжелым НМК (4 группа) наблюдались те же
изменения со сдвигом максимума ИВМР на вечернее время (20.00). Что касается Кр+СО2, отражающего резерв
дилатации пиальных сосудов, максимальная дилатационная активность которых возникает при исходной
периферической вазоконстрикции, то его наибольшее значение зарегистрировано в поздние вечерние и ночные
часы у всех здоровых людей. Противоположное положение выявлено у больных, отягощенных НМК. Так, у
больных НПНМК наибольшие отклонения установлены в правом полушарии, где отмечены дневной (12.00) и
вечерний (20.00) пики увеличения Кр+СО2, в то время как в левом полушарии – наибольшие значения этого
индекса были в 4.00.
Таблица 5 – Суточная вариабельность индексов цереброваскулярной реактивности у здоровых молодых людей в бассейнах средних
мозговых артерий
Показатели
ИВМР, %
слева
справа
90,5±2,8
82,1±3,6
Кр+СО2, усл. ед.
слева
справа
1,44±0,03
1,36±0,03
Кр-СО2, усл. ед.
слева
справа
0,43±0,02
0,46±0,02
12.00
16.00
20.00
24.00
86,1±4,3
89,7±2,9
90,4±3,8
90,4±4,0
82,2±3,4
90,1±2,6
85,3±3,4
92,0±3,8
1,42±0,04
1,39±0,03
1,43±0,04
1,5±0,04
1,37±0,03
1,42±0,03
1,39±0,03
1,5±0,04
0,46±0,02
0,47±0,02
0,47±0,02
0,41±0,02
0,44±0,02
0,46±0,02
0,45±0,02
0,43±0,02
4.00
88,7±5,2
88,7±3,9
1,48±0,05
1,5±0,05
0,41±0,02
0,39±0,02
Время суток,
часы
8.00
Таблица 6 – Суточная вариабельность индексов цереброваскулярной реактивности у здоровых пожилых людей в бассейнах средних
мозговых артерий
Показатели
ИВМР, %
слева
справа
79,9±4,86
78,7±5,39
Кр+СО2, усл.ед.
слева
справа
1,44±0,04
1,40±0,04
Кр-СО2, усл. ед.
слева
справа
0,44±0,02
0,46±0,02
12.00
16.00
20.00
24.00
79,8±5,06
79,6±4,56
73,5±3,69
80,4±4,74
73,2±6,49
75,4±4,99
80,8±4,6
77,8±4,57
1,43±0,05
1,44±0,05
0,39±0,03
1,47±0,05
1,35±0,05
1,46±0,04
1,48±0,04
1,4±0,04
0,42±0,03
0,42±0,02
0,38±0,03
0,38±0,03
0,38±0,03
0,38±0,02
0,38±0,02
0,38±0,02
4.00
73,3±4,39
77,3±4,54
1,37±0,04
1,44±0,04
0,38±0,03
0,38±0,03
Время суток,
часы
8.00
У больных ХНМК максимальный уровень дилатационной активности приходился на 20.00. Особый интерес
представляет суточная динамика Кр-СО2, так как активация церебрального кровотока и функциональная
гиперемия осуществляются при исходной периферической вазодилатации, при которой коэффициент
гипокапнии будет максимальным. В наших исследованиях у молодых здоровых людей в правом полушарии
регистрировалось 2 пика Кр-СО2: в 8.00 и 16.00, что совпадает с периодами активации симпатического звена
вегетативной нервной системы, в левом полушарии увеличение индекса гипокапнии наблюдалось с 16.00 до
20.00. В группе молодых больных НПНМК и ВСД наибольшая вазоконстрикторная способность пиальных
артерий приходилась на вечернее время в обоих полушариях (20.00). У пожилых людей как здоровых, так и
страдающих ХНМК максимальные значения этого показателя были в 8.00 в обоих полушариях. При
сопоставлении полученной информации о состоянии показателей реактивности сосудов с данными суточной
периодики ЛСК, выяснилось, что отмеченные отклонения совпадали с доверительными интервалами
девиантных по акрофазам ритмов ЛСК.
Таблица 7 – Суточная вариабельность индексов цереброваскулярной реактивности у молодых пациентов, страдающих ВСД с НПНМК,
в бассейнах средних мозговых артерий
Показатели
Время суток,
часы
8.00
12.00
16.00
20.00
24.00
4.00
ИВМР, %
слева
справа
83,1±4,31
83,3±4,89
79,8±4,4
81,9±3,0
77,3±6,6
73,0±8,59
70,1±6,46
82,6±7,57
72,1±5,52
74,4±6,16
84,0±8,07
80,6±6,5
Кр+СО2, усл. ед.
слева
справа
1,41±0,04
1,45±0,08
1,4±0,05
1,48±0,06
1,44±0,07
1,44±0,05
1,30±0,07
1,48±0,07
1,34±0,04
1,32±0,04
1,5±0,08
1,44±0,07
Кр-СО2. усл. ед.
слева
справа
0,42±0,03
0,38±0,05
0,39±0,02
0,39±0,03
0,46±0,03
0,44±0,02
0,48±0,03
0,45±0,03
0,46±0,02
0,44±0,03
0,37±0,03
0,44±0,02
Таблица 8 – Суточная вариабельность индексов цереброваскулярной реактивности у пожилых пациентов с ХНМК в бассейнах средних
мозговых артерий
Показатели
ИВМР, %
Кр+СО2, усл. ед.
Кр-СО2, усл. ед.
Время суток,
часы
12.00
16.00
20.00
24.00
слева
50,5±3,68
48,8±5,29
53,4±3,46
55,2±3,69
53,4±4,27
справа
59,0±3,9
51,8±4,07
58,2±4,53
57,6±4,29
58,7±4,24
слева
1,23±0,04
1,25±0,04
1,27±0,03
1,28±0,03
1,24±0,03
справа
1,29±0,04
1,29±0,03
1,3±0,04
1,32±0,03
1,29±0,03
слева
0,36±0,02
0,29±0,02
0,32±0,04
0,33±0,02
0,33±0,03
справа
0,5±0,08
0,45±0,08
0,32±0,03
0,32±0,02
0,30±0,02
4.00
54,3±4,28
54,9±4,47
1,28±0,03
1,31±0,03
0,31±0,02
0,29±0,02
8.00
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о существовании у молодых здоровых людей
нормального синхронизированного относительно внешнего датчика времени суточного ритма ЛСК с
некоторым опережающим включением правого полушария, что согласуется с данными литературы о
функциональной ассиметрии мозга [1]. У пожилых людей при старении наблюдается постепенное смещение
акрофаз на вечернее и ночное время, в большей степени выраженное в левом сосудистом бассейне, так как оно
более уязвимо для атеросклеротического поражения. Этот процесс сопровождается некоторым снижением
мезора и амплитуды колебаний в левом полушарии, что означает ограничение возможностей активного поиска
зоны оптимума и повышением амплитуды в правом полушарии, свидетельствующего об активизации
функционирования системы. При присоединении признаков НМК даже у молодых людей появляются
симптомы как внешнего, так и внутреннего межполушарного десинхроноза в сочетании с сохраняющимся
мезором и увеличением амплитуды колебаний, в большей степени выраженным также в правом полушарии.
Наряду с этим, возможна ритмическая деятельность в системе мозговой гемодинамики в автономном режиме,
при котором происходит рассеивание акрофаз на протяжении суток, и свидетельствует о распаде ритма. Эта
ситуация встречается также чаще в наиболее уязвивом для атеросклероза левом полушарии. При
прогрессировании НМК явления распада ритмов возникают чаще и также с преобладанием в левом полушарии.
Отмеченные сдвиги позволяют нам предположить особую роль правого полушария, возможно, «водителя»
системы циркадианного ритма мозговой гемодинамики. Что касается системы регуляции мозгового
кровообращения, то наши исследования выявили особую роль констрикторного звена в возникновении
цереброваскулярной патологии и дилататорной функции на усиление НМК. В то же время, сосудистая
патология головного мозга сопровождается десинхронизацией в системе регуляции мозгового кровообращения,
реже межполушарной, внутренней и чаще внешней, совпадаемой с акрофазами патологических ритмов ЛСК.
Разрушение ритмической деятельности системы регуляции мозгового кровообращения начинается с правого
полушария.
Литература
1. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. М.: Медицина, 1981.
2. Никитин Ю.М. Ультразвуковая допплерография в диагностике поражений магистральных артерий головы и сосудов основания мозга.
М.: Спектромед 1995.
3. Ультразвуковая допплеровская диагностика сосудистых заболеваний / Под редакцией Ю.М. Никитина и А.И. Труханова. М., 1998.
4. Нарушение сна при старении. Ядгаров И.С., Вейн А.М., Левин Я.И. Ташкент, 1990.
5. Gur A., Fainshtein P., Bornstein N. Stroke 1996; 27: 166.
6. Pressman M. R., Schetman W.R. et al. Stroke 1995; 26: 2361-2365.