Особенности функционирования центральной нервной системы у детей с идиопатическим сколиозом

Актуальность исследования.

Еще 150 лет тому назад выдающийся ученый, основоположник клеточной теории Р. Вирхов писал «болезнь начинается с недостаточности регуля-торного аппарата» (цит. по Г. Н. Крыжановскому, 1997). А сам академик Г. Н. Крыжановский (2002), крупнейший патофизиолог современности, уже на фактическом материале делает вывод: «весьма обширный класс заболеваний возникает не вследствие первичного повреждения органа, а в результате первичных нарушений в аппарате его регуляции». Это значит, что причины клинически значимой патологической симптоматики в исполнительских органах и тканях надо искать в системах их управления и контроля, среди которых одной из главных считается нервная.

Вместе с этим, несмотря на то, что большинство процессов протекающих в организме человека контролируются структурами головного и спинного мозга, далеко не всегда установлено — являются ли эти изменения в указанных структурах нервной системы причиной или следствием конкретного заболевания.

В детской ортопедии достаточно большой перечень заболеваний и нарушений в полной мере можно отнести к условной группе пограничной патологии — с этими заболеваниями работают как классические ортопеды, так и неврологи. В качестве примера можно назвать большую группу миопатий (Яхно H.H. с соавт., 1997; Гринио Л. П., 2004), все варианты детских церебральных параличей (Семенова К. А, Махмудова Н. М., 1979; Бадалян JI.O., 1984), артрогрипоз (Петрова Е.В. 2008) и др. Эти наблюдения даже привели ряд ведущих специалистов в области ортопедии и неврологии к идее о необходимости выделения в отдельную область медицины такого направления, как детская нейроортопедия (Чаклин В.Д., Абальмасова Е. А., 1973; Ратнер А. Ю., 1985, 1990). Практика детской ортопедии показывает, что рассмотрение большого ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата с неврологических позиций позволяет не только иначе взглянуть на их патогенез, но и совершено по-новому подходить к вопросам тактики и стратегии лечения.

В этот ряд в полной мере могут быть отнесены сколиотические деформации, среди которых наиболее загадочный — идиопатический сколиоз. Это аргументируется хотя бы тем, что позвоночный столб является сложнейшим анатомо-физиологическим комплексом, в котором самым тесным образом костно-связочно-мышечный сегмент опорно-двигательного аппарата связан со спинным мозгом, неотъемлемым отделом нервной системы.

Распространенность этого сколиоза, по результатам исследования различных авторов, в среднем колеблется от 1% до 9% среди детского населения (Мовшович И.А., 1963; Закревский Л. К., 1966; Ляндрес З. А., Закревский JI.K., 1967; Казьмин А. И., 1968; Казьмин А. И., Фищенко В. Я., 1974; Казьмин.

A.И. с соавт., 1981; Кон И. И., 1972; Казакова Т. Л., 1976; Цивьян Я. Л., Зайд-ман A.M., 1978; Шувчинская В. В., 1981; Андрианов В. Л. с соавт., 1985; Никитина Г. И., 1991; Фафенрот В. А., 1991; Шубкин В. Н, 1991; Михайловский М. В., Фомичев Н. Г., 2002; Садовой М. А. с соавт., 2004). Более высокие статистические показатели, встречающиеся в литературе, по всей видимости обусловлены различиями в подходах к диагностике заболевания. Однако подавляющее число авторов сходятся во мнении — идиопатический сколиоз является самой распространенной, клинически значимой патологической деформацией позвоночного столба у детей и подростков.

Вместе с этим установлено, что идиопатический сколиоз не является заболеванием, затрагивающим только костный скелет. Так, по мере нарастания патологической деформации, страдают сердечно-сосудистая (Данилов.

B.Ф., 1991; Корнилов Н. В., Грязнухин Э. Г., 1994; Ульрих Э. В. с соавт., 1997; Андрющенко О. М. с соавт., 1998, 2000; Мутовкина В. Г. с соавт., 2003 и др.), дыхательная (Фищенко В.Я. с соавт, 1982; Шумская Т. Н., 1981; Гэлли Р. Л. с соавт., 1995; Muirhead A., Conner A.N., 1985; Refsum Н.Е. et al., 1990; Pehrsson К. et al., 1991, 2001 и др.), мочевыделительная системы и желудочно-кишечный тракт (Кузнецова Л.Г., Риц И. А., 1978; Ахмедов Ш. Б. с соавт,.

1985; Ульрих Э. В., 1995; Абрамова Е. А., 2002; Черноземов В. Г. с соавт, 2002 и др.). Не остается безучастной и нервная система (Григорьев М.А., 1996; Шатохин В. Д., 2005; Kessen W. et al., 1992; Woods L.A. et al, 1995 и др.). Совокупность этих изменений у пациентов со сколиозом привело в конечном итоге к возникновению термина «сколиотическая болезнь» (Цивьян Я.Л., 1972; Чаклин В. Д., Абальмасова Е. А., 1973).

Несмотря на многовековую историю изучения этого заболевания, краеугольные вопросы этиологии, патогенеза и лечения идиопатического сколиоза до сих пор продолжают привлекать внимание исследователей. Об этом свидетельствует огромное количество публикаций мультидис-циплинарного характера, относящиеся к поиску решения «старой и вечно юной проблемы» (Чаклин В.Д., Абальмасова Е. А., 1973). Сегодня позволительно утверждать — данная проблема перестала быть прерогативой ортопедов.

В страдании, известном еще со времен Гиппократа, до настоящего времени остается много неясного. Если его клинико-рентгенологическая картина описана в литературе достаточно подробно, то вопросы этиологии и патогенеза не имеют окончательного ответа.

Пристальное внимание к проблеме сколиоза в целом, и сколиоза идиопатического в частности, обусловлено не только широкой его распространенностью среди детского населения, но и отсутствием по-настоящему эффективного лечения. Идиопатический сколиоз — единственное заболевание в детской ортопедической практике, лечение которого является весьма неблагодарным трудом. «Пожалуй, ни одно заболевание в ортопедо-травмато-логической клинике не доставляет столько забот врачу, не приносит столько разочарования и больному, и врачу, как сколиотическая болезнь» (Цивьян Я. Л., 1972).

Таким образом, решение задач по разработке эффективных методов лечения идиопатического сколиоза требует предварительного получения ответов на вопросы, связанные с патогенезом данного заболевания.

Среди множества характеристик идиопатического сколиоза самым бесспорным и общепризнанным фактом остается связь его возникновения и развития с процессом роста ребенка (Duval-Beaupere G. et al., 1970).

Работы В. И. Осташко (1964), А. И. Казьмина, ВЛ. Фищенко (1974), E.H. Бахтиной (1990) и М. Г. Дудина (1993) убедительно показали роль эндокринной системы в патогенезе идиопатического сколиоза за счет влияния ос-теотропных гормонов на процессы роста костной ткани. При этом М.Г. Ду-дин (1993) делает предположение, что суть причины трехплоскостной деформации позвоночного столба — в функциональном «конфликте» между эндокринной и нервной системами. Эта мысль прослеживается и в его последующих работах (Дудин М.Г. с соавт., 2006; Дудин М. Г., Пинчук Д. Ю., 2009).

О некоторых особенностях состояния нервной системы у детей с идио-патическим сколиозом, как втором участнике указанного «конфликта», писали многие авторы (Скрыгин В.П., 1953; Абальмасова Е. А., 1965; Цивьян Я. Л., Лившиц Д. Н., 1972; Рябкова Е. Г. с соавт., 1981; Шевченко С. Д., Весе-лова И.В., 1981; Ратнер А. Ю., 1990; Яновский A.M., 1995 и др.). Однако приведенные в этих работах сведения касались в основном дисфункций со стороны спинного мозга, вегетативных отделов и периферического звена нервной системы. Изучению же функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом посвящены буквально единичные публикации (Мальцева Е.В., Воронович И. Р., 1967; Соболев С. Т., 1991; Бутуханов В. В. с соавт., 2002; Lukeschitsch G. et. al., 1980; Robb J.E. et. al., 1986; Dretakis E.K. et. al., 1988; Goldberg C.J. et al., 1995; Manzoni D., Miele F., 2002). При этом в поле внимания авторов находились, как правило, либо отдельные зоны головного мозга, либо отдельные его функции. Объяснение этому видится в отсутствии в распоряжении исследователей соответствующей методологии, обеспеченной необходимым аппаратно-инструмен-тальным комплексом.

Между тем, технические разработки в этом направлении, возможность широкого использования компьютерных и математических технологий (Со-роко С.И., Бекшаев С. С., 1984) сегодня позволяют осуществить изучение особенностей функционального состояния головного мозга и их роли в патогенезе идиопатического сколиоза.

Цель исследования: изучить особенности функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом, установить их роль в патогенезе заболевания и прогностическую значимость, а также предложить направления их лечебной коррекции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить особенности функциональной организации головного мозга у здоровых детей (не имеющих ортопедической и неврологической патологии) и у детей с идиопатическим сколиозом, используя метод стандартной электроэнцефалографии.

2. Обосновать и разработать для, ортопедической практики методику электроэнцефалографической диагностики с обработкой данных по методу «вероятностей переходов», позволяющей оценивать временную организацию функционирования головного мозга.

3. Провести сравнительный анализ результатов-обработки стандартных электроэнцефалограмм, полученных на основе метода «вероятностей переходов» при обследовании детей с идиопатическим сколиозом и у детей контрольной группы.

4. Провести сравнительный анализ данных полученных при обследовании детей с идиопатическим сколиозом внутри группы и их корреляцию с клиническими характеристиками заболевания (форма, степень тяжести, течение сколиотической деформации, возраст и др.).

5. Определить роль выявленных особенностей функционального состояния головного мозга в патогенезе идиопатического сколиоза и их прогностическую значимость.

6. Обосновать направления коррекции функционального состояния головного мозга с целью включения их в систему комплексного лечения идиопатического сколиоза.

Научная новизна результатов работы.

Впервые получены сведения об особенностях функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом.

Впервые установлены достоверные отличия во временной организации электроэнцефалограммы детей с идиопатическим сколиозом от здоровых детей того же возраста. Установлена корреляционная связь между показателями электроэнцефалографического обследования и клинико-рентгеноло-гическими характеристиками идиопатического сколиоза (величина деформации и темпы её прогрессирования).

Впервые установлены основные характеристики электроэнцефалографической картины у пациентов с различным характером течения идиопатического сколиоза, что позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать течение заболевания.

Впервые научно обосновывается применение метода транскраниальных микрополяризаций головного мозга в системе комплексного лечения больных с идиопатическим сколиозом.

Подтверждены имеющиеся в литературе единичные сведения о возрастных особенностях электроэнцефалограммы подростков в период полового созревания.

Практическая ценность работы.

В распоряжение практических врачей-ортопедов поступает неин-вазивный, высокоинформативный, доступный для широкой практики метод диагностики функционального состояния структур головного мозга, позволяющий достаточно достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза.

Фундаментальное значение для практики имеют новые сведения о роли функционального состояния структур головного мозга в патогенезе идиопа-тического сколиоза, расширяющие результативный поиск новых эффективных методик лечения и профилактики данного заболевания.

Обосновано практическое применение методов коррекции выявленных отклонений в функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом. Последнее обстоятельство расширяет на практике возможности системы комплексного лечения данной категории пациентов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом в сравнении с детьми того же возраста без ортопедической патологии имеются достоверные отличия.

2. Выявленные изменения в электроэнцефалограммах у пациентов с идиопатическим сколиозом достоверно коррелируют с тяжестью деформации и характером течения заболевания.

3. Установленные особенности функционального состояния структур головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом позволяют прогнозировать развитие патологической деформации позвоночного столба.

Объём и структура работы.

Выводы.

1. Электроэнцефалограмма детей с идиопатическим сколиозом достоверно отличается от электроэнцефалограммы здоровых детей того же возраста. Вместе с этим в них в обоих случаях находят отражения особенности функционального состояния головного мозга, которые связаны с его созреванием в пубертатный период.

2. Изменения в нормальной временной организации работы структур головного мозга достоверно коррелируются с развитием у детей пуберта-ного возраста идиопатического сколиоза. Нарастание изменений в биоэлектрической активности головного мозга сопровождается увеличением скорости прогрессирования сколиотической деформации и усилением её выраженности (степени тяжести).

3. При различных уровнях преимущественных изменений в функциональном состоянии головного мозга наблюдаются различные варианты течения идиопатического сколиоза. Для «запуска» процесса патологического трехплоскостного деформирования позвоночного столба достаточно дисфункциональных изменений в структурах диэнцефального уровня. В дальнейшем, при вовлечении структур стволового уровня (о чем свидетельствует дезорганизация паттерна электроэнцефалограммы) и невозможности головного мозга восстановить временную физиологически нормальную организацию своего функционирования и устранить возникший дисбаланс, усугубляется клинически значимая симптоматика деформирующегося позвоночного столба.

Исходя из иерархичности отношений между структурами головного мозга и тканями опорно-двигательного аппарата, полученные результаты позволяют считать, что изменения в функциональном состоянии головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом являются патогенетическим фактором и проявляются на «периферии» в виде идиопа-тического сколиоза.

Для выявления значимых отклонений во временной организации функционального состояния головного мозга" и определения уровня преимущественного её нарушения необходимо применение специализированных программ обработки электроэнцефалограмм (метод анализа временной структуры ЭЭГ). Диагностика указанных нарушений позволяет достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза (непрогрессирующее, вялопрогрессирующее, бурнопрогрессирующее). По результатам проведенной работы становится обоснованным и целесообразным предложение о включении в клиническую практику лечения идиопатического сколиоза методов направленной коррекции отклонений в функционировании структур диэнцефального и стволового уровня головного мозга. В ряд таких методов могут быть включены транскраниальная электрополяризация и транскраниальная магнитная стимуляция, а также медикаментозные препараты (вегетотропные).