Особенности церебрального кровообращения студентов-первокурсников северного региона

Полный текст

Введение

Медико-­социальная значимость проблемы церебрального кровообращения обусловлена широкой распространенностью сосудистых заболеваний головного мозга, приводящих к нетрудоспособности, инвалидизации и смертности населения [1]. В России за 2020 год смертность от цереброваскулярных заболеваний составила более 277 тыс. человек, а число заболевших более 6,408 млн человек. Значительная распространенность церебральной сосудистой патологии, омоложение контингента больных, тяжелые, трудно поддающиеся лечению последствия, зачастую приводящие к инвалидизации, и высокая летальность определяют необходимость своевременной диагностики начальных, доклинических проявлений недостаточности мозгового кровообращения [2–4].

По мнению ряда авторов, проживание в условиях высоких широт приводит к более высоким энергозатратам головного мозга, что, в свою очередь, повышает потребность мозга в кислороде и питательных веществах, усиливает церебральную гемодинамику и повышает риски нарушения функционального состояния организма [5, 6]. Климато-­экологические условия полярных и приполярных регионов в сочетании с техногенными факторами приводят к нарушениям приспособительных и развитию хронических стрессовых реакций в организме, становятся причиной более интенсивного использования и быстрого истощения адаптационных резервов организма человека в высоких широтах [7].

Своеобразие климата в Ханты-­Мансийском автономном округе — Югре сказывается на самочувствии населения и обуславливает уникальное протекание всех биологических процессов, оказывая влияние на все функциональные системы организма человека [8, 9].

Анализ современных научных публикаций показал, что наибольший интерес для исследования церебрального кровообращения представляют группы детей и подростков [10–12], спортсменов [13, 14], а также студентов в период экзаменационного стресса [15–19].

На наш взгляд, особого внимания заслуживают студенты-­первокурсники, поскольку начало студенческой жизни сопровождается аритмичностью в работе, изменением социального окружения, повышением информационных нагрузок, усилением гиподинамии и т. д. [20]. Все это увеличивает функциональную активность мозга и интенсивность церебрального кровотока для обеспечения возросших метаболических потребностей [21, 22]. Данная группа студентов изучается достаточно интенсивно [23–27], однако особенности церебрального кровотока, по нашему мнению, изучены недостаточно.

Представленный выше анализ современной научной литературы позволил нам сформулировать цель данной работы: проанализировать особенности церебрального кровообращения студентов первокурсников северного региона.

Материалы и методы

Работа выполнена на базе научно-­иссле­довательской лаборатории «Биологические основы безопасности образовательного пространства» Сургутского государственного педагогического университета в рамках исследований по научной теме лаборатории «Сохранение и формирование человеческого капитала региона: персонификация образовательных и профессиональных траекторий здоровьесбережения участников образовательного процесса» в межсессионный период марте-­апреле 2023 года.

В исследовании приняли участие 30 студентов первого курса (13 девушек и 17 юношей), средний возраст 18 ± 0,6 лет. Инструментальное исследование проводились с соблюдением санитарно-­гигиенических требований и на основе добровольного информированного согласия обследуемых. Исследование проводилось в соответствии с этическими стандартами Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов исследования» с дополнениями, внесенными в 2013 году. Все обследуемые не имели жалоб на состояние здоровья в период проведения исследования. Критерием для исключения из выборки являлись дисфункции нервной, кардио­респираторной, эндокринной систем в анамнезе и острые воспалительные заболевания на момент обследования.

Анализ церебрального кровообращения проводился при помощи реографического комплекса «Рео-­Спектр» (ООО «Нейрософт», г. Иваново). Реоэнцефалографическое исследование проводилось в четырех стандартных отведениях: фронто-­мастоидальных (FМ) слева и справа, позволяющих регистрировать кровоток в бассейне внутренних сонных артерий и окципито-­мастоидальных (ОМ) слева и справа, информирующих об уровне кровоснабжения в бассейне позвоночных артерий [2], для выявления особенностей церебрального кровообращения у студентов первокурсников использовались нормативные значения параметров реоэнцефалограммы (РЭГ) по данным Максименко И.М. и др., 1986.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью программы «Statistica 8.0». Для описания количественных данных вычисляли среднее значение, стандартное отклонение. Для анализа различий между показателями в сравниваемых группах использовали t-критерий Стьюдента при условии нормального распределения, критерий Манна–Уитни при условии ненормального распределения. Во всех использованных статистических критериях за пороговый уровень значимости принимали величину p < 0,05.

Результаты и обсуждение

Показатели мозгового кровотока юношей и девушек, представленные в таблице 1, достоверно отличаются во фронто-­мастоидальных отведениях, характеризующих сонные артерии. В ходе исследования вышеуказанных отведений были получены статистически значимые межполовые различия по реографическому индексу, максимальной скорости быстрого наполнения, средней скорости медленного наполнения, дикротическому индексу, диастолическому индексу. В окципито-­мастоидальных отведениях межполовые различия статистически значимы только по дикротическому индексу.

Таблица 1/ Table 1. Показатели реоэнцефалограммы у студентов первого курса / Rheoencephalography indices in first-year students

Показатели/ Indicators	Отведения/Regoins	Юноши/Boys	Девушки/ Girls	p	Норма/ Standard
		Me(Q1-Q3)	Me(Q1-Q3)
РИ, у. е. / RI, c. u.	Fms	1,03 (0,83–1,37)	1,53 (1,27–1,72)	0,007*	1,2–1,6
	Fmd	1,11 (0,75–1,25)	1,47 (1,23–1,95)	0,006*
	Oms	0,65 (0,54–0,87)	0,73 (0,65–0,95)	0,198	1,0–1,4
	Omd	0,67 (0,61–0,92)	0,94 (0,62–1,19)	0,170
Vмакс, с / MaxS, sec	Fms	1,38 (1,23–1,71)	2,19 (1,95–2,76)	0,002*	1,1–2,1
	Fmd	2,15 (1,67–3,05)	1,59 (1,22–1,99)	0,005*
	Oms	0,98 (0,78–1,28)	1,19 (1,03–1,52)	0,145	0,7–1,5
	Omd	1,10 (0,93–1,32)	1,51 (1,03–1,95)	0,065
Vср, с / AverS, sec	Fms	0,80 (0,69–0,98)	1,20 (0,99–1,37)	0,002*	0,6–1,4
	Fmd	0,86 (0,67–1,16)	1,15 (0,97–1,60)	0,031*
	Oms	0,50 (0,43–0,63)	0,62 (0,48–0,74)	0,229	0,2–0,8
	Omd	0,57 (0,43–0,78)	0,79 (0,50–0,84)	0,079
ДИК,  % / DicI,  %	Fms	54,21 (37,70–62,15)	69,93 (66,88–84,87)	0,020*	50–65
	Fmd	52,40 (39,41–62,08)	67,93 (60,07–77,52)	0,009*
	Oms	58,55 (49,60–63,87)	72,51 (66,26–91,89)	0,012*	55–70
	Omd	56,25 (43,83–69,54)	77,10 (64,86–91,60)	0,009*
ДИА,  % / DiaI,  %	Fms	64,17 (54,27–66,53)	72,34 (62,98–79,74)	0,086	55–80
	Fmd	63,30 (57,86–66,74)	72,92 (62,78–75,61)	0,043*
	Oms	77,47 (61,68–81,28)	77,00 (69,04–105,62	0,408	60–85
	Omd	80,05 (69,53–84,90)	83,52 (77,91–101,62)	0,094
ПВО,  % / VOI,  %	Fms	8,00 (6,00–13,00)	9,00 (4,00–16,00)	0,711	0–20
	Fmd	19,00 (8,00–28,00)	20,00 (9,00–27,00)	0,742
	Oms	16,00 (11,00–20,00)	9,00 (4,00–24,00)	0,341	0–20
	Omd	16,00 (10,00–24,00)	16,00 (5,00–27,00)	0,773

Примечание: РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока; * — достоверны межгрупповые различия, при р < 0,05.
Note: RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index; * — significant inter group differences, at p < 0.05.

Реографический индекс (РИ), отражающий уровень объемного пульсового кровенаполнения в левом фронто-­мастоидальном (Fms) отведении, у 23,5 % юношей и 53,8 % девушек был в норме (рис. 1–2). Повышенный реографический индекс установлен у 11,8 % юношей и 30,8 % девушек, у 15,4 % девушек и 64,7 % юношей — студентов первокурсников РИ понижен. В левом окципито-­мастоидальном (Oms) отведении реографический индекс у 11,8 % юношей находился в норме (Рис. 3–4). 15,4 % девушек-­первокурсниц имели повышенный РИ. Данный показатель понижен у 88,2 % юношей и 84,6  % девушек. В правом фронто-­мастоидальном отведении (Fmd) реографический индекс был в пределах референсных значений у 17,6 % юношей и 46,2 % девушек (рис. 5–6). 15,4 % девушек и 64,8 % юношей имели пониженный РИ. Повышенный реографический индекс выявлен у 17,6 % обследованных юношей и 38,5 % обследованных девушек. В правом окципито-­мастоидальном отведении (Omd) показатель РИ находился в норме только у 5,9 % юношей и 38,5 % девушек (Рис. 7–8), 7,7 % девушек-­первокурсниц имели повышенные значения по этому показателю. Были выявлены низкие значения РИ у 94,1 % юношей и 53,8  % девушек. Межполовые различия по величине реографического индекса у девушек и юношей статистически значимы в Fms и Fmd отведениях (p < 0,05).

Показатель максимальной скорости быстрого наполнения (Vмакс), несущая информацию о тонусе крупных артерий, в Fms отведении у 70,6 % юношей и 53,8 % девушек находился в референсных значениях (Рис. 1–2). Пониженные значениях выявлены у 17,6  % юношей, у 11,8 % юношей и 46,2 % девушек данный показатель был выше нормативных значений. В левом окципито-­мастоидальном (Oms) отведении 11,8 % юношей-­первокурсников имели пониженные значения данного показателя (Рис. 3–4). Допустимые значения на момент исследования имели 76,4 % юношей и 76,9 % девушек. Были выявлены высокие значения Vмакс у 11,8  % юношей и 23,1 % девушек. В правом фронто-­мастоидальном отведении (Fmd) значения Vмакс у 76,4 % юношей и 53,8 % девушек были в норме, низкие показатели были выявлены у 11,8 % юношей (Рис. 5–6). Повышенные значения данного показателя отмечены у 11,8 % юношей и 46,2 % девушек. В Omd отведении значения максимальной скорости быстрого наполнения были понижены у 5,9 % юношей(Рис.7–8). В референсных значениях данный показатель был у 76,5 % юношей и 61,5 % девушек, повышенные значения имели 17,6 % юношей и 38,5 % девушек. Межполовые различия статистически значимы в Fms и Fmd отведениях (p < 0,05).

Средняя скорость медленного наполнения (Vср), отражающая тонус средних и мелких артерий, в левом фронто-­мастоидальном отведении (Fms) была ниже допустимых значений у 17,6 % юношей (Рис. 1–2). Данный показатель был в норме у 82,4 % обследованных юношей и 76,9 % обследованных девушек. Высокие значения имели 23,1 % девушек. В Oms отведении 88,2 % юношей и 84,6 % девушек имели референсные значения, высокие показатели выявлены у 11,8 % юношей первокурсников и 15,4 % девушек первокурсниц (Рис. 3–4). В правом фронто-­мастоидальном отведении (Fmd) низкие значения Vср были отмечены у 17,6 % юношей (Рис. 5–6). В норме данный показатель выявлен у 76,5  % юношей и 69,2 % девушек. Повышенные значения Vср были у 5,9 % юношей и 30,8 % девушек. В правом окципито-­мастоидальном (Omd) отведении у 100 % обследованных юношей и 76,9 % обследованных девушек средняя скорость медленного наполнения была в норме, повышенные значения отмечены у 23,1 % девушек (Рис. 7–8). Значения Vср у девушек и юношей статистически значимо различались в Fms и Fmd отведениях (p < 0,05).

Дикротический индекс (ДИК) в Fms отведении соответствовал норме у 47,1 % юношей-­первокурсников, 35,3 % обследованных юношей и 23,1 % девушек имели пониженное значение по данному показателю (Рис. 1–2). Повышенный ДИК был выявлен у 17,6  % юношей и 76,9 % девушек. В Oms отведении дикротический индекс в референсных значениях был у 35,3  % юношей студентов и 30,8 % девушек студенток (Рис. 3–4). У 47,1 % юношей и 15,4 % девушек был выявлен пониженный ДИК. По данному показателю имели повышение 17,6 % юношей, когда у девушек повышенный ДИК составил 53,8 %. В Fmd отведении дикротический индекс у 47,1 % юношей студентов и 23,1 % девушек студенток был в норме (Рис. 5–6). Однако данный показатель был понижен у 35,3 % юношей и 15,4  % девушек. 17,6 % юношей и 61,5 % девушек имели повышенный ДИК. 41,2  % юношей студентов и 23,1 % девушек студенток были с нормой по дикротическому индексу в Omd отведении (Рис. 7–8). Пониженный ДИК выявлен у 35,3 % юношей и 15,4 % девушек, повышенный у 23,5 % юношей и 61,5 % девушек. Повышенный дикротический индекс указывает на увеличение периферического сопротивления сосудов. Межполовые отличия дикротического индекса были статистически значимыми в Fms, Oms, Fmd и Omd отведениях (p < 0,05).

Диастолический индекс (ДИА), который отображает состояние оттока крови из артерий в вены, в Fms отведении соответствовал норме у 41,2 % юношей и 7,7 % девушек (Рис. 1–2). У 69,2 % девушек и 29,4 % юношей ДИА был повышен. 29,4 % юношей и 23,1 % девушек имели пониженный диастолический индекс. ДИА в левом окципито-­мастоидальном отведении (Oms) соответствовал норме у 70,6 % юношей первокурсников и 69,2 % девушек-первокурсниц (Рис. 3–4). Пониженный ДИА был у 17,6 % юношей. Повышен данный показатель был у 11,8 % юношей и 30,8 % девушек. У 76,5 % юношей и 76,9 % девушек диастолический индекс в Fmd отведении был в норме (Рис. 5–6); 23,5 % юношей-­студентов и 7,7 % девушек-­студенток имели пониженное значение по данному показателю. Повышенный ДИА был выявлен только у 15,4 % девушек — первокурсниц. В норме ДИА в Omd отведении был у 70,6  % юношей — первокурсников и 53,8  % девушек — первокурсниц (Рис. 7–8). Данный показатель повышен у 23,5 % юношей и 46,2 % девушек, а понижен только у 5,9 % обследованных юношей. Понижение ДИА говорит о венозном застое. Межполовые различия по данному показателю статистически значимыми были в Fmd отведении (p < 0,05).

Показатель венозного оттока (ПВО) в левом фронто-­мастоидальном отведении (Fms) у 94,1 % обследованных юношей и 76,9  % девушек находился в референтных значениях, однако у 5,9 % юношей и 23,1 % девушек он был повышен (Рис. 1–2). Увеличение данного показателя характеризует усиленный отток крови из полости черепа в сердце. ПВО в Oms отведении соответствовал норме у 76,5 % обследованных юношей и 69,2 % девушек, однако он был повышен у 23,5 % юношей и 30,8  % девушек (Рис. 3–4). Показатель венозного оттока у 76,5 % юношей и 61,5 % девушек был в референсных значениях в правом фронто-­мастоидальном отведении (Fmd) (Рис. 5–6). Однако этот показатель был повышен у 23,5 % юношей и 38,5 % девушек. ПВО в Omd отведении в норме у 58,8 % юношей и 53,8 % девушек, однако повышен он у 41,2 % юношей и 46,2 % девушек (Рис. 7–8).

Рис. 1. Показатели РЭГ в Fms отведении у юношей — студентов первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.1. Rheoencephalography indicators in Fms indicator of boys first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 2. Показатели РЭГ в Fms отведении у девушек — студенток первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig. 2. Rheoencephalography indicators in Fms indicator of girls first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 3. Показатели РЭГ в Oms отведении у юношей — студентов первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.3. Rheoencephalography indicators in Oms indicator in boys first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 4. Показатели РЭГ в Oms отведении у девушек — студенток первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК-дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.4. Rheoencephalography indicators in Oms indicator of girls first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 5. Показатели РЭГ в Fmd отведении у юношей — студентов первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.5. Rheoencephalography indicators in Fmd indicator of boys first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 6. Показатели РЭГ в Fmd отведении у девушек — студенток первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.6. Rheoencephalography indicators in Fmd indicator of girls first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 7. Показатели РЭГ в Omd отведении у юношей — студентов первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.7. Rheoencephalography indicators in Omd indicator in boys first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Рис. 8. Показатели РЭГ в Omd отведении у девушек — студенток первого курса северного ВУЗа. РИ — реографический индекс, Vмакс — максимальная скорость быстрого наполнения, Vср — средняя скорость медленного наполнения, ДИК — дикротический индекс, ДИА — диастолический индекс, ПВО — показатель венозного оттока
Fig.8. Rheoencephalography indicators in Omd indicator of girls first-year students of the Northern University. RI — rheographic index, MaxS — maximum speed of rapid filling, AverS — average slow filling speed, DicI — dicrotic index, DiaI — diastolic index, VOI — venous outflow index

Результаты проведенного исследования показали, что в группе юношей объемный мозговой кровоток снижен в обоих сосудистых бассейнах. При этом тонус крупных, средних и мелких артерий в большинстве случаев соответствуют нормативным показателям. Адекватный мозговой кровоток обеспечивается при этом в основном за счет повышения тонуса артериол, что и обеспечивает адекватный отток крови на фоне нормального тонуса венозных сосудов и далее из полости черепа к сердцу.

В исследуемой группе девушек в бассейне сонной артерии отмечается повышение объемного кровенаполнения сосудов мозга на фоне повышенного тонуса крупных, а также средних и мелких сосудов. Тонус артериол при этом повышен у значительного числа исследуемых девушек. Отток крови из артериол и тонус вен повышен только слева, тогда как справа этот показатель соответствует нормальным значениям. При этом справа отмечается более значительное повышение оттока крови из полости черепа к сердцу. У значительной части этой группы обследованных в бассейне позвоночных артерий отмечается снижение объемного кровенаполнения на фоне нормального или повышенного тонуса крупных, средних и мелких артерий. Тонус артериол в этом сосудистом бассейне повышен у большей части обследованных девушек, что в свою очередь обуславливает повышение оттока крови в большей степени справа.

Выводы

Анализ параметров реоэнцефалографии у большинства обследованных юношей позволил установить недостаточное кровенаполнение во всех отведениях головного мозга, в особенности окципито-­мастоидальных, характеризующих позвоночные артерии. Треть юношей имели сниженные значения ДИК во всех отведениях головного мозга, практически у половины юношей в левом окципито-­мастоидальном отведении ДИК был ниже нормы. Гипертонус артериол (более чем в 35 % случаев) позволяет компенсировать кровенаполнение в данном сосудистом регионе.

В окципито-­мастоидальных отведениях у девушек также наблюдается снижение реографического индекса, отражающего кровенаполнение в этом бассейне. В левом фронто-­мастоидальном отведении у большинства девушек отмечен высокий диастолический индекс, указывающий на повышенный отток крови из артерий в вены. Во всех отведениях головного мозга у девушек установлен повышенный дикротический индекс. Повышение тонуса мелких сосудов является регуляторным механизмом для нормализации сниженного кровенаполнения соответствующего сосудистого региона.

Таким образом, анализ особенностей церебрального кровообращения студентов-­первокурсников северного региона свидетельствует о снижении мозгового кровотока как у юношей, так и у девушек, что, возможно, связано с нарушениями регуляции сосудистого тонуса. Это повышает риски сосудистых нарушений у данной категории обследуемых и требует выбора значимых физиологических параметров для донозологической диагностики с целью дальнейшей профилактики этих нарушений.

Об авторах

А. А. Говорухина

Сургутский государственный педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: infinitt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7466-2918
SPIN-код: 7772-3522
г. Сургут, Российская федерация

В. П. Мальцев

Сургутский государственный педагогический университет

Email: infinitt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2453-6585
SPIN-код: 6975-8465
г. Сургут, Российская федерация

О. А. Мальков

Сургутский государственный педагогический университет

Email: infinitt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0895-2079
SPIN-код: 5079-4259
г. Сургут, Российская федерация

У. В. Наговицина

Сургутский государственный педагогический университет

Email: infinitt@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-1563-1810
SPIN-код: 1880-3706
г. Сургут, Российская федерация

Список литературы

Дополнительные файлы