Изменение функциональной активности головного мозга в зависимости от степени выраженности вибрационной болезни, обусловленной воздействием локальной вибрации

Введение

Благодаря оптимизации комплекса медико-профилактических мероприятий уровень профессиональной заболеваемости в Российской Федерации в 2024 г. по сравнению с 2015 г. снизился на 46,06% (0,89 и 1,65 на 10 000 обследованных соответственно). При этом в 2024 г. в группе профессиональных болезней, связанных с воздействием производственных физических факторов, на долю ВБ приходилось 44,28%. Работники горнодобывающих, обрабатывающих, авиастроительных предприятий подвергались приоритетному воздействию локальной вибрации, являющейся причиной возникновения и развития ВБ. Согласно данным государственного доклада (2024), ВБ, обусловленная воздействием локальной вибрации, преимущественно зарегистрирована в таких профессиональных группах, как проходчики, горнорабочие очистного забоя, сборщики-клепальщики, электрослесари подземные [1].

В результате многолетних исследований установлено, что прогрессирующее снижение афферентной иннервации, вибрационного восприятия, накопление следствий этого патологического процесса способствуют формированию функциональных нарушений центральной нервной системы (ЦНС) в виде вегетативной, гемодинамической и когнитивной дисфункций, дезорганизации показателей биоэлектрической активности с признаками дисфункции лобно-подкоркового пути, соединяющего отдельные участки коры лобной доли, ядра зрительных бугров, субталамические ядра, структуры полосатого тела, гипоталамуса, миндалевидного тела [2–7].

Стрессорное воздействие профессиональной локальной вибрации на функциональное состояние структур головного мозга (ГМ) приводит к расстройству нейрогенной регуляции вегетативных функций как центрального, так и периферического характера и проявляется, как правило, полисистемной соматической патологией (сердечно-сосудистой, дыхательной, желудочно-кишечной, половой, вегетативно-трофической), нарушениями эмоционально-личностной и когнитивной сфер [2, 8–10]. Сотрудниками ФГБНУ ВСИМЭИ были установлены признаки нарушения функциональной активности ГМ при ВБ, обусловленной воздействием локальной вибрации, проявляющиеся дезорганизацией биоэлектрической активности [11], нарушением проведения нервных импульсов по восходящим соматосенсорным путям, функций мышления, памяти, пальцевого гнозиса [3].

При постановке диагноза ВБ обычно опираются на характеристики, отражающие специфическое звено патогенеза: выявляют гипоалгезию в зоне иннервации периферических нервов дистальных отделов верхних конечностей, применяют термометрию, тепловидение, холодовые пробы, капилляроскопию, лазерную допплеровскую флуометрию, реовазографию, ультразвуковую допплерографию, альгезиметрию, паллестезиометрию, электронейромиографию, количественное сенсорное тестирование, УЗИ суставов, рентгенографию, КТ и МРТ суставов и позвоночника [12, 13]. При оценке степени выраженности клинических проявлений ВБ выделяют следующие степени: 0 (нулевая) – доклинические проявления ВБ; I (первая) – начальные проявления ВБ; II (вторая) – умеренные проявления ВБ [14]. Однако из-за полиморфной клинической картины ВБ возникают диагностические ситуации, в которых существующие подходы не позволяют определить роль нарушений функциональной активности ГМ в формировании нейросенсорного конфликта при начальной (I ст.) и умеренной (II ст.) степени ВБ. Данный факт обосновывает необходимость разработки критериев диагностики, отражающих неспецифическое звено патогенеза ВБ – центральные механизмы регуляции в динамике развития болезни, для различения степени выраженности ВБ. Анализ результатов, полученных при нейрофизиологическом и нейропсихологическом обследовании, позволит определить роль функционального кумулятивного эффекта воздействия профессиональной локальной вибрации в развитии нарушений ЦНС в зависимости от степени выраженности ВБ.

Цель исследования – оценить состояние функциональной активности мозга в зависимости от степени выраженности вибрационной болезни, обусловленной воздействием локальной вибрации.

Материалы и методы

Согласно поставленной цели, при поступлении в клинику до проведения лечения в условиях стационара обследованы пациенты (n = 81), которых разделили на группы в зависимости от степени выраженности вибрационной болезни (ВБ), обусловленной воздействием локальной вибрации. Первая группа состояла из пациентов с начальной степенью (I ст.) ВБ (ВБ I ст., n = 30, средний возраст на момент обследования составил 46,7 ± 7,3 года, средний стаж работы в профессии – 17,3 ± 3,9 года). Вторая группа – с умеренной степенью (II ст.) ВБ (ВБ II ст., n = 51, средний возраст на момент обследования составил 44,6 ± 5,9 года, средний стаж работы в профессии – 19,5 ± 4,3 года). В первую группу (ВБ I ст.) вошли сборщики-клепальщики (78,6% случаев), слесари механосборочных работ (1,9% случаев), слесари по изготовлению и доводке деталей летательных аппаратов (3,9% случаев), проходчики (7,9% случаев), крепильщики (3,9% случаев), вальщики леса (1,9% случаев) и рамщики (1,9% случаев). Во вторую группу (ВБ II ст.) вошли сборщики-клепальщики (81,3% случаев), слесари механосборочных работ (4,6% случаев), слесари по изготовлению и доводке деталей летательных аппаратов (3,2% случаев), проходчики (7,8% случаев), крепильщики (1,6% случаев) и горнорабочие очистного забоя (1,5% случаев). Условия труда на исследуемых рабочих местах относились к 3.2–3.3 классам по степени вредности и опасности, характеризовались повышенной тяжестью и напряжённостью рабочего процесса. Измеренный уровень локальной вибрации на этих участках достигал значений выше 126 децибел. Кроме того, эквивалентные уровни производственного шума за рабочую смену превышали установленные санитарные нормы на величину от 4 до 12,2 дБА. Критериями включения в группы было установление диагноза ВБ во время работы в контакте с вредным производственным фактором, отсутствие экспозиции вибрацией на момент исследования и зарегистрированного медленно прогрессирующего снижения слуха по типу хронической нейросенсорной тугоухости. Критериями исключения были наличие коморбидной патологии, которая могла бы повлиять на результаты исследования функциональной активности ГМ (субфебрильное состояние; наличие в анамнезе болезней и травм ГМ, приводящих к изменению показателей УПП, ССВП, нейропсихологического тестирования; побочное действие лекарственных препаратов; наличие хронических болезней системы кровообращения, приводящих к гемодинамически значимым изменениям реактивности церебральных сосудов).

Состояние афферентных путей от дистального отдела нервного ствола до соматосенсорной зоны коры ГМ оценивали посредством регистрации ССВП, стимулируя срединный нерв в области запястья. Использовали миограф «Нейро-ЭМГ-Микро» фирмы «Нейрософт» (Россия, Иваново) Анализировали показатели латентности компонентов N9, N10, N11, N13, N18, N20, Р25, N30 и межпиковых интервалов N10–N13, N11–N13, N13–N18, N18–N20, N13–N20 [15]. УПП, являющийся по своему происхождению сосудистым потенциалом и отражающий особенности энергозатрат, связанных с функциональным состоянием головного мозга, нервной системы в целом, определяли методом нейроэнергокартирования (НЭК) [16]. Исследования проводили на аппаратно-программном комплексе для топографического картирования электрической активности «Нейро-КМ» (ТУ 9442-001-28910376-2008, регистрационное удостоверение № ФСР 2009/05370, сертификат соответствия № РОСС RU.0001.11ИМ25, Россия, Москва) при 12-канальном отведении. Активные неполяризуемые хлорсеребряные электроды устанавливали на голове по схеме 10 × 20, пассивный электрод – на запястье ведущей руки. Рассчитывали интегральный уровень интенсивности энергетического обмена по 12 отделам для каждого испытуемого с помощью усредненного УПП Х_ср. [16, 17]. Для оценки интеллекта, памяти, праксиса, гнозиса применяли нейропсихологические тесты из схемы А.Р. Лурии, которые подробно описаны нами в предыдущих работах [7, 18]. Для скрининга когнитивных нарушений использовали Монреальскую когнитивную шкалу (MoCA, от англ. Montreal Cognitive Assessment) [19]. Информацию обрабатывали с помощью пакета прикладных программ Microsoft Office 2003 (в ОС Windows XP), программных средств Microsoft Excel, статистического программного обеспечения Jamovi (version 2.3). Проверку нормальности распределения выполняли с использованием критерия Шапиро – Уилкса. Результаты исследований отображены в виде медианы (Me), верхнего и нижнего квартилей (Q₁–Q₃), среднего (M), стандартного отклонения (σ). Различия между количественными показателями в независимых выборках доказывали с помощью U-критерия Манна – Уитни. Статистическую значимость различий показателей, выраженных в процентах, вычисляли по методу углового преобразования Фишера. Для выявления среди полученных в ходе исследования наиболее информативных показателей использовали многофакторный дискриминантный анализ. Различия считали статистически значимыми при p < 0,05.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБНУ ВСИМЭИ (заключения ЛЭК № 3 от 16.02.2021 г. и № 5 от 21.03.2023 г.) и выполнено в соответствии с этическими стандартами Хельсинкской декларации Всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (с поправками 2024 г.), не ущемляло прав и не подвергало опасности благополучие субъектов исследования, проведено с их согласия.

Результаты

Клиническая картина ВБ характеризовалась полиморфностью клинической симптоматики, зависящей от степени выраженности профессиональной болезни (см. таблицу). Преобладающие жалобы пациентов с ВБ I ст.: онемение, слабость и боли в руках, нарушения сна, зябкость пальцев на холоде. У пациентов с ВБ II ст. наряду с перечисленными выше жалобами отмечали побеление пальцев рук на холоде, ограничение подвижности и болезненность локтевых суставов.

В таблице представлены основные синдромы и частота их встречаемости в зависимости от степени выраженности ВБ. Для ВБ I ст. были характерны нейрососудистые нарушения рук и (или) незначительно выраженная сенсорная или вегетативно-сенсорная полинейропатия. При ВБ II ст. дополнительно отмечались приступы ангиоспазма пальцев рук, остеоартроз с различной степенью выраженности функциональной недостаточности, трофические нарушения в руках.

При сравнении медианных значений УПП и ССВП обеих групп отмечено, что у лиц с ВБ II ст. значимо повышался показатель УПП по правому центральному отведению Cd [17,5 (13,1–24,3) и 27,1 (17–32,3) мкВ при р = 0,006 соответственно], возрастал латентный период компонентов N9 [8,7 (8,4–9) и 9,2 (8,6–9,8), р = 0,01 соответственно], N10 [10,2 (10–10,6) и 10,6 (10,2–11,2), р = 0,002 соответственно] и Р25 [23,7 (23,1–24,9) и 25 (23,6–26), р = 0,008 соответственно]. Кроме того, у пациентов с ВБ II ст. наиболее уязвимой оказалась функция экспрессивной речи (тест на повторение дизъюнктивных пар звуков и оппозиционных фонем) при сопоставлении с таковой у пациентов с ВБ I ст. [0 (0–1) и 1,5 (1–2) балла при р = 0,03 соответственно], характеризующая низкий спонтанный компенсаторный потенциал ГМ в правом полушарии и (или) подкорковом уровне. Статистически значимое снижение значения по шкале MoCA [25 (23–26) и 23 (22–24) балла при р = 0,04 соответственно] указывало на негативную динамику легко выраженной когнитивной дисфункции по мере увеличения степени выраженности ВБ.

Применение дискриминантного анализа позволило выделить признаки нарушения нейрофункциональной активности в зависимости от степени выраженности ВБ. При сопоставлении показателей обеих групп получено пять наиболее значимых критериев, при которых F-включения и уровень достоверности были статистически значимыми: показатели, характеризующие межполушарные двигательные координации (проба Озерецкого; F_вкл. = 15,75; р = 0,0004), состояние зрительной образной памяти (тест «Запоминание групп картинок при трёхкратном воспроизведении»; F_вкл. = 4,91; р = 0,03), время постсинаптической активации задних рогов спинного мозга (латентность компонентов N11 и N13; F_вкл. = 5,42 и 5,68; р = 0,02 и 0,02 соответственно), а также средний по 12 отведениям УПП (УПП Х_ср.; F_вкл. = 4,57; р = 0,03), отражающий уровень интенсивности энергетических процессов в мозге. Наибольшая чувствительность установлена у показателя пробы Озерецкого, связанного с состоянием межполушарных отношений ГМ (двигательных координаций). Совокупность полученных признаков позволяет отслеживать развитие симптомов функциональных нарушений ЦНС у пациентов в зависимости от степени выраженности ВБ, обусловленной воздействием локальной вибрации.

Обсуждение

Поскольку работники горнодобывающих, обрабатывающих, авиастроительных предприятий подвергаются приоритетному воздействию локальной вибрации, являющейся профессиональным стрессором и причиной возникновения и развития ВБ, очевидна необходимость дальнейшего изучения как специфического, так и неспецифического звеньев патогенеза ВБ – центральных механизмов регуляции в динамике развития болезни. Анализ данных клинического исследования степени выраженности ВБ выявил у пациентов с ВБ II ст. по сравнению с группой с ВБ I ст. статистически значимое увеличение частоты диагностируемых показателей: умеренно выраженной вегетативно-сенсорной полинейропатии и периферического ангиодистонического синдрома верхних конечностей, приступов акроангиоспазма пальцев рук, остеоартроза локтевых, лучезапястных суставов, трофических нарушений кистей. Несмотря на отсутствие явных признаков патологии ЦНС в клинической картине ВБ, в исследованиях показано, что у пациентов с ВБ присутствовали функциональные неврологические расстройства, проявлявшиеся неврозоподобной реакцией с вегетативной дисфункцией, когнитивными и гемодинамическими нарушениями ГМ, ретинопатией, демиелинизацией нервных волокон [2, 3, 5, 7, 11, 20]. Данные нарушения закономерны, так как афферентные сигналы периферической нервной системы провоцируют рефлекторные реакции в нейронах спинного мозга, симпатических узлах, ретикулярной формации, промежуточном мозге, коре больших полушарий ГМ [21].

В нашем исследовании установлено, что при увеличении степени выраженности ВБ ухудшается состояние функциональной деятельности ГМ. У пациентов с ВБ II ст. выявлено усиление функциональных церебральных проблем, проявляющихся в виде повышения энергетического обмена в центральной области правого полушария, ухудшения экспрессивности речи, снижения среднего значения по шкале MoCA, нарушения проведения импульса по афферентным проводящим структурам до соматосенсорной зоны коры ГМ (возрастание латентности компонента Р25).

Итоги работы демонстрируют, что для ВБ II ст. характерны в отличие от ВБ I ст. нарушения реципрокной координации, модально-специфической оперативной памяти (зрительной образной), постсинаптической активации задних рогов спинного мозга (латентность пиков N11 и N13), среднего по 12 отведениям УПП. Аналогичные изменения, по данным литературы [15, 16, 22], могут быть сопряжены с дисфункцией мозолистого тела и других межполушарных проводящих структур, затылочной доли (ассоциативной области) левого полушария, изменением скорости проведения нервного импульса по миелинизированным волокнам восходящих проводящих путей ЦНС, усилением церебрального энергетического обмена. Результаты работы подчёркивают важность диагностики изменений функциональной активности ГМ в зависимости от степени выраженности ВБ, а выявленные патофизиологические изменения расширяют понимание роли центральных механизмов регуляции в динамике прогрессирования профессиональной патологии.

Ограничения исследования обусловлены отсутствием регистрации показателей церебральной гемодинамики при проведении ультразвуковой допплерографии, краткой характеристикой условий труда.

Заключение

С увеличением степени выраженности ВБ, обусловленной воздействием локальной вибрации, усугубляются нарушения церебрального энергетического обмена (по НЭК) в центральной области правого полушария и в подкорковых церебральных структурах (патологическое повышение УПП); демиелинизирующие изменения в нервных волокнах плечевого сплетения (возрастание латентного периода пиков N9, N10), нарушения активности нейронов соматосенсорной зоны (увеличение латентности компонента Р25); прогрессирование когнитивной дисфункции. Наиболее значимыми функциональными признаками нарушения нейрофункциональной активности при ВБ II ст., обусловленной воздействием локальной вибрации, являются реципрокная координация, зрительная образная память, латентность компонентов N11 и N13, интегральный показатель УПП.