CC BY
151
УДК 612
А.С. Стариков
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
АКИНЕТИКО-РИГИДНОЙ ФОРМЫ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА
Представлена новая гипотеза патогенеза болезни Паркинсона с позиций теории мышечных веретен.
стереотаксис, мышечное веретено, гамма-мотонейрон.
Болезнь Паркинсона возникает в связи с дефицитом мозгового дофамина вследствие разрушения дофаминпродуцирующих нейронов черной субстанции среднего мозга 1. Г лавными моторными проявлениями болезни являются дрожание (тремор), повышение мышечного тонуса (пластическая гипертония) и скованность движений (олигобрадикинезия). В зависимости от преобладания тех или иных симптомов выделяют дрожательно-ригидную форму (с тремором) и акинетико-ригидную форму (без тремора) болезни 2.
Экспериментальная физиология с большой тщательностью выделила элементы нейромышечной периферии. В передних рогах спинного мозга различают тонические альфа-мотонейроны, которые иннервируют медленные тонические оксидативные мышечные волокна типа I. Тонические альфа-мотонейроны получают иннервацию от тонических мотонейронов коры в составе волокон пирамидного пути. Тонические мышцы способны к длительному сокращению небольшой силы, не поддаются утомлению и функционируют в режиме изометрического и изотоничекого сокращения. В норме эти мышцы поддерживают мышечный тонус. В патологии они причастны к нарушениям тонуса мышц, в частности, при акинетико-ригидной форме болезни Паркинсона тонические мышцы, очевидно, формируют синдром пластической мышечной ригидности.
Различают также фазические альфа-мотонейроны, которые иннервируют быстрые фазические мышечные волокна и способны к быстрому и мощному сокращению, но быстро утомляются. Обнаружены два вида фазических мышц: быстрые оксидативные волокна типа 11А и сверхбыстрые гликолитические волокна типа 11Б. Последние развивают сокращение наибольшей силы. По-видимому, быстрые и сверхбыстрые моторные единицы сохраняют независимую иннервацию за счет изолированных пучков в составе пирамидного пути. Быстрые фазические мышечные волокна имеют отношение к формированию
1 Кандель Э.И. Паркинсонизм и его хирургическое лечение. М., 1965 ; Tretjakov K.N. Contribution a l'etude de l'anatomie pathologique du locus niger etc. These. P., 1919.
2 Кандель Э.И. Паркинсонизм и его хирургическое лечение.
фазических насильственных движений (хорея, тремор и др.). В структуре крупных мышц обычно присутствуют волокна всех типов: I, 11А, 11Б 3.
В структуре мышечных волокон всех вышеуказанных трех типов присутствуют мышечные веретена, которые относятся к проприоцептивному аппарату, то есть к чувствительной сфере. В состав веретена входят интрафузальные (внутриверетенные) мышечные волокна двух типов: медленные ядерноцепочечные и быстрые ядерносумочные. Сокращение, как и растяжение, интрафузаль-ных волокон приводит к раздражению первичных и вторичных чувствительных окончаний интрафузального волокна. Полученное таким образом возбуждение передается на альфа-мотонейроны тех экстрафузальных (вневеретенных) мышечных волокон, которым принадлежит веретено. Уникальность этих рецепторов заключается в том, что они имеют двигательную иннервацию, благодаря чему принимают участие в регуляции движений в норме, а также формируют насильственные движения (гиперкинезы) и синдромы нарушений тонуса 4
В передних рогах спинного мозга содержатся также статические и динамические гамма-мотонейроны, которые осуществляют иннервацию веретен. Статические гамма-мотонейроны имеют независимое супрасегментарное управление, в том числе за счет холинергического рубро-ретикуло-спинального пути. Статические гамма-мотонейроны иннервируют преимущественно ядерноцепочечные интрафузальные волокна и способны контролировать и поддерживать сокращение (то есть длину) преимущественно ядерноцепочечного волокна на постоянном уровне и в течение длительного времени.
Динамические гамма-мотонейроны управляются независимым дофами-нергическим нигро-ретикуло-спинальным путем, иннервируют преимущественно ядерносумочные интрафузальные волокна и способны контролировать динамическую фазу сокращения ядерносумочного волокна, которое может менять темп и ритм сокращения в том режиме, как диктует динамический гамма-мотонейрон 5.
Влияние гамма-мотонейронов и мышечных веретен на альфа-мотонейроны передается благодаря сенсорному моносинаптическому пути 1а: тело нейрона заложено в межпозвонковом ганглии, дендрит идет к первичному сенсорному окончанию интрафузального волокна, тогда как его аксон следует в спинной мозг к альфа-мотонейрону той мышцы, которой принадлежит данное веретено. Так формируется гамма-петля, то есть система обратной связи между мышцей и ее рецепторным аппаратом.
Моторная часть гамма-петли представлена гамма-мотонейроном, гамма-аксоном и интрафузальным мышечным волокном. В сенсорную часть гамма-
3 Гранит Р. Основы регуляции движений. М. : Мир, 1973 ; Гутник Б., Кобрин В., Нэш Д. Нервно-мышечная физиология. Организация движений. Ч. 1. М. : Логосфера, 2009 ; Мак-Комас А. Дж. Скелетные мышцы. Киев : Олимпийская литература, 2001.
4 Бернштейн И. А. Очерки по физиологии движений. М., 1966 ; Гранит Р. Основы регуляции движений ; Гутник Б., Кобрин В., Нэш Д. Нервно-мышечная физиология. Организация движений ; Мак-Комас А. Дж. Скелетные мышцы.
5 Гранит Р. Основы регуляции движений ; Гутник Б., Кобрин В., Нэш Д. Нервно-мышечная физиология. Организация движений ; Мак-Комас А. Дж. Скелетные мышцы.
петли входит первичное сенсорное окончание интрафузального волокна, путь 1а и альфа-мотонейрон, управляющий той мышцей, которой принадлежит веретено. Гамма-петля является анатомической основой миотатического рефлекса, суть которого заключается в том, что гамма-мотонейрон под влиянием рубро-ретикуло-спинальных импульсов сокращает интрафузальное мышечное волокно. При этом происходит раздражение первичных сенсорных окончаний интрафузального волокна, которое по пути 1а передается на тонический альфа-мотонейрон. Последний сокращает тоническое экстрафузальное (вневеретенное) мышечное волокно до тех пор, пока его длина не совпадет с длиной интрафу-зального волокна. При равенстве длин экстрафузального и интрафузального волокон прекращаются импульсация от сенсорных окончаний веретена и дальнейшее сокращение экстрафузальной тонической мышцы. Подобный механизм, основанный на равенстве длин экстрафузальной и интрафузальной мышц, получил название сервомеханизм. Миотатический рефлекс лежит в основе управления мышечным тонусом в норме. Извращение миотатического рефлекса порождает синдромы нарушений мышечного тонуса, в частности, экстрапирамидную мышечную ригидность.
Вторичные сенсорные окончания интрафузального волокна служат началом пути II. В отличие от пути 1а он состоит из тонких миелиновых волокон с более медленным проведением импульсов. Путь II является полисинаптиче-ским. Он тормозит альфа-мотонейроны собственных разгибателей и возбуждает альфа-мотонейроны собственных сгибателей. Очевидно, путь II имеет отношение к преодолению фактора гравитации при управлении движениями 6.
Благодаря исследованиям К.Н. Третьякова 7, считается, что в основе болезни Паркинсона лежит гибель дофаминпродуцирующих нейронов черной субстанции среднего мозга. Дефицит церебрального дофамина приводит к тому, что хвостатое ядро не получает дофамин по нигростриарному пути и не срабатывает тормозное премоторно-каудато-паллидо-таламо-моторное кольцо. Избыточная, то есть ненужная в данный момент для деятельности мозга импульсация, приходящая от рецепторных полей организма, не тормозится и становится патологической 8. Она достигает коры мозга, а затем по нисходящим экстрапирамидным путям, в том числе по рубро-ретикуло-спинальному пути, достигает гамма-мотонейронов и реализует пластическую мышечную ригидность. Детали этой общей схемы будут уточнены после представления клинических и нейрофизиологических данных.
6 Бехтерева Н.П., Моисеева Н.И., Орлова А.Н., Смирнов В.М. О нейрофизиологии и функциях подкорковых структур мозга человека // Физиология в клинической практике. М. : Наука, 1966. С. 111-131 ; Данилов И.В., Иванова А.М., Кудрявцева Н.Н., Ткаченко И.И. Патофизиология гиперкинезов. М., 1972 ; Частная физиология нервной системы / под ред. П.Г. Костюк. М. : Наука, 1983 ; Коц Я.М. Организация произвольного движения. М. : Наука, 1975 ; Скупченко В.В. Фазотонный мозг. Хабаровск, 1991 ; Смирнов В.М. Стереотаксическая неврология. М., 1976.
7 Tretjakov K.N. Contribution a l'etude de l'anatomie pathologique du locus niger etc.
8 Кандель Э.И. Паркинсонизм и его хирургическое лечение ; Нестеров Л.Н. Кожевников-ская эпилепсия. Самара, 2006 ; Петелин Л.С. Экстрапирамидные гиперкинезы. М., 1970 ; Юсевич Ю.С. Очерки по клинической электромиографии. М., 1972.
Задача нашего исследования заключалась в оценке акинетико-ригидной формы болезни Паркинсона с позиций теории мышечных веретен. Отсутствие у больных тремора позволяло сосредоточить внимание на патогенезе мышечной ригидности и олигобрадикинезии (скованности движений).
Изучено 46 больных с акинетико-ригидной формой болезни Паркинсона. Больные были разделены на три группы:1) женщины 65 лет и моложе, 2) мужчины 65 лет и моложе, 3) лица старше 65 лет. Каждая из трех групп была разделена на две подгруппы: а) больные с относительно благоприятным течением болезни, б) больные с неблагоприятным течением патологического процесса (табл. 1).
Таблица 1
Клинико-статистическая характеристика акинетико-ригидной формы болезни Паркинсона
Клинический признак Пожилые лица Женщины Мужчины
1. Течение относи- небла- относи- небла- относи- небла
болезни тельно гопри- тельно гопри- тельно благо
(число лиц) благо- ятное благо- ятное благо- гопри
приятное 11 3 приятное 8 16 приятное 6 при- ятное 2
2. Возраст больных (годы) 49±1,7 50 50±2,2 48±1,9 65±2 65, 69
3. Возраст больных в дебюте болезни (годы) 40±2 47 43±4 46±1,9 56±1,9 64, 67
4. Давность болезни (годы) 6±0,6 3 8±1,9 2,5±0,25 9±3 2, 5
5.Первый симптом (число лиц): - скованность 11 3 7 15 4 2
- тремор - - 1 - - -
- тремор и скованность - - - 1 2 -
6. Начальная сторона поражения (число лиц): - правая 6 1 1 4 4 1
- левая 2 1 3 6 1 1
- правая и левая 3 1 4 6 1 -
7. Первый пораженный сегмент тела: - рука 4 1 2 2 1
- пальцы кисти 1 - - 6 - -
- нога 3 1 4 - 2 -
- рука и нога 1 1 2 7 2 1
- речевой аппарат 2 - - 3 - -
Стадия болезни определялась в соответствии с классификацией Э.И. Кан-деля 9. К первой стадии отнесены больные с моносиндромом (3 больных), ко второй стадии - с гемисиндромом (6 больных), к третьей стадии - с двусторонним синдромом и возможностью передвигаться (18 больных), к четвертой стадии - с двусторонним синдромом и невозможностью самообслуживания (19 больных).
Третья и четвертая стадии заболевания при давности 1-5 лет были основанием для обозначения неблагоприятного течения болезни с быстрым прогрессированием. Третья и четвертая стадии заболевания при давности 6 и более лет, а также первая и вторая стадии независимо от стадии болезни дали основание диагностировать относительно благоприятное течение болезни с медленным прогрессированием.
Акинетико-ригидная форма болезни с относительно благоприятным течением обнаружена у 11 женщин и 8 мужчин, а также у 6 лиц пожилого возраста. Неблагоприятное течение заболевания выявлено у 3 женщин, 16 мужчин и у 2 человек старше 65 лет. Явное преобладание неблагоприятного течения болезни Паркинсона у 16 из 24 больных выявлено в группе мужчин.
Как показано в таблице 1, для неблагоприятного течения болезни характерен более поздний дебют во всех группах больных. Так, заболевание с относительно благоприятным течением дебютировало у лиц в возрасте 40±2 - 43±4 -56±1,9 лет, тогда как больные, страдающие болезнью Паркинсона с неблагоприятным течением, заболели в возрасте 47 - 46±1,9 - 64 года. Более продолжительный анамнез 6±0,6 - 8±1,9 - 9±3 лет к моменту обследования имел место при относительно благоприятном течении против 2,5±0,25 - 3 года при неблагоприятном течении болезни. Мозг более молодых людей, очевидно, содержит больше дофамина и способен более успешно противостоять болезни.
Первым признаком болезни во всех группах больных совершенно четко была выражена олигобрадикинезия. Механизмы олигобрадикинезии подавляли не только произвольные движения, но и не давали возможности проявиться тремору. У всех больных определялся феномен зубчатого колеса.
В дебюте заболевания нельзя отдать предпочтение начальному поражению правой или левой стороны, а также поражению верхней или нижней конечности (табл. 1).
Стереотаксическим методом оперировали 16 больных. Разрушали вентрола-теральный ядерный комплекс зрительного бугра. Кончик электрода находился в точке с координатами: позади отверстия Монро на межкомиссуральной линии 14±0,2 мм, отдаление от средней линии 17±0,3 мм. Электрическая стимуляция мозга проведена 4 больным. Раздражающий ток имел параметры: 6, 60 Гц, 6, 10 В.
Низкочастотная стимуляция сопровождалась синхронным с раздражением подергиванием лица и конечностей у 2 больных, подергиванием щеки и руки у 1 больного. Высокочастотная стимуляция у того же больного вызвала тетани-ческую судорогу щеки и руки. Подобные эффекты следует отнести к распро-
9 Кандель Э. И. Паркинсонизм и его хирургическое лечение.
странению стимула на соседние с таламусом волокна внутренней капсулы. Таким образом, электростимуляция может служить дополнительным функциональным методом контроля за положением внутримозговых электродов 10. У 1 больного клинического эффекта стимуляции не было. Улучшение в виде уменьшения мышечной ригидности достигнуто у 6 больных. Из них в сроки через 5 лет после операции 1 больная выполняла домашнюю работу, 1 больной себя обслуживал, 3 больных скончались в результате дальнейшего прогрессирования болезни.
Хронаксиметрическое исследование проведено у 2 больных. Исследовались локтевой сгибатель кисти, общий разгибатель пальцев и локтевой нерв (табл. 2).
Таблица 2
Хронаксиметрические показатели
Показатель Контроль (п = 16) До операции (п = 2) После операции (п = 2)
реобаза, В хронаксия, мс реобаза, В хронаксия, мс реобаза, В хронаксия, мс
Сгибатель 18±0,9 0,02±0,003 30; 50 0,02; 0,02 25; 50 0,01; 0,03
Разгибатель 25±0,9 0,05±0,005 40; 45 0,03; 0,02 40; 45 0,03; 0,07
Отношение Бургиньона 3,5±0,8 ,0 ,5; 3,0; 3,3
Нерв 16±0,5 0,03±0,002 30; 30 0,04; 0,04 25; 30 0,01; 0,03
Отношение хронаксии нерва, мышцы 2±0,3 2; 2 1; 1
Показатели хронаксии нерва были увеличены до 0,04 мс (табл. 2), что указывало на уменьшение его электрической возбудимости. Хронаксия разгиба-тельной мышцы была, наоборот, уменьшена до 0,02 мс, что привело к снижению коэффициента Бургиньона до 1,0 и означало уравнивание электрической возбудимости сгибателя и разгибателя и означало нарушение реципрокных отношений между сгибателем и разгибателем.
После операции отношение коэффициентов Бургиньона 3,0 и 3,3 приблизилось к контрольному показателю. Отношение хронаксии нерва и мышцы равнялось 1, то есть возбудимость моторных аксонов и мышечных волокон уравнялась, что облегчало передачу сигнала с нерва на мышцу.
Стимуляционная электромиография (ЭМГ) выполнена 1 больному. Большеберцовый нерв раздражали в подколенной ямке. Вызванные потенциалы отводили от камбаловидной мышцы 11.
10 Бехтерева Н. П., Моисеева Н. И., Орлова А. Н., Смирнов В. М. О нейрофизиологии и функциях подкорковых структур мозга человека.
11 Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Клиническая электронейромиография. М., 1986 ; Байкушев С.Т. Манович З.Х., Новикова В.П. Стимуляционная электромиография и электронейромиография в клинике нервных болезней. М., 1974.
Пороговое раздражение для вызывания Н-рефлекса и М-ответа было снижено до 10 В, что подтверждало высокую возбудимость альфа-мотонейронов и входило в противоречие с данными хронаксиметрии. Объяснение можно найти в том, что ЭМГ отражает возбудимость альфа-мотонейронов, участвующих в формировании акинетико-ригидного синдрома, тогда как с помощью хронаксиметрии оценивается функциональное состояние всего мотонейронного пула. Длительность Н-волны и М-волны, равная 12 мс, также превышала контрольные показатели.
Таблица 3
Показатели стимуляционной электромиографии
Показатель Контроль (п = 10) До операции После операции
Порог для Н-рефлекса, В 18±2,3 10 15
Порог для М-ответа, В 19±3,1 10 17
Макс. амплитуда Н-рефлекса, мкВ 6740±911 4800 4800
Макс. амплитуда М-ответа, мкВ 9000±1400 17 100 10 800
Отношение, Н/М 0,7±0,09 0,3 0,5
Длительность Н-волны, мс 9,4±0,57 12 9
Длительность М-волны, мс 10±0,9 12 15
Скрытый период Н-волны, мс 21±1 33 30
Скрытый период М-волны, мс 3,8±0,45 6 6
Отношение Н/М было уменьшено до 0,3, что привело к уменьшению числа альфа-мотонейронов, реагирующих на рефлекторное раздражение, передающееся через гамма-петлю по пути 1а. Возможное объяснение может заключаться в том, что альфа-мотонейроны разгибательной камбаловидной мышцы защищены тормозным механизмом от избыточного возбуждения. Такое торможение может исходить от вторичных окончаний веретена, оказывающих тормозное влияние на собственные разгибатели.
Латентный период Н-рефлекса 33 мс и М-ответа 6 мс был увеличен, что указывало на замедление прохождения сигнала по дендритам и аксонам и не противоречило увеличению хронаксии локтевого нерва. Указанные параметры свидетельствовали о противодействии нейромышечного аппарата тому избыточному возбуждению, которое приходило в спинной мозг от супрасегментар-ных структур.
После операции большая часть показателей стимуляционной ЭМГ стала более приближенной к параметрам контроля. Такими показателями были поро-
говые раздражения для вызывания Н-рефлекса 15 В и М-ответа 17 В, отношение Н/М 0,5, длительность Н-волны 9 мс. Данные показатели соответствовали клиническому эффекту операций, остальные не претерпели существенных изменений (табл. 3), в том числе не изменилась длительность латентного периода Н-рефлекса и М-ответа, то есть скорость проведения сигнала по дендритам и аксонам осталась на дооперационном уровне.
Электромиографическое исследование с помощью накожных электродов 12 выполнено у 6 больных. Изучались поверхностный сгибатель пальцев, общий разгибатель пальцев, бицепс, передняя большеберцовая и икроножная мышцы. Применяемые функциональные пробы представлены в таблице 4.
Таблица 4
Амплитуда электромиографии, мкВ
Мышцы Количиство исследований й о к Вдох § е н и О е и н а о О Сокращение антагониста Коэффициент реципро- кности Коэффициент адекватности
Контроль: - сгибатель 14 16±2,5 28±8,7 30±3 626±87 236±45 33±6 73±15
- разгибатель 14 77±31 89±28 71±19 533±142 264±52 110±23 53±7Д
- бицепс 10 15±4 20±4,5 24±8 305±84 - - -
До операции: - сгибатель 10 75±30 65±33 66±21 244±50 144±50 123±26 82±20
- разгибатель 10 54±23 68±27 78±30 182±39 114±28 61±15 90±13
- бицепс 5 69±28 132±43 120±58 312±84 - - -
- передняя больше- 8 42±18 27±13 32±15 168±58 134±59 132±39 70±22
берцовая - икроножная 8 26±10 31±13 28±7 99±43 78±46 141±83 59±12
После операции: - сгибатель 4 25±7 18±6 18±6 199±96 88±49 59±18 55±15
- разгибатель 4 41±21 28±10 22±7 205±88 140±50 91±56 82±10
- бицепс 1 130 130 130 390 - - -
- передняя больше- 4 30±23 30±23 17±7 114±50 57±42 198±167 35±14
берцовая - икроножная 4 12±4 12±4 12±4 44±20 32±24 34±22 52±17
Амплитуда ЭМГ сгибателей в покое 42±18 - 75±30 мкВ была выше контрольных показателей 15±4 - 16±2,5 мкВ, в том числе достоверно (р < 0,05) для
12 Команцев В.Н., Заболотных В.А. Методические основы клинической электромиографии : руководство для врачей. СПб., 2001 ; Охнянская И.Г., Комарова А.А. Электромиография в клинике профессиональных заболеваний. М., 1970 ; Персон Р.С. Электромиография в исследованиях человека. М. : Наука. 1969 ; Юсевич ЮС. Очерки по клинической электромиографии ; Drechsler В. Electromyographie. В., 1964.
сгибателя пальцев и бицепса и отражала мощность непроизвольного возбуждения тонических альфа-мотонейронов. Дыхательная и синергическая пробы привели к дальнейшему росту амплитуды ЭМГ до 65±33 - 132±43 мкВ в мышцах рук, причем для бицепса изменение было достоверным (р < 0,02). Проба на ре-ципрокность иннервации показала достоверное (р < 0,01) увеличение коэффициента реципрокности сгибателя пальцев до 123±26 процентов по сравнению с контролем, что можно объяснить увеличенным облегчающим действием на сгибатели со стороны вторичных окончаний веретена.
Высота мышечных осцилляций разгибателей в покое 26±10 - 54±23 мкВ была ниже, чем в сгибателях, хотя для нормы характерны обратные соотношения 13. Возможное объяснение данного феномена заключается в патологическом усилении тормозного эффекта на разгибатели со стороны вторичных окончаний их собственных веретен. При интероцептивной и проприоцептивной стимуляции амплитуда потенциалов разгибателей увеличилась до 28±7 - 78±30 мкВ и в основном незначительно превысила аналогичные параметры сгибателей, то есть соотношение между активностью агонистов и антагонистов стало правильным. Коэффициент реципрокности разгибателя пальцев достоверно (р < 0,05) упал до 61±15 процентов. Данный феномен объясняется с позиций избыточной возбудимости вторичных окончаний веретена (под влиянием избыточно возбужденных гамма-мотонейронов) на вторичные окончания веретен, которые тормозят собственные разгибатели.
После операции амплитуда ЭМГ сгибателей и разгибателей в покое и при рефлекторных изменениях тонуса снизилась до 12±4 - 41±21 мкВ при правильном соотношении активности между сгибателями и разгибателями, в том числе изменения со стороны общего разгибателя пальцев при синергической пробе были достоверны (р = 0,05). Подобные изменения свидетельствовали об уменьшении избыточного непроизвольного возбуждения тонических альфа-мотонейронов и соответствовали клиническому эффекту в виде снижения мышечного тонуса. Коэффициент реципрокности сгибателя пальцев достоверно (р < 0,05) снизился до 59± 18 процентов, что указывало на уменьшение избыточной возбудимости вторичных окончаний веретен, которые облегчают активность собственных сгибателей.
Структура ЭМГ при акинетико-ригидной форме болезни Паркинсона отличалась наличием редких редуцированных залповых разрядов. Так, среди сгибателей залповая активность в покое, при вдохе и синергической пробе отведена лишь от передней большеберцовой мышцы у 1 больной. Ритм залпов не превышал 5-6 в секунду, залп состоял из 4 осцилляций и продолжался не более 50-75 мс, длительность пауз между залпами составляло 50-175 мс. Произвольное сокращение сгибателей спровоцировало залповую активность в 4 записях, в том числе в одном случае в сгибателе пальцев. При этом ритм залпов достигал 8-9 в 1 секунду, число осцилляций в залпе оставалось в пределах 2-4, залповые разряды были
13 Стариков А.С. Роль гамма- и альфа-мотонейронов в происхождении пластической мышечной ригидности. Болезнь Паркинсона и расстройства движений : руководство для врачей по материалам 1 национального Конгресса. М., 2008. С. 373-374.
короткими 25-75 мс, паузы между ними продолжались 25-125 мс. Чаще всего залповая активность с ритмом 6-10 в 1 секунду провоцировалась благодаря сокращению антагониста (5 записей). При этом в залпе содержалось 3-6 осцилляций, залп длился 25-75 мс, тогда как пауза между залповыми разрядами продолжалась 25-200 мс.
В разгибателях залповая активность не обнаружена в состоянии покоя, при дыхательной и синергической пробах, а также во время сокращения антагониста. Лишь произвольное сокращение разгибателей спровоцировало залповую активность с ритмом 4-10 в секунду в 2 записях. В залпе было не более 2-4 осцилляций. Залповые разряды продолжались 25 мс. Паузы между залпами длились 50-75 мс.
Таким образом, залповая активность возникала преимущественно в мышцах сгибательной группы и была спровоцирована в основном произвольным сокращением мышцы. Залповые разряды были не регулярны, не ритмичны, коротки по времени и содержали малое количество осцилляций.
После операции залповая активность отсутствовала в сгибателях и разгибателях в покое, при вдохе и синергии. Редкие и единичные залповые разряды отводились при произвольном сокращении мышцы на фоне ЭМГ интерференционного типа. Проба с сокращением антагониста спровоцировала появление залповых разрядов в икроножной мышце с ритмом 7 в секунду, длительностью 25 мс, паузой между залпами 75-100 мс. В залповом разряде содержалось не более 2-3 осцилляций. Почти полное устранение залповой мышечной активности объективно подтверждало эффективность стереотаксических операций.
Длительность потенциала действия одной моторной единицы определялась по методике, описанной в отечественной литературе 14 В сгибательных мышцах она составила 7,5±0,63 - 9,2±0,71 мс и была короче, чем в контрольном исследовании, в том числе достоверно (р < 0,05) для двуглавого сгибателя плеча и передней большеберцовой мышцы, кроме сгибателя пальцев. Во всех разгиба-тельных мышцах потенциал моторной единицы 8,7±0,93 - 9±0,48 мс был короче, чем в норме (табл. 5). Следует допустить, что при акинетико-ригидной форме болезни Паркинсона регистрируются преимущественно тонические моторные единицы.
Таблица 5
Длительность потенциала действия одной моторной единицы, мс
Физическое состояние Сгибатель пальцев Разгибатель пальцев Бицепс Передняя большеберцовая Икро- ножная
Норма (п = 200) Болезнь (п = 240) 8,7±0,13 9,2±0,71 9,1±0,29 8,7±0,93 10,8±0,19 7,5±0,63 10,6±0,51 8,7±0,84 9,2±0,47 9±0,48
14 Николаев С.Г., Банников И.Б. Электромиографическое исследование в клинической практике. Иваново, 1998.
Укорочение потенциала действия двигательной единицы связано, по-видимому, с центральными мышечными атрофиями и уменьшением числа мышечных волокон в моторной единице. Исследование выполнено совместно с В.М. Бутовой 15.
Электроэнцефалографическое исследование выполнено у 7 больных. Один больной обследован после операции. Биопотенциалы отводили монополярным способом. В соответствии с классификацией Е.А. Жирмунской 16 3 ЭЭГ отнесены к гиперсинхронному типу, 3 ЭЭГ - к условно-нормальному типу и 1 ЭЭГ -к дизритмичному типу. Характеристика альфа-ритма приведена в таблице 6.
Таблица 6
Характеристика альфа-ритма
Полушарие музга п Лобное отведение Моторное отведение Затылочное отведение
Неоперированное полушарие: - частота, кол/с 8 9±0,3 10±0,4 9±0,3
- амплитуда, мкВ 8 42±0,3 49±1,2 43±4
- альфа-индекс, % 8 34±5 51±4,5 50±4
Оперированное полушарие: - частота, кол/с 1 8 9 9
- амплитуда, мкВ 1 50 50 60
- альфа-индекс, % 1 20 60 60
Обращало на себя внимание тяготение частоты альфа-ритма к нижней границе спектра 9±0,3 - 10±0,4 в секунду. Это означало тенденцию к синхронизации биоэлектрической активности мозга и, возможно, соответствовало такому проявлению болезни, как брадифрения. Замедление альфа-ритма до 8-9 колебаний в секунду оставалось после операции. Кроме того, зональные различия на ЭЭГ были сглажены. Биоэлектрическая реакция мозга на гипервентиляцию и ритмическую фотостимуляцию 10, 20 и 30 Гц отсутствовала. Лишь в одном случае, когда исходная ЭЭГ была отнесена к дизритмичному типу, в ответ на ритмическую фотостимуляцию было зафиксировано появление альфа-ритма в затылочных отведениях.
На основании представленных литературных, а также собственных клинических и нейрофизиологических данных оказывается возможным сформулировать новую гипотезу патогенеза пластической мышечной ригидности при болезни Паркинсона на основе теории мышечных веретен. Очевидно, для реализации пластической гипертонии более всего подходят медленные тонические оксида-
15 Бутова В.М., Стариков А.С. Нейропсихофизиологические особенности пациентов с различными формами болезни Паркинсона // Российский медико-биологический вестник имени акад. И.П. Павлова. 2009. № 1. С. 110-113.
16 Жирмунская Е.А. В поисках объяснения феноменов ЭЭГ. М. : Биола, 1996.
тивные мышечные волокна типа 1. Необходимо допустить, что страдает иннервация веретен, принадлежащих этим тоническим мышцам.
Энергетической базой для экстрапирамидной ригидности служат потоки импульсов от рецептивных полей организма. В норме избыточная импульсация гасится на уровне тормозного премоторно-каудато-паллидо-таламо-моторного кольца, которое функционирует за счет дофамина, доставляемого в хвостатое ядро нигро-стриарным путем. Известно, что при болезни Паркинсона имеется дефицит церебрального дофамина, при котором тормозная функция мозга ослабевает, избыточная импульсация не гасится и приобретает свойства патологической.
Через вентролательный ядерный комплекс таламуса по таламо-кортикаль-ным путям патологическая импульсация достигает коры мозга. Это положение доказано эффективностью стереотаксической таламотомии, в том числе нашим опытом. По результатам ЭЭГ, кора большого мозга функционирует нормально и способна проводить как нормальные, так и патологические сигналы. Зарегистрировано лишь замедление альфа-ритма до 9±0,3 - 10±0,4 в секунду.
Далее по нисходящим экстрапирамидным путям, включая холинергиче-ский рубро-ретикуло-спинальный путь, избыточная импульсация достигает статических гамма-мотонейронов спинного мозга, которые в постоянном режиме сокращают преимущественно ядерноцепочечные интрафузальные волокна. Далее сервомеханизм через сенсорную часть гамма-петли (путь 1а), то есть первичные окончания ядерноцепочечного интрафузального волокна, «вынуждает» тонический альфа-мотонейрон к тому, чтобы длина экстрафузальной тонической мышцы соответствовала длине ядерноцепочечного интрафузального волокна, которая в свою очередь задается статическим гамма-мотонейроном. Очевидно, функциональные свойства тонической моторной единицы таковы, что тормозные спинальные рефлексы в виде аутогенного торможения и возвратного торможения не в состоянии преодолеть избыточное возбуждение тонических альфа-мотонейронов.
Амплитуда сгибателя пальцев 75±30 мкВ и разгибателя пальцев 54±23 мкВ в покое является отражением мощности этого непроизвольного возбуждения соответствующих тонических альфа-мотонейронов. При этом превышение амплитуды ЭМГ сгибателя по сравнению с аналогичным параметром разгибателя легко объяснимо с позиций теории мышечных веретен. Вторичные окончания ядерноцепочечных волокон так же, как и первичные окончания, находятся в состоянии постоянного раздражения и тем самым облегчают тонические альфа-мотонейроны сгибателей и тормозят тонические альфа-мотонейроны разгибателей.
Феномен зубчатого колеса следует рассматривать как функционирование тонических двигательных единиц в режиме тремора. Феномен провоцируется пассивным растяжением мышцы при клиническом исследовании мышечного тонуса. При этом первичные окончания ядерноцепочечного волокна подвергаются дополнительному раздражению, что ведет к дополнительному напряжению тонической экстрафузальной мышцы и усилению тормозных аутогенного и возвратного рефлексов. Врач, исследующий тонус, ощущает этот момент как кратковременное расслабление мышцы. Расслабление экстрафузальной мышцы вос-
станавливает разницу в длине интрафузальной и экстрафузальной мышц, так как ядерноцепочечное волокно сокращено в постоянном режиме. Сервомеханизм тотчас реализует выравнивание длины интрафузальной и экстрафузальной мышц за счет сокращения тонической экстрафузальной мышцы. Этот цикл будет продолжен до тех пор, пока происходит клиническое исследование мышечного тонуса.
После операции амплитуда ЭМГ поверхностного сгибателя пальцев в покое упала до 25±7 мкВ, общего разгибателя пальцев при синергической пробе -с 78±30 до 22±7 мкВ (р = 0,05), что соответствовало снижению избыточного возбуждения тонических альфа-мотонейронов. Кроме того, восстановились нормальные реципрокные отношения между сгибателями и разгибателями вследствие устранения избыточного раздражения вторичных окончаний ядерноцепочечного волокна.
Таким образом, в результате проведенного нами исследования можно сделать следующие выводы:
1. Синдром пластической мышечной ригидности реализует миотатическая единица с участием статического гамма-мотонейрона, ядерноцепочечного ин-трафузального волокна, его первичных и вторичных окончаний, путей 1а и II, тонического альфа-мотонейрона и медленной тонической экстрафузальной ок-сидативной мышцы типа I, которой принадлежит неверно управляемое мышечное веретено. При этом фазические моторные единицы вместе с их веретенами могут оставаться интактными.
2. Стереотаксические операции могут быть методом выбора в лечении акинетико-ригидной формы болезни Паркинсона. По аналогии с другой тонической дискинезией - торсионной дистонией - и в целях улучшения самообслу-живаниябольным могут быть рекомендованы инъекции ботокса и диспорта в мышцы доминантной руки.
СПИСОК ЛИТEРAТУРЫ
1. Бадалян, Л.О. Клиническая электронейромиография [Текст] / Л.О. Бадалян, ИА. Скворцов. - М., 198б.
2. Байкушев, С.Т. Стимуляционная электромиография и электронейромиография в клинике нервных болезней [Текст] / С.Т. Байкушев, З.Х. Манович, В.П. Новикова. -М., 1974.
3. Бернштейн, ИА. Очерки по физиологии движений [Текст]. - М., 19бб.
4. Бехтерева, Н.П. О нейрофизиологии и функциях подкорковых структур мозга человека [Текст] // Физиология в клинической практике / Н.П. Бехтерева [и др.]. - М. : Наука, 19бб. - С. 111-131.
5. Бутова, В.М. Нейропсихофизиологические особенности пациентов с различными формами болезни Паркинсона [Текст] : Российский медико-биологический вестник имени акад. И.П. Павлова / В.М. Бутова, A.C Стариков. - 2009. - № 1. - С. 110-113.
6. Гранит, Р. Основы регуляции движений [Текст]. - М. : Мир, 1973.
7. Гутник, Б. Нервно-мышечная физиология. Организация движений [Текст] / Б. Гутник, В. Кобрин, Д. Нэш. - Ч. 1. - М. : Логосфера, 2009.
8. Данилов, И.В. Патофизиология гиперкинезов [Текст] / И.В. Данилов [и др.].-М., 1972.
9. Жирмунская, E.A. В поисках объяснения феноменов ЭЭГ [Текст]. - М. : Биола,
199б.
10. Кандель, Э.И. Паркинсонизм и его хирургическое лечение [Текст]. - М., 19б5.
11. Команцев, В.Н. Методические основы клинической электромиографии : руководство для врачей [Текст] / В.Н. Команцев, ВА. Заболотных. - СПб., 2001.
12. Частная физиология нервной системы [Текст] / под ред. П.Г. Костю. - М. : Наука, 1983.
13. Коц, Я.М. Организация произвольного движения [Текст]. - М. : Наука, 1975.
14. Мак-Комас, A. Дж. Скелетные мышцы [Текст]. - Киев : Олимпийская литература, 2001.
15. Нестеров, Л.Н. Кожевеиковская эпилепсия. - Самара, 200б.
16. Николаев, С.Г. Электромиографическое исследование в клинической практике [Текст] / С.Г. Николаев, И.Б. Банников. - Иваново, 1998.
17. Охнянская, И.Г. Электромиография в клинике профессиональных заболеваний [Текст] / И.Г. Охнянская, A.A. Комарова. - М., 1970.
18. Персон, Р.С. Электромиография в исследованиях человека [Текст]. - М. : Наука, 19б9.
19. Петелин, Л.С. Экстрапирамидные гиперкинезы [Текст]. - М., 1970.
20. Скупченко, В.В. Фазотонный мозг [Текст]. - Хабаровск, 1991.
21. Смирнов, В.М. Стереотаксическая неврология [Текст]. - М., 197б.
22. Стариков, A.C Роль гамма- и альфа-мотонейронов в происхождении пластической мышечной ригидности. Болезнь Паркинсона и расстройства движений : руководство для врачей по материалам 1 национального Конгресса [Текст]. - М., 2008. С. 373374.
23. Шток, В.Н. Экстрапирамидные расстройства [Текст] / В.Н. Шток, О.С. Левин, Н.В. Федорова. - М. : МиA. 2002.
24. Юсевич, Ю.С. Очерки по клинической электромиографии [Текст]. - М., 1972.
25. Cambier, J. Neurologie. Deuxieme partie [Text] / J. Cambier, M. Masson, H. Dehen. -P., 2000.
26. Drechsler B. Electromyographie [Text]. - B., 19б4.
27. Tretjakov K.N. Contribution a l'etude de l'anatomie pathologique du locus niger etc. These [Текст]. - P., 1919.
A.V. Starikov
NEUROPHYSIOLOGICAL ASPECTS OF AKINETIC-RIGID TYPE OF PARKINSON’S DISEASE
The paper analyzes the pathogenesis of Parkinson’s disease through muscle spindle theory, which is a new hypothesis.
Stereotaktic, muscle spindle, gamma-motoneuron.
