Изменение мозгового кровотока у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа в динамике заболевания

Сахарный диабет у детей

Изменение мозгового кровотока у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа в динамике заболевания

О.И.Вотякова, А.И.Рыбкин, М.С.Власова,

И.Ю.Новожилова, К.М.Прусова, О.А.Смирнова

Ивановская государственная медицинская академия (ректор — проф., P.P. Шиляев) М3 РФ

I

Основной причиной ранней инвалидизации больных сахарным диабетом (СД) являются сосудистые осложнения. Ангиопатии при СД представляют собой универсальное поражение сосудов во всех органах и тканях [1]. Несмотря на достижения в изучении механизмов возникновения диабетических ангиопатий и разработке методов лечения, их распространенность на сегодняшний день остается высокой. Одна из причин этого — бессимптомное течение на ранних обратимых этапах развития, что делает актуальным активное выявление сосудистых осложнений на доклинических стадиях. К числу наименее изученных у детей и подростков относятся церебральные ангиопатии. Вместе с тем, изменение церебральной гемодинамики, сопровождающееся ухудшением обменных процессов в клеточных структурах мозга, может способствовать запуску и поддержанию механизмов, участвующих в развитии и прогрессировании всех диабетических осложнений.

Целью наешго исследования стало изучение особенностей церебральной гемодинамики у детей и подростков с СД 1 типа и верификация ее изменений в динамике заболевания.

Объем и методы исследования

Обследовано 108 детей в возрасте от 4 до 17 лет с давностью СД от 1 мес до 12 лет. Все дети находились на интенсифицированной инсулинотерапии, получали человеческие генноинженерные инсулины. На момент госпитализации у них не было клинико-лабораторных признаков кетоза. У 42,4% обследованных уровень гликированного гемоглобина был ниже 7,6%, у 23,4% колебался от 7,6 до 9%, у 34,2% превышал 9%, что согласно критериям оценки качества гликемического контроля у детей и подростков с СД 1 типа отражает соответственно оптимальный, су-боптимальный и неудовлетворительный контроль гликемии. Давность заболевания у 44,3% больных не превышала 3 года, у 24,7% составляла от 3 до 5 лет, у 31 % — более 5 лет. Контрольная группа была представлена 10 здоровыми детьми.

Для оценки состояния мозговой гемодинамики использовалась реоэнцефалография, которая выполнялась на аппарате «РЭО-Спектр 3» фирмы НейроСофт. Регистрация реограмм осуществлялась в состоянии расслабленного бодрствования и для определения реактивности сосудов после максимальной задерж-

ки дыхания. Запись производилась в окципито-мастоидальном (Oms, Omd) и фронто-мастоидальном (Fms, Fmd) отведениях, позволяющих оценить кровоток, первое — в системе внутренних сонных артерий, и в вертебрально-базилярном бассейне, раздельно слева и справа. Реограммы подвергались компьютерной обработке с расчетом амплитудных и временных показателей.

Интенсивность кровотока оценивалась по реографическому индексу (РИ), отражающему пульсовое кровенаполнение артерий, равномерность распределения притекающей к головному мозгу крови по величине коэффициентов РИ1п,уРИ, md, PM0ms/PH0md< PHFms/ PHOms’ PMFmd/ PHOmd' Тонус средних И МвЛКИХ артерий верифицировали по длительности времени медленного наполнения (а2). Тонус сосудов микроциркуляторного русла и периферическое сосудистое сопротивление определяли по соотношению венозной и артериальной компонент (АуА.,), величине дикроти-ческого (ДИК) и диастолического (ДИА) индексов.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью прикладных программ EXCEL 7.0. Определялись средняя арифметическая (М) и стандартная ошибка (т). Различия в сравниваемых группах оценивались по критерию Стьюдента (t) и считались достоверными при р < 0,05.

Результаты и их обсуждение

В зависимости от значений РИ в каротидном и вертебрально-базилярном бассейнах среди обследованных детей выделены 5 вариантов изменения пульсового кровенаполнения в сосудистом русле головного мозга. В соответствии с этим сформированы группы сравнения. К 1-й группе отнесены обследованные со значениями пульсового кровенаполнения, соответствующими возрастной норме [2] и в каротидном, и в вертебрально-базилярном бассейнах (п=15). Во 2-ю группу включены пациенты с превышающим нормативные значения пульсовым кровенаполнением, преимущественно в каротидной системе (п=31). 3-ю группу составили больные с дисбалансом пульсового кровенаполнения, проявляющимся его увеличением в каротидном бассейне и снижением в вертебрально-базилярном (п=35). Отличительным признаком детей 4-й группы (п=42) было снижение пульсового кровенаполнения в бассейне позвоночных артерий при его нормальном уровне в каротидной системе. У представителей 5-й

I

группы (п=35) пульсовое кровенаполнение было снижено в обоих изучаемых бассейнах.

Реографическая характеристика церебральной гемодинамики у больных выделенных групп и здоровых обследованных отражена в таблице. Представленные в ней данные показывают, что у пациентов 1й группы, хотя значения РИ и не выходили за рамки нормативных, тем не менее, в каротидной системе были несколько ниже, а в вертебрально-базилярной выше, чем в контрольной группе. В результате этого у детей данной группы появлялся гемодинамический сдвиг в сторону вертебрально-базилярной системы, отражением которого служило статистически значимое, по сравнению с контролем, уменьшение коэффициентов РИРт5/РИ0т5 и РИрт(1/РИ0та. Изменения ДИК, ДИА и Ав/Аа — маркеров тонуса артериол, венул и периферического сосудистого сопротивления у представителей этой группы в каждом из изучаемых сосудистых бассейнов имели обратную по отношению к пульсовому кровенаполнению направленность. В ответ на гиперкапнию, развивающуюся при задержке дыхания, у пациентов данной группы отмечалась парадоксальная реакция в виде повышения тонуса сосудов микроциркуляторного русла, особенно в бассейне позвоночных артерий, и тенденция к нарастанию в нем тонуса мелких и средних артерий. Об этом свидетельствовало отмеченное в пробе с задержкой дыхания увеличение ДИК, ДИА, Ав/Аа и а2.

У детей 2-й группы пульсовое кровенаполнение в каротидной системе было выше нормативных значений, а в вертебрально-базилярной соответствовало норме, но при этом его уровень в данном бассейне по сравнению с другими группами был самым высоким. Отмеченные изменения регистрировались на фоне выравнивания тонуса сосудов микроциркуляторного русла в изучаемых бассейнах за счет тенденции к его увеличению в каротидном. Подтверждением этому служат значения в данной группе ДИК, ДИА и Ав/Аа. По-видимому, благодаря описанному соотношению тонуса сосудов у пациентов 2-й группы обеспечивалось сопоставимое с контролем распределение крови в сосудистых бассейнах, на что указывали значения коэффициентов

РИРт5/РИОт5 И РИРта/РИОтс1- ВРеМЯ медленного кровенаполнения (а2), характеризующее состояние сосудистой стенки средних и мелких артерий, у детей 2-й группы, как и предыдущей, имело тенденцию к увеличению. В ответ на гиперкапнию у пациентов описываемой группы отмечались разнонаправленные, с преобладанием повышения, изменения тонуса сосудов микроциркуляторного русла, мелких и средних артерий, что указывала динамика изменений ДИК, ДИА, Ав/Аа и а2.

Пульсовое кровенаполнение у детей 3-й группы в каротидной системе, как и в предыдущей группе, превышало нормативный уровень, а в вертебрально-

Реографическая характеристика церебральной гемодинамики при различных вариантах ее изменения у детей с сахарным диабетом 1 типа

Группа РИ, у.е. Коэффициенты асимметрии РИ 1

обследованных Р|Т15 Рте! От$ ОтсІ Ргш/Ртсі Оте/ ОтсІ Рте/ Оте Ртсі/ОтсІ

Контрольная 2,13±0,24 2,25±0,33 1,28±0,12 1,31 ±0,17 13,0±2,5 13,3+3,4 66,6±9,5 77,1 ± 17,1

1 -я 1,78+0,10 1,85±0,07 1,42±0,09 1,45±0,07 14,3±2,9 20,0±4,0 33,3±6,0* 36,4±4,6*

2-я 2,56±0,09 2,52±0,08 1,56±0,08 1,64±0,09 1 2,4±1,8 22,6±3,4 72,8±7,1 63,2±6,1

3-я 2,25±0,09 2,37±0,09 0,94±0,05* 1,00±0,06 24,6±5,8 37,6±6,3* 151,8± 10,3 * 159,1 ±14,5*

4-я 1,59±0,04* 1,62±0,04 0,83±0,03* 0,87±0,04* 15,3±1,6 24,9±3,3* 100,9±9,7* 101,0± 10,8

5-я 1,18±0,06* 1,20+0,04* 0,80±0,05* 0,77±0,04* 27,6±3,7* 32,4 ±4,7* 63,9±9,1 70,2± 10,2

РгТ15 Рте! с Оте ОтсІ Ргт Ав/Ад, % Рте! От5 ОтсІ

Контрольная 0,056±0,002 0,056±0,003 0,056±0,003 0,056±0,004 65,0±4,4 63,5±5,4 76,2±6,5 74,0±7,5

1 -я 0,061 ±0,002 0,060±0,001 0,063±0,002 0,062±0,002 73,1 ±4,5 73,5±3,7 72,7±3,2 70,9±2,4

2-я 0,060+0,001 0,060±0,001 0,061 ±0,001 0,063±0,002 71,2±2,9 73,3±2,7 75,1 ±2,4 76,6±2,6

3-я 0,072±0,008* 0,063±0,001* 0,061 ±0,002 0,062±0,003 81,5±2,3 * * 80,7±2,0** 80,6±4,3 79,4±3,5

4-я 0,061 ±0,002 0,060±0,002 0,056±0,001 0,058±0,002 69,0±2,7 71,5±2,5 70,8±3,3 72,7±3,5

5-я 0,063±0,002* 0,064±0,003 0,060±0,002 0,067±0,005 69,8±2,2 69,6±1,9 74,3±3,8 73,9±3,8

ДИК, % ДИА, %

Ргт Рте! Оте ОтсІ Рте РтсІ Оте ОтсІ

Контрольная 54,2±4,4 52,7±5,4 68,0±6,6 65,5±8,2 55,7±4,2 55,0±5,1 77,1 ±6,6 70,1 ±7,9

1 -я 70,3±9,0 62,9±6,7 63,4±5,4 60,6±4,7 73,3±10,1 68,6±5,9 66,9±5,0 65,4±4,7

2-я 59,4±5,1 61,6±4,7 62,5±3,9 66,6±4,2 63,6±5,1 67,6±5,8 67,3±3,8 71,2±4,3

3-я 68,2±2,9* 68,9±3,7* 73,7±6,9 72,1 ±5,8 71,1+2,6* 72,5±3,5* 81,5±7,1 81,9±5,6

4-я ' 58,5±3,4 59,1 ±3,1 58,4±4,0 62,3±4,4 63,2±3,2 65,3±2,8 67,4±4,2 70,2±4,5

5-я 60,0±3,5 57,4±3,3 6А,7±5,9 62,8±5,8 64,3±3,4 62,8±3,2 74,7±5,4 74,3±4,9

Примечание: достоверность различий с контрольной группой, * р < 0,05.

1 5

базилярном бассейне было снижено. Наряду с гемо-динамическим сдвигом в сторону каротидной системы у больных данной группы появлялась межполу-шарная асимметрия, особенно в бассейне позвоночных артерий. Об этом свидетельствовали значительное возрастание в 3-й группе коэффициен-

Т0В РИРт5/РИОт5 И РИРтУРИОтФ ТеНДеНЦИЯ К Увеличению РИрт5/РИртс1 и статистически значимое увеличение РИ0т5/РИ0т[1. При оценке показателей, характеризующих тонус сосудов микроциркулятор-ного русла и периферическое сосудистое сопротивление, в данной группе зафиксированы самые высокие их значения, при этом отклонения в бассейне внутренних сонных артерий были статистически значимыми. Тонус мелких и средних артерий, особенно в каротидной системе, у детей 3-й группы также был повышен. Подтверждением описанных отклонений служит характер изменений в данной группе ДИК, ДИА, Ав/Аа и а2. Задержка дыхания у детей этой группы сопровождалась адекватным снижением тонуса сосудов микроциркуляторного русла в каротидном бассейне и парадоксальным ответом в виде повышения тонуса указанных сосудов в вертебрально-базилярном, отражением которых была динамика отклонений ДИК, ДИА и А^Ад.

У больных 4-й группы достоверному по отношению к контролю и к нормативам, снижению пульсового кровенаполнения в вертебрально-базилярном бассейне сопутствовали и более низкие, чем во всех описанных группах, значения РИ в каротидной системе. Характерными для этой группы были гемо-динамический сдвиг в сторону каротидной системы и межполушарная асимметрия в бассейне позвоночных артерий, на которые указывали значения у них

рИрт8/р Огто’ р^Рша/р^Оша и р^Ош5/рИоша- Маркеры тонуса сосудов микроциркуляторного русла у больных этой группы отражали его выравнивание в изучаемых бассейнах. Баланс тонуса сосудов и имеющуюся у пациентов данной группы в вертебрально-базилярной системе тенденцию к снижению ДИК, в связи с описанными особенностями церебральной гемодинамики, можно рассматривать как приспособительные реакции, направленные на увеличение притока крови в бассейн позвоночных артерий. В ответ на гиперкапнию у представителей 4-й группы отмечалось повышение, а не снижение, как в контроле, тонуса сосудов микроциркуляторного русла и мелких артерий. Об этом свидетельствовало возрастание у них в пробе с задержкой дыхания ДИК, ДИА, Ав/Аа, а2.

У пациентов 5-й группы прогрессирующее уменьшение пульсового кровенаполнения в вертебральнобазилярном бассейне сопровождалось его падением ниже нормативных значений и в каротидной системе, за счет чего соотношение кровенаполнения в

изучаемых бассейнах, отражением которого являются коэффициенты рИР™/РИ

Огги’ РИРтУРИОтс1’ СтаНОВИЛОСЬ сопоставимым с таковым у здоровых. Имеющееся у детей данной группы достоверное относительно контроля увеличение коэффициентов асимметрии РИрП15/РИрта и РИ0тя/РИ0пк) свидетельствовало о том, что уменьшению притока крови к головному мозгу у них сопутствовало еще и его неравномерное распределение в церебральном сосудистом русле. При этом маркеры тонуса сосудов микроциркуляторного русла у детей этой группы достоверно не отличались от соответствующих показателей у здоровых. Время медленного наполнения (а-,), характеризующее тонус мелких и средних артерий, указывало на его повышение в каротидной системе и неравномерность изменения в вертебрально-базилярной. Результаты пробы с задержкой дыхания у детей 5-й группы отражали разнонаправленность изменений тонуса сосудов микроциркуляторного русла и мелких артерий в вертебрально-базилярной системе. Реакция сосудов микроциркуляторного русла на задержку дыхания в каротидной системе у пациентов данной группы была адекватной. Отражением описанных изменений служил характер отклонений а2, ДИК, ДИА и Ав/Аа.

Приведенные данные свидетельствуют о вариабельности изменений мозгового кровотока у детей и подростков. Чтобы определить последовательность появления выделенных вариантов изменений пульсового кровенаполнения в церебральных сосудах, мы изучили частоту встречаемости детей с различной давностью заболевания при каждом из них. Результаты этого анализа показывают, что среди детей с нормальным и высоким пульсовым кровенаполнением преобладали пациенты с длительностью СД до 3 лет (рис. 1). В группах детей со сниженным пуль-

60

50

40

30

20

!0

0

Стаж СД менее 3 лет Л Стаж СД 3-5 лет Р Стаж СД более 5 лет

ш

1-й

2-й 3-й

Варианты

Рис. 1. Частота встречаемости детей с разной давностью СД при различных вариантах изменения пульсового кровенаполнения в сосудистом русле головного мозга.

в

I

2-й 3-й 4-й

Варианты

Рис. 2. Трансформация вариантов изменения пульсового кровенаполнения в сосудистом русле головного мозга в динамике заболевания у детей с СД 1 типа.

совым кровенаполнением отмечалось увеличение доли больных с давностью заболевания более 5 лет.

Чтобы определить возможные пути трансформации различных вариантов изменения пульсового кровенаполнения в церебральных сосудах, мы сопоставили тип мозгового кровотока при первичной и повторной регистрации реограммы у 42 детей, обследованных за время наблюдения 2-3 раза с интервалом в 1-2 года. При повторном обследовании у детей с нормальным пульсовым кровенаполнением с одинаковой частотой выявлялись 2-й, 4-й и 5-й, и в 2 раза реже 3-й тип изменения мозгового кровотока (рис. 2). При этом 2-й вариант, характеризующийся повышением пульсового кровенаполнения, обнаруживался у пациентов с давностью СД менее 5 лет, а 4-й и 5-й, отличающиеся снижением пульсового кровенаполнения — в группе больных с большей длительностью заболевания. Это позволяет предположить, что вариант с нормальным пульсовым кровенаполнением сосудов головного мозга в одних случаях отражает отсутствие изменений со стороны церебрального кровотока, а в других — является одним из этапов снижения пульсового кровенаполнения, которому предшествует стадия его повышения.

Среди детей с высоким пульсовым кровенаполнением при повторном исследовании мозгового кровотока в 12% случаев определялась его нормализация. У трети пациентов с данным вариантом он сохранялся, причем преимущественно при давность

СД до 3 лет. У каждого второго ребенка отмечалась его трансформация в варианты со сниженным пульсовым кровенаполнением в вертебрально-базилярном бассейне, причем одинаково часто в 3-й и 4-й.

Почти у трети детей с разнонаправленными изменениями пульсового кровенаполнения в изучаемых сосудистых бассейнах головного мозга этот вариант при повторном обследовании сохранялся. У 40% больных данной группы фиксировался переход в 4-й вариант, то есть отмечалось снижение пульсового кровенаполнения до нормальных цифр в каротидной системе. В 30% случаев высокое пульсовое кровенаполнение в каротидном бассейне сопровождалось его повышением и в вертебрально-базилярном.

Для больных со сниженным пульсовым кровенаполнением в вертебрально-базилярной системе была характерна стойкость присущих этому варианту изменений, о чем свидетельствует тот факт, что при повторном обследовании данный тип мозгового кровотока сохранялся у каждого второго ребенка, у остальных с одинаковой частотой выявлялись другие варианты изменения мозгового кровотока.

Снижение пульсового кровенаполнения в обоих сосудистых бассейнах, обнаруженное при первичном обследовании, у 40% детей сохранялось и в последующем, у каждого второго отмечалась трансформация данного типа мозгового кровотока в варианты, отличающиеся нормализацией и повышением пульсового кровенаполнения в каротидной системе на фоне сохраняющегося снижения в вертебрально-базилярном бассейне.

Заключение

Полученные в ходе исследования данные указывают на значительную частоту встречаемости различных отклонений со стороны мозгового кровотока у детей с сахарным диабетом 1 типа. Они свидетельствуют о стадийности его изменений, которая заключается в увеличении пульсового кровенаполнения в церебральных сосудах на начальных этапах заболевания, преимущественно в первые три года, с последующим его снижением, сначала в вертебрально-базилярном бассейне, а в дальнейшем и в каротидном. Исследование мозговой гемоциркуляции у данной категории больных в динамике указывает на возможность обратного развития изменений, характерных для каждого из выделенных типов мозговой гемодинамики, и ее уменьшение при вариантах, характеризующихся снижением пульсового кровенаполнения.

Л и т е р а т у р а

1. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М.//Кардиология. -2000.-№10.-С. 74-87.

2. Компьютерный реограф «Рео-Спектр». Методические указания /Фирма «НейроСофт». - Иваново, 1992.

3. ISPAD Consensus for the management of Type 1 Diabetes Mellitus in children and adoles-cents, 2000.