Изменения уровня постоянных потенциалов головного мозга у злоупотребляющих психоактивными веществами подростков

УДК [612.82:616.831 ]-056.83-053.6

изменения уровня постоянных потенциалов головного мозга у злоупотребляющих психоактивными веществами подростков

© 2007 г. А. Н. Подоплекин

Поморский государственный университет им. М. В. Ломоносова, г. Архангельск

Формирование зависимости от психоактивных веществ (ПАВ) — одна из важных медико-биологических проблем в большинстве стран мира. Происходит «омолаживание» употребляющих ПАВ людей, так как все большее число подростков употребляют токсикоманические вещества [1, 2, 5, 9]. В настоящее время проблема подростковых токсикоманий становится все более актуальной. Подростковый возраст является одним из критических возрастных периодов и имеет ряд особенностей, которые могут при определенных условиях способствовать развитию стремления употреблять токсикоманические средства: любопытство, желание испытать новые ощущения, недостаточная способность прогнозировать последствия, наступающие после приема психоактивного вещества [3, 4, 10, 19, 21]. ПАВ самым негативным образом влияют на здоровье подрастающего поколения, особенно на центральную нервную систему, в частности головной мозг, вызывая в первую очередь функциональные изменения.

Несмотря на признаваемую приоритетность, электрофизиологические исследования центральной нервной системы подростков, злоупотребляющих ПАВ, весьма немногочисленны. В особенности это касается оценки интенсивности протекающих энергетических процессов. Исследование церебрального энергетического метаболизма возможно с помощью позитронно-эмиссионной томографии, функциональной магнитно-резонансной томографии, метода резонансного клиренса [20]. Но эти методики достаточно трудоемки, дорогостоящи и связаны с определенным риском для здоровья детей. В этой связи большую актуальность приобретает метод регистрации уровня постоянных потенциалов (УПП), позволяющий достоверно оценивать суммарные энергозатраты головного мозга и его отдельных областей в реальном масштабе времени [11].

Отсутствие данных об особенностях взаимоотношений постоянных потенциалов различных отделов головного мозга у подростков, злоупотребляющих психоактивными веществами, и предопределило проведение настоящего исследования.

Методика исследования

С целью изучения характера распределения уровня постоянных потенциалов головного мозга у подростков, злоупотребляющих ПАВ, было проведено обследование детей обоих полов в возрасте от 11 до 16 лет, родившихся и проживающих в г. Архангельске. В исследовании приняли участие 315 человек, которые были разделены на две группы: подростки, злоупотребляющие ПАВ (п = 130), и контрольная (п = 185). В свою очередь, все обследованные были разделены на три возрастные группы: 11 — 12, 13—14 и 15—16 лет. Достоверных (р > 0,05) половых отличий в каждой возрастной группе выявлено не было.

В работе представлены результаты исследования уровня постоянных потенциалов (УПП) мозга у подростков, злоупотребляющих психоактивными веществами. Выявлены отличия в энергетическом метаболизме мозга по сравнению с контрольной группой. У злоупотребляющих летучими веществами бытовой химии подростков УПП значительно выше во всех отделах мозга. При длительном употреблении данных веществ происходит нарастание функционального напряжения мозга, проявляющееся в значительном нарушении его энергетического метаболизма.

Ключевые слова: подростки, психоактивные вещества, энергетический метаболизм головного мозга.

При сборе материала в рамках настоящей работы соблюдались все необходимые условия для составления выборок: исследования проводились в одинаковых условиях, в одно и то же время суток, при максимальном физическом и психическом покое испытуемых. Все дети имели 1—11 группу здоровья по результатам комплексного медицинского обследования. Наркологический диагноз устанавливался врачом-наркологом в соответствии с международной классификацией болезней 10-го пересмотра [8]. Для уточнения диагноза проводилось комплексное обследование подростков, включающее клинико-анам-нестический, клинико-психопатологический методы, анкетирование, анализ амбулаторных карт.

Для регистрации, обработки и анализа УПП головного мозга применялся аппаратно-программный диагностический комплекс «Нейроэнергометр-03» [11]. Использование специальных методов анализа и топографического картирования УПП позволяет производить оценку суммарных энергозатрат головного мозга и его отдельных областей [13].

УПП регистрировался монополярно с помощью неполяризуемых хлорсеребряных чашечковых электродов "ЕЕ^2" (активные) и "ЭВЛ-1-М4" (референтный) и усилителя постоянного тока с входным сопротивлением 10 МОм. До наложения электродов на голову испытуемого производилось их предварительное тестирование в физиологическом растворе, при котором измерялась разность потенциалов и сопротивление между электродами в отсутствие биологического объекта, разность потенциалов между электродами не превышала 20 мв, а межэлектродное сопротивление 15—20 кОм. Дрейф электродного потенциала не превышал 1—2 мВ за 10 минут. Затем референтный электрод располагали на запястье правой руки, активные — вдоль сагиттальной линии — в лобной, центральной, затылочной областях, а также в правом и левом височных отделах (точки Fz, Cz, Oz, Тd, Тs по международной системе «10-20 %»).

Регистрация УПП у испытуемого осуществлялась через 5-7 минут после наложения на точки отведения электродов с контактными тампонами, смоченными гипертоническим (30 %) раствором №С1, благодаря которому происходило снижение кожного сопротивления до 1-2 кОм, уменьшалась величина кожных потенциалов, а также блокировалась кожно-гальва-ническая реакция. за указанное время происходят переходные электрохимические процессы в коже, исчезают трибоэлектрические явления. При экспериментальном измерении, длительность которого составляла 15 минут, осуществлялся постоянный контроль значений кожного сопротивления в местах отведения УПП, которое не превышало 30 кОм. Информацию об истинном значении УПП головного мозга получали благодаря автоматическому вычитанию из суммарных регистрируемых значений потенциалов межэлектродной разности потенциалов.

Анализ уровня постоянных потенциалов произво-

дился путем картирования полученных с помощью монополярного измерения значений УПП и расчета его отклонений от средних значений в каждом из отведений, зарегистрированных по всем областям головы. Такой расчет дает возможность оценить локальные значения УПП в каждой из областей с исключением влияний, идущих от референтного электрода. Полученные характеристики распределения УПП сравнивались со среднестатистическими нормативными значениями для определенных возрастных периодов, встроенных в программное обеспечение комплекса «Нейроэнергометр-03».

Полученные данные были обработаны на компьютере с использованием пакета статистических методов «STADIA 6.0» и методов анализа данных программы EXCEL пакета MS OFFICE 2000.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование уровня постоянных потенциалов головного мозга выявило отличие в его распределении у подростков, проживающих на Европейском Севере, от значений, выведенных для соответствующих возрастных групп средней полосы России [11]. Так, полученные данные свидетельствуют о более высоких энергозатратах головного мозга подростков-северян по сравнению с их сверстниками в Центральной России. Этот факт может рассматриваться как нейрофизиологическое проявление начальной стадии стресса, характеризующегося функциональным напряжением головного мозга, которое развивается в ответ на неблагоприятные воздействия окружающей среды и служит отражением сниженных адаптационных возможностей организма.

Полученные данные указывают на нарушения распределения УПП по отделам головного мозга у подростков-северян контрольной группы. У них имеются нарушения энергетического метаболизма в лобных отделах головного мозга и отличные от таковых у сверстников из центральных районов тенденции в формировании мозговой межполушарной асимметрии энергозатрат, которая характеризуется разностью потенциалов между точками Td и Ts. В нашем регионе этот показатель свидетельствует о преобладании активности правого полушария, что может приводить к проблемам в обучении, поскольку для восприятия вербальной информации, выполнения конкретных логических операций требуется преобладание активности левого доминантного полушария [14].

В табл.1 приведены различия показателей УПП головного мозга в абсолютных значениях у основной и контрольной групп.

У злоупотребляющих ПАВ подростков суммарные энергозатраты (SUM) оказались достоверно выше (на 15 % в сравнении с контрольной группой) в большей степени в возрастной группе 11 — 12 лет; в группе 13—14 лет они превышают контроль на 4,5 %; а в группе 15— 16 лет опускаются ниже контроля на 5,5 %. Таким образом, наибольшее негативное влияние на энергетический обмен головного мозга

Таблица 1

Основные показатели уровня постоянных потенциалов (мВ) у подростков, злоупотребляющих психоактивными веществами,

и контрольной группы

11-12 лет 13-14 лет 15-16 лет

Показатель Злоупотребляющие Контрольная Злоупотребляющие Контрольная Злоупотребляющие Контрольная

ПАВ группа ПАВ группа ПАВ группа

Fz 37,69 ± 2,14 30,54 ± 1,95** 30,65 ± 2,72 29,02 ± 2,02 33,55 ± 1,68 34,98 ± 1,52

Cz 43,24 ± 1,97 38,78 ± 1,76 36,28 ± 2,56 36,99 ± 1,95 40,59 ± 1,72 43,81 ± 1,60

Oz 43,49 ± 2,07 38,04 ± 1,92 36,72 ± 2,49 34,06 ± 1,65 39,08 ± 1,81 40,45 ± 1,59

Td 43,60 ± 1,74 37,14 ± 1,79* 35,87 ± 2,57 34,75 ± 1,93 38,97 ± 1,71 41,01 ± 1,76

Ts 42,84 ± 1,73 38,04 ± 1,77 35,59 ± 2,56 32,83 ± 1,95 38,22 ± 1,70 41,33 ± 1,58

Sum 210,86 ± 8,48 182,55 ± 8,74* 175,11 ± 12,41 167,65 ± 8,94 190,40 ± 8,17 201,58 ± 7,14

Xcp 42,17 ± 1,69 36,51 ± 1,74* 35,04 ± 2,48 33,53 ± 1,78 38,08 ± 1,63 40,31 ± 1,43

Fz-Xcp -4,49 ± 1,19 -5,96 ± 0,68 -4,38 ± 1,03 -4,51 ± 0,89 -4,54 ± 0,71 -5,34 ± 0,85

Cz-Xcp 1,06 ± 0,64 2,28 ± 0,61 1,26 ± 0,66 3,47 ± 0,58* 2,51 ± 0,49 3,50 ± 0,54

Oz-Xcp 1,32 ± 0,89 1,53 ± 0,54 1,69 ± 0,52 0,53 ± 0,56 1,00 ± 0,56 0,14 ± 0,78

Td-Xch 1,43 ± 1,11 0,63 ± 0,50 0,85 ± 0,60 1,22 ± 0,52 0,88 ± 0,50 0,69 ± 0,90

Ts-Xcp 0,67 ± 0,76 1,52 ± 0,59 0,57 ± 0,61 -0,70 ± 0,71 0,14 ± 0,49 1,01 ± 0,63

Td-Ts 0,76 ± 1,16 -0,89 ± 0,76 0,28 ± 0,79 1,93 ± 0,85 0,73 ± 0,73 -0,32 ± 1,19

Примечания: условные обозначения в таблицах и рисунке: Fz — лобное отведение, Cz — центральное отведение, Oz — затылочное отведение, Td — правое височное, Ts — левое височное, Sum — суммарное значение УПП, Хср — усредненное значение УПП; достоверность отличий между группами: * — р < 0,05; ** — p < 0,01.

психоактивные вещества оказывают на младший и в меньшей степени на средний подростковый возраст (рисунок).

- Td

У O.

4Лт .....

/ , , ,

11-12 лет 13-14 лет 15-16 лет

ПFz ПСг ПО? ПTd  Ts ПSum

Распределение уровня постоянных потенциалов головного мозга у подростков 11 — 16 лет, злоупотребляющих психоактивными веществами

Полученные данные указывают на определенное нарушение принципа «куполообразности» распределения УПП головного мозга у подростков, злоупотребляющих ПАВ. Так, во всех возрастных группах у данных подростков прослеживается снижение УПП в сравнении с контрольной группой в центральных отделах головного мозга, причем наибольшее снижение наблюдается в первой и второй возрастных группах (54 и 64 % соответственно). Нарушения видны на рисунке и в табл. 1 (Cz и Cz—Xср).

Выявлены и нарушения межполушарной асимметрии энергозатрат (Td—Ts). У подростков 13—14 лет, злоупотребляющих ПАВ, в сравнении со сверстниками контрольной группы она была несколько ниже, что свидетельствует о преобладании у них активности левого полушария. Иная картина получена у подростков 11 — 12 и 15—16 лет: у них этот показатель

значительно превышал таковой у одногодков контрольной группы, что свидетельствует о еще большем преобладании активности правого полушария у злоупотребляющих ПАВ подростков.

В последние годы большое распространение среди подростков получило употребление летучих ПАВ [7, 12, 18]. Наиболее часто употребляемыми представителями этого класса веществ являются различные органические растворители (летучие ароматические углеводороды): синтетические клеи («БФ», «Момент»), бензин, ацетон, пятновыводители, этиловый эфир, хлороформ, поливинилхлоридная пленка (вдыхаются продукты горения), лаки, краски, аэрозоли и др. [6]. Ингаляционные средства бытовой химии представляют наибольшую опасность, так как вызывают тяжелые поражения внутренних органов и систем [ 17].

При изучении характера изменений УПП у злоупотребляющих ПАВ подростков в зависимости от вида и характера употребляемых веществ выявлено, что применение ингаляционных средств бытовой химии оказывает значительно более неблагоприятное воздействие на функциональное состояние головного мозга (табл. 2).

При употреблении ингаляционных ПАВ происходит значительное повышение общего энергетического обмена мозга, ухудшение энергообеспечения лобных отделов и повышение активности подкорковых структур мозга. Эти данные подтверждают, что ин-галянты являются высокоактивными биологическими структурами, изменяют функциональное состояние биологических мембран, оказывают токсическое действие, влияют на соотношение биохимических субстратов и вызывают нарушения на молекулярном и системном уровнях [16].

Проведенный анализ длительности употребления ингаляционных ПАВ выявил следующие особенности энергетического метаболизма (табл. 3).

Таблица 2

Показатели уровня постоянных потенциалов (мВ) у подростков, употребляющих психоактивные вещества, в зависимости

от вида веществ

Показатель Алкоголь и никотин Алкоголь, никотини

р2 27,07 ± 2,71 34,29 ± 1,27***

С2 30,99 ± 2,82 41,64 ± 1,14***

02 29,71 ± 2,75 41,23 ± 1,19***

Td 29,92 ± 2,86 40,60 ± 1,15***

Ts 28,55 ± 2,82 40,54 ± 1,10***

Sum 146,25 ± 13,70 198,28 ± 5,43***

Хср 29,25 ± 2,74 39,66 ± 1,08***

Р2-Хср —2,17 ± 0,60 — 5,37 ± 0,60***

С2-Хср 1,75 ± 0,61 1,98 ± 0,36

02-Хср 0,46 ± 0,57 1,56 ± 0,41

Td-Xср 0,67 ± 0,51 0,93 ± 0,44

Ts-Xср — 0,70 ± 0,48 0,88 ± 0,38**

Примечание. Достоверность отличий между группами: ** — р < 0,01; *** - р < 0,001.

Таблица 3

Показатели уровня постоянных потенциалов

Показатель 0—6 месяцев 6—12 месяцев Более 12 месяцев

Ри 34,29 ± 1,70 32,41 ± 3,16 36,50 ± 1,98*

Си 40,86 ± 1,74 41,28 ± 2,41 **43,80 ± 1,50*

40,69 ± 1,69 40,58 ± 2,86 *43,19 ± 1,61**

та 39,64 ± 1,80 40,80 ± 2,20 *42,56 ± 1,80

ТБ 39,66 ± 1,61 40,19 ± 2,44 *42,95 ± 1,55*

Sum 195,13 ± 7,96 195,21 ± 12,31 *209,00 ± 7,30**

Хср 39,04 ± 1,59 39,04 ± 2,46 *41,80 ± 1,45**

Примечание. Достоверность отличий между группами: * — р < 0,05; ** — р < 0,01.

При стаже употребления летучих ПАВ до 6 месяцев или до одного года не выявлены достоверные отличия в показателях УПП, но прослеживается тенденция к усилению функциональной активности головного мозга и повышению энергозатрат в подкорковых структурах. При употреблении данных веществ более одного года наблюдается достоверное повышение показателей по всем отделам головного мозга. На фоне этого происходит инверсия межполушарных отношений с повышением активности правого полушария, что связано с продолжающимся развитием стресса и нарастанием функционального напряжения [15].

Заключение

Исследование уровня постоянных потенциалов головного мозга у подростков-северян выявило более высокие энергозатраты мозга по сравнению с их сверстниками в Центральной России. Полученные данные указывают на более низкий энергообмен в лобных отделах и нарушение межполушарных отношений с преобладанием правополушарной активности.

У злоупотребляющих ПАВ подростков в сравнении с контрольной группой наблюдается повышение суммарных энергозатрат головного мозга, особенно это прослеживается в младшем и среднем подростковом возрасте.

У злоупотребляющих ПАВ подростков выявлено еще большее нарушение принципа «куполообраз-ности» распределения УПП головного мозга: во всех возрастных группах прослеживается снижение УПП в сравнении с контрольной группой в центральных отделах головного мозга, что говорит о негативном влиянии ПАВ на его подкорковые структуры.

У злоупотребляющих ПАВ подростков показатель межполушарной асимметрии значительно превышает таковой у контрольной группы, что свидетельствует о еще большем доминировании у них активности правого полушария.

Чем раньше происходит вовлечение в злоупотребление ПАВ, тем более негативное влияние оказывают ПАВ на функционирование и созревание головного мозга подростка.

Выявлено, что применение ингаляционных средств бытовой химии оказывает значительно более неблагоприятное воздействие на функциональное состояние головного мозга в сравнении с никотином и алкоголем.

При длительном употреблении ингаляционных ПАВ происходит повышение показателей УПП по всем отделам головного мозга. на фоне этого происходит инверсия межполушарных отношений с повышением активности правого полушария.

Результаты исследования свидетельствуют о нарушении функционирования и созревания головного мозга подростков, злоупотребляющих токсикомани-ческими веществами, в особенности летучими ПАВ, и могут быть использованы в комплексной диагностике токсикоманий.

Список литературы

1. Винникова М. А. Клиническая характеристика постабстинентного состояния при героиновой наркомании и его лечение / М. А. Винникова // Вопр. наркологии. — 1999.

— № 3. — С. 27—34.

2. Егоров А. Ю. Возрастная наркология / А. Ю. Егоров. — СПб. : Дидактика Плюс ; М. : Ин-т общегуманит. исслед., 2002. — 272 с.

3. Иванец Н. Н. Алкоголизм: границы заболевания / Н. Н. Иванец, И. П. Ахонина, Ю. В. Валентик. — М. : Медпрактика, 2000. — 122 с.

4. КиржановаВ. В. Распространённость наркомании среди подростков в Российской Федерации / В. В. Киржанова, Л. А. Муганцева // Наркология. — 2003. — № 6. — С. 2—6.

5. Литвинцев С. В. Организация наркологической помощи в Вооруженных силах РФ на современном этапе / С. В. Литвинцев // Там же. — 2002. — № 4. — С. 2—6.

6. Личко А. Е. Подростковая наркология / А. Е. Лич-ко, В. С. Битенский. — Л. : Медицина, 1991. — 304 с.

7. Лукачер Г. Я. Характеристика подростков, злоупотребляющих наркотическими и токсикоманическими средствами (клинико-социологическое исследование) / Г. Я. Лукачер, Н. В. Макшанцева // Журн. невропатологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. — 1989. — Вып. 8.

— С. 117—121.

8. Попов Ю. В. Психические и поведенческие расстройства вследствие употребления психоактивных веществ / Ю. В. Попов, В. Д. Вид // Русский мед. журн. — 1998.

— № 2. — С. 88—101.

9. Санников А. Л. Характеристика криминогенности детей и подростков как крайней формы деструктивного поведения / А. Л. Санников, И. Л. Заборский, О. Е. Санникова // Дети Севера: образование и здоровье : материалы Междунар. науч.-практ. конф. — Архангельск, 1999. — С. 81—82.

10. Сидоров П. И. Пропаганда здорового образа жизни в наркологической превентологии / П. И. Сидоров // Наркология. — 2003. — № 5. — С. 2—14.

11. Способ оценки энергетического состояния головного мозга : пат. 2135077 Рос. Федерация / В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарёва — 1999.

12. Тихомиров С. С. Признаки потребления психоактивных веществ / С. С. Тихомиров // ОБЖ. Основы безопасности жизни. — 2002. — № 9. — С. 55—62.

13. Фокин В. Ф. Интенсивность церебрального энергетического обмена: возможности его оценки электрофизиологическим методом / В. Ф. Фокин, В. Н. Пономарёва // Вестник РАМН. — 2001. — № 8. — С. 38—43.

14. Фокин В. Ф. Функциональная межполушарная асимметрия и связанные с ней психофизиологические показатели готовности к обучению / В. Ф. Фокин, Н. Г. Городенский, С. Л. Шармина // Вестник РГНФ.

— 2002. — № 1. — С. 143—149.

15. Фокин В. Ф. Энергетическая физиология мозга / В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарева. — М. : Антидор, 2003.

— С. 136—137.

16. Чернобровкина Т. В. Биохимическая синдромоло-гия в лабораторной диагностике заболеваний, связанных с химической зависимостью / Т. В. Чернобровкина // Клиническая лабораторная диагностика. — 2000. — № 9.

— С. 17—18.

17. Чернобровкина Т. В. Соматические осложнения при наркотизации у детей и подростков / Т. В. Чернобровкина, И. В. Аркавый // Наркология. — 2002. — № 6.

— С. 31—39.

Контактная информация:

Подоплекин Артем Николаевич — ассистент кафедры физиологии и патологии развития человека ПГУ им. М. В. Ломоносова

Адрес: 163045, Архангельск, ул. Бадигина, д. 3, Институт развития ребенка Поморского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Тел. (8182) 24-31-32; 24-09-06, тел. моб. 91 1-5901255, факс: (8182) 21-38-71; е-таИ: icd@arkhangelsk.ru

18. Чудин А. С. Гипербарическая оксигенация при ингаляционной токсикомании / А. С. Чудин, Н. М. Епифанова // Сов. медицина. - 1989. - № 1. - С. 77-80.

19. Chassen L. The relation of abolescent substance use to young adult autonomy, positive activity unvolve-ment, and perceived competence / L. Chassеn, S. C. Pitts, C. De Lusia // Dev. Psychopathol. - 1999. - Vol. 11, N 4. - P. 915-932.

20. Chygani H. T. Positron emission tomography: principles and applications in pediatrics / H. T. Chygani // Mead Johnson Symp. Perinat. Dev. Med. - 1987. -Vol. 25. - P. 15-18.

21. Rasanen P. Early-onsen drink driving, violent criminality, and mental disorders / P. Rasanen, H. Hakko, M. R. Jarv-elin // Lancet. - 1999. - Vol. 354, N 192. - P. 1788.

CHANGES OF THE LEVEL OF CONSTANT POTENTIALS OF THE BRAIN AT ABUSING MENTALACTIVE SUBSTANCES OF TEENAGERS

A. N. Podoplekin

Pomor State University named after M. V. Lomonosov, Arkhangelsk

In the work results of studying of constant potentials of the brain at abusing mentalactive substances of teenagers are submitted. Differences in brain energy metabolism are revealed in comparison with control group. At abusing flying substances of household chemical goods the level of constant potentials of the brain is much higher in all parts of the brain. At the long use of the given substances there is an increase of a functional voltage of the brain, shown in significant infringement of brain energy metabolism.

Key words: teenagers, mentalactive substances, brain energy metabolism.

Статья поступила 07.11.2006 г.