Действие пропофола на электроэнцефалограмму собак карликовых пород с гидроцефалией головного мозга

Электроэнцефалограмма — это регистрируемая с поверхности черепа суммарная электрическая активность множества нейронов головного мозга. Ее использование, как для изучения функций головного мозга, так и с диагностической целью, основано на знаниях, накопленных при наблюдениях за пациентами с различными поражениями мозга, а также на результатах экспериментальных исследованиях на животных.
Определенные электроэнцефалографические феномены, или паттерны, свидетельствуют о соответствующих состояниях головного мозга и его структур. Они представляют огромную ценность в понимании патофизиологии развития приступов, особенно при диагностике у больных с эпилептическими приступами. Об использовании в ветеринарии ЭЭГ сообщалось более 30 лет назад, с тех пор постоянно появляются сообщения об ее особенностях при разных заболеваниях .

При проведении интенсивной терапии и общей анестезии, а также для контроля состояния и возможного повреждения коры головного мозга после проведения общей анестезии ЭЭГ имеет очень важное значение и в медицине человека, и в медицине животных.

Общие представления о происхождении ЭЭГ
Активность ЭЭГ, достигающая поверхности электродов, является результатом деятельности поверхностных структур коры (на глубине до 5 мм) и поверхностного диаметра (1-2 см). На регистрацию потенциалов другие области мозга могут косвенно влиять, практически не оказывая на нее воздействия. В основе их колебаний лежат изменения внутриклеточных мембранных потенциалов (МП) корковых пирамидных нейронов. При изменениях последних во внеклеточном пространстве, где расположены глиальные клетки, возникает разность потенциалов — фокальный потенциал. Суммарные фокальные потенциалы могут быть зарегистрированы с помощью электропроводных датчиков из разных структур мозга, с поверхности коры или черепа.

Основным свойством суммарной электрической активности мозга является ее периодическое изменение во времени — ритмическая организация. Происхождение и роль ритмических электрических процессов в мозге еще окончательно не изучены. Экспериментальные исследования на животных и препаратах нервной ткани in vitro позволили обнаружить два механизма ритмических осцилляции МП нейронов, лежащие в основе ритмических колебаний биопотенциалов, регистрируемых на ЭЭГ.

Возвратное торможение в нейронных сетях
Сети нейронов устроены очень сложно и включают так называемые вставочные клетки — интернейроны, оказывающие влияние на основные единицы по принципу обратной связи. Если на основной нейрон поступает возбуждение от предыдущего звена нейронной сети, его МП изменяется: возникает положительное отклонение в виде возбуждающего постсинаптического потенциала, что приводит к возникновению импульсов, передающихся по аксону и вызывающих возбуждение в следующем звене — вставочном нейроне.

Вставочный и основной нейроны создают тормозной синапс, эта активация вызывает развитие тормозного постсинаптического потенциала и прекращение импульсации основного нейрона. Такая последовательность событий приводит к развитию ритмического колебания МП, вызывающего во внеклеточной среде соответствующие колебания фокального потенциала. Благодаря тому, что клетки сложноорганизованных структур мозга (например, пирамидные клетки коры) расположены не хаотично, а организованы в параллельные колонки, ритмические фокальные потенциалы большого количества нейронов суммируются в пространстве и регистрируются с поверхности черепа. Возникающие таким образом суммарные ритмические электрические потенциалы зависят от свойств самих нейронов и их сетей.

Эндогенные колебания МП, непосредственно не связанные с афферентным притоком
Этот механизм открыт относительно недавно. Нейрон, обладающий эндогенными пейсмекерными свойствами (пейсмекер — водитель ритма), выдает импульсы в виде ритмических пачек и распространяет их через отростки на другие нейроны, где возникают ритмические постсинаптические изменения МП. Если нейронов-пейсмекеров достаточно много, то и суммарный потенциал, регистрируемый от популяции таких нейронов, будет ритмическим. Данный механизм генерации ритмической электрической активности обнаружен в гиппокампе, таламических и гипоталамических ядрах. Ритмогенные влияния распространяются на кору через корково-подкорковые возвратные связи.

Основные ритмы и их частотные диапазоны
Согласно международной классификации, все колебания делятся на частотные диапазоны, обозначаемые буквами греческого алфавита (таблица 1).

У здорового взрослого человека дельта-ритм регистрируется только в состоянии глубокого сна, при низком уровне активности коры больших полушарий. Основным ритмом в его ЭЭГ является альфа-ритм, максимально выраженный в затылочной и теменной областях коры больших полушарий. Функционально он связан с механизмами переработки информации. Тета-ритм связан с мозговым обеспечением мотивационно-эмоциональной сферы и памяти, высокочастотный гамма-ритм — с когнитивными процессами (формированием целостного образа).

Существует связь отдельных ритмов с определенными механизмами генерации в глубинных подкорковых структурах. В генерации альфа-ритма участвуют специфические ядра таламуса, тета-ритма — структуры гиппокампа, гамма-ритм генерируется только в коре. Вместе с тем колебания одной частоты могут иметь разное происхождение. Например, колебания в диапазоне тета-частот (4-6 Гц) могут быть возрастным вариантом альфа-ритма, гиппокампальным тета-ритмом или результатом глубинных синхронизирующих влияний на кору, поэтому в ЭЭГ-исследованиях важно использовать так называемый функционально-топографический подход к оценке ритмов ЭЭГ, учитывающих их локализацию в коре и реактивность к внешним воздействиям. Используются следующие методы:
—    визуальная оценка нативной ЭЭГ;
—    спектрально-корреляционный анализ с оценкой спектра мощности и функции ритмических составляющих ЭЭГ.

Нормальная ЭЭГ у здоровой молодой собаки
Альфа-ритм определяется в виде регулярно повторяющихся веретенообразных паттернов. В норме у животных он отсутствует, именно по этой причине при описании ЭЭГ животных вместо термина «ритм» специалисты предпочитают использовать термин «активность». Ее индекс в состоянии пассивного бодрствования в среднем составляет 73-87%.

Бета-активность, в незначительном объеме всегда присутствующая в ЭЭГ всех отделов мозга, практически симметрична по частоте и амплитуде в обоих полушариях.

Тета-активность у животного, находящегося в состоянии пассивного бодрствования, встречается в виде одиночных, апериодичных волн или коротких ритмических вспышек по 2-4 колебания с частотой кратной альфа-активности и низкой амплитудой.

Дельта-активность в норме иногда обнаруживают в период пассивного бодрствовашгя — отдельные, редкие апериодичные колебания низкой амплитуды, не образующие правильных ритмических последовательностей.

Пример нормальной энцефалограммы у молодой собаки в возрасте 1 года:
—    над обоими полушариями альфа-ритм не регистрируется;
—    над обоими полушариями регистрируются:

•    низкочастотный бета-ритм частотой 14-20 Гц и амплитудой до 14 мкВ;
•    высокочастотный бета-ритм частотой 20-35 Гц и амплитудой до 40 мкВ слева:
•    бета-ритм доминирует в передне-лобном FplAl-отведении слева и в средне-височном Г4А2-отведении справа.

Материалы и методы
Исследования проводили у 40 собак карликовых пород (20 чихуа-хуа, 10 йоркширских терьеров, 5 померанских шпицев, 5 той-терьеров) без явных симптомов гидроцефалии, но с типичными ЭЭГ-проявлениями. У всех животных наблюдали практически одинаковые результаты ЭЭГ как до, так и после введения пропофола (в период действия общей анестезии).

Электроэнцефалограф «Нейрон-Спектр-1»
Компьютерный электроэнцефалограф «Нейрон-Спектр-1» (Россия) — портативный 8-канальный прибор. Для каждого полушария зарезервировано четыре канала ЭЭГ и одно отведение для ушного электрода. Кроме того, по одному каналу производится запись разности потенциалов правого и левого ушных электродов А2А1. Это отведение используется для корректного выполнения референтной реконструкции исходной записи. Также имеется один канал для записи одного из отведений ЭКГ (чаще всего II стандартного отведения).
Кабели отведений электроэнцефалографа включают три набора проводов, содержащих ЭЭГ-каналы левого и правого полушария и канал ЭКГ. Каждый ЭЭГ-канал отмечен своим цветом.

Результаты
Помимо результатов ЭЭГ диагноз «гидроцефалия» дополняли данными позитивной вентрикулографии, МРТ и УЗИ желудочков мозга.
У всех собак отмечали высокоамплитудный бета-ритм. Над обоими полушариями наблюдали низкочастотный бета-ритм с частотой 14-20 Гц, амплитудой более 50 мкВ (до 200-250 мкВ), высокочастотный бета-ритм с частотой 20-35Гц, амплитудой более 50 мкВ (до 200-250мкВ).
После введения пропофола в дозе, вызывающей общую анестезию, у всех собак с гидроцефалией энцефалограмма одинаково изменялась: над обоими полушариями появлялись медленные волны дельта-диапазона с амплитудой 100-300 мкВ во всех отведениях и медленные волны тета-диапазона с амплитудой 50-150 мкВ.

Выводы
У всех собак с гидроцефалией ЭЭГ в норме значительно отличается от здоровых собак и выражена одинаковая реакция на введение пропофола, при этом явных клинических признаков патологии не наблюдается. Тем не менее для подтверждения предварительного диагноза таким животным требуется проведение других диагностических процедур — УЗИ желудочков, позитивной вентрикулографии или MPT.

ЛИТЕРАТУРА:
1,    Meldrum B.S., Bruton C.J, Epilepsy. London: Edward Arnold, 1992: pp. 1246-1283.
2,    Koestner A. Neuropathology of canine epilepsy. Probl. Vet. Med. 1989; 1: pp. 516-534,
3,    Summers B.A., Cummings J.F., de Lahunta A, Degenerative disease, Veterinary Neuropathology, St,
Louis: Mosby-Year Book, 1995: pp, 208-350,
4,    Cunningham J,G„ Farnbach G.C. Inheritance and idiopathic canine epilepsy, J, Am, Anim, Hosp,
Assoc, 1988; 24: pp, 421-424,
5,    Jaggy A„ Faissler С Genetic aspects of idiopathic epilepsy in Labrador retrievers, Am, J, Vet, Res,
1998; 39: pp. 275-280.
6,    Eshenne B„ Rivier F, Humbertclaude V, Roubertie A„ Cheminal R„ Malafosse A. Benign familial infantile
convulsions, Arch, Pediatr. 1999; 6: pp, 54-58.
7,    Provini F, Plazzi G„ Tinuper P., Vandi S. Lugaresi E„ Montagna R Nocturnal frontal lobe epilepsy. A clinical
and polygraphs overview of 100 consecutive cases, Brain, 1999; 122: pp, 1017-1031.
8,    Bartolomei F„ Gavaret M„ Dravet C„ Guerrini R, Familial epilepsy with unilateral and bilateral
malformations of cortical development, Epilepsia, 1999; 40: pp, 47-51,
9,    WiederholtW.C. Electrophysiologic analysis of epileptic beagles. Neurology 1974; 24: pp, 149-155,
10,    Srenk P., Jaggy A, Interictal electroencephalographs findings in a family of golden retrievers with
idiopathic epilepsy. J. Small Anim, Pract, 1996; 37: pp, 317-321,
11,    Jaggy A„ Bernardini M. Idiopathic epilepsy in 125 dogs: a iong-term study, Clinical and
electroencephalographs findings. J. Small. Anim, Pract, 1998; 39: pp, 23-29,
12,    Speckmann E,-J„ Caspers H. Origin of cerebral field potentials, Thieme, Stuttgart, 1979.
13,    Хохлов А.В. Введение в электроэнцефалографию: компонентный состав электроэнцефалог-
раммы покоя, // Ветеринарный доктор, № 1-4,2007