Нейрофизиологические особенности функционирования мозга при эпилептическом синдроме

Данная статья посвящена изучению нейрофизиологических особенностей ЦНС при эпилепсии.

Ключевые слова: эпилептический синдром, головной мозг, нейрофизиология, эпилепсия, ЦНС.

This article is devoted to the study of neurophysiological features of the central nervous system in epilepsy.

Keywords: epileptic syndrome, brain, neurophysiology, epilepsy, central nervous system.

В современном мире распространенность эпилепсии среди населения земли составляет 10 %. Ежегодно впервые выявляются около 5 млн. заболевших: 49 на 100000 населения стран с высоким доходом и 139 на 100000 населения в странах со средним и низким экономическим уровнем. В странах СНГ эпилепсией болеют около 2,5 млн. человек. При этом согласно данным официальной статистики Росстата общая распространенность эпилепсии в России составляла 1.1–8.9 больных на 1000 человек, а общее количество зарегистрированных больных эпилепсией в России составляет 366134 человека, из которых 37 % — дети до 18 лет. Эпилепсия может возникнуть в любом возрасте, чаще всего у детей в возрасте до 15 лет [21]. Однако эпилепсия — одно из немногих хронических заболеваний, при котором, возможно достижение стойкой ремиссии.

Цели работы: изучение нейрофизиологических особенностей функционирования мозга при эпилепсии.

Эпилепсия — это хроническое заболевание, характеризующееся регулярными приступами, с нарушением различных функций, таких как сенсорные, вегетативные, двигательные, психические, умственные, вследствие чрезмерной активности нейронов в сером веществе головного мозга [3].

Эпилепсия характеризуется возникновением эпилептических приступов, которые характеризуются всегда обусловленным периодом, в течение которого возникают различные симптомы [1]. Эпилептический приступ может сопровождаться аурой — хорошо известными пациенту ощущениями-предвестниками накануне приступа. Это могут быть особые звуки, запахи, вкусы, зрительные иллюзии или эмоциональные изменения. Иногда пациенту трудно описать ауру, но он ее хорошо чувствует. Возможны вегетативные проявления, отключения сознания, не сопровождающиеся судорогами — такой приступ называется абсцессом. Приступ проходит самостоятельно через несколько минут. Пациент приходит в сознание, дыхание нормализуется, мышцы расслабляются. Возбуждение сменяется заторможенностью, иногда пациент засыпает.

Эпилептический статус — это серия судорожных приступов, во время которых пациент теряет сознание и нормальное дыхание. Это состояние, при котором каждый последующий приступ возникает до того, как пациент полностью оправится от предыдущего приступа. Это наиболее опасный вариант эпилептического проявления, который требует неотложной медицинской помощи, поскольку длительное сохранение эпилептического статуса угрожает жизни пациента. Отличием от единичного приступа является время, продолжительность эпилептического приступа составляет не более 5 минут, в отличие от состояния, продолжительность которого может составлять более 30 минут. [14]

Психический эквивалент эпилептического приступа напоминает хорошо известный в художественной литературе «амок». Внезапно пациент впадает в гневное психомоторное возбуждение, его действия внешне упорядочены, но сознание глубоко затуманено. В момент приступа пациент может уйти в неизвестном направлении, заблудиться, напасть на кого-то и даже убить.

Международная классификация эпилепсии и эпилептических синдромов выделяет:

1.Локализационно-обусловленные эпилепсии (фокальные):

— идиопатические;

— симптоматические;

— криптогенные. [3]

2.Генерализованные эпилепсии:

— идиопатические;

— симптоматические;

— криптогенные.

3. Недетерминированные эпилепсии:

Среди причин возникновения эпилепсии сегодня выделяют: наследственность, родовые травмы, опухоли головного мозга, интоксикации (острые и хронические), нарушение мозгового кровообращения, черепно-мозговая травма, гормональный сбой, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз. [2,19] Основная симптоматика эпилепсий связана с развитием судорог.

Но какие бы причины ни лежали в основе развития эпилепсии все в конечном итоге сводиться к чрезмерной активности нейронов головного мозга.

Механизм развития эпилепсии состоит из образования эпилептического очага, формирования эпилептических систем в мозге и эпилептизации головного мозга.

Эпилептогенез развивается на уровне нейроглиального комплекса при определенной роли эпилептического нейрона.

Эпилептический нейрон характеризуется нестабильностью мембран, выраженной тенденцией к пароксизмальному деполяризационному изменению их мембранного потенциала. Пароксизмальный сдвиг деполяризации приводит к тому, что нейрон генерирует потенциал действия значительно большей амплитуды, продолжительности и частоты, чем обычно. Без этого дальнейшие стадии эпилептогенеза невозможны. [22]

Эпилептический очаг — это группа нейронов с патологическим электрогенезом, которая генерирует чрезмерные нервные разряды, приводящие к гиперсинхронизации окружающих нейронов. Формирование эпилептической активности в основном связано с телами нейронов, а генерализация — с дендритами и мембранами.

Работа корковых систем головного мозга, взаимодействующих посредством динамических функциональных связей, поддерживается активностью тормозных вставочных ГАМК-нейронов. В норме эти нейроны блокируют горизонтальные связи, особенно между пирамидными клетками. Однако в условиях сенсорной депривации или обучения торможение снижается, что приводит к активации внутрикорковых связей и способствует кратковременным нейропластическим изменениям. В этот процесс также вовлечены таламо-кортикальные связи и механизмы, регулирующие уровень возбудимости нейронов и синапсов при модуляции ингибирования ГАМК. Снижение тормозной активности в головном мозге является одной из ключевых причин возникновения судорог. ГАМК-ергические синапсы претерпевают патологические изменения во время судорожной активности [7].

Основная причина повреждения нервных клеток связана с активацией «глутаматного каскада» и с чрезмерным выделением глутамата. Накопление глутамата приводит к дегенерации глутаматных рецепторов, активации каналов Na ⁺ и Ca ²⁺ , накоплению ионов Na ⁺ и Ca ²⁺ внутри клетки и ионов калия во внеклеточной жидкости. Это, в свою очередь, способствует высвобождению Са ²⁺ из внутриклеточных депо и активации ферментов (фосфолипаз, протеаз и т. д.), накоплению арахидоновой кислоты, усилению перекисного окисления липидов и разрушению клеточных мембран. [15]

Другими причинами эпилептических приступов являются изменения концентрации некоторых нейротрансмиттеров: дефицит дофамина, норадреналина, сератонина, ГАМК; избыток глугамата.

В теории эпилептогенеза значительная роль отводится мембранной теории: пусковым фактором нейрональной эпилептизации являются структурные перестройки нейрональных мембран, включая синапсы, которые индуцируют инактивацию ионных насосов и активацию ионных каналов, что приводит к стойкой деполяризации нейрональных мембран и их патологической гиперактивности. Нестабильность нейрональных мембран приводит к аномальным концентрациям ионов K ⁺ , Na ⁺ и Cl ^- . Возбуждающие нейромедиаторы (глутамат, аспартат) действуют через различные подтипы рецепторов, структура которых определяет их избирательную ионную проницаемость и кинетику связанных с ними потоков ионов. Патологический метаболизм клеток определяет определенный уровень мозгового кровотока. Нарушение функции глутаматных рецепторов и образование аутоантител к этим рецепторам приводит к развитию эпилептических пароксизмов. Разрушение клеточных мембран способствует образованию новых очагов эпилептогенеза с образованием патологических межнейронных связей, приводящих к эпилептизму головного мозга. [22]

Хвостатое ядро, мозжечок, лобно-орбитальная кора головного мозга относятся к системам, подавляющим эпилептогенез.

С помощью ЭЭГ и МЭГ было выявлено, что эпилептогенный очаг у 29,2 % людей локализуется в височной доле, у 27,9 % — в лобной, у 13,4 % — в теменной и у 6,5 % — в затылочной долях. У 7,7 % пациентов одновременно наблюдается несколько очагов эпилептогенеза. У 65,3 % пациентов с нелокализованными инструментальными очагами клиническая картина приступа указывает на его происхождение из височной доли [14]. Например, среди причин височной эпилепсии есть патологии гиппокампа. Гиппокамп является значимой структурой лимбической системы, которая играет важную роль в формировании процессов памяти, а также поведенческих и эмоциональных реакций. Помимо данных процессов, в ходе патологических изменений, среди которых низкий порог судорожной готовности, за счет уменьшения размеров и нарушения упреждающего торможения и торможения по типу обратной связи, гиппокамп играет важную роль в развитии пароксизмальных состояний. Импульсная активность в гиппокампе передается в таламус и септальные ядра, а затем возвращается обратно в гиппокамп, вовлекая лимбическую систему противоположного полушария и весь мозг в целом. Гиппокамп также связан с медиальной корой головного мозга, обонятельными системами, ядрами таламуса, латеральными коленчатыми телами, ядрами шва моста и продолговатым мозгом. В свою очередь, гиппокамп взаимодействует с преоптической корой, ядрами гипоталамуса и срединным центром таламуса. Такая организация с гиппокампом в качестве ключевого элемента приводит к усилению процессов возбуждения при любой поступающей гиперсинхронной стимуляции, что способствует их распространению. Это может привести к изменению характера пароксизмальных состояний, сделав их более ориентированными во времени.

Также симптоматическая эпилепсия наблюдается почти в половине случаев при опухолях головного мозга. В то же время 67 % людей с эпилепсией имеют очаговый или вторично-генерализованный характер, что подчеркивает их связь с локализацией опухоли. [14]

При использовании данных методов были выявлены существенные различия биоэлектрической активности головного мозга у здоровых людей и у людей, страдающих эпилепсией, как по частотному параметру, так и по пространственной организации. Так, у людей с эпилепсией зарегистрировано повышение показателя ЭЭГ головного мозга (p<0,001), при этом был повышен как левого, так и правого полушария (p<0,01).

Зональными особенностями биоэлектрической активности головного мозга пациентов с эпилепсией является значительное повышение ЭЭГ во всех изучаемых отведениях (p<0,01), приводящее к полному стиранию зональных различий (p<0,05). [25]

Помимо функциональных изменений на основе исследования мозга пациентов с эпилепсией с помощью магнитно-резонансная томография были выявлены разнообразные морфологические изменения: у ядер миндалевидного тела наблюдается увеличение объема параламинарного ядра билатерально, базального ядра билатерально, увеличение кортико-миндалевидной переходной области в левом полушарии и всего миндалевидного тела в правом полушарии; для таламуса характерно двустороннее уменьшение парафасцикулярного ядра, уменьшение центромедиального ядра в левом полушарии и уменьшение паратениального ядра в правом полушарии, в то время как для правого таламуса наблюдается тенденция к уменьшению всего таламуса, у 53 % детей с эпилепсией наблюдается задержка речевого развития, что связано с уменьшением размеров таламуса, поскольку эта область мозга играет ключевую роль в первичной обработке зрительных и слуховых сигналов; для ствола головного мозга характерно уменьшение объема варолиева моста, такая же тенденция наблюдается и по всему стволу [8].

Исследование вегетативной нервной системы при эпилепсии с преимущественной локализацией очагов в лобной и височной областях выявило отсутствие симпатического компонента, что свидетельствует о нарушении вегетативной регуляции у данной группы пациентов. В связи с этим важно отметить, что при эпилепсии вегетативная поддержка играет важную роль в реализации механизмов целенаправленной деятельности. [5]

Вывод. Таким образом, нейрофизиологические изменения, возникающие при эпилепсии можно рассматривать как с позиции отдельного нейрона, так и с позиции целостного мозга. Данные понимания можно использовать для ранней диагностики эпилепсии, и как следствие, более продуктивной помощи пациентам.

Литература:

1. Афанасьева Г. А., Щетинин Е. В., Фисун А. В., Дмитриенко Е. А. О патогенезе эпилептических приступов (обзор) // Вестник НовГУ. 2023. № 2 (131). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-patogeneze-epilepticheskih-pristupov-obzor
2. Беремукова М. А., Жидков Р. С., Шаваева К. А., Погорова М. Р. Эпилепсия // Вопросы науки и образования. 2022. № 1 (157). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epilepsiya
3. Блинов Д. В. Эпилептические синдромы: определение и классификация международной противоэпилептической лиги 2022 года // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2022. № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epilepticheskie-sindromy-opredelenie-i-klassifikatsiya-mezhdunarodnoy-protivoepilepticheskoy-ligi-2022-goda
4. Брутян А. Г., Белякова-Бодина А. И. Эпилепсия и сон // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2018. № S. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epilepsiya-i-son
5. Войтенков В. Б., Горелик Е. Ю., Скрипченко Н. В., Климкин А. В. Вызванные потенциалы головного мозга у детей с пароксизмальными состояниями // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2017. № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vyzvannye-potentsialy-golovnogo-mozga-u-detey-s-paroksizmalnymi-sostoyaniyami
6. Евстигнеев В. В., Михайлов А. Н., Кистень О. В., Садоха К. А., Сакович Р. А. Эпилепсия и мигрень: нейровизуализационные и Нейропатофизиологические параллели // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2015. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epilepsiya-i-migren-neyrovizualizatsionnye-i-neyropatofiziologicheskie-paralleli
7. Иерусалимский Н. В., Самотаева И. C., Каримова Е. Д. Влияние эпилепсии и коморбидной депрессии на морфологию структур головного мозга// Сборник трудов XXV научной школы-конференции молодых ученых по физиологии и высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. 2021. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-epilepsii-i-komorbidnoy-depressii-na-morfologiyu-struktur-golovnogo-mozga
8. Иерусалимский Н. В., Самотаева И. C., Каримова Е. Д. Морфология миндалины, таламуса ствола головного мозга при височной эпилепсии // Сборник тезисов XXVI научной школы-конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. 2022. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/morfologiya-mindaliny-talamusa-i-stvola-golovnogo-mozga-pri-visochnoy-epilepsii
9. Изюрова Н. В., Пушкарева О. С., Аксенов А. В., Романенко Е. С. Анализ факторов риска задержки речевого развития у детей с эпилепсией // КВТиП. 2023. № S6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-faktorov-riska-zaderzhki-rechevogo-razvitiya-u-detey-s-epilepsiey
10. Зорин Р. А., Жаднов В. А., Лапкин М. М., Куликова Н. А. Механизмы вегетативного обеспечения целенаправленной деятельности у здоровых людей и больных эпилепсией// Доктор.Ру. 2017. № 1 (130). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mehanizmy-vegetativnogo-obespecheniya-tselenapravlennoy-deyatelnosti-u-zdorovyh-lyudey-i-bolnyh-epilepsiey
11. Калинин В. А., Якунина А. В., Повереннова И. Е. Закономерности течения эпилепсии в разные возрастные периоды // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2015. № Эпилепсия. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zakonomernosti-techeniya-epilepsii-v-raznye-vozrastnye-periody
12. Касаминская Е. С., Маслова Н. Н. Некоторые аспекты детской эпилепсии // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2014. № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-aspekty-detskoy-epilepsii-s-visochnoy-epilepsiey-i-ih-morfologicheskoe-obosnovanie
13. Кистень О. В., Евстигнеев В. В., Сакович Р. А. Психоэмоциональные нарушения у пациентов с височной эпилепсией и их морфологическое обоснование // Международный неврологический журнал; МНЖ. 2014. № 7 (69). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/psihoemotsionalnye-narusheniya-u-patsientov-s-visochnoy-epilepsiey-i-ih-morfologicheskoe-obosnovanie
14. Китаева В. Е., Котов А. С. Эпилептический статус фокальных приступов с нарушением осознания // Русский журнал детской неврологии. 2020. № 3–4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epilepticheskiy-status-fokalnyh-pristupov-s-narusheniem-osoznaniya
15. Колесников А. Н., Чернуцкий С. О., Стасюк В. Н., Дружинская Е. А. Опыт применения антагониста глутаматных NMDA-рецепторов (ПК-Мерц) при повреждениях головного мозга травматического происхождения в остром периоде (описание клинического случая) // МНС. 2014. № 3 (58). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-primeneniya-antagonista-glutamatnyh-nmda-retseptorov-pk-merts-pri-povrezhdeniyah-golovnogo-mozga-travmaticheskogo (дата обращения: 27.05.2024).
16. Котов А. С., Фирсов К. В. Пороки развития коры головного мозга и эпилепсия. Клиническая лекция // Русский журнал детской неврологии. 2022. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/poroki-razvitiya-kory-golovnogo-mozga-i-epilepsiya-klinicheskaya-lektsiya
17. Малов А. Г. Идиопатические и симптоматические формы генетической эпилепсии // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2022. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/idiopaticheskie-i-simptomaticheskie-formy-geneticheskoy-epilepsii
18. Музалевская Д. С., Коротков А. Г., Колоколов О. В. Мигрень и перииктальные головные боли у больных эпилепсией // Саратовский научно-медицинский журнал. 2016. № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/migren-i-periiktalnye-golovnye-boli-u-bolnyh-epilepsiey
19. Мухин К. Ю. Определение и классификация эпилепсии. Проект классификации эпилептических приступов 2016 года // Русский журнал детской неврологии. 2017. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-i-klassifikatsiya-epilepsii-proekt-klassifikatsii-epilepticheskih-pristupov-2016-goda
20. Романов А. С., Шарахова Е. Ф. Медико-социальные аспекты эпилепсии (обзор литературы) // Современные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2023. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mediko-sotsialnye-aspekty-epilepsii-obzor-literatury
21. Полтаржицкая А. Ю., Клеева Д. Ф., Дорохов В. Б., Осадчий А.Е МЭГ исследование пространственной локализации межприступных разрядов и к-комплексов у пациентов с эпилепсией во время дневного сна // Сборник тезисов XXVI научной школы-конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. 2022. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/meg-issledovanie-prostranstvennoy-lokalizatsii-mezhpristupnyh-razryadov-i-k-kompleksov-u-patsienta-s-epilepsiey-vo-vremya-dnevnogo
22. Свистунова О. В., Каратаева Л. А., Иноятова Шахноза Шухрат Кизи Эпилептогенез в патофизиологическом аспекте // World science. 2016. № 4 (8). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epileptogenez-v-patofiziologicheskom-aspekte
23. Сорокина Н. Д., Цагашек А. В., Перцов С. С., Селицкий Г. В., Жердева А. С. Нейрофизиологические особенности у пациентов с мигренью из группы риска по эпилепсии // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2021. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/neyrofiziologicheskie-osobennosti-u-patsientov-s-migrenyu-iz-gruppy-riska-po-epilepsii
24. Суфианов А. А., Шелягин И. С., Симфукве К., Маркин Е. С., Стефанов С. Ж., Якимов Ю. А., Акимова П. О., Суфианов Р. А. Проводящие пути белого вещества височной доли: клинико-анатомическое исследование применительно к хирургии фармакорезистентной структурной фокальной эпилепсии // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2022. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/provodyaschie-puti-belogo-veschestva-visochnoy-doli-kliniko-anatomicheskoe-issledovanie-primenitelno-k-hirurgii-farmakorezistentnoy
25. Сычев В. В., Сычев В. Н., Шатрова Н. В. Особенности организации биоэлектрической активности головного мозга при субклинической стадии эпилепсии // Рос. мед.-биол. вестн. им. акад. И. П. Павлова. 2017. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-organizatsii-bioelektricheskoy-aktivnosti-golovnogo-mozga-pri-subklinicheskoy-stadii-epilepsii
26. Теплышова А. М., Шалиманова Е. В. Когнитивные нарушения при височной эпилепсии // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2022. № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kognitivnye-narusheniya-pri-visochnoy-epilepsii.
27. Щедеркина И. О. Затылочные эпилепсии у детей: особенности диагностики и тактики ведения // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2014. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zatylochnye-epilepsii-u-detey-osobennosti-diagnostiki-i-taktiki-vedeniya