Навигация по сайту

Навигация по сайту

Реклама

Реклама

Яндекс.Метрика

Гиперкинезы, или патофизиология судорожных процессов


Термин «гиперкинезы» в переводе с латинского означает — избыточные движения или сверхдвижения. По определению ВОЗ — «Гиперкинезы — это непроизвольные автоматические движения необычной формы».

Судороги встречаются при многих заболеваниях. По данным ВОЗ 5% жителей Земного шара имеют хотя бы один приступ в жизни и еще 14% имеют выраженную судорожную готовность. Для сравнения эпилепсией болеют лишь 0,3—0,5 % людей.

Гиперкинезы, или судороги, возникают при нарушении нормального двигательного акта. А механизм нормального произвольного мышечного сокращения можно в настоящее время попытаться объяснить с позиций теории функциональных систем академика Петра Кузьмича Анохина, развиваемой его учеником академиком Константином Викторовичем Судаковым.

Основные понятия теории функциональных систем


П.К. Анохин развил учение И.П. Павлова об условных рефлексах для объяснения словесных, поведенческих, мыслительных актов и действий человека Он показал, что на любые раздражения человек реагирует не как реактивная машина, а всегда стоит перед выбором наиболее оптимального рационального решения.

Функциональные системы — динамические, избирательно объединенные соответствующими потребностями организма саморегулирующиеся центрально-периферические организации; деятельность которых направлена на достижение полезных для системы и организма в целом приспособительных результатов — удовлетворение его ведущих потребностей (акад. К.В. Судаков).

Функциональные системы — это динамические образования: если результат получен, то система может быть ликвидирована. Функциональная система работает ради получения определенного конкретного результата действия, а точнее — положительного приспособительного результата. Иначе говоря, системы и создаются ради получения положительного результата. Отсюда, согласно П.К. Анохину, результат действия — это системообразующий фактор, именно результат организует систему:
Гиперкинезы, или патофизиология судорожных процессов

Каждой функциональной системе присущи следующие свойства: 1 —самоорганизация, 2 — системообразующая роль результата, 3 — саморегуляция, 4 — изоморфизм (принципиально одинаковая организация различных функциональных систем в организме), 5 — голографический принцип построения (в функциональных системах каждый входящий в них элемент в своих свойствах отражает деятельность всей функциональной системы в целом и особенно состояние ее полезного приспособительного результата), 6 — избирательная мобилизация органов и тканей, 7 — взаимодействие элементов, приводящее к результату, 8 — информационные свойства, 9 — консерватизм и пластичность.

Функциональные системы различного уровня организации принципиально построены одинаково и включают в себя ряд периферических и центральных механизмов: полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы, рецепторы результата, обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы, центр, представляющий избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней в специальные системные механизмы и исполнительные соматические, вегетативные, эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.

Центральная архитектоника функциональных систем складывается из 6 основных звеньев или компонентов:

1) афферентный синтез;

2) цель действия или решение;

3) программа действия;

4) акцептор результата действия (от lat. — acceptere — сличаю, сопоставляю) представляет собой центральную «нервную» модель будущего результата. В этом аппарате производится оценка полученного результата на основании сличения заготовленной ранее модели с параметрами реального результата;

5) действие;

6) обратная афферентация.

Пункты 2 и 3 объединяют под названием «Стадия принятия решения».

Все эти звенья можно представить в виде следующей схемы:
Гиперкинезы, или патофизиология судорожных процессов

На схеме первые четыре блока расположены сверху, чтобы показать, что все вышележащее предшествует нижележащему. Система начинается с «афферентного синтеза», который переходит во второй блок «Цель действия», а последний формирует «Программу», переходящую в «Акцептор действия». Соотвественно программе совершается «Действие». Место же обратной афферентации между «Действием» и «Акцептором действия».

Что же происходит на каждом этапе или в каждом звене функциональной системы?

I — афферентный синтез — основу афферентного синтеза составляют мотивационное возбуждение и механизмы памяти, которые, взаимодействуя с обстановочной и пусковой афферентацией, обеспечивают принятие решения. Здесь из массы поступающей в организм информации отбирается наиболее необходимая, нужная в данный момент. Вся лавина импульсов просеивается, и после тщательного отбора начинается «синтез», являющийся началом формирования «цели» и «решения».

II — цель действия — физиологически (по Анохину) характеризуется «ограничением степеней свободы подвижности нейронов», т.е. часть различных нейронов начинает работать в одном изоритме, как бы настраиваясь на волну одной деятельности. Если до этого они работали в самом различном ритме, то теперь все они настраиваются на одну волну (в то время как другие нейроны могут работать и в другом ритме). При прочих равных условиях «Цель действия» нередко бывает различной, т.е. «Цель» — сугубо индивидуальна.

III — программа действия — физиологической основой программы является формирование в нервной системе очага доминанты. Она характеризуется тем, что:

— во-первых, не только отдельные нейроны начинают работать в одном изоритме, но и многие центры настраиваются на определенный единый ритм, который становится господствующим или доминирующим;

— во-вторых, резким повышением возбудимости соответствующих центров;

— в-третьих, возможностью достаточно длительно удерживать возникшее возбуждение;

— в-четвертых, способностью к суммации самых различных, порою, казалось бы, неспецифических раздражителей;

— в-пятых, векторной или как говорил Ухтомский, — векториальной направленностью доминанты, т.е. из соответствующих центров к определенным мышцам, благодаря чему и совершается действие.

Однако обычно (по Анохину) вслед за «Программой» формируется не «Действие», а «Акцептор действия».

IV — акцептор действия — формируется в нервной системе до свершения действия, акцептор направлен не на само действие, в нем заложены параметры будущих результатов действия, т.е. акцептор — это идеальный образ результата действия, того, что мы должны достичь в результате какого-то практического действия.

И когда осуществляется само действие то импульсы от работающих мышц поступают благодаря обратной афферентации к акцептору, где производится сверка, сличение, сопоставление практически осуществляемого нами действия с тем результатом, который заложен в акцепторе. Как только практика (практическое действие) совпадет с теорией результата (акцептором, заложенном в мозгу), то функциональная система перестает существовать, она распадается. Если же совпадения не происходит, то акцептор посылает импульсы к «Программе», внося соответствующие коррективы.

Например, П.К. Анохин говорил: «Нам надо подточить карандаш — мы решили какой? — цель — простой карандаш, не остро отточенный — далее идет «Программа» — чем, как точить?! Скажем — бритвой, ножом? — Решили — скальпелем! Начинаю точить. Вот представьте, строганул 2 раза и перестал. Я точил? Да! Ho до конца? Нет! А откуда нервная система знает, что не до конца? Да потому, что в ней уже есть образ этого отточенного карандаша! И до тех пор он не исчезнет, пока реальный карандаш не совпадет с этим идеальным. А если я точу и сломал карандаш — действие не прекpащaется, так как сломанный карандаш не совпадет с тем, что в aкцепторе — отсюда идет поправка в «Программу», и мы снова точим до нужного итога».

Таким образом, акцептор всегда стоит на страже целесообразности наших действий.

Сам П.К. Анохин в последние годы высказался, что правильнее говорить не об акцепторе действия, а об «Акцепторе результата действия».

V — действие — является единственным видимым проявлением функциональной системы. «И все многообразие мозговой деятельности сводится в конечном итоге к одному — мышечному движению. Действительно, смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к Родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, сочиняет ли Ньютон свои законы и пишет их на бумаге — везде конечным фактом является мышечное сокращение.» И.М. Сеченов «Рефлексы головного мозга», 1863 г.

Реализация ответа через мышечные сокращения обусловлена тем, что в процессе антропогенеза наибольшее развитие получили наиболее работающие органы, т.е. мозг и мышцы, а в мозге те структуры, которые связаны с мышцами. Академик Д.С. Саркисов показал, что кинестетические (двигательные) клетки сосредоточены не только в передней центральной извилине, но и по всей коре. Кроме того, двигательные клетки обладают наиболее низким порогом возбуждения, т.е. наиболее высокой возбудимостью, и все импульсы неизбежно сворачивают, конвергируют к ним. Имеется как бы физиологический наклон, скат, по И.П. Павлову, к передней центральной извилине. Отсюда импульсы по пирамидной и экстра пирамидной системам поступают к мышцам. Последний нейрон идет от передних рогов спинного мозга. Есть 3 вида мотонейронов:

а-малые с экстра пирам ид ой путем непроизвольных движений,

а-болыпие — связаны с пирамидой путем произвольных движений,

g-мотонейроны — идут к рецепторам мышц, сухожилий, связок и через задний poт получают чувствительную информацию о состоянии мышц. Т.е. g-мотонейроны — это материальный субстрат, выраженный обратной афферентацией в функциональной системе.

Таким образом, функциональную систему называют замкнутой функциональной физиологической саморегулирующейся биокибернетической:

— замкнутой — т.к. всякое действие осуществляется не по рефлекторной линейной дуге, а по рефлекторному кольцу,

— функциональной — т.к. существует время осуществления какой-либо функции — ведь нет центров оттачивания карандашей или игры на фортепиано, хотя в обоих этих действиях участвуют многие общие мышцы. Т.е. нет жесткой морфологической обусловленности, а после совершения функции система распадается.

VI — обратная афферентация — функциональная система завершается обратной афферентацией, последним ее импульсом, несущим информацию о совпадении практики с теоретическим акцептором.

Механизм полома функциональной системы


Он детально разработан академиком Г.Н. Крыжановским. Наибольшее значение для осуществления двигательного акта имеет начальное звено функциональной системы — афферентный синтез — или CO (станция отправления — детерминанта) по Ухтомскому и центральное звено — CH (станция назначения — программа действия — доминанта).

CO — это структура в нервной системе, осуществляющая усиливающую функциональную посылку в вышележащие отделы нервной системы и во многом детерминирующая (обусловливающая) характер ответной реакции, т.е. эта структура является генератором — источником импульсов. А генераторы в нервной системе образуются на базе имеющихся релейных переключений.

Генератор может возникнуть по двум причинам:

1) увеличение количества возбудительных импульсов;

2) уменьшение количества тормозящих импульсов.

Наиболее ранимыми оказались тормозные нейроны — они повреждаются при гипоксии, гипоксемии. При этом нарушается обмен в системах перехода аммиак → глютамин → глютаминовая кислота → ГАМК.

При гипоксии падает активность декарбоксилазы, которая регулирует переход глютаминовой кислоты в ГАМК, и тормозной медиатор не образуется. Поэтому гипоксия — универсальный судорожный агент.

Методы получения судорог


Существует 5 методов получения экспериментальных судорог.

1. Введение в нервную систему растормаживающих веществ, связывающих тормозные медиаторы: столбнячный токсин — связывает глицин, стрихнин — блокирует рецепторы глицина на постсинаптической мембране, пенициллин — блокирует ГАМК. Г.Н. Крыжановский этим способом моделирует различные гиперкинезы: введением животным в передние рога спинного мозга — моделируются спинальные судороги; введением в переднюю центральную извилину — общие генерализованные судороги.

2. Введение возбуждающих веществ — аналептиков, например камфары — она резко повышает возбудимость двигательных клеток коры, дыхательного и вазомоторного центров.

3. Пропускание через головной мозг электрического тока.

4. Воздействие физическими факторами: гипоксия, гипероксия (повышениеся давления до 2—3 атмосфер), гипербарическая оксигенация, замораживание.

5. Воздействие чрезвычайными экстеро- и интероцентивными раздражителями. Например, сильный звук или ритмичное быстрое мелькание яркого света.

Патогенез судорожного приступа (на примере звука и камфары)


При действии чрезвычайного раздражителя в соответствующем центре создается очаг возбуждения (камфара — в задней центральной извилине, при сильном звуке — в височной доле).

Очаг накапливает энергию и становится гипервозбужденным, проявляет черты патологической детерминанты, и возбуждение идет на другие центры не только по вектору, а во все стороны, наводя дочерние очаги по ко-миссуриальным и ассоциативным путям (между центрами разных полушарий) в соответствующих полушариях и соответствующих доминантам II, III, IV и т.д. порядков, и неизбежно возбуждение замыкается на передней центральной извилине (здесь возникает очаг патологической доминанты). В этих центрах редкий (4—6 имп/с), мощностью 90—180 мкв, гиперсинхронный изоритм, который начинает подчинять себе нормальную, полиритмичную асинхронную менее мощную деятельность коры, которая целиком начинает работать в одном мощном и потому все себе подчиняющем изоритме. В норме кора работает асинхронно полиритмично: например, в одной доле b-ритм (частота 20—25 имп/с, мощность 20—30 мкв), а-ритм (15—20 имп/с, 40— 50 мкв); D- и Q-ритмы (медленные, мощные, но не более 90 мкв ритмы). Возбуждение передается по коре и захватывает переднюю центральную извилину — отсюда оно устремляется по нисходящим путям к мышцам — это вызывает некоординируемые генерализованные движения мышц — судороги. Различают два вида судорог: клонические и тонические. Клонические носят сокращения и разгибателей, и сгибателей, связаны с корой мозга.

Тонические — одновременное сокращение сгибателей и разгибателей при резком повышении их тонуса. Связаны преимущественно с подкорковыми центрами.

При возникновении изоритма кора не может реализовать взаимодействие с внешней и внутренней средой — организм теряет сознание.

Грей Уолтер показал, что гиперсинхронный изоритм эпилептогенного очага полностью соответствует N-биоритму двигательной активности медузы, т.е. при патологии — гиперкинезах имеется возврат, регрессия функций нервной системы на более примитивный путь деятельности. Это происходит потому, что при нарушении функций высших центров — коры — оживают наиболее древние, заторможенные и неактивные формы деятельности. Следовательно, стереотип судорожной активности эволюционно заложен в мозге каждого человека и в соответствующих условиях каждый может дать судорожный приступ.

И чем менее зрелая нервная система, тем больше наклонность к судорогам.

Поэтому у человека наиболее подвержены судорогам дети. 90 % всех судорог встречаются до 18 лет. Выделяют даже критические, т.е. наиболее подверженные судорогам, возрастные периоды у детей; это первый год жизни, 3—5 лет, 7—9 и период полового созревания — 13—16 лет.

В зрелом возрасте судороги встречаются значительно реже, а у стариков их практически не бывает.

У детей, как правило, преобладают тонические судороги, вследствие не полного развития коры.

Причины судорог у детей могут быть самые различные: 1) повышение температуры — так называемые фебрильные судороги — при самых различных заболеваниях: пневмонии, ангине и т.д.; 2) переедание; 3)черепно-мозговая травма; 4)грубый окрик; 5)удаление зуба.

Кроме генерализованных, могут быть и локальные судороги, Они возникают в том случае, когда CO создается в эфферентной части рефлекторной дуги.

Нередко CO создается в разных отделах хвостатого ядра, например, если очаг (гранулема, воспаление, рубец, кровоизлияния) располагаются в оральной части, то судороги лица или пальцев рук — атетоз (греч. неустойчивый) — червеобразные — насильственные непроизвольные сокращения — гиперкинезы. Если очаг в средней части хвостатого ядра — торсионный спазм, судорожный сводит мышцы туловища.

Таким образом, при гиперкинезах формируется патологическая функциональная система движения, которая характеризуется тремя основными признаками:

1) отсутствием биологической целесообразности осуществляющейся реакции, которая нередко приводит к гибели животного;

2) отсутствием ингибирующего, тормозящего эффекта со стороны конечного результата реакции и развитием порочных кругов до наступления запредельного торможения;

3) упрощением, примитивизацией функциональной системы, которая из 6-компонентной переходит в 4-компонентную, причем меняется физиологический смысл каждого звена:
Гиперкинезы, или патофизиология судорожных процессов

Система становится проще, никакого акцептора действия не формируется, а обратная афферентация несет усиленную импульсацию, которая не обрывает действие, а наоборот — несет импульсы, которые поддерживают имеющиеся в HC застойное возбуждение (т.е. образуется порочный круг) до развития запредельного торможения или полного истощения и гибели.

Следовательно, формирование патологической функциональной системы имеет дезадаптивное или прямое патогенное значение для организма.