Глаукома и кровоток сосудов мозга: новейшее поисковое исследование

Нарушение нервно-сосудистой связи в зрительной коре коррелирует со стадией глаукомы и выраженностью дефектов поля зрения у пациентов с глаукомой

При ранней ПОУГ соотношение перфузии кровотока и его метаболической активности снижено в лингвальных извилинах и увеличено в правой угловой и средней лобной извилинах коры

Осенне-зимнюю информационную сессию портала «Глаукома:  стратегия адаптации»  мы начинаем с представления принципиально важной для больных глаукомой публикации китайских исследователей Qian Wang, Xiaoxia Qu, Weiwei Chen, Huaizhou Wang, Caiyun Huang, Ting Li, Ningli Wang, Junfang Xian в Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (полнотекст здесь: DOI: 10.1177/0271678X20935274).

В состав этой междисциплинарной группы вошли специалисты университета и крупной офтальмологической клиники Пекина – радиологи (лучевая диагностика, включая компьютерную томографию) и ученые, разрабатывающие новейшие технологии ранней доказательной диагностики нарушений зрения.

Авторы сосредоточились на использовании новейших технологий для выявления новых диагностических критериев раннего глаукомного процесса, связав воедино факты наличия диагностированной открытоугольной глаукомы и нарушений мозгового кровообращения в сером веществе головного мозга.  

Мы неоднократно писали в своих материалах, что современная научная школа офтальмологии считает первичную открытоугольную глаукому (ПОУГ) системным нейродегенеративным заболеванием.  В своем исследовании китайские авторы развили это утверждение и связали стадии глаукомного процесса и дефекты поля зрения со степенью нарушения церебральной сосудистой гемодинамики и нарушения активности нейронной сети серого вещества мозга и соответственно с когнитивными способностями человека. 

Более того, они сравнили «сцепленность», то есть сопряженность  показателей гемодинамики конкретных корковых зон мозга у больных глаукомой и людей без нарушений зрения. Эти моменты, как предполагали авторы, могут быть с успехом использованы в новейшей ранней диагностике открытоугольной глаукомы, еще до появления на томограмме признаков сосудистых и неврологических нарушения в зонах сетчатки и зрительного нерва (гибели ганглиев и дефектов полей зрения). 

Методической основой исследования авторы выбрали применяющийся для диагностирования болезни Альцгеймера диагностический критерий нарушения нервно-сосудистой связи, как самый ранний сигнал (маркер)  церебральной (мозговой) патологии. Известно, что патологические изменения условной нервно-сосудистой «аналитической единицы» ─ центральный момент в патофизиологии, приводящий к нейродегенеративным нарушениям.

  Авторы опирались также на данные других специалистов: о том, что нервно-сосудистая связь дисфункция в головке зрительного нерва играет ключевую роль при глаукомной оптической нейропатии и о том, что последствия глаукоматозного поражения не ограничены только лишь органом зрения.

В работе китайских медиков-исследователей подтвердилось, что, действительно, глаукомный процесс правомерно соотносить с нарушениями, которые, казалось бы, не имеют непосредственного отношения к качеству зрения – с нарушениями в зонах коры головного мозга, ответственных за память, внимание, принятие решений, – помимо ожидаемых нарушений в зонах, ответственных за зрение.

Авторы описали литературные данные своих коллег и подчеркнули: «…Значительный ущерб серому веществу, анатомическим связям и функциональным связям может выйти за пределы зрительной системы у пациентов с ПОУГ, в том числе в зрительную, рабочую память коры, внимание и локусы принятия решений».

Иными словами, эти авторы вскрыли еще более глубокие связи глаукомного процесса с работой мозга.  

Признавая ценность данной статьи для пациентов и людей группы риска по глаукоме, мы посчитали необходимым выделить ее из информационного массива и рассмотреть внимательно.

В китайском исследовании сравнивались группа с ненарушенным зрением (контроль) и группа с открытоугольной глаукомой по двум ключевым показателям мозгового кровотока в сером веществе головного мозга:  по абсолютному – скорости кровотока (cerebral blood flow, CBF) и  по относительному – его функциональной активности при нарушенном зрении, то есть по патогенной изменчивости (functional connectivity strength ,FCS).  

К исследованию были привлечены 45 пациентов с диагностированной ранее открытоугольной глаукомой среднего возраста 43 лет (отбор проходил в интервале от 30 до 65 лет) и 25 человек здоровых по зрению добровольцев того же возраста.

Отбор пациентов проводили независимо друг от друга три офтальмолога, и кандидат допускался к участию только при едином их мнении. Из числа предполагаемых участников были исключены лица с другими нарушениями зрения и рядом сопутствующих неврологических, психиатрических и соматических заболеваний.

Авторы пояснили ограниченное  число участников тем, что не все больные глаукомой могут спокойно перенести манипуляции, необходимые в ходе экспериментального наблюдения с использованием компьютерной томографии сетчатки и структур головного мозга. Кроме того, авторы признали, что результаты такого исследования из-за его высокой затратности еще долго не будут достоянием массовой клинической офтальмологии, и в разработанном формате они пока что непрактичны.

Ведущим оценочным критерием в обсуждаемой работе было соотношение параметров CBF и FCS.  Оказалось, что это соотношение действительно клинически значимо.

Авторы исходили из того, что:

1. области мозга с более прочными нервно-сосудистыми связями, как правило, отличаются повышенной активностью нейронной сети и соответственно повышенными «метаболическими требованиями» (активностью обмена веществами и энергией), что выражается в повышенной перфузией (потоком, в данном случае кровотоком);
2. метод функциональной топологии позволяет оценить «метаболическое потребление» крови в отдельно взятом пространственном элементе серого вещества (вокселе) в любой зоне коры мозга у пациентов с разным анамнезом, и сравнить их.  В данном исследовании в разных зонах коры было зарегистрировано от 18 до 30 вокселей и проанализирован кровоток в этих локусах.

Пространственные карты (Рис.1) позволили сравнить соотношения CBF / FCS  в сером веществе у пациентов с глаукомой и в контроле.  Если пространственное распределение (топология) было сходным в исследованных зонах коры, то соотношение CBF-FCS (авторы называют его «муфтой») было изменчивым у здоровых и глаукомных участников.

Так, по сравнению с контролем, проявилась тенденция снижения общего кровотока у больных глаукомой (CBF): соответственно 50,15 1,071 мл / 100 г / мин; и 53,15 2,141 мл / 100 г/мин.), менее заметна тенденция общего FCS (соответственно : 1,012 0,001128 и 1,012 0,001733). Пациенты с глаукомой показали уменьшенное сцепление CBF-FCS по сравнению с контролем.

По сравнению с контролем пациенты с ПОУГ показали: снижение соотношения CBF / FCS в лингвальных и прямых извилинах, правой верхней и нижней височной извилинах и левой нижней лобной извилине (функциональное значение извилин см. в Терминологическом словаре – ред.).

Повышенное соотношение  CBF / FCS было отмечено в правой угловой и правой средней лобной извилинах.

Сниженное соотношение CBF / FCS в двусторонних язычных извилинах и увеличенное соотношение CBF / FCS в правой угловой и средней лобной извилинах выявлены в ситуациях ранней первичной открытоугольной глаукомы.  Обнаруженные изменения коррелируют с выраженностью дефектов полей зрения.

Авторы подчеркивают связь диагностированной открытоугольной глаукомы с кровонаполнением и метаболической вовлеченностью корковых зон, ответственных за когнитивные функции человека, то есть за его способность к обработке информации.   Считается, что немногие морфологические корковые зоны ответственны за «зрительную» работу с информацией. Становится очевидным, что на самом деле весь объем нервно-сосудистых сплетений серого вещества в той или иной степени, прямо или косвенно, может быть задействован в регуляции зрительной функции.  

 Представленная нами информация вызывает не самые радужные эмоции при мысли о том, насколько коварна глаукома. Однако не надо бояться, а надо действовать.  Предупрежден значит вооружен.

До новых встреч на портале.

Терминологический словарь

Серое вещество мозга  — часть центральной нервной системы (система нейронов), в том числе включающая кору головного мозга.  Серое вещество получает вдвое больше крови, чем белое – соответственно 70 и 30 мл на 100 г массы вещества в минуту.

Серое вещество состоит из коры, которая полностью покрывает большие полушарии головного мозга. Белое вещество расположено под серым веществом , однако в нем также присутствуют участки с серым веществом — скопления нервных клеток – ядер.

Цереброваскулярная система – система сосудов головного мозга.Соответствующая группа заболеваний головного мозга обусловлена патологическими изменениями церебральных сосудов с нарушением мозгового кровообращения.

Мозговое кровообращение — кровоток по системе сосудов головного мозга. Кровоснабжение головного мозга более интенсивно, чем любых других органов: около 15% крови, поступающей в большой круг кровообращения при сердечном выбросе, протекает по кровеносным сосудам головного мозга.

Сосудистая сеть головного мозга – подвержена риску многочисленных нарушений (в том числе атеросклеротических) и уязвима.

Когнитивные способности – связаны с обработкой информации.  Это память, внимание, восприятие, креативность (творчество), абстрактное и аналоговое мышление.

Функции извилин коры полушарий головного мозга, упоминаемых в тексте:

Лингвальная –  структура зрительной коры, которая связана с обработкой информации через зрение. Считается, что она также играет роль в анализе логических условий и кодировании визуальных воспоминаний. То есть, ответственна за зрительную память, в том числе рабочую при запоминании лиц. Активность связана с локализацией полей зрения.

Прямая –  вероятно, интегрирует соматическую и висцеральную информацию (сенсорную, эмоциональную, память) и сигналы от вегетативной нервной системы. Обеспечивает «мониторинг» внутренних соматических состояний («внутреннее чутьё» или соматические маркеры) для непрерывной модуляции когнитивных, эмоциональных и поведенческих реакций.

Левая нижняя лобная – ответственна за обработку речи и языка.

Правая средняя лобная – область, занимающая около трети лобной доли.  Ответственна за контроль над переключением внимания, эпизодическую память. Предполагается, что здесь расположена неспецифичная «неязыковая» зона когнитивного контроля, то есть зона, ответственная за эффективность коммуникаций с окружающим миром.

Правая угловая – область в теменной доле, ответственна за передачу визуальной информации в другие области мозга для усвоения письменных текстов, также связана с обучением языку, арифметике, пространственным восприятием, извлечением информации из памяти, вниманием и психическим состоянием.

Правая нижняя височная – принимает участие в распознавании лиц. Именно через височную долю проходит петля Майера, часть волокон так называемой зрительной лучистости, поэтому повреждение этой доли может лишить человека верхней части поля зрения.

Правая верхняя височная – Верхняя височная извилина участвует в восприятии эмоций через лицевые раздражители. Кроме того, верхняя височная извилина является важной структурой, участвующей в слуховой обработке, а также в функции языка у людей, у которых может быть нарушен словарный запас. Является частью важной структуры, все элементы которой  участвуют в процессах социального познания.

Voxel – элемент объема, пространственный оценочный элемент для анализа трехмерных изображений. В статье использован как инструмент топографического анализа пространственных карт. Наряду с ним применяется

Dfeff – инструмент кодирования «эффективной степени свободы», или функциональной активности исследованного топографического пространства/объема. Позволяет оценить положение, цвет и другие параметры, и рельеф («сглаженность») получаемого массива данных.