ГМК — гладкие мышечные клетки

ДПК — двенадцатиперстная кишка

ЖКТ — желудочно-кишечный тракт

МП — мембранный потенциал

МЭФ — моторно-эвакуаторная функция

ПД — потенциалы действия

ЭГЭКГ — электрогастроэнтероколография

Известно, что как функциональные, так и органические заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) часто сопровождаются нарушениями его моторно-эвакуаторной функции (МЭФ). Частота нарушений сократительной активности пищеварительного тракта при различных заболеваниях ЖКТ, по данным литературы, колеблется от 10 до 98,2% [1—3].

Для выявления нарушений моторики ЖКТ необходимо проведение исследований, большая часть которых является инвазивными и высоко технологичными. В связи с этим особую актуальность приобретают неинвазивные и нетравматические методы диагностики [4, 5].

Кроме вопросов диагностики актуальной является проблема индивидуального лечения больных в зависимости от типа нарушения МЭФ ЖКТ и возможности динамического наблюдения за состоянием данной функции на фоне лечения с целью его возможной коррекции [6].

Известно, что некоторые зоны гладкомышечной ткани действуют как электрические водители ритма (пейсмейкеры), от которых волна деполяризации распространяется на другие клетки со скоростью, зависящей от водителя ритма. Именно это свойство гладкомышечной ткани ЖКТ лежит в основе моторной и эвакуаторной функции пищеварительного тракта. Таким образом, регистрация электрических потенциалов ЖКТ позволяет оценить его МЭФ [7, 8].

Медленные электрические волны представляют собой периодические фазы деполяризации и реполяризации мембран гладких мышечных клеток (ГМК). По-видимому, периодические изменения мембранного потенциала (МП) ГМК можно рассматривать как следствие колебаний внутриклеточных процессов метаболизма и проницаемости мембраны этих клеток [9].

По мнению ряда авторов [10, 11], медленные волны — это подпороговые изменения МП, а при превышении порога возникают пиковые потенциалы действия (ПД) и сокращения мышц. Медленные электрические волны постоянно проводятся в каудальном направлении независимо от амплитуды сокращений, числа и амплитуды пиковых П.Д. Кроме того, отмечено, что медленные изменения электрической активности в ЖКТ происходят с достаточно постоянной частотой для каждого из его отделов [10].

Доказано существование связи между электрической и сократительной деятельностью ЖКТ [11—13]. Электрическая и механическая деятельность ЖКТ взаимообусловлены и отражают разные стороны сократительной деятельности: первая — функциональное состояние мышечного слоя органа, вторая — наличие реализованных, координированных сокращений. При этом характер и величина биоэлектрической активности в широком диапазоне совпадает с изменениями механической деятельности [14].

С ХХ века для исследования моторной функции ГМК применяются методы измерения ее электрической активности. Выявлена высокая корреляция между уровнем сократительной активности гладкой мускулатуры и количеством ПД, их амплитудой, частотой следования. Итогом многочисленных экспериментальных и клинических исследований явилось создание неинвазивного метода регистрации моторной активности практически всех отделов ЖКТ с поверхности тела человека — периферической компьютерной электрогастроэнтероколографии (ЭГЭКГ). Периферическая ЭГЭКГ неинвазивна, не имеет противопоказаний и хорошо переносится всеми больными, позволяя обследовать даже крайне тяжелых пациентов, при этом можно проводить многократные исследования в процессе лечения. Применение ЭГЭКГ в повседневной практике позволяет оценивать биоэлектрическую активность ЖКТ и на основании полученных данных оценить состояние МЭФ различных отделов ЖКТ; выявить на ранних стадиях функциональную и органическую патологию ЖКТ, когда возможности диагностики данных состояний другими методиками еще отсутствуют или ограничены; адекватно подбирать корригирующую терапию, оценивать ее эффективность и изучать механизмы воздействия лекарственных препаратов на моторную функцию ЖКТ; диагностировать на ранних стадиях послеоперационный парез ЖКТ; выявлять взаимосвязь нарушений различных отделов ЖКТ; обосновывать выбор того или иного хирургического вмешательства.

Недостатком периферической ЭГЭКГ является невозможность оценки изменения электромоторных нарушений в конкретный момент времени на локальных участках ЖКТ, отсутствие общепринятых норм электрофизиологических параметров биоэлектрической активности ЖКТ [15]. Метод реализован в медицинских приборах, выпускаемых НПП «Исток-Система» (г. Фрязино, Россия).

Целью нашей работы была разработка нормативных показателей периферической ЭГЭКГ.

В исследование включили 50 практически здоровых лиц молодого возраста. Критериями включения в исследование были отсутствие в анамнезе острых или хронических органических и функциональных заболеваний ЖКТ; регулярный оформленный стул; информированное согласие на участие в исследовании. Принимая во внимание, что функциональные заболевания органов пищеварения (в том числе синдром раздраженного кишечника) наиболее типичны для людей молодого возраста, в исследование приняли лиц, средний возраст которых составил 20,2±4,7 года (14 женщин и 36 мужчин).

Критериями исключения из исследования были наличие в анамнезе острых или хронических органических и функциональных заболеваний ЖКТ, заболеваний любых других органов и систем организма, отсутствие информированного согласия на участие в исследовании.

Для исследования МЭФ ЖКТ применяли периферическую ЭГЭКГ. Прибор Гастроскан ГЭМ, используемый для данного исследования, обеспечивает прием и регистрацию сигнала с накожных электродов в течение от 40 мин до 24 ч, а также хранение, обработку и документальное представление получаемой информации. Регистрация сигнала происходила в 5 диапазонах частот, соответствующих электрической активности ЖКТ: толстая кишка 0,01—0,03 Гц; желудок 0,03—0,07 Гц; подвздошная кишка 0,07—0,13 Гц; тощая кишка 0,13—0,18 Гц; двенадцатиперстная кишка (ДПК) 0,18—0,25 Гц. ЭГЭКГ проводилась в виде мониторинга электрической активности ЖКТ в течение 2 ч. Для записи сигнала измерительные электроды располагали на обезжиренных и покрытых электропроводной пастой участках кожи на передней брюшной стенке в зонах локализации водителей ритма. Преимуществом данного исследования является возможность проследить динамическое изменение показателей.

Полученный сигнал анализировали с помощью линейной фильтрации и спектрального анализа с использованием алгоритмов быстрого преобразования Фурье и вейвлет.

Для анализа сигнала периферической ЭГЭКГ использовали абсолютные и относительные показатели и выделенные коэффициенты, которые рассчитываются автоматически после компьютерной обработки сигнала:

Р (i) — суммарная электрическая активность, рассчитывается мощность по каждому частотному отделу и суммарная мощность, соответствующая всему спектру всех отделов ЖКТ;

Р (i)PS (в %) — относительная электрическая активность каждого отдела ЖКТ, определяется в процентном соотношении вклада отдела ЖКТ в суммарный уровень электрической активности ЖКТ;

Kritm (в ед.) — коэффициент ритмичности, представляет собой отношение длины огибающего спектра к длине участка спектра обследуемого отдела, отражает ритмичность сокращений ЖКТ;

P (i)/P (i+1) (в мВ) — коэффициент соотношения, представляет собой отношение электрической активности вышележащего отдела к нижележащему, отражает координированность сокращений между отделами ЖКТ;

А (i) — абсолютные значения амплитуды в каждом отделе ЖКТ;

частота (цикл/мин) — частота биоэлектрической активности отделов ЖКТ [7].

Данные, полученные при исследовании моторной функции ЖКТ, хранятся в оригинальной разработанной компьютерной базе данных. Статистический анализ материала проведен с использованием стандартного пакета статистической обработки данных Exel, и программы Statistica 6.0.

В группе из 50 здоровых добровольцев определены значения основных показателей и коэффициентов электрической активности ЖКТ (см. таблицу). На основании статистического анализа этих показателей и изучения закономерности координации электрической и двигательной активности ЖКТ здоровых пациентов выделены понятия физиологической нормы электрической активности ЖКТ и определены их величины.

Нами установлено, что статистический разброс абсолютных показателей электрической активности ЖКТ в течение исследования довольно велик, поэтому для анализа сигнала периферической ЭГЭКГ следует оценивать только относительные показатели и выделенные коэффициенты, рассчитанные прибором автоматически.

В отличие от абсолютных показателей биоэлектрической активности кишечной трубки у обследованных лиц стабильными оказались только относительные показатели электрической активности P (i)/Ps. Эти показатели представляют собой отношение абсолютных значений электрической активности в каждом исследуемом отделе ЖКТ к суммарной электрической активности кишечной трубки, что и является основным показателем при расшифровке данных периферической ЭГЭКГ.

Показатель «коэффициент ритмичности» (Kritm) наиболее точно отражает ритмичность сокращений.

С практической точки зрения диагностически значимой является оценка ЭГЭКГ по критерию ведущей частоты электрической активности и величине средней амплитуды биоэлектрической активности.

Референсными показателями ЭГЭКГ у здоровых людей в возрасте 20,2±4,7 года являются следующие:

— суммарная электрическая активность: желудок — 12,97 (3,9; 47,24), ДПК — 1,21 (0,26; 2,7), тощая кишка — 3,0 (0,8; 6,5), подвздошная кишка — 8,18 (2,3; 24,24), толстая кишка — 20,68 (8,0; 78,74);

— относительная электрическая активность (в %): желудок — 25,35±3,9, ДПК — 2,36 (1,7; 3,2), тощая кишка — 6,4 (4,97; 7,4); подвздошная кишка — 15,6±4,2, толстая кишка — 49,6±10,1;

— коэффициент соотношения (в мВ): желудок — 21,7±8,45, ДПК — 0,5±0,16, тощая кишка — 0,44 (0,37; 0,51), подвздошная кишка — 0,5 (0,35; 0,69);

— коэффициент ритмичности (в ед.): желудок — 14,8 (10,5; 24,2), ДПК — 4,07 (2,5; 6,8), тощая кишка — 6,2 (4,7; 9,6), подвздошная кишка — 9,5 (6,4; 15,9), толстая кишка — 23,7 (15,9; 43,5);

— амплитуда: желудок — 0,088 (0,58; 0,17), ДПК — 0,026 (0,015; 0,04), тощая кишка — 0,04 (0,027; 0,066), подвздошная кишка — 90,067 (0,043; 0,11), толстая кишка — 0,12 (0,074; 0,19);

— частота (цикл/мин): желудок — 2,7±0,14, ДПК — 12,6 (12,5; 12,7), тощая кишка — 9,2±0,36, подвздошная кишка — 5,6±0,24, толстая кишка — 1,1 (1,0; 1,15).

Именно по этим показателям удается определить нормо-, гипо- и гиперкинетический тип функционирования отделов ЖКТ.

Таким образом, метод периферической ЭГЭКГ позволяет достоверно оценить биоэлектрическую активность кишечной трубки. Наиболее чувствительными показателями периферической ЭГЭКГ являются относительная электрическая активность, коэффициент соотношения, коэффициент ритмичности, а также величина средней амплитуды и частота биоэлектрической активности. Ввиду простоты и доступности методики можно проводить многократные повторные регистрации ЭГЭКГ для оценки динамики указанных показателей в процессе лечения. Метод периферической ЭГЭКГ не имеет противопоказаний и хорошо переносится всеми больными. Он может быть использован для диагностики органических и функциональных заболеваний ЖКТ.

Периферическая ЭГЭКГ — диагностически значимый метод оценки биоэлектрической активности различных отделов ЖКТ, позволяющий многократно регистрировать ЭГЭКГ для оценки функционального состояния кишечной трубки в процессе лечения.

Оптимальными критериями периферической ЭГЭКГ служат относительные показатели электрической активности, коэффициент ритмичности, а также величина средней амплитуды и частота биоэлектрической активности.

Физиологические нормы оцениваемых показателей ЭГЭКГ для каждого отдела ЖКТ значительно различаются между собой и отличаются от рекомендованных в техническом паспорте на Гастроскан ГЭМ.