Известно, что при повреждении периферических нервов происходит резкое ослабление афферентной импульсации и наступают изменения в сенсорной и моторной коре головного мозга [1]. Понимание адаптивной кортикальной реорганизации, развивающейся в головном мозге на фоне травмы периферических нервов, может внести вклад в выяснение глубинных механизмов регенерации нервной системы, а также помочь разработать новые стратегии для улучшения результатов лечения подобных повреждений [2]. Концепция нейропластичности в последние годы привлекает внимание клиницистов, разрабатывающих новые методы лечения заболеваний центральной нервной системы. В качестве удобной модели исследования научного предмета, такого как травма периферических нервов, можно использовать родовое повреждение плечевого сплетения (РППС), которое случается при повреждении корешков плечевого сплетения во время родов. После повреждения плечевого сплетения у пациентов в головном мозге также наблюдаются проявления кортикальной функциональной реорганизации [3]. Изменение интенсивности афферентной импульсации из области верхних конечностей оказывает влияние на моторную активность нижних конечностей [4], что обусловливает запуск адаптивного ответа опорно-двигательной системы у пациентов, способного проявляться отклонениями в опорной функции стоп. Учитывая эти моменты, биомеханическое обследование стоп у пациентов с РППС должно содействовать получению представления о спинальных и корковых механизмах, координирующих на разных уровнях локомоции пациента с поражением плечевого сплетения. Это имеет большую актуальность с точки зрения клинического подхода к совершенствованию подходов восстановительного лечения двигательной активности у больных с травмой периферических нервов.
Цель исследования – исследование опорной функции стоп у пациентов с последствиями родового повреждения плечевого сплетения и анализ нарушений плантографических характеристик в зависимости от стороны поражения.
Материал и методы исследования. Методом плантографии была проведена оценка опорной функции стоп у 32 пациентов в возрасте от 10 до 16 лет с последствиями одностороннего РППС, из них у 16 человек – с левосторонним поражением и у 16 – с правосторонним. Группы пациентов расценивались как тождественные по показателям возраста, пола и уровня поражения плечевого сплетения: клинические симптомы свидетельствовали о повреждении верхних и средних стволов сплетения (С5-С6 и С5-С6 + С7). Данные электрофизиологических исследований подтверждали клинический диагноз и уровень поражения плечевого сплетения.
Для оценки опорной функции стоп проводили компьютерную плантографию на программно-аппаратном комплексе диагностики «Подоскан» (ООО НМФ «МБН», Россия) при двуопорной и одноопорной нагрузке.
Расчет плантографических характеристик на примере стопы здорового ребенка: а) проведение линий для вычисления линейных параметров; б) проведение линий для вычисления углового параметра – угла Кларка (α)
На полученных отпечатках стоп – плантограммах – проводили линии через реперные точки: О, G, P, B и C – для оценки состояния поперечного и продольных сводов стопы (рис.а). Рассчитывали плантографические индексы опоры: передний t = KE/BC, медиальный m = GS/GO и срединный s = PW/PO. Для анализа высоты продольных сводов стопы проводили линии (рис. б), что позволяло измерить угол Кларка (α) [5]. Для сравнения оценивали группу 18 здоровых детей аналогичного возраста.
Статистическую обработку данных производили с использованием программы SPSS Statistics 22 (разработчик IBM, США). Для оценки различий между выборками использовали критерий Манна–Уитни и F-критерий Фишера. Для оценки взаимосвязи двух признаков использовали корреляционный анализ с коэффициентом Спирмена rs. Критерий p<0,05 принимали пороговым уровнем статистической значимости.
Результаты исследования и их обсуждение. У больных с РППС обеих групп независимо от стороны поражения наибольшее количество отклонений от нормы выявлено при двуопорной нагрузке на стопы (табл. 1). У пациентов с левосторонним поражением плечевого сплетения отмечалось значимое снижение по сравнению с нормой величины индекса опоры t на обеих стопах, в то время как уменьшение индекса s наблюдалось только на левой стопе. У больных с правосторонним поражением наблюдалась несколько иная картина: параметры t и s были значимо снижены на обеих стопах.
Таблица 1
Плантографические характеристики стоп здоровых детей и больных с односторонним РППС
|
Группа детей
|
Стопа |
Нагрузка на обе стопы Ме [Q1–Q2]
|
Нагрузка на одну стопу Ме [Q1–Q2]
|
|||||
|
Индексы опоры (×10-2) |
α, (град) |
Индексы опоры (×10-2) |
α, (град) |
|||||
|
t |
s |
t |
s |
|||||
|
Здоровые дети (З) n=18 |
П |
97 [94 – 99] |
24 [22 – 26] |
54 [52 –56] |
97 [94 – 99] |
27 [25 – 29] |
51 [49 –54] |
|
|
Л |
95 [93 – 98] |
25 [23 – 26] |
52 [44 – 53] |
98 [96 – 99] |
27 [24 –29] |
50 [48 – 53] |
||
|
Дети с левосторонним РППС (Л) n=16 |
П |
87 [85 – 89] |
23 [20 – 25] |
55 [49 – 61] |
91 [90 – 93] |
26 [24 – 28] |
52 [49 – 54] |
|
|
Л |
87 [86 – 90] |
22 [20 – 23] |
54 [47 – 58] |
91 [89 – 92] |
23 [21 – 25] |
51 [48 – 55] |
||
|
Дети с правосторонним РППС (П) n=16 |
П |
87 [82 – 91] |
21 [19 – 23] |
59 [56 –62] |
91 [87 – 95] |
25 [22 – 28] |
51 [49 –57] |
|
|
Л |
87 [84 – 90] |
21 [17 – 23] |
55 [50 – 61] |
91 [89 – 93] |
23 [19 – 26] |
48 [45 – 54] |
||
|
p |
pЗ-Л |
П |
0,000 |
0,184 |
0,947 |
0,000 |
0,782 |
0,789 |
|
pЗ-П |
0,000 |
0,003 |
0,017 |
0,002 |
0,202 |
0,989 |
||
|
pЗ-Л |
Л |
0,000 |
0,000 |
0,011 |
0,000 |
0,137 |
0,538 |
|
|
pЗ-П |
0,000 |
0,001 |
0,145 |
0,000 |
0,258 |
0,688 |
||
Примечание: Жирным шрифтом выделены параметры, значимо отличающиеся от нормальных показателей (p<0,05).
При одноопорной нагрузке на стопы значимые отклонения от нормы плантографических характеристик выявлены только по одному параметру – t, который был снижен с обеих сторон у всех пациентов с данным вариантом поражения. Следует подчеркнуть, что у больных отмечалось увеличение по сравнению с нормой значений угла Кларка α на стопах, соименных со стороной поражения плечевого сплетения: на левой стопе – при левостороннем РППС, на правой стопе – при правостороннем РППС. Таким образом, снижение величин индексов опоры стоп у больных с РППС указывает на нарушение способности стоп адекватно воспринимать повышение осевой нагрузки в процессе ходьбы, что свидетельствует о недостаточности рессорной функции поперечного и продольных сводов стоп вследствие их ригидности [6]. Повышенные по сравнению с нормой величины углов Кларка свидетельствуют об увеличении высоты продольных сводов стоп [7], что указывает на уменьшение площади контактной опоры стоп у пациентов обеих групп.
Оценку показателей асимметрии Δ плантографических индексов между стопами у больных с последствиями РППС проводили путем сравнения с нормой медианных значений и показателей дисперсии (табл. 2). Выявлена незначительная асимметрия показателей плантографических индексов между стопами у здоровых детей, что соответствует данным других исследователей [8]. Одновременно с этим у больных с левосторонним РППС в тестах с двуопорной и одноопорной плантографией значимо увеличена по сравнению с нормой асимметрия Δ как параметров m, так и параметров s.
Таблица 2
Величина асимметрии индексов опоры между левой и правой стопами у здоровых детей и у пациентов с односторонним РППС
|
Группа детей
|
Индексы опоры (× 10-2) |
||||||
|
Нагрузка на обе стопы Ме [Q1–Q2] |
Нагрузка на одну стопу Ме [Q1–Q2] |
||||||
|
Δ t |
Δ m |
Δ s |
Δ t |
Δ m |
Δ s |
||
|
Здоровые дети (З) n=18 |
0 [-2 – 1,7] |
-0,4 [-1 – 0,9] |
-0,1 [-0,7– 2,7] |
0,1 [-0,1 – 2,3] |
0,1 [-1 – 2,2] |
0 [-1,9 – 1,1] |
|
|
С левосторонним РППС (Л) n=16 |
0,9 [-0,2 – 2,8] |
-2,4 [-4 – -0,6] |
-1,9 [-2,8 – 0] |
0 [-1,3 – 1,1] |
-4,2 [-6,4 – -1,3] |
-2,5 [-4,3 – 1,1] |
|
|
С правосторонним РППС (П) n=16 |
0,7 [-3,9 – 4,1] |
-1,9 [-3,7 – 0,3] |
-1 [-2,2 – 1,9] |
-0,5 [-2,5 – 2,9] |
-2,8 [-5– 1,5] |
-1,9 [-4,1 – -0,1] |
|
|
p
|
pЗ-Л |
0,221 |
0,008 |
0,005 |
0,262 |
0,001 |
0,007 |
|
pЗ-П |
0,569 |
0,051 |
0,196 |
0,248 |
0,194 |
0,195 |
|
|
pЛ-П |
0,000 |
0,001 |
0,004 |
0,027 |
0,077 |
0,063 |
|
Примечание: pЗ-Л, З-П – критерий Манна–Уитни; pЛ-П – F-критерий Фишера. Жирным шрифтом выделены параметры, значимо отличающиеся от нормальных показателей (p<0,05)
У больных с правосторонним РППС выявлено увеличение асимметрии Δ только одного показателя – m при двуопорной нагрузке. Использование F-критерия Фишера для сравнения стандартных отклонений показателей асимметрии Δ индексов опоры выявило значимые различия между больными с левосторонним и правосторонним РППС. Это свидетельствует о патологическом увеличении асимметрии функционирования нейромышечных структур контралатеральных стоп у больных с последствиями РППС, более выраженном в группе с левосторонним поражением по сравнению с правосторонним.
При корреляционном анализе индексов опоры стоп у всех обследованных детей учитывались показатели отдельно для левой и правой стопы только в тестах с двуопорной плантографией, которые обеспечивали более плавное разнесение векторов осевых сил по отделам стоп (табл. 3). У здоровых детей силы корреляционных связей между всеми индексами опоры на левой стопе слабые. Указанные корреляции несколько сильнее на правой стопе. Следовательно, в норме взаимодействия между сводами, в целом, незначительные, так как они функционируют практически автономно друг от друга.
У больных с последствиями левостороннего РППС наблюдается патологическое усиление по сравнению с нормой взаимосвязей между всеми сводами на левой стопе, а на правой стопе – между медиальным продольным и поперечным сводами, при этом у пациентов выявляется обратная направленность корреляций между индексами t и s.
Таблица 3
Сила корреляций между индексами опоры стоп при двуопорной плантографии у здоровых детей и у пациентов с односторонним РППС
|
Группа детей |
Коэффициент корреляции Спирмена rs |
|||||
|
Левая стопа |
Правая стопа |
|||||
|
m ~ t |
s ~ t |
m ~ s |
m ~ t |
s ~ t |
m ~ s |
|
|
Здоровые дети n=18 |
0,01 |
0,17 |
0,14 |
0,18 |
0,24 |
0,48 |
|
С левосторонним РППС n=16 |
0,30 |
–0,39 |
0,30 |
0,45 |
–0,21 |
0,37 |
|
С правосторонним РППС n=16 |
0,22 |
0,55 |
0,73 |
0,49 |
–0,22 |
0,13 |
У пациентов с последствиями правостороннего РППС отмечаются иные взаимосвязи между сводами стоп: выраженное нарастание по сравнению с нормой силы связи s ~ t и патологически сильная связь m ~ s на левой стопе, в то время как на правой стопе резко снижена корреляция m ~ s на фоне усиления связи m ~ t при отрицательной корреляции s ~ t. Указанные бессистемные взаимосвязи между поперечным и продольными сводами стоп в обеих группах больных с РППС свидетельствуют о неадекватной рессорной функции стоп, при этом сформированные опорные стратегии стоп у пациентов с левосторонним поражением плечевого сплетения отличаются от таковых при правостороннем поражении. Выявленные нарушения функции сводов стоп могут быть обусловлены дисбалансом мышц голеней, сформировавшимся под влиянием измененной эфферентной импульсации из зон кортикальной пластичности, что, вероятно, связано с измененной афферентацией из области пораженной верхней конечности.
Различия в сформированных опорных стратегиях стоп у больных двух групп с последствиями РППС можно объяснить особенностями компенсаторных реакций опорно-двигательной системы, которые могут быть связаны со стороной поражения плечевого сплетения. С учетом того, что у преобладающего числа людей (70–95%) вследствие церебральной латерализации ведущей является правая рука [9], можно допустить, что у большинства больных с последствиями РППС моторный онтогенез нацелен на «праворукость» независимо от стороны поражения плечевого сплетения. Таким образом, у большинства пациентов при рождении изначально доминирующим является левое полушарие. В таком случае у больных с правосторонним РППС в доминантном полушарии можно предполагать кортикальную реорганизацию мозга, в то время у больных с левосторонним РППС кортикальная реорганизация имеет место в субдоминантном полушарии. Необходимо подчеркнуть, что более обширная реорганизация мозга наблюдается при повреждении плечевого сплетения ведущей верхней конечности по сравнению с неведущей [10]. С учетом этого различия в опорной стратегии стоп у пациентов с левосторонним и правосторонним РППС могут быть обусловлены неравнозначностью спектров эфферентных потоков, различающихся в зависимости от того, в доминантном или субдоминантном полушарии преобладала кортикальная пластичность. Фактор функциональной асимметрии полушарий головного мозга всегда учитывается в системе комплексной реабилитации больных с неврологическими нарушениями [11]. Таким образом, поражение периферических нервов приводит к адаптивным процессам в центральной нервной системе, проявляющимся кортикальной реорганизацией головного мозга, что необходимо учитывать при проведении восстановительного лечения с целью оптимизации результатов терапии [12]. Вследствие многоуровневой организации сенсомоторных нейросетей человека в настоящее время при лечении больных с неврологической патологией клиницисты воздействуют на разные уровни кинематических цепей и механизмы организации локомоторных функций пациентов [13]. В связи с этим возрастает интерес к стимуляции нейронов головного мозга для активации структур периферической нервной системы при ее поражении [14], при этом кортикальная стимуляция считается перспективной применительно к методологии функционального восстановления после повреждения плечевого сплетения [15]. Понимание механизмов нарушения функции нижних конечностей у больных с последствиями РППС является важным аспектом для выяснения закономерностей развития отклонений во всей опорно-двигательной системе, связанных с ответной реакцией центральной нервной системы, терапевтическое регулирование и коррекция которых могут стать составной частью современной реабилитации.
Выводы
1. У детей с последствиями одностороннего родового поражения плечевого сплетения нарушена опорная функция стоп с обеих сторон, что проявляется снижением опорности переднего отдела стопы, приводящим к перераспределению нагрузки на ее задний отдел и снижению площади опоры стопы. Избыточное по сравнению со здоровыми детьми усиление функциональных взаимосвязей между сводами стоп у пациентов свидетельствует о формировании у них патологической опорной стратегии. Имеющиеся изменения могут быть обусловлены дисбалансом мышц голеней, сформировавшимся под влиянием измененной эфферентной импульсации из зон кортикальной пластичности на фоне патологической афферентации из области пораженной верхней конечности.
2. Сформированные адаптивные механизмы опорной стратегии стоп у пациентов с последствиями левостороннего и правостороннего родового повреждения плечевого сплетения имеют различия, что может быть связано с реорганизацией коры головного мозга в доминантном и субдоминантном полушариях, которая зависит от стороны поражения плечевого сплетения.
3. Представленные данные могут быть использованы в клинической практике при системном подходе к комплексной реабилитации пациентов с последствиями родового повреждения плечевого сплетения путем воздействия на структуры центральной нервной системы.