Литературные данные о влиянии дефицита железа и железодефицитной анемии (ЖДА) на когнитивные возможности характеризуются высокой неоднородностью. Существуют исследования, показывающие необратимые последствия дефицита железа, особенно в раннем возрасте [1, 2], а также связь с другими нейрокогнитивными нарушениями [2, 3]. Однако некоторые исследования не выявляют значимого влияния дефицита железа на когнитивное развитие [4] или даже говорят о негативном влиянии избыточной саплементации железа в младенчестве на дальнейшее развитие [5]. Дополнительно проблема осложняется тем, что большинство исследований сосредоточено на детях младшего возраста, хотя в последнее время появляются данные о влиянии дефицита железа с анемией и без нее на пожилых людей [6].

Цель исследования: изучить особенности памяти и внимания у детей с железодефицитными состояниями (ЖДС) в сравнении со здоровыми детьми.

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено на базе ФГКОУ «Самарский кадетский корпус Министерства Внутренних дел Российской Федерации» методом сплошной выборки в рамках планового профилактического осмотра в соответствии с приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 10.08.2017 № 514н «О Порядке проведения профилактических медицинских осмотров несовершеннолетних».

Критерии включения в исследование: возраст на момент проведения исследования от 12 до 15 полных лет, согласие родителей или законных представителей на участие в исследовании.

Критерии исключения – отказ от участия в исследовании, острые инфекционные заболевания, сопровождающиеся гипертермией, прием лекарственных препаратов, выраженные отеки конечностей.

При включении в исследование всем детям произведен забор венозной крови в пробирки Vacuett (Greiner, Австрия) с активатором свертывания (4,5 мл) для определения ферритина и С-реактивного белка в сыворотке и в пробирки Vacuett (Greiner, Австрия) с К3 ЭДТА (4,5 мл) для проведения общего анализа крови. Доставка материала в лабораторию осуществлялась в течение не более 3 часов с момента забора. Общий анализ крови проведен на автоматическом гематологическим анализаторе Sysmex XT-2000i (Sysmex, Япония) методом флуоресцентной проточной цитометрии, уровень ферритина и С-реактивного белка – на автоматическом биохимическом анализаторе Integra 400 plus (Roche, Швейцария) иммунотурбидиметрическим методом. В соответствии с рекомендациями ВОЗ, анемией считалось снижение уровня гемоглобина ниже 120 г/л, дефицит железа диагностировался при снижении уровня ферритина менее 15 нг/мл при нормальном уровне СРБ, определенном количественным методом [7]. Железодефицитная анемия устанавливалась при сочетании анемии и дефицита железа, латентный дефицит железа – при наличии дефицита железа и отсутствии анемии.

При включении в исследование для оценки памяти и внимания проведены пробы на запоминание 10 слов А.Р. Лурия, красно-черные таблицы Горбова и корректурная проба [8].

С помощью методики заучивания 10 слов оценивалась кратковременная и долговременная слухоречевая память. Для исключения заучивания подросткам предъявляли один из трех наборов слов, выбранный случайным образом. Испытуемому предлагается прослушать десять слов, а затем воспроизвести в любом порядке. Затем такая процедура повторяется еще 4 раза. Полученные результаты оценивались следующим образом: объем слов, воспроизводимых на каждом этапе запоминания, характер воспроизведения (замены, повторы воспроизводимых слов, другие неточности), динамика объема воспроизводимых слов (равномерно возрастающая, с «провалами»), максимальный объем правильно воспроизведенных слов, среднее число воспроизведенных слов. С учетом этих оценочных критериев выделяются следующие уровни развития произвольной слуховой памяти: высокий уровень – с каждым воспроизведением количество правильно названных слов увеличивается, к пятому воспроизведению ребенок воспроизвел 9–10 слов, замены, повторы воспроизводимых слов, другие неточности отсутствуют, динамика объема воспроизводимых слов носит равномерно возрастающий характер; средний уровень – с каждым воспроизведением количество правильно названных слов увеличивается, к пятому воспроизведению ребенок воспроизвел 6–8 слов, замены, повторы воспроизводимых слов, другие неточности отсутствуют, динамика объема воспроизводимых слов носит равномерно возрастающий характер; низкий уровень – с каждым воспроизведением количество правильно названных слов не увеличивается: остается неизменным или уменьшается, к пятому воспроизведению ребенок воспроизвел 1–5 слов, присутствуют замены, повторы воспроизводимых слов или другие неточности, динамика объема воспроизводимых слов носит неравномерный характер.

С использованием красно-черных таблиц Горбова, помимо основных свойств активного внимания, также диагностируются темп психомоторных реакций и наличие истощаемости, устойчивости, концентрации и избирательности внимания. При оценке результатов определялось среднее время за первые две пробы, среднее число ошибок за первые две пробы, переключение внимания рассчитывалось как разница времени, затраченного на третью пробу, и суммы времени, затраченного на первую и вторую пробу.

Корректурная проба Бурдона предназначена для исследования степени концентрации и устойчивости внимания. При оценке результатов пробы учитывались: общее время выполнения, точность (процент правильно отмеченных букв от числа букв, которые нужно было отметить), продуктивность (пересчет числа обработанных знаков за 10 минут), устойчивость (сумма точности и продуктивности, переведенных в баллы), устойчивость за каждый временной отрезок (число обработанных знаков, разделенное на число затраченных секунд) и график устойчивости, по которому определялась утомляемость (снижение устойчивости за минуту), врабатываемость (повышение устойчивости за минуту), плато или зигзагообразная кривая.

Материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации и визуализация полученных результатов осуществлялись в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2016. Статистический анализ проводился с использованием программы STATISTICA 13.3 (разработчик StatSoft.Inc).Количественные показатели оценивались на предмет соответствия нормальному распределению, для этого применялись критерий Колмогорова–Смирнова, а также показатели асимметрии и эксцесса. В случае описания количественных показателей, имеющих нормальное распределение, полученные данные объединялись в вариационные ряды, в которых проводился расчет средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD), границ 95%-ного доверительного интервала (95%-ного ДИ). Совокупности количественных показателей, распределение которых отличалось от нормального, описывались при помощи значений медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей (Q1–Q3). Сравнение номинальных данных проводилось при помощи критерия χ2Пирсона. В тех случаях, когда число ожидаемых наблюдений в любой из ячеек четырехпольной таблицы было менее 5, для оценки уровня значимости различий использовался точный критерий Фишера.

Результаты исследования и их обсуждение

Всего в исследование включены 136 подростков, исключены из исследования в связи с возникновением острых инфекционных заболеваний 14 человек, в окончательный анализ вошли 122 человека. Дети разделены согласно вышеописанным критериям на две группы: основная – с железодефицитными состояниями – 23 человека (из них 3 – с ЖДА) и контрольная – здоровые – 99 человек. Средний возраст подростков составил 14,8±0,9 года, возраст в группах сравнения не отличался: в основной группе 14,6±0,9 года, в контрольной группе 14,8±0,7 года (р=0,278). В соответствии с правилами приема в учебное заведение все дети были I (80 – 65,6%) и II группы здоровья. По результатам лабораторного обследования уровень эритроцитов в основной группе составил 4,79; 0,3х1012/л, в контрольной группе – 4,97; 0,4 х1012/л (р=0,017), уровень гемоглобина 131,1; 11,7 г/л и 142,6; 9,3 г/л соответственно (р<0,001). Уровень сывороточного ферритина в основной группе составил 10,6; 3,3 мкг/л, тогда как в контрольной группе – 37,5; 17,1 мкг/л (р<0,001).

Проба с запоминанием 10 слов не выявила различий между группами: запомнили все слова 43,5% (10) детей основной группы и 40,4% (40) детей контрольной группы (р=0,817). Среднее число запомненных слов также не отличалось: 7,4; 1,1 и 7,5; 0,8 соответственно (t(47,5) = 0,8 р=0,935). Нормальный тип кривой запоминания слов (к третьему повторению исследуемый воспроизводит 9 или 10 слов и при последующих повторениях удерживается на числах 9 или 10) выявлен у 56,5% (13) детей с ЖДС и 46,5% (46) детей группы сравнения (р=0,385).

Патологическая кривая запоминания слов, характеризующая утомление (снижение числа запомненных слов при последующих попытках), несколько чаще, но без достаточного уровня достоверности различий встречалась в группе ЖДС (табл. 1). В результате интегральной оценки пробы у большинства детей установлен высокий уровень слуховой памяти (69,6% (16) в основной и 61,6% (61) в контрольной группе, р=0,632).

Таблица 1

Тип кривой запоминания 10 слов (проба Лурии)

Исследование переключения внимания показало тенденцию к более низким показателям в группе детей с дефицитом железа, однако значимые отличия получены только по одному показателю (табл. 2). Достоверное увеличение числа ошибок во второй пробе может свидетельствовать об утомляемости.

Таблица 2

Исследование внимания детей групп сравнения с использованием красно-черных таблиц Горбова

По результатам корректурной пробы Бурдона обнаружено, что все показатели, характеризующие степень концентрации и устойчивости внимания у детей с дефицитом железа, при оценке в абсолютных числах были несколько выше, чем у здоровых, однако без должного уровня достоверности.

Таблица 3

Результаты корректурной пробы детей групп сравнения (абсолютные значения)

* – нормальное распределение, M; m

** – распределение, отличное от нормального, Me (Q1; Q3)

Для проведения интегральной оценки пробы мы перевели полученные показатели точности, продуктивности и устойчивости в баллы. При балльной оценке показателей дети с ЖДС по всем показателям пробы получили более низкие значения, причем в отношении устойчивости внимания различия достоверны (табл. 4).

Таблица 4

Результаты корректурной пробы детей групп сравнения (балльная оценка)

Устойчивость внимания является интегральным показателем теста Бурдона и может быть оценена категориально как средняя, ниже средней, низкая, выше средней и высокая. При анализе в группах обнаружено, что ниже среднего и низкий уровень устойчивости обнаружен несколько чаще у детей с ЖДС: 43,5% (10) в группе с дефицитом железа и 35,4% (35) (р=0,471) в контрольной группе, тогда как высокий и выше среднего уровень – несколько чаще в контрольной группе: 39,4% (39) против 21,7% (5) в основной группе (р=0,149).

Анализ графика изменения устойчивости внимания за первые 4 минуты выполнения теста также не показал достоверных различий между группами (рисунок). Нежелательные типы кривой устойчивости внимания встречались в группе с дефицитом железа не чаще, чем в группе здоровых: снижение устойчивости внимания обнаружено у 8,7% (2) детей основной группы и у 12,1% (12) контрольной группы (р=1), а зигзагообразная кривая выявлена у 34,8% (8) и 40,4% (40) детей соответственно (р=0,618).

Таким образом, при дефиците железа нами выявлены умеренные изменения внимания, вероятно, связанные с более высокой утомляемостью, и отсутствие значимого влияния на слуховую память.

Устойчивость внимания по результатам теста Бурдона (1–4-я минуты) в группах сравнения

Данные о влиянии дефицита железа на когнитивные возможности крайне противоречивы, что в большой степени связано с методологией проведения: выбранной популяцией, степенью выраженности и продолжительностью существования дефицита железа, используемыми для оценки когнитивных функций тестами. Исследования, проведенные в раннем возрасте, показывают значительные нарушения психомоторного развития детей [9], что объясняется негативным влияние дефицита железа на формирование структур головного мозга [10]. Однако вопрос о возможности влияния дефицита железа и его выраженности на когнитивные способности в более старшем возрасте до сих пор остается без ответа. Некоторые исследования показывают достаточно выраженные негативные эффекты ЖДА и латентного дефицита железа в подростковом возрасте. Например, по результатам X. Ji et al., дефицит железа негативно влиял на пространственное и абстрактное мышление [11]. Также в исследовании I. Dziembowska et al. женщины с дефицитом железа (сывороточный ферритин <12 мкг/л) не отличались по уровню интеллекта от здоровых, однако для выполнения теста на интеллект им требовалось достоверно больше времени, что может отражать пониженную выносливость [12]. Однако в исследовании A. Nemati et al. снижение успеваемости у девочек 12 лет выявлено при анемии любой этиологии и конкретно анемии, связанной с дефицитом железа, но не при латентном дефиците железа, то есть, вероятно, эти эффекты опосредованы снижением гемоглобина и гемической гипоксией, но не сидеропенией [13]. Также и в исследовании M. Perignon et al. отмечено, что мальчики с нормальными запасами железа в тестах на интеллект показывают более высокие результаты, чем мальчики с ЖДА и латентным дефицитом железа [14]. Ограничением данного исследования является крайне высокий уровень (40%) задержки роста, которая как проявление хронического дефицита питания потенциально может оказывать гораздо большее влияние на когнитивные функции, чем дефицит железа. Также противоречивы и результаты системного обзора, изучавшего взаимосвязь ЖДА и дефицита железа с когнитивными функциями и успеваемостью у подростков, что, на наш взгляд, оставляет необъясненными механизмы такого влияния [15].

Заключение. По результатам нашего исследования ЖДС, развивающиеся в подростковом возрасте, оказывают незначительное влияние на уровень памяти и внимания. Тем не менее, при дефиците железа выявлена тенденция к более высокой утомляемости при выполнении заданий, связанных с вниманием. Одним из объяснений отсутствия более грубого влияния может быть степень тяжести дефицита железа: у большинства детей основной группы был латентный дефицит железа, у всех детей с ЖДА анемия была легкой степени тяжести.