ОСОБЕННОСТИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

FEATURES OF CEREBRAL CIRCULATION WHEN USING PERSONAL RESPIRATORY PROTECTION EQUIPMENT

Anastasia Zolotopup

PhD student Northern Arctic (Federal) University named after M.V. Lomonosov – NArFU, Russia, Arkhangelsk

Аннотация. В статье представлены результаты исследования особенностей кровообращения головного мозга при использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания с помощью метода реоэнцефалографии. В результате исследования было выявлено значимое снижение тонуса артерий и сосудов и увеличение скорости движения крови во всех исследуемых бассейнах головного мозга при использовании одноразовых масок для лица.

Abstract. The article presents the results of a study of the characteristics of the blood circulation of the brain when using personal respiratory protective equipment using the method of rheoencephalography. As a result of the study, a significant decrease in the tone of arteries and blood vessels and an increase in the speed of blood movement in all studied pools of the brain were revealed when using disposable face masks.

Ключевые слова: коронавирус; маски; реоэнцефалография; головной мозг; кровоснабжение.

Keywords: coronavirus; masks; rheoencephalography; brain; blood supply.

Введение. Совсем недавно современный мир столкнулся с новой коронавирусной инфекцией (коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома-2), который значительно усложнил жизнь всему человечеству. Во всех странах были приняты различные стратегии для сдерживания коронавируса и смягчения последствий самой пандемии. Одной из таких мер было использование индивидуальных средств защиты органов дыхания. Однако опыт использования средств индивидуальной защиты органов дыхания показывает, что далеко не каждый может длительно находиться в гигиенической маске. Некоторые испытывают дискомфорт в виде головокружения, головной боли, отдышки и т.д. Длительное ношение маски в достаточной мере может усложнить работу головного мозга. По-видимому, это связано с тем, что при продолжительном использовании маски прерывается приток кислорода, вследствие чего происходит изменение кровообращения головного мозга.

Целью исследования в данной работе было изучение особенностей мозгового кровообращения при использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания на примере студентов университета.

Материалы и методы исследования. В исследовании приняли участие студенты Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) обоих полов; средний возраст участников составил 25,7±4,9 лет. Исследование проводилось с соблюдением правил Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы медицинских исследований с участием человека в качестве испытуемого» в специально оборудованном помещении. Все участники исследования были включены в него на добровольной основе и дали письменное согласие на участие. Им была представлена цель проекта, описание процедуры и ее ожидаемая продолжительность. По итогам исследования все полученные инструментальным путем данные были обезличены и усреднены.

В начале исследования по каждому из участников была заполнена «первичная карта», которая включала в себя такие данные как ФИО, пол, возраст, курс и группа участника, а также наличие хронических заболеваний и перенесенные операции, если они имелись. Участники с хроническими заболеваниями, после операций и сотрясений головного мозга в исследовании не участвовали. Далее в карту заносилось самочувствие человека и его жалобы (головная боль, головокружение, звон в ушах, бессонница и т.д.) до и после проведения процедуры.

Исследование кровоснабжения головного мозга производилось с помощью реоэнцефалографии (РЭГ). На голову участника накладывалось 6 электродов диаметров 5-30 мм; для лучшего контакта с поверхностью кожи и уменьшения ее сопротивления использовался солевой раствор. Расположение электродов во время процедуры было следующим: по 2 на лобной (фронто-мастоидальные отведения правого (Fmd) и левого (Fms) полушарий головного мозга) и затылочной зонах (окципито-мастоидальные отведения правого (Omd) и левого (Oms) полушарий головного мозга), и 2 референтных электрода на сосцевидных отростках; все электроды фиксировались при помощи эластичной резиновой ленты. В результате процедуры были исследованы следующие показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин.), реографический индекс (РИ, у.е.), время распространения пульсовой волны (Q_x, с), тонус крупных (Vmax, Ом/с), средних и мелких сосудов (Vcp, Ом/с), диастолический индекс (ДИА, %) и коэффициент ассиметрии (КаРИ, %).

Во время исследования у студентов записывалась реоэнцефалограмма в нескольких состояниях. Вначале фиксировалось состояние спокойного бодрствования, затем студентам давалось задание с когнитивной нагрузкой (счет с усложнением – выполнение двух последовательных математических операций с предъявленным числом). После этого записывалось состояние восстановления. Все три состояния фиксировались как в одноразовых медицинских масках, так и без них.  При завершении процедуры исследования участник вновь проходил анкетирование о своем самочувствии, отмечались появившиеся жалобы.

Статистическая проверка полученных результатов производилась при помощи таких программ как Microsoft Excel 2010 и SPSS Statistics 22.0 для Windows. Все обнаруженные эффекты считались статистически значимыми при условии р˂0,1.

Результаты исследования и их обсуждения. Количественный анализ показал, что до использования медицинских масок участниками значения основных реографических показателей соответствовали их физиологической возрастной норме. Однако показатель времени распространения пульсовой волны (Q_x) в окципито-мастоидальных отведениях обоих полушарий ниже физиологической нормы. Показатели тонуса крупных, средних и мелких артерий (Vmax, Vcp) в фронто-мастоидальных отведениях левого и правого полушарий выше физиологической нормы. Коэффициент асимметрии (КаРИ) в обоих полушариях в фронто-мастоидальных отведениях выше физиологической нормы. Выявлено, что частота сердечных сокращений в покое у студентов при этом составляла 79,1±16,1 уд/мин.

После того как участники исследования провели некоторое время в медицинских масках большинство основных реографических параметров остались в пределах физиологической нормы, но в сравнении с состоянием покоя – увеличились. Показатели тонуса крупных, средних и мелких артерий (Vmax, Vcp) были повышены в фронто-мастоидальных отведениях обоих полушарий, но по сравнению с фоновыми значениями снизились. Диастолический индекс (ДИА) в фронто-мастоидальном отведении левого полушария был ниже физиологической нормы, а также ниже значения в состоянии покоя. Коэффициент асимметрии (КаРИ) был выше физиологической нормы; значения окципито-мастоидальных отведений обоих полушарий значительно увеличились в сравнении со значениями покоя. Отмечалось увеличение частоты сердечных сокращений до 80,2±13,3 уд/мин.

В результате анализа всех получившихся данных получается, что статистически значимые различия имеет лишь показатель, характеризующий время распространения пульсовой волны (Q_x) в фронто-мастоидальных отведениях левого и правого полушарий и окципито-мастоидальном отведении левого полушария.

По результатам анализа анкетных данных можно говорить о выявленном влиянии медицинских масок на самочувствие обследуемых. Участники исследования после продолжительного пребывания в маске отмечали такие жалобы как одышка («тяжелое дыхание»), головная боль, звон в ушах; общее самочувствие после эксперимента большинство из участников отмечали как нормальное или плохое.

В ходе проведенного исследования было установлено влияние средств индивидуальной защиты органов дыхания на кровоснабжение головного мозга у студентов. Наиболее яркие отклонения видны по показателям, которые характеризуют тонус магистральных артерий (Q_x ), крупных (Vmax), средних и мелких сосудов (Vcp). В сравнении с физиологическими нормами значения этих показателей выше, что говорит о наличии признаков низкого тонуса сосудов разного калибра. Сниженный тонус показывает, что скорость движения крови во всех исследуемых бассейнах возрастает. При усиленной работе коры мозга, например, при чтении, решении когнитивных задач, кровоток в отдельных зонах возрастает на 20-60%, т.к. происходит расширение мозговых сосудов [1, 2]. Участники исследования выполняли когнитивную работу и находились при этом в медицинской маске, возможно, поэтому и произошло снижение тонуса сосудов, и как следствие увеличение скорости кровотока.

Кроме этого, сами участники исследования говорили о том, что после пребывания в маске им несколько тяжело дышать. Одышка считается субъективным ощущением нехватки кислорода. Дискомфорт возникает в результате неврологической реакции на прикосновение к лицу более горячего воздуха [6]. Есть мнение, что при использовании маски воздух вокруг (непосредственно в самой маске) кажется теплее, и организм пытается вернуть комфортную для него температуру по средствам быстрого вдыхания и выдыхания [6].

В результате нарушения притока кислорода, необходимого для нормального функционирования головного мозга, могут возникать нарушения мозгового кровообращения. А нарушение кровообращения в след за этим, при несвоевременном лечение приводит к серьезным осложнениям, например гипоксии. Вообще существует множество причин недостаточного мозгового кровообращения. Кроме генетической наследственности, к причинам можно отнести нарушения в работе сердца, повышенное артериальное давление, избыточный вес, злоупотребление спиртными напитками и табачными изделиями, стресс и нервные напряжения и т.д. [2, 5]. В совокупности с недостаточным количеством воздуха при длительном использовании гигиенической маски это может привести к неблагоприятным последствиям и изменениям в организме.

На примере данного исследования, видно, что ношение средств индивидуальной защиты органов дыхания влияет на самочувствие и здоровье людей. Сами участники отмечают ухудшение самочувствия после использования медицинской маски в течение некоторого времени. Для того что более досконально изучить этот вопрос необходимо обследовать гораздо больше людей и исключить другие факторы, которые могут оказывать влияние на здоровье участников. А также сравнить, какое влияние оказывают на человека различные виды средств индивидуальной защиты органов дыхания.