Распознавание знаков дорожного движения. Прикладное использование M2M-технологий: разработка iOS-приложений для распознавания дорожных знаков

НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА МОНОАМИНОВ

Как было отмечено в предыдущей главе, полиэтиологичность эндогенной депрессии указывает на наличие каких-то общих звеньев в патогенезе этого заболевания. В настоящее время наибольшее признание имеет так называемая моноаминная гипотеза патогенеза депрессии. Она сводится к тому, что при эндогенной депрессии имеется дефицит в мозге норадреналина и (или) серотонина (Schiedkraut J., 1965; Coppen A 1967; Лапин И. П., Оксенкруг Г. Ф., 19G9).

Как известно, норадреналин и серотонин выполняют роль медиаторов в центральной нервной системе и, что особенно важно, в тех отделах мозга, которые участвуют в формировании эмоций, инстинктивного поведения, побуждений, а также вегетативной и нейроэндокринной регуляции. Тела моноаминергических нейронов расположены в верхних отделах ствола мозга и в среднем мозге, а их аксоны достигают ядер лимбической системы, гипоталамуса, нижних отделов ствола мозга, коры мозжечка и неокортекса. Таким образом, синаптические окончания отростков этих нейронов взаимодействуют с основными функциональными областями мозга. Учитывая, что каждый нейрон имеет многие тысячи синаптических окончаний, комплекс моноаминергических нейронов может осуществлять наиболее сложные интегративные процессы.

Синтез норадреналина осуществляется в нейронах из тирозина, предшественником которого является фенилаланин. Тирозин под влиянием тирозингидроксилазы превращается в диоксифенилаланин (ДОФА). Путем декарбоксилирования ДОФА превращается в дофамин, который, в свою очередь, под действием дофамин-бета-гидроксилазы превращается в норадреналин. Норадреналин накапливается в пресинаптическом окончании в гранулах, из которых под влиянием нервного импульса он выбрасывается в синаптическую щель и, взаимодействуя с рецепторами постсенаптического окончания, осуществляет передачу нервного импульса на следующий нейрон. В синаптической щели разрушение норадреналина осуществляется катехолометилтрансферазой. Значительная часть неразрушенного медиатора проникает через пресинаптическую мембрану в пресинаптическое окончание («обратный захват» - reuptake), где либо разрушается моноаминоксидазой (МАО), либо вновь поступает в гранулы.

Серотонин образуется из незаменимой аминокислоты триптофана, превращающегося под влиянием триптофангидроксилазы в 5-окситриптофан, который, в свою очередь, путем декарбоксилирования превращается в серотонин. Медиаторная функция серотонина осуществляется так же, как и норадреналина, а в инактивации серотонина в пресинаптическом окончании участвует МАО.

В пользу моноаминергической теории патогенеза депрессии говорят три группы фактов.

Первая группа - фармакологические данные. Две главные группы антидепрессантов - ингибиторы МАО и трициклические препараты - обладают серотонино и адренопозитивным эффектом. Первые необратимо тормозят МАО, препятствуя тем самым разрушению медиаторов в пресинаптических окончаниях, вторые затрудняют обратный захват, за счет чего увеличивается время пребывания медиаторов в синаптической щели и таким образом, удлиняется период взаимодействия моноаминов с рецепторами. Против этого доказательства часто выдвигают следующие возражения:

а) антидепрессанты помогают не во всех случаях депрессии;

б) несмотря на то, что они действуют на одни и те же медиаторные системы, спектры их терапевтического эффекта весьма отличаются;

в) появляются антидепрессанты, непосредственно не воздействующие на моноаминергические структуры, например иприндол;

г) препараты типа амфетаминов обладают выраженным центральным адренопозитивным эффектом, но не являются антидепрессантами.

Первое из возражений представляется малоубедительным, поскольку средние показатели эффективности антидепрессантов (50-75%) достаточны для подтверждения присущего им антидепрессивного действия, а оставшиеся случаи безуспешной терапии удовлетворительно объясняются различными обстоятельствами, не имеющими прямого отношения к механизму действия этих препаратов: слишком быстрым их разрушением в организме, недостаточной силой терапевтического действия для данного больного, клиническими особенностями депрессии, в частности присоединением деперсонализации, которая обусловливает резистентность к антидепрессивной терапии, и т. д.

Различия в особенностях терапевтического действия отдельных антидепрессантов частично объясняются тем, что препараты в разной степени воздействуют на серотонин- и адренергические процессы. Кроме того, они обладают и другими свойствами: трициклические антидепрессанты - холинолитическим эффектом, ИМАО влияют также и на ГАМК-эргические структуры и т. н. Антидепрессивные свойства препаратов, непосредственно не влияющих на моноаминергические процессы, могут быть объяснены двумя причинами: во-первых, дефицит моноаминов, вероятно, является важным, но не единственным звоном патогенеза депрессии; во-вторых, как видно на примере бензодназепинов, некоторое влияние на активность оборота норадреналина и серотонина при стрессе может осуществляться ими опосредованно, путем активации ГАМК-эргичоских процессов. Наконец, отсутствие антиденрессивного эффекта у амфетамина (фенамина), очевидно, обусловлено изолированным воздействием на адренергические, но не серотонинергические процессы. Другим подтверждением моноаминовой гипотезы является депрессогенный аффект резерпина, фармакологическое действие которого основано на истощении содержания норадреналина, серотонина и дофамина в нервных окончаниях. То, что «резерпиновая депрессия» возникает у предрасположенных людей (приблизительно в 6% по данным F. К. Goodwin, W. Е. Bunney, 1971), по противоречит гипотезе, а лишь подтверждает, что дефицит моноаминов является важным, но не единственным звеном в патогенезе эндогенной депрессии.

Вторая группа доказательств основана на определении уровня биогенных аминов и продуктов их метаболизма у больных депрессией. Поскольку их непосредственное прижизненное определение в мозге больного человека невозможно, о концентрации и интенсивности обмена серотонина и норадреналина судят по содержанию этих моноаминов и продуктов их метаболизма в моче, крови ч спинномозговой жидкости.

Как известно, главным продуктом обмена серотонина в ЦНС к на периферии является 5-оксипидол-уксусная кислота (5-ОИУК), а норадреналина - вапилилминдальная кислота (ВМК) и З-мотокси-4-окси-фепилэтил-гликол (МОФГ). Первые исследования моноаминов и их метаболитов у больных депрессией казались весьма противоречивыми, поскольку больная часть этих веществ, обнаруженных в биологических жидкостях организма, имеет периферическое происхождение. Однако в дальнейшем было показано, что ВМК целиком является продуктом превращения периферического норадреналина, в то время как значительная часть МОФГ образуется из норадреналина в тканях мозга (Ebert M., Kopin I., 1975).

В ряде исследований было показано, что содержание МОФГ и моче больных депрессией понижено, однако в дальнейшем у части больных эндогенной депрессией подобного снижения обнаружить не удалось. На основании этого были сделаны попытки выделить отдельные типы депрессии по величине экскреции МОФГ (Luchins D., 1970). Однако следует учесть, что, во-первых, не весь МОФГ в моче центрального происхождения и у части больных его содержание может повыситься при стрессе или из-за повышенной моторной активности за счет усиления норадренергических процессов на периферии. Во-вторых, в подобных исследованиях обычно не учитывают этан и синдром депрессивной фазы, которые, как будет показано ниже, очевидно, могут существенно влиять на обмен катехоламинов. Кроме того, учитывая большие индивидуальные различия между отдельными людьми и малочисленность групп, надежные данные в исследованиях такого рода могут быть получены лишь тогда, когда сам больной служит себе контролем, т.е. когда обрабатывают разность показателей, полученных у одного и того же больного в период депрессии и в интермиссии. Таким образом, данные о снижении уровня норадреналина в мозге при депрессии, полученные на основании определения МОФГ в моче, недостаточно убедительны, хотя у значительной части больных подобные изменения найдены.

Как указывалось выше, неизмененные биогенные амины, ВМК и большая часть 5-ОИУК, определяемые в моде и кропи, периферического происхождения и но позволяют судить о метаболизме норадреналина и серотонина в ЦНС. Поэтому особенный интерес представляют их исследовании к спинномозговой жидкости. В статье F. Goodwin, W. Potter (1978) приводятся сводные данные четырех работ о содержании МОФГ в СМЖ у больных депрессией: в двух на них было отмечено снижение МОФГ по сравнению с контролем, в двух других разницы не обнаружили.

Из 6 работ разных авторов лишь в 3 было отмечено уменьшение содержании ВМК в ликворе у депрессивных больных, Столь, же неоднородны данные в отношении 5-ОИУК: из 10 исследований только в 5 было отмечено сниженное по сравнению с контролем содержание в ликворе этого продукта обмена серотонина.

Поскольку продукты метаболизма моноаминов весьма быстро выводятся из ликвора в кровь, можно предположить, что их концентрация определяется не только скоростью поступления из тканей мозга, но и скоростью удаления из спинномозговой жидкости. Учитывая это, в последнее время для подобных исследований применяют пробенесид, который тормозит транспортную систему, выводящую ВМК и 5-ОИУК (но не МОФГ) в кровь, и приводит к их накоплению в ликворе. В этой же статье приводятся данные 5 исследований, выполненных с пробенесидом: в 4 из них накопление ВМК и 5-ОИУК было значительно ниже, чем в контроле, и лишь в одном - таким же (но эта последняя работа включала всего 11 наблюдений).

Таким образом, более чем в половине работ были приведены данные, позволяющие предполагать, что у больных депрессией имеется снижение уровня норадреналина и серотонина в мозге. Были сделаны также попытки прямого определения уровня биогенных аминов в мозге внезапно погибших больных депрессией. Эти исследования включают лишь единичные наблюдения и малоубедительны. Тем не менее в них было показано снижение содержания серотонина в отдельных участках мозга (Luchins D., 1976).

Третья группа фактов. Если дефицит норадреналина и серотонина в мозге действительно является существенным звеном патогенеза депрессии, то эти вещества должны были бы обладать антидепрессивным действием. Однако биогенные амины не проникают через гематоэнцефалический барьер, поэтому для терапии больных депрессией были применены их предшественники - L-ДОФА и L-триптофан, проникающие в мозг и там превращающиеся в катехоламины и серотонин. Данные об антидепрессивном эффекте ДОФА в подавляющем большинстве отрицательны, хотя в отдельных случаях отмечали уменьшение психомоторной заторможенности или переход в манию (Bunney W., 1970).

Антидепрессивный эффект триптофана был отмечен не но всех работах (Carrol В., 1971), но значительной части исследователей удалось его установить, особенно в тех случаях, где триптофан применялся в сочетании с ИМАО (Михаленко И. Н., 1973).

Наши наблюдения соответствуют этим литературным данным: терапевтический эффект триптофана, применяемого в чистом виде, обнаруживался при неглубоких депрессиях. Даже небольшой процент бесспорно установленных случаев положительного терапевтического эффекта (т. е. при достоверном отсутствии вероятности спонтанной ремиссии или какого-либо другого терапевтического воздействия) указывает на то, что препарат, в данном случае триптофан, в определенной мере обладает специфическим антидепресснвным действием, а именно это и является принципиальным вопросом.

Триптофан помогает не во всех случаях депрессии, но практически ни один метод лечения, включая и ЭСТ, не дает 100% положительных результатов, а ряд факторов может препятствовать реализации эффекта триптофана: не весь триптофан поступает в ЦНС для синтеза серотонина: часть превращается в серотонин на периферии, часть идет на кинурениновый путь метаболизма, причем не исключено, что некоторые продукты обмена, образовавшиеся на этом пути, могут препятствовать антидепрессивному действию (Лапин И. П., Гура С, 1973). Следует также учесть, что повышению дозы триптофана препятствуют побочные явления, а кроме того, ее увеличение активирует фермент триптофанпирролазу, направляющий триптофан на кинурениновый путь (Curzon G., 1969). Замедление инактивации триптофана и продуктов его превращения вплоть до серотонина, осуществляемое ингибиторами МАО, резко усиливает терапевтический эффект триптофана и самого антидепрессанта.

Отсутствие антидепрессивного эффекта у L-ДОФА представляется более очевидным, однако это еще не позволяет отрицать роль дефицита НА в патогенезе депрессии. Во-первых, побочные эффекты ДОФА значительно тяжелее, чем у триптофана, и в большей степени препятствуют наращивания доз, так что отсутствие антидепрессивного действии может быть связало с недостаточностью дозы. Во-вторых, усилить аффект ДОФА ингибиторами МАО рискованно из-за реакции.

Несовместимости между этими препаратами. В-третьих, основная масса введенного ДОФА превращается в дофамин, затем норадреналин и далее в адреналин на периферии, а между адреналином на периферии и норадреналином в мозге существуют реципрокные отношения (Бару А. Ы., 1970), так что увеличение уровня адреналина при введении ДОФА противодействует увеличению уровня норадреналина в тканях мозга.

Таким образом, ни одна из трех приведенных групп факторов не противоречит, а в большинстве соответствует гипотезе, согласно которой дефицит норадреналина и серотонина играет роль в патогенезе депрессии. Неоднозначность экспериментальных, главным образом косвенных, данных привела к значительному расхождению в их трактовке. В первое время был поставлен вопрос о том, какой же из медиаторов - норадреналин или серотонин - играет ведущую роль в патогенезе депрессии. Так были созданы «катехоламиновая» и «серотониновая» гипотезы патогенеза депрессии. Однако дальнейшее накопление фактов заставило отказаться от столь прямолинейного подхода, и большинство исследователей придерживаются унитарной гипотезы, согласно которой при депрессии имеется дефицит и НА, и серотонина, причем каждый из этих моноаминов «ответствен» за определенный комплекс психопатологической симптоматики: серотонин - за настроение, а НА - за двигательную активность (Лапин И. П., Оксенкруг Г. Ф.,1969). Сопоставление терапевтического действия трициклических антидепрессантов (амитриптилина и имипрамина) и их деметилированных производных (нортриптилина и дезипрамина) показало, что первые в большей степени обладают противотревожным компонентом действия и в то же время препятствуют обратному захвату серотонина, в то время как деметилириванные производные влияют преимущественно на обратный захват норадреналина, т.е. обладают более чистым норадреналинопозитивным эффектом.

На основании этого можно сделать вывод, что дефицит серотонина связан с тревогой.

Из этих же клинико-фармакологпчееких и биохимических данных конструируются гипотезы, согласно которым существуют клинически сходные, но биохимически различные формы депрессии - серотониндефицитарные и норадреналиндефицитарные. Первые соответственно лучше лечатся препаратами типа амитриптилина, вторые - дезипрамином пли нортриптилином (Goodwin F., Potter W., 1978). Очевидно, подобный подход еще слабо аргументирован, и хотя ряд авторов исследует возможность «биохимической группировки» депрессии, для этого необходимы дальнейшие фактические данные.

НАРУШЕНИЕ СЕКРЕЦИИ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ

В ряде исследований было отмечено повышение уровня глюкокортикоидов у больных эндогенной депрессией (Gibbons J., Mc Hugh, 1962 и др.). Как известно, секреция глюкокортикоидов осуществляется под влиянием АКТГ, выделяемого задней долей гипофиза; в свою очередь, секреция АКТГ стимулируется образуемым в гипоталамусе кортикотропина-рилизинг-фактором (КРФ). Регуляция секреции глюкокортикоидов осуществляется по принципу отрицательной обратной связи: избыток гормона в крови приводит к угнетению секреции КРФ, что влечет за собой снижение уровня АКТГ и соответственно уменьшение секреции глюкокортикоидов. Чрезмерное снижение уровня глюкокортикоидов в крови активирует выделение КРФ. Таким образом, в нормальных условиях содержание кортикостероидов автоматически поддерживается на стабильном уровне.

Стресс стимулирует выброс кортикостероидов. В норме имеются отчетливые циркадные колебания секреции глюкокортикоидов: у человека и дневных млекопитающих их максимальный уровень отмечается во второй половине ночи и первые утренние часы, минимальный - поздно вечером и в начале ночи.

Для выявления нарушений регуляции функции коры надпочечников используется дексаметазоновый тест (ДТ). В норме введение синтетического глюкокортикоида дексаметазона по механизму отрицательной обратной связи приводит к уменьшению секреции глюкокортикоидов надпочечниками. В тех случаях, где регуляция нарушена (например, при болезни Иценко-Кушинга), нагрузка дексаметазоном не вызывает снижения секреции АКГТ и гормонов коры надпочечников. Подобное уменьшение чувствительности организма к тормозящему действию дексаметазона было отмечено и у больных эндогенной депрессией (Carrol В., Curtis G., Mendels J., 1976, и др.), хотя не во всех исследованиях удалось подтвердить этот факт. Одной из возможных причин этих расхождений является доза дексаметазона (2 мг), рассчитанная на выявление таких грубых нарушений, как болезнь Иценко-Кушинга, при которой секреция глюкокортикоидов нарушена в несравненно большей степени, чем при депрессии. Увеличение чувствительности дексаметазонового теста было достигнуто за счет удлинения интервала между дачей дексаметазона и определением уровня глюкокортикоидов, причем нарушения ДТ были обнаружены у значительной части больных эндогенной депрессией (Carrol В., Curtis, G., Mendels J., 1976).

Учитывая эти данные, а также связь секреции рилизинг-факторов с содержанием биогенных аминов в гипоталамусе (Frohman L., Stachura M., 1975), нами совместно с М. Н. Остроумовой была исследована реакция на дексаметазон у больных с различными формами депрессии. Для увеличения чувствительности ДТ была использована его модификация, предложенная М. Н. Остроумовой (Остроумова М. П., Цыркина Е. В., 1978), при которой доза дексаметазона составляла 0,5 мг. Исследование ставило целью:

Выявить частоту и степень нарушений ДТ у больных с различными формами депрессии: эндогенной, реактивной, а также в рамках шизофрении, инволюционного и органического психозов;

Провести сравнение ДТ у одних и тех же больных в период депрессии и интермиссии;

Попытаться установить связь между показателями ДТ и уровнем биогенных аминов у больных депрессией и в контрольной группе.

Для этого изучали влияние предшественников норадреналина и серотонина - ДОФА и триптофана, а также некоторых психотропных препаратов на показатели ДТ.

Дексаметазоновый тест проводили в первые дни после поступления в больницу (обычно на 2-4-й день) до начала терапии. Если же больной до госпитализации получал психотропные лекарства, то перерыв перед исследованием составлял не менее 7-10 дней. В 9 ч первого дня исследования у больного натощак брали кровь из вены. В 23.00 того же дня давали 0,5 мг дексаметазона, а в 9.00 следующего дня брали повторную пробу крови. 11-Оксикортикостероиды (11-ОКС) определяли в сыворотке крови флюрометрическим методом. Высчитывали процент подавления секреции 11-ОКС после нагрузки дексаметазоном, и если он был меньше 30%, то тест считали патологическим.

ДТ был проведен у 52 больных эндогенной депрессией - 15 мужчин и 37 женщин в возрасте от 18 до 65 лет. У 29 из этих больных ДТ проводился в динамике в период депрессии и в ремиссии. Кроме того, исследовали 8 больных реактивной депрессией, госпитализированных по поводу суицидных попыток, 9 больных с депрессивно-параноидным синдромом в рамках шизофрении и инволюционного психоза, причем у этих больных бред, галлюцинации и синдром Кандинского-Клерамбо сочетались с отчетливой депрессией, характеризовавшейся суточными колебаниями настроения и витальной тоской. Контрольная группа включала 85 здоровых людей - 22- мужчины и 63 женщины в возрасте от 20 до 65 лет и 11 психотических больных, главным образом шизофренией, без депрессии. Результаты ДТ представлены в табл. 6. Как видно из таблицы, средние показателя у больных эндогенной депрессией статистически достоверно отличались от контроля, причем резистентность к дексаметазону (патологический ДТ - подавление меньше 30%) была обнаружена у 36 больных из 52, т.е. у 69%, в то время как в контрольной группе патологический ДТ обнаружился у 8 из 85 человек, т.е. у 9%. Эти различия также являются статистически значимыми. При исследовании ДТ в динамике было обнаружено, что у всех больных в период ремиссии произошла нормализация показателен, что видно из табл. 7.

ТАБЛИЦА № 6

Результаты дексаметазонового теста у больных депрессией и в контрольных группах
	Число наблюдений	Уровень 11-ОКС мкг/л
		Исходный	После дексаметазона
Здоровые
Эндогенная депрессия				19±5 (р<0,001)
Реактивная депрессия
Депрессивный синдром у больных шизофренией				14±10 (р < 0,001)
Психотические больные без депрессии

ТАБЛИЦА № 7

Результаты дексаметазонового теста у больных МДП в динамике
Депрессия			Ремиссия
11-ОКС мкг/л			11-ОКС мкг/л
Исходный	После дексаметазона		Исходный	После дексаметазона

Таким образом, приведенные данные отчетливо показывают, что нарушение регуляции секреции кортикостероидов (патологический ДТ) связано с приступом эндогенной депрессии: показатели теста в период депрессии достоверно отличались от контроля, а после прекращения фазы полностью нормализовались. Во время депрессии была не только снижена чувствительность к тормозящему действию дексаметазона, но и исходный уровень 11-ОКС был повышенным. Тот факт, что показатели, полученные у больных МДП в ремиссии, полностью идентичны показателям здорового контроля, указывает на то, что обнаруженные в депрессии нарушения присущи именно состоянию депрессии, а не самому МДП на разных этапах этого заболевания (т. е. не только в депрессии, но и в мании и интермиссии). Учитывая это, ДТ, очевидно, может быть использован как вспомогательный метод для распознавания депрессии.

То, что ДТ оказался патологическим лишь у 2/3 больных эндогенной депрессией, вероятно, зависит от ряда факторов: во-первых, сама методика оценки эффекта дексаметазона по показателям 11-ОКС в крови несет в себе определенную вероятность ошибки: секреция кортикостероидов надпочечниками осуществляется не равномерно, а короткими пиками продолжительностью по несколько минут, с последующими интервалами. Поэтому, хотя взятие крови производится 2 дня подряд в одно в то же время, не исключена возможность, что в один из дней забор крови будет осуществлен на высоте пика, а в другой день - на спаде. Это обстоятельство создает вероятность искажения данных теста в каждом отдельном случае, хотя при оценке средних результатов группы эти колебания, направленность которых случайна, должны нивелироваться. Вторая причина может заключаться в недостаточно четкой группировке больных. Результаты применения дибензодиазепинов (см. гл. 4 и 6) показали, что у части больных с отчетливо выраженной депрессивной симптоматикой в рамках тревожно-депрессивного состояния ведущим компонентом синдрома была тревога, а собственно депрессивная симптоматика могла рассматриваться как-вторичная. И хотя у этих больных диагностировалась эндогенная (чаще инволюционная) депрессия, показатели ДТ могли оказаться ненарушенными. В-третьих, хотя у части больных подавление 11-ОКС расценивалось как нормальное (30-40%), в период ремиссии они увеличивалось до 60-80%. Это указывает на то, что 30%-ный критерий как показатель патологического ДТ является условным.

Учитывая эти замечания, можно утверждать, что изменения чувствительности систем, регулирующих секрецию кортикостероидов, являются достаточно надежным признаком эндогенной депрессии.

Больные с депрессивно-параноидным синдромом в рамках других нозологических форм реагировали на нагрузку дексаметазоном точно так же, как и больные эндогенной депрессией (см. табл. 6). Как указывалось выше, хотя симптоматика этих больных включала такие гетерогенные для МДП проявления, как брод преследования и отношения, галлюцинации, псевдогаллюцинации, явления психического автоматизма и др., собственно депрессивная симптоматика была выражена у них достаточно сильно и достигала уровня витальной тоски. Таким образом, патологический ДТ указывает на наличие депрессии психотического уровня, возникшей в рамках как чисто аффективного психоза, так и других психозов в сочетании с присущей этим психозам симптоматикой. Иначе говоря, в этих случаях биохимические механизмы депрессивных состояний идентичны. Это предположение подтверждается том, что показатели ДТ у больных шизофренией без выраженной депрессии были нормальными.

Нормальные показатели ДТ были обнаружены у 7 из 8 больных реактивной депрессией. Все эти больные были госпитализированы после суицидных попыток, обусловленных достаточно тяжелой психотравмирующей ситуацией. Их симптоматика включала тревогу, сниженное настроение. Основным содержанием их переживаний являлись события, связанные с психотравмой. В результате лечения транквилизаторами их психическое состояние обычно нормализовалось в течение нескольких дней, реже 1-2 нед. Эти наблюдения интересно сопоставить с тремя случаями реактивно спровоцированной эндогенной депрессии. Вначале они существенно не отличались от больных реактивной депрессией: их также госпитализировали после суицидных попыток, обусловленных психотравмой, однако результаты ДТ у них были патологическими, а в дальнейшем в течении 1,5 лет наблюдения у этих больных возникали повторные депрессии, а у 1 - и маниакальная фаза.

Таким образом, все приведенные данные свидетельствуют о том, что при депрессии (эндогенной и психотической) имеет место снижение чувствительности к тормозящему действию дексаметазона.

Отсутствие или слабое подавление уровня 11-ОКС дексаметазоном указывает на нарушение механизма обратной связи в регуляции секреции глюкокортикоидов. Можно предположить, что причиной этого нарушения, по крайней мере при депрессии, является дефицит биогенных аминов в мозге, контролирующих секрецию рилизинг-факторов в гипоталамусе, в том числе и кортикотропин-рилизинг-фактора. С целью установления роли серотонина и норадреналина в регуляции секреции глюкокортикоидов у группы больных ДТ проводился на фоне терапии триптофаном и ДОФА.

L-триптофан получили 20 человек: 8 больных эндогенной депрессией, 3 психически больных без депрессии и 5 испытуемых без психоза, в том числе 4 пожилых - старше 65 лет. L-ДОФА принимали И человек - 1 эндогенной депрессией, 2 больных психопатией, 6- с болезнью Паркинсона и 2 здоровых испытуемых.

ДТ проводили до начала терапии, а затем в ее процессе на максимальных дозах препарата. L-триптофан назначали в дозах от 3,5 до 7 г. в день, причем дозы приходилось на вторую половину суток для того, чтобы основная масса препарата поступала в организм в период меньшей активности триптофанпирролазы. Длительность курса составляла от 7 до 14 дней. Второе определение ДТ обычно приходилось на предпоследний и последний дни лечения. Результаты представлены в табл. 8.

В экспериментах на животных было показано, что повышение содержания НА в мозге уменьшает секреции кортизола, а его дефицит соответственно усиливает секрецию глюкокортикоидов (Scapagnini U. и Preziosi P., 1973). Это подтверждается опытами с непосредственным нанесением норадреналина на гипоталамус: норадреналин тормозил продукцию КРФ (Buckingham J., Hodges J, 1977).

Как видно на табл. 8, предшественник норадреналина ДОФА вызывал незначительное снижение исходного уровня 11-ОКС и одновременно несколько повышал чувствительность механизмов обратной связи к тормозящему действию дексаметазона.

Данные о действии серотонина на регуляцию функции надпочечников крайне противоречивы: с одной стороны, имеются наблюдения о том, что его предшественник - триптофан - увеличивает секрецию глюкокортикоидов (Vernicos-Danellis I., Berger P., Barchas J., 1973); с другой стороны, было показано, что под влиянием серотонина секреция АКГТ и кортизола снижается, а при его дефиците - увеличивается (Vermes I., Molnar D., Telegdy C, 1972). В исследованиях J. Buckingham, J. Hodges (1977) было четко показано, что нанесение серотонина на гипоталамус приводит к повышению продукции КРФ.

ТАБЛИЦА №8

Результаты дексаметазонового теста при лечении L -ДОФА, L -триптофаном, седуксеном и феназепамом
	Число наблюдений	Уровень 11-ОКС мкг/л до лечения
		Исходный	После дексаметазона
L-триптофан
Седуксен
Феназепам

ПРОДОЛЖЕНИЕ

	Число наблюдений	Уровень 11-ОКС мкг/л после лечения
		Исходный	После дексаметазона
L-триптофан
Седуксен
Феназепам

* Различия статистически достоверны.

Данные, приведенные в табл. 8, позволяют объяснить это противоречие: под влиянием триптофана статистически достоверно усилилось подавление секреции 11-ОКС дексаметазоном, что указывает на повышение чувствительности механизмов отрицательной обратной связи. При повышении чувствительности тормозящих механизмов можно было бы ожидать некоторого снижения исходного уровня 11-ОКС, однако лечение триптофаном не привело к его изменениям. С другой стороны, не наблюдалось и повышения уровня 11-ОКС, хотя, исходя из данных J. Buckingham и J. Hodges (1977),этого следовало ожидать.

Полученные нами данные становятся понятными, если предположить, что серотонин обладает двояким действием на секрецию глюкокортикоидов: с одной стороны, он стимулирует секрецию КРФ, непосредственно \ воздействуя на гипоталамус, с другой - он повышает чувствительность к тормозящему действию кортикостероидов, вероятно, за счет воздействия на экстрагипоталамические структуры. Если это предположение верно, то при высоком уровне серотонина в мозге повышение уровня кортизола (при циркадных подъемах или при стрессе) будет большим, но быстро затухаю­щим. Наоборот, при недостатке серотонина величина подъемов будет меньше, но нормализация уровня, обеспечиваемая отрицательной обратной связью, окажется замедленной либо полностью нарушенной, в результате чего должны сгладиться суточные колебания уровня кортизола, главным образом за счет вечерних часов, когда в норме он должен быть низким. Имеющиеся экспериментальные данные подтверждают это: препарат парахлорфенилаланин, обладающий антисеротониновым действием, сглаживает реакцию на стресс и циркадные колебания за счет повышения базального уровня кортикостероидов При эндогенной депрессии, которой свойствен дефицит серотонина, также были обнаружены резкие нарушения циркадного ритма секреции кортизола (Disrupted 24-hour Patterns..., 1973). Косвенным подтверждением того, что нарушенная регуляция секреции глюкокортикоидов при депрессии связана с моноаминергическими процессами, являются результаты применения у больных с тревожно-депрессивным синдромом транквилизаторов - производных бензодиазепинов: седуксена (диазепам) и феназепама. Седуксеном в дозах 30 мг в день лечили 6, а феназепамом (2-6 мг в день) - 27 больных женщин МДП (монополярное течение с поздним началом) и инволюционным психозом. ДТ проводили до начала и на 7-10-й день терапии.

Как известно, транквилизаторы этой группы уменьшают оборот норадреналина и серотонина в мозге, т.е. снижают скорость их разрушения и синтеза (Dominic J., Sinha A., Barchas S., 1975). За счет этого эффекта, вероятно, предотвращается истощение этих моноаминов в мозге и уменьшается их дефицит. Из табл. 8 видно, что действие транквилизаторов приводит не только к снижению исходного уровня 11-ОКС, что можно было бы ожидать, учитывая антитревожное (антистрессорное) действие этих препаратов (Вальдман А. В., Козловская М. М., Медведев О. С, 1979), но одновременно достоверно увеличивается подавляющее действие дексаметазона. Поскольку при тревога (стрессе) быстрее происходит истощение норадреналина, так как его ресинтез идет медленнее, чем серотонина, то снижение исходного уровня 11-ОКС под действием транквилизаторов может быть объяснено накоплением норадреналина, в то время как накопление серотонина, очевидно, приводит к повышению чувствительности регуляторных механизмов обратной связи, т.е. к увеличению процента подавления 11-ОКС дексаметазоном.

На основании приведенных литературных и собственных данных можно сформулировать некоторые предположения о роли нарушений гипоталамической регуляции секреции кортикостероидов и дефицита биогенных аминов в патогенезе депрессии. Как упоминалось выше, имеющиеся данные указывают на то, что при эндогенной депрессии имеется дефицит норадреналина и серотонина в головном мозге, причем недостаток каждого из этих медиаторов связывается с определенными проявлениями эндогенной депрессии. Кроме того, норадреналин и серотонин участвуют в регуляции секреции кортикостероидов: дефицит норадреналина приводит к повышению уровня кортикостероидов, а дефицит серотонина - к его снижению, по одновременно и к нарушению регуляции по механизму отрицательной обратной связи. Дефицит обоих моноаминов должен привести к такому нарушению секреции глюкокортикоидов, когда при относительно высоком уровне в утренние часы отсутствует нормальное снижение их концентрации в вечерние и ночные часы. Таким образом, создаются условия, при которых имеет место повышенная секреция кортикостероидов, причем это повышение распространяется на весь суточный период, в результате чего различные ферментные системы находятся под непрерывным воздействием глюкокортикоидов. Другими словами, этот хронический гиперкортицизм, свойственный депрессии, можно представить как модель хронического стресса.

Известно, что стресс и гиперкортицизм приводят к обеднению мозга биогенными аминами (Bliss E., Zwanziger J., 1966). Конкретные механизмы, посредством которых гиперкортицизм приводит к снижению содержания норадреналина и серотонина, выявлены лишь частично. Так, имеются данные об активации кортикостероидами содержащегося в печени фермента триптофанпирролазы, который обеспечивает перевод триптофана на непуриновый путь обмена, уменьшая количество триптофана, поступающего в мозг и идущего на синтез серотонина (Curzon G., 1969). Кортикостероиды (следовательно, стресс) увеличивают активность и тирозинтрансаминазы печени, что приводит к снижению содержания тирозина в крови (Nemeth S., 1978). Это, в свою очередь, способствует уменьшению синтеза катехоламинов в мозге.

Таким образом, при депрессии создается своеобразный порочный круг: дефицит норадреналина и серотонина в мозге обусловливает повышенную секрецию шококортикоидов, а гиперкортицизм, в свою очередь, приводит к дефициту этих моноаминов. Эта гипотеза связывает между собой многочисленные данные о дефиците моноаминов, с одной стороны, и о повышении уровня глюкокортикоидов, а также нарушении циркадного ритма их секреции при эндогенной депрессии - с другой. Очевидно, возникновение подобного порочного круга может быть вызвано дефектами и нарушениями в различных звеньях патогенетической цепи, чем и объясняется полиэтиологичность МДП. Так, генетически обусловленная неполноценность отдельных ферментов, участвующих в синтезе и разрушении серотонина и норадреналина, может привести, особенно при наличии дополнительной нагрузки, к дефициту этих моноаминов. Такой дополнительной нагрузкой могут быть стресс, приводящий к усилению распада и синтеза моноаминов в мозге, и действие препаратов типа резерпина, которые также вызывают ускоренный распад серотонина и норадреналина. Действительно, хорошо известно, что острые стрессорные ситуации провоцируют («преципитируют») приступы депрессии, а резерпин вызывает депрессии у значительной части предрасположенных больных. В этих случаях патологический процесс «запускается» в «моноаминном звене» патогенеза. В других случаях первичным звоном являются «стрессорно-кортикостероидное» звено. Так, известно, что лица с. синдромом Кушинга различного происхождении часто страдают депрессивными состояниями. Весьма часто появление депрессий связанно с, лечением кортикостероидными препаратами в течение длительного времени.

Как было показано в гл. I, хронический стресс достоверно повышает вероятность возникновения эндогенной депрессии. Все эти данные хорошо укладываются в предлагаемую гипотезу патогенеза депрессии. Но и каком бы звене ни произошли первоначальная по ломка, или «срыва», в основе патогенеза депрессии не жит нарушение взаимоотношении между этими звеньями, и болезненный процесс развертывается только тогда, когда оба звена - «дефицит моноаминов» и «нарушение секреции кортикостероидов» - образуют систему порочного круга (положительной обратной связи).

Этиология и патогенез монополярной депрессии мало изучены. Данные в пользу генетической обусловленности заболевания менее убедительны, чем при МДП. Тем не менее конкордантность по монополярной депрессии у однояйцовых близнецов составляет 46% против 20% у двуяйцовых; что же касается семейного окружения, то его влияние, видимо, очень невелико. Показано, что аффективные, двигательные и когнитивные расстройства при монополярной депрессии сходны с аналогичными синдромами при поражении базальных ядер. Поэтому была высказана гипотеза, что анатомический субстрат монополярной депрессии — поражение нейронных контуров, включающих базальные ядра и префронтальную область. Эта гипотеза была подтверждена путем исследования метаболизма глюкозы в структурах головного мозга с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Оказалось, что метаболизм глюкозы в хвостатом ядре и лобных долях у больных депрессией снижен, но восстанавливается при выздоровлении. Методом однофотонной эмиссионной томографии обнаружены соответствующие изменения кровотока в этих структурах. При МРТ у некоторых больных находят точечные очаги в подкорковом белом веществе. Однако эти изменения более характерны для депрессии с поздним началом, поэтому их значение с точки зрения патогенеза депрессии в целом остается неясным.

По данным ряда исследований, при рецидивирующей депрессии увеличено отношение объема желудочков к объему мозга, однако неясно, является ли это характерным проявлением депрессии или сопутствующей атрофией мозга.

Исследования мозга больных, покончивших с собой, указывают на нарушения норадренергической передачи, включая повышенное связывание лигандов с альфа1-адренорецепторами, альфа2-адренорецепторами и бета-адренорецепторами в коре, а также снижение общего количества и плотности норадренергических нейронов в голубоватом месте. Предполагают, что определенную роль играет серотонинергическая система, поскольку при депрессии снижены сывороточная концентрация триптофана, уровень 5-гидроксииндолуксусной кислоты (основного метаболита серотонина в ЦНС) в СМЖ и связывающая способность тромбоцитарного переносчика серотонина. У больных, покончивших с собой, повышено количество серотониновых рецепторов в мозге; имеются также признаки нарушения серотонинергической передачи на пре- и постсинаптическом уровне.

Снижение сывороточной концентрации триптофана (предшественника серотонина) у больных депрессией быстро приводит к прекращению действия антидепрессантов. В то же время у нелеченных больных снижение сывороточной концентрации триптофана значительно слабее влияет на настроение. Это говорит о том, что нарушение синтеза серотонина в нейронах, видимо, способствует развитию депрессии, но не служит ее непосредственной причиной.

Показано, что снижение серотонинергической активности в ЦНС гораздо сильнее коррелирует со свойствами личности (импульсивностью и агрессивностью), чем с настроением и депрессией как таковой.

При депрессии наблюдаются характерные эндокринные нарушения:

— отсутствие подавления секреции кортизола в короткой пробе с дексаметазоном;

— снижение секреции ТТГ в ответ на в/в введение протирелина (патологическая проба с тиролиберином).

Возможно, имеются и другие нарушения:

— нарушение ответа гипофиза на введение кортиколиберина;

— снижение спонтанной и индуцированной соматолиберином секреции СТГ;

— снижение секреции гонадотропных гормонов в ответ на введение гонадолиберина.

Изменения гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы позволяют предположить, что депрессия представляет собой нарушение реакций на стресс, обусловленное либо генетически, либо сильным стрессом в раннем возрасте, во время критических периодов развития нейроэндокринной системы. У крыс, подвергшихся в периоде новорожденности сильному стрессу (разлучение с матерью), в дальнейшем оказалась повышенной секреция кортиколиберина гипоталамусом, а также секреция АКТГ и кортикостерона в ответ на электрическое раздражение задних лап.

У больных депрессией лечение антидепрессантами нормализует функцию гипофизарно-надпочечниковой системы, а амитриптилин и ряд других антидепрессантов снижают экспрессию гена кортиколиберина и повышают экспрессию гена рецептора глюкокортикоидов, причем эти изменения совпадают по времени с наступлением клинического эффекта.

Суточные колебания симптоматики и нарушения суточного ритма секреции целого ряда медиаторов и гормонов позволяют предположить, что определенную роль в патогенезе депрессии играет нарушение регуляции биоритмов. Неизменный признак депрессивного приступа — уменьшение латентного периода быстрого сна (ускоренное наступление быстрого сна) и повышение удельного веса быстрого сна, а также, у некоторых больных, укорочение 4-й стадии сна.

Хотя подавление обратного захвата медиаторов наступает уже через несколько часов после приема антидепрессантов, их терапевтическое действие развивается только спустя несколько недель. Возможно, это действие обусловлено изменениями систем вторых посредников (например, G-белков).

В последние десятилетия внимание исследователей было направлено на изучение роли социальных и психологических факторов в развитии депрессий позднего возраста - «депрессогенных факторов» по L . Ciompi (1973). Это позволило преодолеть односторонний подход, при котором любой вид психической патологии в позднем возрасте рассматривался прежде всего как проявление развивающегося органического ослабоумливающего процесса. Например, Runge в 1930 г. писал, что все так называемые функциональные аффективные расстройства являются лишь «явлениями, сопутствующими старческому слабоумию».

При анализе психогении как «депрессогенного фактора» рассматриваются два ее аспекта: особая психологическая ситуация, определяющаяся процессами старения, и негативные влияния различных сопутствующих старению событий. При описании психологической ситуации обычно подчеркивается значение возникающих в старости таких проблем, как «конфронтация с приближающейся смертью», «утрата перспектив», «напряженность и трение с новым поколением», «нарастающее одиночество» и др. [ Ciompi L ., 1972]. Наряду с этим существуют определенные психотравмирующие факторы, отличающиеся особой патогенностью для лиц пожилого возраста. Наибольшее значение при этом имеют такие события, как потеря близких родственников и наступившее одиночество [Смулевич Н. А., 1989; Friedman V ., 1985]. Важную роль могут играть социальные перемены, вызывающие у лиц пожилого возраста нарушение психической адаптации. В частности, имеются сведения о патогенном влиянии смены жилья. Эта ситуация вызывает особый тип депрессии - «депрессию переезда» (Umzugsdepression - по B . Pauleinkhoff , 1958). Кроме того, депрессивные состояния у пожилых людей часто провоцируются такими событиями, как внутрисемейные конфликты и переход на пенсию («пенсионная депрессия»).

Внимание исследователей направлено на изучение роли «сосудистого фактора» в развитии депрессивного состояния. Вопрос о том, существуют ли так называемые сосудистые депрессии, т. е. депрессивные состояния, причиной которых становятся нарушения мозгового кровообращения, является до сих пор спорным. Достаточно распространена точка зрения, что в большинстве случаев развитие депрессии при сосудистом заболевании мозга является случайным совпадением, комбинацией двух болезненных процессов, каждый из которых широко распространен среди лиц пожилого возраста. К собственно сосудистым депрессиям ранее относилась лишь небольшая группа неглубоких реактивно окрашенных депрессивных состояний [Штернберг Э. Я., 1977]. Однако накопившиеся научные данные свидетельствуют о патогенетическом значении сосудистых нарушений при депрессивных состояниях.

Вместе с тем представленные сведения о широкой коморбидности депрессивных расстройств и цереброваскулярных нарушений не дают еще убедительного ответа на вопрос, могут ли сосудистые нарушения явиться каузальным фактором депрессии. Отмеченная широкая коморбидность может иметь и иную трактовку. Например, правомерно предполагать, что сосудистая патология лишь снижает порог для депрессогенного влияния средовых факторов [ Lawlor В., Anders on M ., 1995]. Есть основание и для другого предположения: развившаяся депрессия сама предрасполагает к возникновению расстройств мозгового кровообращения.

Еще не снят окончательно вопрос о роли наследственного предрасположения к развитию поздних депрессий (причем в свете вышеизложенного нельзя исключить опосредованное влияние наследственного фактора через коморбидную патологию).

Таким образом, в настоящее время доминирует точка зрения, что возникновение депрессий в старческом возрасте связано с кумулятивным действием различных факторов, или, по выражению P . Kielholz , существует «пучок причин», вызывающих поздние депрессии.

По отношению к патогенезу поздних параноидов могут быть рассмотрены все вышеприведенные факторы - конституциональные, ситуационные и соматогенные. Однако эпидемиологические исследования не подтвердили значение некоторых из них, в частности фактора одиночества, социального положения и др. Поэтому вполне обоснованным является высказанное Э. Я. Штернбергом (1983) мнение о том, что «эпидемиологические данные заставляют относиться с осторожностью к общепатогенетическому значению факторов, роль которых в отдельном случае заболевания может показаться убедительной». Такую же точку зрения ранее высказывал и G . Huber (1974).

Поскольку речь идет о психической патологии позднего возраста, следует отметить, что достаточно обоснованным были попытки связать ее возникновение с возрастными физиологическими сдвигами в организме, в частности с перестройкой функции гипоталамуса и эндокринных желез [Юферева Е. П., 1961; Жислин С. Г., 1962; Чхеидзе Н. Г., 1963]. Однако убедительных данных в этом отношении не получено, и поэтому более распространенной является точка зрения о том, что эндокринные и другие соматические инволюционные сдвиги скорее всего являются факторами, предрасполагающими к развитию психозов позднего возраста.

Клинические наблюдения показывают, что с увеличением возраста больных возрастает частота воздействия внешних и внутренних факторов, предшествующих развитию любого заболевания. Поэтому, как указывал И. В. Давыдовский (1966), «индивидуальное и персональное находит себе обилие психических и соматических преломлений» и патогенез психических болезней теряет свой чисто эндогенный характер, отражая общевозрастные закономерности.

www.psychiatry.ru

Этиология патогенез депрессии

По современным представлениям этиология депрессивных расстройств мультифакторная, включающая генетические, биохимические, гормональные, психологические и социальные элементы.

Нередко депрессия возникает как реакция на тяжелую жизненную ситуа- цию – реактивная депрессия.

Биологическим базисом депрессии является дефицит моноаминов, а также понижение чувствительности рецепторов, вызывающее компенсаторное ускорение кругооборота моноаминов и истощение их нейрональных депо (Анохина И.П., 1987). В функциональном отношении моноаминовые нейромедиаторные системы дифференцируются следующим образом:

• дофаминовая – участвует в регуляции моторной сферы (ответственна за развитие психостимулирующего эффекта);
• норадреналиновая – обеспечивает общее активирующее действие, под- держание уровня бодрствования, формирование когнитивных адаптационных реакций;
• серотониновая – тимоаналептический эффект, контроль за уровнем агрессивности, импульсивными влечениями, регуляцией аппетита, цикла «сон–бодрствование», антиноцицептивный эффект.

Аксональные проекции серотонинергических и норадренергических нейронов определяют формирование депрессивных симптомов: фронально–кортикальные проекции связаны с регуляцией настроения и когнитивными процессами; проекции на гипоталамус – влияние на аппетит, насыщение и сексуальную активность; лимбическая область – эмоциональные реакции и тревогу и проекции на базальные ганглии – влияние на психомоторные процессы. Кроме того, серотонин и норадреналин принимают участие в формировании эндогенных анальгетических механизмов путем подавления проведения болевого сигнала по нисходящим путям в головном и спинном мозге. Установлено (Lynch M., 2001), что антидепрессанты оказывающие двойственное влияние на реаптейк одновременно серотонина и норадреналина (трициклические, велаксин, дулоксетин и др.) – обнаруживают наиболее выраженное терапевтическое влияние на болевые симптомы (головная боль, фибромиалгия, функциональные желудочно–кишечные боли, идиопатическая боль). Если же в данный момент Вам нужны горящие туры в Турции, обращайтесь на сайт www.poisk-tour.com.

В последнее время все большее распространение получила концепция формирования некоторых депрессивных состояний вследствие дисбаланса (гипо–, гипер– или дисфункция) между норадренергической, серото- нинергической, а также дофаминергической и пептидергической системами в условиях дистресса. Подверженность пациентов стрессу имеет двоякое происхождение: биологическое – функционирование серотонинергических систем мозга на минимально допустимом уровне; и психологическое – наличие невротических особенностей личности. Эта двойная предраспо- ложенность может рассматриваться как точка отсчета процесса, ведущего к аффективной патологии на фоне психической травмы.

Депрессивные нарушения, Г.Я.Пилягин

* Публикуется по изданию:
Пилягина Г. Я. Депрессивные нарушения // Журнал практичного лікаря. - 2003. - № 1. - С. 40–49.

Депрессии, согласно данным ВОЗ, в настоящий момент являются одним из наиболее распространённых психопатологических нарушений.

Ежегодно депрессивные расстройства диагностируются не менее чем у 200 миллионов человек. Кроме того, в отличие от других видов психопатологических нарушений, депрессивные состояния в 40% случаев не диагностируются вовремя, так как при депрессиях непсихотического уровня аффективная патология часто манифестирует преимущественно в виде неврозоподобной сомато-вегетативной симптоматики, поэтому больные в большинстве случаев наблюдаются врачами-интернистами. Так как в подобной ситуации пациенты не получают адекватн ого лечения, это приводит к утяжелению и хронификации психи ческой патологии. Наиболее опасным является то, что недиагностированные и нелеченные депрессивные расстройства в ряде случаев заканчиваются самоубийством больных.

Цель данной статьи - рассмотреть различные аспекты патогенеза, клиники и лечения депрессивных расстройств, которые помогут врачам общей практики более адекватн о подходить к вопросам аффективных психопатологических расстройств.

Классификация, этиологи я и патогенез

В настоящее время классифицирование депрессивных нарушений (МКБ-10) направлено на выделение характера их течения и синдромологической представленности. По этиологи ческому принципу или по происхождению депрессивные расстройства делятся на три большие группы: психогенные, соматогенные и эндогенные.

Формирование психогенных депрессий является ответом психи ки на различные психотравмирующие воздействия. В частности, в основе депрессивных реакций можно обнаружить длительное или кратковременное воздействие психосоциальных стрессоров, нарушение межличностных взаимоотношений, трудовые конфликты.

Соматогенные депрессии (вторичные, симптоматические) возникают на фоне органического поражения головного мозга (черепно-мозговая травма, воспалительные процессы), постинтоксикационных состояний (алкогольная, нейротоксическая интоксикация), различных видов соматической патологии (артериальная гипертензия, атеросклероз и др.).

Этиологи я эндогенных депрессий сложна и выяснена ещё далеко не полностью. Аффективные психотические расстройства униполярные и биполярные (состояния, в прошлом квалифицируемые как маниакально-депрессивный психоз), хронические расстройства настроения (дистимия, циклотимия, инволюционная меланхолия) относятся к полигенным мультифакториальным аффективным нарушениям, так называемым болезням предрасположения (Крыжановский, 1995). В их возникновении, безусловно, большое значение имеет генетический фактор. Наследственно передаются аномалии подкорковых систем регуляции вегетативно-эндокринных процессов организма, снижающие адаптивн ые возможности человека (Бирюкович и др., 1979). Исследования последних лет свидетельствуют также о наличии генетической предрасположенности функциональных систем мозга к повышенной восприимчивости эмоционального стресса (Судаков, 1987). Не адекватн ое патологическое реагирование организма на изменения внешней среды обусловлено генетическими нарушениями в нейротрансмиттерном функционировании.

В отличие от других видов эндогенных психи ческих заболеваний, в частности шизофрении, манифестированию аффективных расстройств во многом способствуют факторы внешнего воздействия, в первую очередь психотравмирующие ситуации, например, внезапная «ломка» стереотипов жизни больного.

Патогенез депрессий, рассматриваемый с системных позиций, включает в себя как морфофункциональный (нейроанатомический, нейрофизиологический, нейрохимический), так и патопсихологический компоненты.

Генез аффективных расстройств обусловлен патологическим функционированием структур мозга, в частности лимбико-таламической и гипоталамо-гипофизарной. При этом лимбическая система является основным координатором, образующим интегративную цепь, через которую кортикальные центры регуляции эмоций посылают импульсы к гипоталамусу, а гипоталамические импульсы передаются гиппокампу. Дисфункция ретикулярной формации, как активирующей системы мозга, вызывает «энергетический дефект», снижение «биотонуса» мозговых механизмов, регулирующих настроение.

Определённую роль в патогенезе депрессии играют нарушения деятельности эпифиза, которые приводят к т. н. синдрому пониженного мелатонина (Rosental et al., 1985). Дефицит мелатонина, вырабатываемого эпифизом, нарушает циркадный ритм секреции кортизола, что в какой-то мере объясняет циркадную динамику психи ческого состояния при эндогенных депрессивных расстройствах (ухудшение психи ческого состояния по утрам и его улучшение к вечеру), а также наличие диссомнических нарушений.

Особая роль в формировании депрессий принадлежит гипоталамусу - центральному регулятору гомеостаза организма. Конституциональные или приобретённые нарушения в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе находят отражение к клинике депрессий и подтверждаются феноменом нейроэндокринного растормаживания. Истощение центральных медиаторных норадренергических структур реципрокно вызывает повышение периферической гормональной адреномедуллярной активности (Нуллер, Михаленко, 1988). Таким образом, формируется соматический симпатико-тонический синдром (тахикардия, сухость во рту, запоры, резкое снижение массы тела).

Одним из ведущих нейрохимических механизмов формирования депрессий является истощение катехоламиновой нейротрансмиттерной системы и связанное с этим повышение секреции кортизола. Кроме того, формирование аффективных расстройств обусловлено дисбалансом (гипо-, гипер- или дисфункция) взаимодействий между норадренергической, серотонинергической, а также пептидергической системами.

Моноаминовая теор ия патогенеза депрессий утверждает, что в их основе лежит дефицит норадреналина и/или серотонина. Однако, если у больных с гипоергическим типом депрессий дисфункция адренергической системы проявляется в замедлении синтеза катехоламинов и ускорении их активации, то при гиперергическом типе депрессий ведущим компонентом является понижение чувствительности адрено рецептор ов, вызывающее компенсаторное ускорение кругооборота катехоламинов и истощение их нейрон альных депо.

Нейрохимические характеристики дисбаланса и дефицитарности катехоламинов (норадреналин) и индоламинов (серотонин) соотносятся с определёнными характеристиками депрессивных расстройств (Бирюкович и др., 1979; Синицкий, 1986; Руководство по психи атрии, 1999). В случае тревожно-депрессивного синдрома активируются адренергические нейрон ы заднего гипоталамуса, мезэнцефальной ретикулярной формации, а также холинергические нейрон ы амигдалы. При тоскливой депрессии с выраженной идеаторно-моторной заторможенностью активируются серотонинергические нейрон ы амигдалы и переднего гипоталамуса, а также серотонинергические и дофаминергические нейрон ы гиппокампа.

В настоящее время установлено, что при депрессивных расстройствах выявляются нарушения в образовании нейропептидов гипоталамуса - рилизинг-факторов (либеринов). Через посредство гипофиза они влияют на различные гормональные функции организма. В частности, это лежит в основе гиперкортицизма, выявленного при депрессиях. Длительное повышение уровня кортизола в крови обусловлено состоянием дистресса мозга. В норме взаимоотношения секреции глюкокортикостероидов и моноаминовой нейротрансмиттерной системы носит характер обратной связи: избыток кортизола в крови тормозит выделение кортикотропин-рилизинг-фактора гипоталамуса и, соответственно, адренокортикотропного гормона гипофиза. В то же время непосредственное регулирующее влияние на секрецию кортикотропин-рилизинг-фактора оказывают норадреналин и серотонин. Дефицит адренергических нейротрансмиттеров и связанный с этим гиперкортицизм способствуют возникновению депрессивных расстройств путём формирования «патологического круга» в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе с положительной обратной связью.

Клиническая картина

В настоящее время выделяют две основные клинические группы депрессий: простые и сложные депрессии. К простым депрессиям относят шесть основных синдромальных типов: меланхолический, тревожный, анестетический, адинамический, апатический и дисфорический. В структуре сложных депрессий встречаются сенесто-ипохондрический синдром, а также депрессивный синдром с включениями бреда, галлюцинаций и кататонических расстройств.

Клиническая картина депрессивного синдрома характеризуется основной триадой симптомов, известной уже много лет: пониженное, подавленное настроение, идеаторная и моторная заторможенность. Отмечаются гнетущая безысходная тоска, переживаемая как душевная боль, общие тягостные ощущения (витальная депрессия), расстройства сна, суточные колебания состояния с ухудшением по утрам. Настоящее и будущее воспринимаются в мрачном свете. Возникают идеи самообвинения, самоуничижения, суицидальные мысли. Это картина типичной тоскливой или меланхолической депрессии , достигающей степени аффективного психоза.

Наиболее характерным соматическим проявлением эндогенных депрессий, обусловленным симпатикотонией, является триада В. П. Протопопова: мидриаз, тахикардия, запоры. Возможны нарушения менструального цикла (аменорея), возникновение диабетоподобного синдрома с характерной сахарной кривой.

Однако классический вариант депрессии встречается к клинической практике всё реже и присущ, как правило, аффективным психозам, которые лечатся, в основном, психи атрами. В том случае, когда глубина депрессии не столь велика и не выходит за рамки пограничного (невротического) регистра, психи атры говорят о редуцированной депрессии. Такие клинические проявления характерны для циклотимии. А пациенты с подобными нарушениями обращаются, прежде всего, к врачам-интернистам. В этом случае пациент отмечает угнетение настроения, безрадостность, снижение сообразительности и трудоспособности, преобладание физической истощаемости и повышенной утомляемости, сужение круга интересов и влечений, снижение либидо. В течение суток тоскливость, физическая слабость и снижение аппетита более всего выражены в утренние часы с облегчением к вечеру. Засыпание, как правило, не нарушено, возможна сонливость в течение дня.

Диагностическая структура депрессивного расстройства зависит от преобладания в его клинической картине тоски, тревоги или апатии. Это определяет вариант депрессивного синдрома. В зависимости от этого выделяют тоскливую (меланхолическую), тревожную и апатическую депрессию.

Тревожная депрессия в любом периоде жизни может встречаться как самостоятельный синдром, но в качестве симптома нередко преобладает в структуре депрессии в пожилом и старческом возрасте, оттесняя в этих случаях тоскливый компонент. Тревога проявляется в клинической картине депрессии чувством внутренней напряжённости, скованности, ожиданием неопределённой, но постоянной угрозы, несчастий в будущем. Настроение больными характеризуется как подавленное, многие склонны называть своё состояние «тоскливым», однако врач должен дифференцировать «тоску» от «тревоги». Тревожная депрессия отличается от тоскливого варианта (меланхолической депрессии) стремлением к нецеленаправленному двигательному беспокойству и навязчивому повторению одних и тех же неприятных мыслей. Выражение лица может быть озабоченным и растерянным, речь ускорена, высказывания отрывочны и кратки, характерно повторение одних и тех же вопросов, восклицаний, потирающих движений. Циркадное распределение тревоги иное, чем тоски. Тревожное настроение усиливается во второй половине дня. Характерно затруднённое засыпание. Сон, как правило, поверхностный с углублением его в утренние часы.

Апатическая депрессия отличается переживаниями безразличия, скуки, отсутствием инициативы, желаний, стремления действовать, часто сопровождаемых тягостным ощущением бесчувствия, эмоциональной опустошённости и безучастности. Как правило, такой больной на протяжении дня вял, безынициативен, нетороплив, предпочитает проводить время в постели и вести «вегетативный» образ жизни. Он может обнаруживать непродуктивность и нецеленаправленность мышлени я.

Описанные выше варианты депрессии относятся преимущественно к клинически завершённым и легко диагностируемым специалистами состояниям. На практике часто приходится сталкиваться с неразвёрнутыми, редуцированными, «маскированными» депрессиями, которые наиболее трудно поддаются диагностике и лечению (Крыжановский, 1995).

Название маскированной депрессии обусловлено тем, что депрессивная симптоматика скрывается под «маской» полиморфной клинической картины выступающих на первый план соматических проявлений - «депрессивных эквивалентов». Однако при любом варианте соматической депрессии первичными являются аффективные расстройства.

Основными «ядерными» симптомами маскированной депрессии являются: множество соматических жалоб сенесто-ипохондрического характера, которые не укладываются в определённую картину конкретного соматического заболевания. Выражены тенденции к изменчивости жалоб при тревожной установке в их описании; стёртая депрессивная симптоматика, сдвиги настроения, чувство безнадёжности в виде ощущения бес смысл енности жизни, пессимизм в отношении будущего; периодичность, сезонность сомато психи ческих расстройств (чаще весной или осенью); суточные колебания настроения с улучшением состояния в вечернее время, нарушения сна; склонность к «умственной жвачке»; нерешительность, ангедония, снижение профессиональных интересов, ухудшение контактирования с людьми, снижение интенсивных влечений (пищевых, половых); немотивировання тревога; отсутствие эффекта от соматотропной терапии при положительной реакции на антидепрессанты.

Полиморфность клинической симптоматики маскированных депрессий сводится к пяти обобщённым вариантам (Десятников, Сорокин, 1981): алгически-сенестопатический (абдоминальный, кардиалгический, цефалгический, паналгический); агрипнический; диэнцефальный (вегето-висцеральный, вазомоторно-аллергический, псевдоастматический); обсессивно-фобический; наркоманический. Маскированные депрессии лежат в основе соматоформных (соматизированных) расстройств. Последние, согласно МКБ-10, отличаются наличием множественных, повторно возникающих и часто видоизменяющихся симптомов, которые имеют место на протяжении ряда лет. Такие пациенты традиционно считаются «трудными», малокурабельными больными. Лечатся они длительно и безрезультатно, часто подвергаются различным обследованиям, иногда переносят повторные, не приносящие облегчения хирургические операции (Пилягина, 2002).

При проведении дифференциальной диагностики депрессий необходимо помнить, что их симптоматика может сочетаться или быть вторичной по отношению к соматической патологии (соматогенные, соматоформные депрессии). В частности, вторичные депрессивные реакции могут возникать при хронических лёгочных, желудочно-кишечных, неврологических и, особенно, онкологических заболеваниях. Характерно, что в таком состоянии значительно усилены алгические ощущения и их ипохондрическая переработка. Сезонные обострения гастрита, язвы желудка или двенадцатиперстной кишки могут сочетаться с тоскливо-астеническими реакциями психи ки. Артериальная гипертензия чаще наблюдается у тревожно-обязательных, пунктуальных лиц, и на активном этапе течения основного заболевания тревожное реагирование становится обязательным симптомом. После перенесённого инфаркта миокарда могут наблюдаться как периоды тревожно-панического настроения (страх повторения сердечной катастрофы), так и вторичная депрессия. Эти психи ческие «наслоения», как правило, утяжеляют течение основного заболевания, создают сложную обстановку в семье, мешают возврату к профессиональной деятельности.

В табл. 1 приведены основные дифференциально-диагностические признаки различных депрессивных расстройств.

Дифференциально-диагностические признаки депрессивных расстройств

Лечение депрессивных расстройств, прежде всего, включает психофармакотерапию , в частности применение антидепрессантов.

Выбор психофармакологических препаратов основывается на выявлении ведущих клинических симптомов, понимании патогенетических механизмов формирования депрессии и должен также учитывать возраст, пол и соматическое состояние больного.

Адекватн ость терапии зависит от правильности определения «симптома-мишени», генеза и тяжести депрессивного состояния. Возможные ошибки в лечении депрессий обусловлены неправильным выбором препарата, слишком малыми дозами антидепрессантов или их медленным наращиванием, когда привыкание наступает быстрее, чем терапевтический эффект; необоснованно быстрой сменой препаратов при отсутствии терапевтического эффекта («терапевтическая» концентрация большинства антидепрессантов в крови при пероральном приёме достигается на 10–14 день лечения); полипрагмазией - нерациональным сочетанием нескольких антидепрессантов, особенно в недостаточных дозах.

Антпидепрессанты - основная группа психофармакологических препаратов, применяемых в лечении депрессивных расстройств. Относительно легко протекающие неврозоподобные циклотимические, маскированные или реактивные депрессии также являются показанием для их назначения, хотя и в уменьшенных дозах. Для достижения терапевтического эффекта необходимо в кратчайший срок подобрать индивидуальную дозу, которая способна вызывать антидепрессивное действие без выраженных побочных эффектов. Устойчивая тенденция к улучшению состояния в первые две–три недели терапии свидетельствует об адекватн ом выборе препарата и его дозировки (Авруцкий, Недува, 1988; Muller и др., 1987). Выделяют следующие целевые «симптомы-мишени» депрессий: тоскливое угнетение, тревожное возбуждение, страх, апато-адинамическое состояние, психосоматические и вегетативные проявления.

По механизму фармакологического действия современные антидепрессанты подразделяются на средства, потенцирующие действие моноаминов на ЦНС, и ингибиторы МАО (Авруцкий, Недува, 1988; Харкевич, 1993; Машковский, 1994; Губский и др., 1997; Каплан, Сэдок, 1998; Руководство по психи атрии, 1999).

К препаратам, потенцирующим действие моноаминов, относятся наиболее распространённые в настоящее время в психи атрической практике гетероциклические антидепрессанты (преимущественно трёх- или четырёхциклические). В свою очередь, трициклические антидепрессанты подразделяются на препараты, являющиеся третичными (имипрамин, амитриптилин, тримипрамин, доксепин) или вторичными (дезипрамин, нортриптилин, протриптилин) аминами. Потенцирование действия моноаминов в ЦНС гетероцикцических антидепрессантов достигается за счёт тормозящего влияния на систему обратного захвата норадреналина, серотонина и/или дофамина в пресинаптических нервных окончаниях головного мозга, что способствует их накоплению в синаптической щели, активации постсинаптических адренергических рецептор ов и стимуляции нейротрансмиттерной передачи в соответствующих нервных структурах. Кроме того, снижение плотности α-адрено рецептор ов как эффекта психотропного действия антидепрессантов приводит к облегчению серотонинергической передачи в головном мозге. Следствием этого является увеличение концентрации серотонина, стимуляция 5-HT- рецептор ов, что, соответственно, вызывает усиление тормозящего влияния серотонина на лимбическую систему (миндалевидный комплекс) и является одним из существенных моментов в механизме антидепрессивного действия трициклических соединений.

В зависимости от преимущественного влияния на превращения в синаптических структурах того или иного моноамина предложена современная классификация гетероциклических антидепрессантов. Основание данной классификации - характер нейробиохимической активности антидепрессивных средств (Шиньон, 1992):

• антидепрессанты со специфическим норадренергическим действием (миансерин, вилоксазин, метапрамин);
• антидепрессанты с преобладающим норадренергическим действием (дезипрамин, нортриптилин, мапротилин, амоксапин);
• антидепрессанты со специфическим серотонинергическим действием (флувоксамин, флуоксетин, тразодон, ципрамил, пароксетин, сертралин);
• антидепрессанты с преобладающим серотонинергическим действием (кломипрамин);
• антидепрессанты с преобладающим норадренергическим действием и со специфическим серотонинергическим действием (митразапин);
• антидепрессанты с преобладающим дофаминергическим действием (аминептин).

Кроме влияния на обратный синаптический захват норадреналина и серотонина, гетероциклические антидепрессанты обладают центральным M-холинолитическим действием и многие из них являются антагонистами гистаминовых рецептор ов.

К антидепрессантам - ингибиторам МАО - относятся соединения различной химической структуры (с различной степенью селективности и обратимости), тормозящие активность моноаминооксидазы - фермента, катализирующего окислительное дезаминирование моноаминов (преимущественно норадреналина в субклеточных структурах головного мозга), и, соответственно, увеличивающие их действующую концентрацию в области чувствительных синапс ов. Ингибиторы МАО считаются более токсичными препаратами по сравнению с гетероциклическими антидепрессантами, но обладают, тем не менее, выраженным терапевтическим эффектом, особенно при «атипичных» депрессиях, а также не вызывают лекарственной зависимости. К ингибиторам МАО необратимого действия относится ниаламид - ингибитор МАО первого поколения, химически близкий к ипрониазиду. Обратимыми ингибиторами МАО являются пиразидол, тетриндол, инказан, бефол, моклобемид. Большинство этих антидепрессантов являются неселективными ингибиторами моноаминооксидаз A и B, повышая содержание в головном мозге моноаминов различной химической природы (норадреналина, адреналина, дофамина, серотонина, тирамина, фенилатиламина) и уровень их физиологической активности. Избирательным и обратимым ингибитором моноаминооксидазы A является пиразидол, сочетающий это свойство с угнетением обратного нейрон ального захвата норадреналина.

Нейрохимической основой механизма действия на ЦНС различных подклассов антидепрессантов является повышение уровня моноаминергической передачи в головном мозге, что достигается за счёт возрастания синаптической концентрации норадреналина и/или серотонина. В зависимости от преимущественного влияния на обмен того или иного моноамина и относительно избирательной активации соответствующей рецептор ной зоны ядер головного мозга различные антидепрессанты, кроме собственно тимолептического эффекта, по-разному воздействуют на проявления других психи ческих функций (в частности, на уровень возбудимости головного мозга). Так, антидепрессанты - ингибиторы МАО - характеризуются выраженным психостимулирующим действием, тогда как антидепрессанты - ингибиторы обратного захвата моноаминов различным образом влияют на возбудимость ЦНС: амитриптилин, азафен, фторацизин, мапротилин проявляют, кроме тимолептического, также седативный эффект, а имипрамин, инказан обладают психостимулирующим действием.

Транквилизаторы применяются при лечении депрессий с наличием тревожного компонента (преимущественно при психогенных реактивных депрессиях). Это психофармакологические анксиолитические средства, подавляющие чувство тревоги, беспокойства, страха. Большинство анксиолитиков обладают также седативным, миорелаксирующим, снотворным и противосудорожным действием (Каплан, Сэдок, 1998; Руководство по психи атрии, 1999).

Наиболее обширную группу анксиолитических препаратов составляют производные бензодиазепина. Наиболее широко используются в клинической практике 2-кето- (хлордиазепоксид, диазепам, хлоразепам), 3-гидрокси- (оксазепам, лоразепам, темазепам) и триазолобензодиазепины (альпразолам, триазолам - относятся к тимотранквилизаторам).

Седативное и снотворное действие бензодиазепинов существенно отличается от влияния на ЦНС барбитуратов. Фармакологические эффекты бензодиазепинов реализуются, главным образом, в лимбической системе и гиппокампе, т. е. в структурах головного мозга, ответственных за регуляцию эмоциональных реакций. Кроме того, седативное действие бензодиазепинов частично связано с их тормозящим влиянием на активирующую ретикулярную формацию ствола головного мозга (Авруцкий, Недува, 1988; Харкевич, 1993; Машковский, 1994; Губский и др., 1997).

В основе молекулярных и клеточных механизмов действия бензодиазепинов лежит их взаимодействие со специфическими бензодиазепиновыми рецептор ами головного мозга. Связывание производного бензодиазепина с бензодиазепиновым рецептор ом приводит к повышению сродства ГАМК- рецептор а с этим тормозным медиатором, что приводит к открытию хлорных каналов, гиперполяризации нейрон альной мембраны и торможению активности нейрон а.

К перспективным анксиолитикам относят азаспиродекандионы, первый представитель класса которых - буспирон используется в клинической практике. Механизм антитревожного действия буспирона связан с торможением серотонинергической передачи в головном мозге. Буспирон эквипотентен бензодиазепинам на экспериментальных моделях беспокойства и агрессии. Подобно бензодиазепинам, этот препарат активно тормозит возбуждение нейрон ов дорзального шва головного мозга, связанных с психобиологическими реакциями наказания, агрессии и конфликтного поведения. Несмотря на то, что молекулярные сайты действия азаспиродекандионов и бензодиазепинов различаются - серотониновые и ГАМК- рецептор ы, соответственно - полагают, что оба эти класса препаратов имеют общую конечную эффектор ную систему (серотонинергические нейрон ы дорзального шва), что и определяет сходство их анксиолитических эффектов.

Тактика терапевтического вмешательства при психогенных аффективных расстройствах депрессивного спектра , в частности у больных с реактивными депрессиями (так же как и при лёгких формах эндогенных, в том числе хронических аффективных расстройств) проводится преимущественно тимолептиками как гетероциклическими, так и селективного действия (Шейдер, 1998). Тем не менее, при наличии выраженной тревоги и ажитации у таких пациентов необходимо сочетание антидепрессивных препаратов с транквилизаторами (одновременное назначение анксиолитиков и антидепрессантов). Возможно ведение таких больных на монотерапии тимотранквилизаторами (ксанакс) в среднетерапевтических дозах.

При необходимости (глубина психопатологического регистра, эндореактивный характер симптоматики, коморбидность депрессивного синдрома с выраженными нарушениями когнитивного спектра) используется терапевтическая комбинация транквилизаторов и/или антидепрессантов с нейролептиками, а также с препаратами других психофармакологических групп (тимостабилизаторами) (Руководство по психи атрии, 1999). При затяжных психогенных депрессиях, эндореактивных дистимиях, имеющих тенденцию к витализации, при выраженной тревожной ажитированной депрессии, протекающей с идеями вины, приобретающими навязчивый характер, а также при наличии апатодепрессивной симптоматики показано применение трициклических антидепрессантов в среднетерапевтических дозах как с седативным (амитриптилин, доксепин), так и с активирующим действием (имипрамин, кломипрамин). Предпочтительно использовать таблетированную форму антидепрессантов, но при необходимости достижения быстрого эффекта возможно применение внутривенного капельного или внутримышечного введения препаратов. При тревожных и ажитированных депрессиях с высокой вероятностью осуществления внезапных суицидальных действий, тимолептики применяются в сочетании с транквилизаторами (диазепам, хлордиазепоксид, альпразолам, феназепам) или нейролептиками (клопиксол, хлорпротиксен, тиоридазин) с использованием внутримышечного (парентерального) введения препаратов. В более лёгких случаях - при антивитальных переживаниях на фоне тревожно-депрессивных состояний с обсессивно-фобическими и ипохондрическими включениями, соматоформных расстройств используются селективные антидепрессанты (мапротилин, пиразидол, тианептин, моклобемид, миансерин, митразапин), включая ингибиторы обратного захвата серотонина (циталопрам, пароксетин, флувоксамин, флуоксетин, сертралин, тразодон).

Основные антидепрессивные препараты, используемые в терапии внутренних форм аутоагрессивного поведения при непсихотическом уровне психи ческих расстройств

Введение

С каждым годом количество автомобилей в мире возрастает, соответственно возрастает и количество дорожно-транспортных происшествий. В связи с этим все больше внимания уделяется автомобильным системам интеллектуальной обработки информации и принятия решений. Инженерами разных стран мира разработано множество систем активной безопасности для автомобилей таких, как ABS (антиблокировочная система), EBD (система распределения тормозных усилий), ESP (система динамической стабилизации автомобиля) и многие другие. Одной из наиболее современных является система распознавания дорожных знаков и дорожной разметки, функциональные возможности которой заключаются в оповещении водителя о наличии дорожных знаков в поле зрения камеры и предупреждении о приближении к опасным участкам дороги.

Идентификация дорожных знаков относится к актуальной и сложной научно-практической задаче распознавания образов. В настоящее время в этой области ведутся интенсивные исследования. Результатом этих работ стало появление коммерческих интеллектуальных систем, основной особенностью которых является закрытость алгоритма функционирования. Серийные автомобили, оснащенные системой распознавания дорожных знаков и дорожной разметки, появились на рынке в 2010 – 2011 гг. Однако многие системы подобного рода основаны на алгоритмах с высокой ресурсоемкостью, что затрудняет их использование в системах реального времени.

Цель данной работы заключается в разработке алгоритма, осуществляющего распознавание дорожных знаков ограничения скорости, основной особенностью которого является высокая скорость обработки кадров (не менее 10 кадров/с). Достижение этой цели подразумевает решение следующих задач: преобразование цветового пространства; удаление шумов; выделение областей интереса; верификация объектов интереса; идентификация дорожного знака .

Преобразование цветового пространства кадров видеосигнала

Все дорожные знаки ограничения скорости имеют два общих признака – контур красного цвета и круглую форму знака (рис. 1). Поэтому первой стадией обработки кадров видеосигнала является выделение областей красного цвета.

Рис. 1. Дорожные знаки ограничения скорости

Входной видеосигнал состоит из последовательности изображений (кадров), каждое из которых представлено в цветовом пространстве RGB и фактически представляет собой матрицу размерностью M×N×3, состоящую из целых чисел в диапазоне , которые определяют цвет каждого пикселя изображения. В таком цветовом пространстве поиск областей красного цвета предполагает одновременный анализ трех составляющих, при этом изменение составляющей R будет влиять на допустимые значения составляющих G и B. Поэтому целесообразно использование цветового пространства HSV, в котором эффективность выделения красного цвета выше по сравнению с RGB пространством.

HSV (Hue, Saturation, Value - тон, насыщенность, значение) - цветовая модель, в которой координатами цвета являются:

• Hue - цветовой тон , (например, красный , зелёный или сине-голубой). Варьируется в пределах 0-360°, однако иногда приводится к диапазону 0-100 или 0-1.
• Saturation - насыщенность . Варьируется в пределах 0-100 или 0-1. Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр иногда называют чистотой цвета . А чем ближе этот параметр к нулю , тем ближе цвет к нейтральному серому .
• Value (значение цвета). Также задаётся в пределах 0-100 и 0-1.

Цветовая модель HSV наиболее близкая к человеческому восприятию цветов.

Преобразование изображения из цветовой модели RGB в цветовую модель HSV производится по следующим формулам :

Если H < 0, то H = H + 360.

После данных преобразований координаты цвета будут находиться в следующих диапазонах: .

Цвет дорожных знаков меняется в зависимости от освещения. Так пороговые значения цветового тона (Hue) для дорожных знаков с красным контуром в дневное время будут отличаться от пороговых значений цветового тона (Hue) для этих знаков в ночное время. В связи с эффектом отражения света от поверхности дорожных знаков, например, при свете автомобильных фар или уличного освещения в ночное время красный цвет на знаках может восприниматься как оранжевый. Поэтому нами экспериментально были подобраны пороговые значения координат цвета в различных погодных условиях и при различной освещенности (табл. 1).

Таблица 1. Пороговые значения координат цвета, используемые для выделения красного цвета

Цветовое пространство	Ясный день	Дождь/Влажность	Вечер	Ночь
	129 0 0	129 0 0	156 0 0	100 0 0
YCbCr	40 100 140	30 100 150	60 77 170	27 70 156
	30 15 0	15 15 0	15 15 0	15 15 0
	300 0.7 0.5	300 0.7 0.5	300 0.7 0.5	22 0.7 0.5

Как видно из результатов таблицы 1 цветовое пространство HSV является наиболее подходящим для выделения красного цвета, т.к. пороговые значения координат цвета практически в любых условиях постоянны и только в ночное время пороговые значения цветового тона (Hue) отличны.

Выделение объектов красного цвета на кадрах видеосигнала после их конвертации в цветовое пространство HSV производится следующим образом:

Суммарная матрица изображения размером M×N×3 разделяется на три матрицы размером M×N, которые соответствуют трем компонентам цвета H, S и V.


Над каждой из матриц H, S, V производится пороговое преобразование в соответствии с пороговыми значениями из таблицы 1 такое, что если компонент матрицы попадает в интервал между пороговыми значениями, то яркость данного пикселя равна 1, в противном случае – 0. В результате данной операции получаются три матрицы со значениями компонентов 0 или 1.


Модифицированные матрицы H*, S*, V* объединяются с помощью выполнения над ними операции логического И. В результате получается бинарное изображение, на котором белые области соответствуют объектам красного цвета, а черные – всему остальному.

Рис. 2. Функции пороговой обработки

Рис. 3. Выделение красного цвета на изображении: а – исходное изображение; б – результат порогового преобразования

Удаление шумов с помощью морфологической фильтрации изображения

Морфологическая фильтрация представляет собой применение к, как правило, бинарному изображению следующих операций: расширение, сужение, открытие, закрытие.

Расширение - это свёртка некоторого изображения (или области изображения), которое мы будем называть A, с некоторым ядром, которое мы будем называть B. Ядро имеет точку привязки (якорь) и может быть любых форм и размеров. Чаще всего ядро имеет квадратную форму с точкой привязки в центре. Ядро может рассматриваться как шаблон или маска, и его эффект на расширение зависит от оператора локального максимума. Когда ядро “скользит” над изображением вычисляется максимальное значение пикселя перекрываемого B, и затем значение пикселя лежащего под опорной точкой заменяется этим максимальным значением. Это вызывает появление ярких областей на изображении.

Сужение - обратная операция. Действие оператора сужения заключается в вычислении локального минимума под ядром. Данный оператор создаёт новое изображение на основе исходного по следующему алгоритму: когда ядро “скользит” над изображением вычисляется минимальное значение пикселя перекрываемого B, и затем значение пикселя лежащего под опорной точкой заменяется этим минимальным значением.

Суть операции сужения в том, что вкрапления и шумы размываются, в то время как большие и соответственно более значимые регионы не затрагиваются. А идея операции расширения – найти регионы аналогичного цвета и интенсивности и попытаться их объединить. Полезность расширения возникает, потому что во многих случаях большая область разбита на несколько более мелких, шумами, тенями и т.д. Применение небольшого расширения должно привести к тому, что эти области “сплавятся” в одну.

Операции открытие и закрытие, представляют собой комбинацию операций сужения и расширения. В случае открытия сначала выполняется сужение, а затем расширение. В операторе закрытия наоборот сначала выполняется расширение, а затем сужение. Закрытие может использоваться для устранения нежелательных шумов.

Результаты морфологической фильтрации представлены на рис. 4. Из рисунка следует, что фильтрация эффективно удаляет шумы на изображении и способствует увеличению точности последующей верификации объектов интереса.

Рис. 4. Удаление шумов на изображении с помощью морфологической операции закрытие: а – изображение с шумом; б – изображение после фильтрации

Верификация объектов интереса

Только цветового признака для определения принадлежности объекта из области интереса к классу дорожных знаков ограничения скорости недостаточно, так как помимо дорожных знаков на изображении могут находиться другие объекты красного цвета (например, автомобили, рекламные доски, автомобильные стоп-сигналы). Второй признак, который можно выделить для всех рассматриваемых дорожных знаков, – форма эллипса очень близкого к кругу.

Для определения наличия эллипсов (кругов) в областях интереса целесообразно применять преобразование Хафа. Данный метод предназначен для поиска объектов, принадлежащих определённому классу фигур с использованием процедуры голосования. Процедура голосования применяется к пространству параметров, из которого и получаются объекты определённого класса фигур по локальному максимуму в, так называемом, накопительном пространстве (accumulator space), которое строится при вычислении трансформации Хафа.

Точки окружности можно представить формулой:

,

где (a, b) – координаты центра окружности, а R – ее радиус.

Таким образом, формула, задающая семейство окружностей, имеет вид:

Как видно из формулы, для нахождения окружностей нужно задавать 3 параметра - координаты центра окружности и её радиус. Это приводит к увеличению пространства Хафа на целое измерение, что в итоге сказывается на скорости работы. Поэтому для поиска окружностей применяется т.н. градиентный метод Хафа (Hough gradient method).

Эффективность использования преобразования Хафа резко падает при увеличении размерности фазового пространства, поэтому перед его применением желательно минимизировать каким-либо образом количество параметров кривой. Можно существенно снизить количество кривых, потенциально проходящих через данную точку изображения, если рассматривать только кривые, касательная которой перпендикулярна градиенту яркости изображения в рассматриваемой точке. Таким образом, можно, например, свести задачу выделения окружностей с неизвестным радиусом к двумерному фазовому пространству:

Применить детектор границ Кенни для нахождения границ на изображении .


Определить центры кругов.


Относительно центра определить ненулевые точки, лежащие на одном расстоянии.

Идентификация дорожного знака

Для распознавания дорожных знаков на кадрах видеопоследовательности после определения областей интереса к данным изображениям необходимо применить алгоритмы идентификации объектов на растровом изображении с целью определения смысла дорожного знака.

Прежде всего, изображение дорожного знака из области интереса должно быть приведено к единому размеру. После чего такое изображение подается на вход модуля идентификации. В разработанной системе для распознавания дорожных знаков на изображениях из областей интереса используется нейронная сеть с архитектурой многослойный персептрон.

Исследователями были предложены многие модели нейронных сетей для распознавания дорожных знаков. Простейшая используемая в работах нейронная сеть представляет собой многослойный персептрон с количеством нейронов во входном слое равным количеству пикселей в изображении дорожного знака из области интереса, одним скрытым слоем с экспериментально подобранным числом нейронов и выходным слоем с количеством нейронов равным количеству распознаваемых дорожных знаков. Однако такая нейронная сеть не дает удовлетворительных результатов распознавания, так как является слишком общей и громоздкой.

Для увеличения скорости работы алгоритма необходимо сократить размер входного вектора признаков. В простейшем случае при размере входного изображения 30 × 30 пикселей входной вектор признаков будет состоять из 3 * 30 * 30 = 2700 компонентов – значения пикселей изображения по 3 компонентам цвета (RGB), что неприемлемо для работы системы в реальном времени.

Предлагается сократить количество компонентов входного вектора признаков следующим образом:

где – элементы матрицы A размера 90 × 30, составленной из значений пикселей входного изображения по 3 компонентам цвета (RGB).

Преобразовать входное цветное изображение в изображение в градациях серого по формуле:


C = 0.229R + 0.587G + 0.114B


где C – интенсивность серого, R, G, B – красная, зеленая и синяя составляющие соответственно.


1. Для изображения в градациях серого рассчитать 30 вертикальных (vh) и 30 горизонтальных параметров (hh) по формулам соответственно:
   

где – компоненты матрицы C, T – адаптивный порог, вычисляемый по формуле:

В результате данных преобразований количество компонентов входного вектора признаков сократится с 2700 до 63, что позволит значительно увеличить производительность алгоритма идентификации объектов на растровом изображении.

Архитектура, используемой в системе нейронной сети представлена на рисунке 5.

Рис. 5. Архитектура нейронной сети

Экспериментально было подобрано число нейронов в скрытом слое для классификации знаков ограничения скорости. Число нейронов в скрытом слое N равно 90.

Выходной слой нейронной сети состоит из 8 нейронов, каждый из которых соответствует своему дорожному знаку (таблица 2).

Таблица 2. Соответствие дорожных знаков и выходных нейронов

Результаты экспериментов применения разработанного алгоритма распознавания дорожных знаков ограничения скорости

Исследование точности и быстродействия разработанного алгоритма выполнялось в среде IDE Microsoft Visual Studio 2010 с использованием библиотеки Qt 4.7 на видеоролике участка трассы Саратов – Волгоград протяженностью 50 км. Видеоролик был снят смартфоном Samsung Galaxy S. В качестве аппаратной платформы использовался нетбук HP Mini 210 со следующими техническими характеристиками:

Процессор Intel Atom N455;

ОЗУ 2 Gb DDR2.

Все методы обработки изображений реализованы с использованием хорошо оптимизированной библиотеки OpenCV 2.3.

Результаты исследования алгоритма представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты исследования точности и быстродействия разработанного алгоритма

Параметр	Результаты
Общее количество знаков
Количество правильно определенных знаков
Количество неправильно определенных знаков
Количество пропущенных знаков
Среднее время обработки кадра, мс

Полученные характеристики точности и быстродействия разработанного алгоритма являются приемлемыми и позволяют использовать данный алгоритм в подобных системах реального времени.

Выводы

Разработан алгоритм распознавания дорожных знаков ограничения скорости. В результате проведения экспериментального исследования в среде IDE Microsoft Visual Studio 2010 с использованием библиотеки Qt 4.7 и библиотеки OpenCV 2.3 установлено, что точность (около 91 %) и быстродействие (20 кадров/с) алгоритма позволяет создавать на его основе интеллектуальные системы технического зрения, способные в режиме реального времени оповещать водителя о наличии дорожных знаков ограничения скорости в поле зрения камеры.

В дальнейшем планируется адаптация данного алгоритма для работы на мобильном устройстве (смартфоне) на базе операционной системы Google Android.

Использованная литература

Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. – М.: Техносфера – 2005. – 1072 с.


Bradski G., Kaehler A. Learning OpenCV. - Sebastopol: O’Reilly, 2008 . - 555 p.


Brkic K. An overview of traffic sign detection methods.


Canny J. A Computational Approach to Edge Detection // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - November 1986. - V. 8, N. 6. - P. 679 – 697.