Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences68531310.31857/S0131164625010092VMNHQKArticlesСтатьиResearch ArticleSystem mechanisms of urine formation and transport. Message 1. Features of the storage-evacuation function of the bladder in young people with different urination rhythmsСистемные механизмы образования и транспорта мочи. Сообщение 1. Особенности функциональной активности головного мозга при реализации накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря у лиц молодого возраста с различным ритмом мочеиспусканияSapozhenkovaE. V.СапоженковаЕ. В.
Russian Federation
Ekaterina_chibulaeva@mail.ruKolpakovV. V.КолпаковВ. В.
Russian Federation
Ekaterina_chibulaeva@mail.ruBerdichevskyV. B.БердичевскийВ. Б.
Russian Federation
Ekaterina_chibulaeva@mail.ruTomilovaE. A.ТомиловаЕ. А.
Russian Federation
Ekaterina_chibulaeva@mail.ruTyumen State Medical UniversityФГБОУ ВО Тюменский государственный медицинский университет Минздрава РФ150220255119710919062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://genescells.com/0131-1646/article/view/685313

The relevance of the study is determined by the high prevalence of symptoms of the lower urinary tract, as well as the search for new intersystem relationships in the implementation of the accumulative evacuation function of the bladder using modern diagnostic methods and highlighting criteria for early diagnosis of these disorders. Based on the results of current preventive examinations, including the recommendations of the American Continence Society (ISC), urination diaries were filled out for 3 days, a survey of lower urinary tract symptoms on the I-PSS scale, and quality of life assessments (QOL). Three groups of young males had been divided – with normal (183 people, average age 27.3 ± ± 1.5 years), borderline (52 people, average age 26.8 ± 1.7 years) and increased urination rhythm (total 53 people, average age 28.1 ± 1.8 years). Additionally, the individual volume of habitual physical activity – HPA (mobile application on the Android and Apple platforms) was assessed. Combined positron emission and computed tomography (PET/CT) with a total mathematical calculation of the standardized capture level of Maximum Standardized Uptake Value (SUVmax), the maximum indicator of the degree of accumulation of radiopharmaceuticals in the selected area of interest by various brain zones 18F-FDG, 11C-methionine and 11C-choline was performed in different functional phases of work bladder (filling, urination and after emptying) on a Biograph machine (Siemens, Germany). As a result of the studies, quantitative and qualitative characteristics were given to the energy metabolism of the brain in the process of implementing the storage and evacuation functions of the bladder in young people with normal, borderline and frequent urination rhythms. The consistent functional activity of the most significant sections (anterior and posterior cingulate cortex, paracentral lobule, thalamus, insula) in different phases of urination has been established, and on this basis a standard model of the central regulation of the storage-evacuation function of the bladder has been proposed.

Актуальность исследования определяется высокой распространенностью симптомов нижних мочевых путей, а также поиском новых межсистемных взаимоотношений в реализации накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря с привлечением современных методов диагностики и выделение критериев ранней диагностики этих нарушений. По данным текущих профилактических осмотров, включающих рекомендации Американского общества по удержанию мочи (ISC), выполнено заполнение дневников мочеиспускания в течение 3-х дней, анкетирование по шкале I-PSS для выявления симптомов нижних мочевых путей, а также оценки качества жизни (QOL). Были выделены три группы лиц молодого возраста мужского пола – с нормальным (183 чел., средний возраст 27.3 ± 1.5 лет), пограничным (52 чел., средний возраст 26.8 ± 1.7 лет) и повышенным ритмом мочеиспускания (всего 53 чел., средний возраст 28.1 ± 1.8 лет). Дополнительно оценивался индивидуальный объем привычной двигательной активности (мобильное приложение на платформах Android и Apple). Совмещенная позитронно-эмиссионная и компьютерная томография (ПЭТ/КТ) с суммарным математическим расчетом стандартизированного уровня захвата Maximum Standardized Uptake Value (SUVmax) – максимальный показатель степени накопления радиофармпрепаратов в выделенной зоне интереса различными зонами головного мозга 18F-(ФДГ), 11С-метионина и 11С-холина выполнялась в разные функциональные фазы работы мочевого пузыря (наполнения, мочеиспускания и после опорожнения) на аппарате Biograph (Siemens, Германия). В результате проведенных исследований была дана количественная и качественная характеристика энергетическому метаболизму головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря у лиц молодого возраста с нормальным, пограничным и частым ритмом мочеиспускания. Установлена последовательная функциональная активность наиболее значимых отделов (передняя и задняя поясные извилины, парацентральная долька, таламус, островок) в разные фазы мочеиспускания, а на этой базе предложена типовая модель центральной регуляции накопительно-эвакуационной функции мочевого пузыря.

bladderyoung peopleurodynamicsbrain metabolismPET/CTмочевой пузырьлица молодого возрастаритм мочеиспусканияметаболизм головного мозгаПЭТ/КТNatochin Yu.V. [Kidney: An Organ of Excretion or Preservation?] // Usp. Fiz. Nauk 2019. V. 50. № 4. P. 14.Наточин Ю.В. Почка: орган выделения или сохранения? // Усп. физ. наук. 2019. Т. 50. № 4. С. 14.Pushkar D.Yu., Gadzhieva Z.K., Kasyan G.R. et al. [Good urodynamic practice: Consensus on the terminology] // Urologiia. 2019. № 1. P. 131.Пушкарь Д.Ю., Гаджиева З.К., Касян Г.Р. и др. Надлежащая практика выполнения комплексного уродинамического исследования (англ. Good Urodynamic Practice): консенсус по терминологии // Урология. 2019. № 1. С. 131.Kadykov A.S., Shvarts P.G., Fedin P.A. et al. [The study of diagnostic capabilities of somatosensory evoked potentials in patients with neurogenic urinary retention] // Zh. Nevrol. Psikhiatr. Im. S.S. Korsakova. 2019. № 119(6). P. 60.Кадыков А.С., Шварц П.Г., Федин П.А. и др. Диагностические возможности исследования соматосенсорных вызванных потенциалов у больных с нейрогенной задержкой мочи // Ж. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. 2019. № 119(6). С. 60.Pang D., Gao Y., Liao L., Ying X. Brain functional network alterations caused by a strong desire to void in healthy adults: Agraph theory analysis study // Neurourol. Urodyn. 2020. V. 39. № 7. P. 1966.Pang D., Gao Y., Liao L. Responses of functional brain networks to bladder control in healthy adults: A study using regional homogeneity combined with independent component analysis methods // Int. Urol. Nephrol. 2021. V. 53. № 5. P. 883.Pang D., Gao Y., Liao L. Functional brain imaging and central control of the bladder in health and disease // Front. Physiol. 2022. V. 13. P. 914963.Pang D., Liao L., Chen G., Wang Y. Sacral neuromodulation improves abnormal prefrontal brain activity in patients with overactive bladder: A possible central mechanism // J. Urol. 2022. V. 207. № 6. P. 1256.Blok B.F., Sturms L.M., Holstege G. Brain activation during micturition in women // Brain. 1998. V. 121. Pt. 11. P. 2033.Blok B.F., Willemsen A.T., Holstege G. A PET study on brain control of micturition in humans // Brain. 1997. V. 120. Pt. 1. P. 111.Kovalev G.V., Shkarupa D.D., Zaytseva A.O. et al. [Characteristics of the neural regulation of the lower urinary tract as a cause of the development of an overactive bladder: Current state of the problem] // Urologiia. 2020. № 4. P. 165.Ковалев Г.В., Шкарупа Д.Д., Зайцева А.О. и др. Особенности нервной регуляции нижних мочевыводящих путей как причина развития гиперактивного мочевого пузыря: современное состояние проблемы // Урология. 2020. № 4. С. 165.Sorokin Yu.N. [Neurogenic dysfunction of the lower urinary tract (neurogenic bladder)] // Russ. Neurol. J. 2021. V. 26. № 5. P. 61.Сорокин Ю.Н. Нейрогенная дисфункция нижних мочевыводящих путей (нейрогенный мочевой пузырь) // Российский неврологический журнал. 2021. Т. 26. № 5. С. 61.Kasyan G.R., Stroganov R.V., Hodyreva L.A. et al. [Urodynamic studies in functional urology] / Methodological recommendations № 29. M.: NIIOZMM, 2020. 39 p.Касян Г.Р., Строганов Р.В., Ходырева Л.А. и др. Уродинамические исследования в функциональной урологии / Методические рекомендации № 29. М.: НИИОЗММ, 2020. 39 с.Griffiths D., Tadic S.D. Bladder control, urgency, and urge incontinence: Evidence from functional brain imaging // Neurourol. Urodyn. 2008. V. 27. № 6. P. 466.Kitta T., Mitsui T., Kanno Y. et al. Brain-bladder control network: The unsolved 21st century urological mystery // Int. J. Urol. 2015. V. 22. № 4. P. 342.Sakakibara R., Tsunoyama K., Takahashi O. et al. Real-time measurement of oxyhemoglobin concentration changes in the frontal micturition area: An fNIRS study // Neurourol. Urodyn. 2010. V. 29. № 5. P. 757.Griffiths D. Functional imaging of structures involved in neural control of the lower urinary tract // Handb Clin. Neurol. 2015. V. 130. P. 121.Griffiths D. Neural control of micturition in humans: A working model // Nat. Rev. Urol. 2015. V. 12. № 12. P. 695.Groat W.C., Griffiths D., Yoshimura N. Neural control of the lower urinary tract // Compr. Physiol. 2015. V. 5. № 1. P. 327.Aleksandrov V.G., Gubarevich E.A., Kokurina T.N. et al. Central autonomic network // Human Physiology. 2022. V. 48. № 6. P. 759.Александров В.Г., Губаревич Е.А., Кокурина Т.Н. и др. Центральная автономная сеть // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 6. С. 129.Ketai L.H., Komesu Y.M., Dodd A.B. et al. Urgency urinary incontinence and the interoceptive network: A functional magnetic resonance imaging study // Am. J. Obstet. Gynecol. 2016. V. 215. № 4. P. 449e1.Zuo L., Zhou Y., Wang S. et al. Abnormal brain functional connectivity strength in the overactive bladder syndrome: A resting-state fMRI study // Urology. 2019. V. 131. P. 64.Sugaya K., Nishijima S., Miyazato M., Ogawa Y. Central nervous control of micturition and urine // J. Smooth Muscle Res. 2005. V. 41. № 3. P. 117.Pronin I.N., Khokhlova E.V., Konakova T.A. et al. [Positron emission tomography with 11C-methionine in primary brain tumor diagnosis] // Zh. Nevrol. Psikhiatr. Im. S.S. Korsakova. 2020. № 120(8). P. 51.Пронин И.Н., Хохлова Е.В., Конакова Т.А. и др. Применение ПЭТ-КТ с 11С-метионином в первичной диагностике глиом // Ж. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. 2020. № 120(8). С. 51.Smolyarchuk M.A., Kireeva E.D., Ryzhov S.A. et al. [Recommendations for conducting and describing studies using positron emission tomography combined with computed tomography, conducted at the expense of the Moscow City Compulsory Medical Insurance Fund / Methodological recommendations]. 2nd edition, suppl. The series “Best practices of radiation and instrumental diagnostics”. Issue 87. M.: GBUZ “NPCC DiT DZM”, 2021. 80 p.Смолярчук М.А., Киреева Е.Д., Рыжов С.А. и др. Рекомендации по проведению и описанию исследований методом позитронно-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией, проводимых за счет средств Московского городского фонда обязательного медицинского страхования / Методические рекомендации. Издание 2-е, доп. Серия “Лучшие практики лучевой и инструментальной диагностики”. Вып. 87. М.: ГБУЗ “НПКЦ ДиТ ДЗМ”, 2021. 80 с.Stackhouse T.L., Mishra A. Neurovascular coupling in development and disease: Focus on astrocytes // Front. Cell Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 702832.Kostenikov N.A., Tyutin L.A., Fadeev N.P. et al. [Differential diagnosis of brain gliomas by positron emission tomography with various radiopharmaceuticals] // J. Radiol. Nucl. Med. 2014. № 5. P. 13.Костеников Н.А., Тютин Л.А., Фадеев Н.П. и др. Дифференциальная диагностика глиом головного мозга методом позитронной эмиссионной томографии с различными радиофармпрепаратами // Вестник рентгенологии и радиологии. 2014. № 5. С. 13.Berdichevsky V.B., Berdichevsky B.A., Barashin D.A. et al. [Static PET/CT kidney scintigraphy] // Med. Sci. Educ. Ural. 2019. V. 20. № 1(97). P. 111.Бердичевский В.Б., Бердичевский Б.А., Барашин Д.А. и др. Статическая ПЭТ/КТ сцинциграфия почек // Мед. наука и образ. Урала. 2019. Т. 20. № 1(97). С. 111.Zykov E.M., Pozdnyakov A.V., Kostenikov N.A. [Rational use of PET and PET/CT in oncology] // Pract. Oncol. 2014. V. 15. № 1. P. 31.Зыков Е.М., Поздняков А.В., Костеников Н.А. Рациональное использование ПЭТ и ПЭТ/КТ в онкологии // Практ. онкол. 2014. Т. 15. № 1. С. 31.Ivashchenko I.M., Shnyakin P.G., Kataeva A.A. et al. [Positron emission tomography capabilities in the diagnosis of malignant brain tumors (literature review)] // In the World of Scientific Discoveries. 2018. № 4. P. 72.Иващенко И.М., Шнякин П.Г., Катаева А.А. и др. Возможности позитронно-эмиссионной томографии в диагностике злокачественных опухолей головного мозга (обзор литературы) // В мире научных открытий. 2018. № 4. С. 72.Pushkar D.Yu., Kasyan G.R. [Functional urology and urodynamics]. Moscow: GEOTAR-Media, 2014. 376 p.Пушкарь Д.Ю., Касян Г.Р. Функциональная урология и уродинамика. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 376 с.Skvortsova T.Y., Gurchin A.F., Savintseva Z.I. C-methionine PET in assessment of brain lesions in patients with glial tumors after combined treatment // Zh. Vopr. Neirokhir. Im. N.N. Burdenko. 2019. № 83(2). P. 27.Скворцова Т.Ю., Гурчин А.Ф., Савинцева З.И. ПЭТ с С-метионином в оценке поражения головного мозга у больных с глиальными опухолями после комбинированного лечения // Ж. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. [Электронный ресурс]. 2019. № 83(2). С. 27.Kolpakov V.V., Bespalova T.V., Tomilova E.A. et al. Systemic analysis: Individual typological characteristics of the human body // Human Physiology. 2011. V. 37. № 6. P. 738.Колпаков В.В., Беспалова Т.В., Томилова Е.А. и др. Системный анализ индивидуально-типологических особенностей организма // Физиология человека. 2011. Т. 37. № 6. С. 111.Kolpakov V.V., Tomilova E.A., Larkina N.Y. et al. Chronobiological assessment of habitual physical activity in humans in Western Siberia // Human Physiology. 2016. V. 42. № 2. P. 203.Колпаков В.В., Томилова Е.А., Беспалова Т.В. и др. Хронобиологическая оценка привычной двигательной активности человека в условиях Западной Сибири // Физиология человека. 2016. Т. 42. № 2. С. 100.Sudakov S.K. [Physiological mechanisms of anticipating the future result of purposeful behavior] // Ross. Fiziol. Zh. Im. I.M. Sechenova. 2019. V. 105. № 1. P. 36.Судаков С.К. Физиологические механизмы предвидения будущего результата целенаправленного поведения // Рос. физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2019. Т. 105. № 1. С. 36.Browning K.N., Carson K.E. Central neurocircuits regulating food intake in response to gut inputs – Preclinical evidence // Nutrients. 2021. V. 13. № 3. P. 908.Lamotte G., Shouman K., Benarroch E.E. Stress and central autonomic network // Auton. Neurosci. 2021. V. 235. P. 102870.Jarrahi B., Mantini D., Balsters J.H. et al. Differential functional brain network connectivity during visceral interoception as revealed by independent component analysis of fMRI TIME-series // Hum. Brain Mapp. 2015. V. 36. № 11. P. 4438.Torta D.M., Costa T., Duca S. et al. Parcellation of the cingulate cortex at rest and during tasks: A meta-analytic clustering and experimental study // Front. Hum. Neurosci. 2013. V. 7. P. 275.Jarrahi B., Mantini D., Mehnert U., Kollias S. Exploring influence of subliminal interoception on whole-brain functional network connectivity dynamics // Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2015. V. 2015. P. 670.Nour S., Svarer C., Kristensen J.K. et al. Cerebral activation during micturition in normal men // Brain. 2000. V. 123. Pt. 4. P. 781.