CC BY
120
ПРЕРЫВИСТАЯ ГИПОБАРИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
НИКОЛАЕВА А.Г.
УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», клиника ВГМУ
Абстракт. В современной медицинской практике применяются лишь некоторые методы адаптационной терапии и профилактики - тренировка к физической нагрузке. закаливание - использование которых в существенной мере зависит от личностных и волевых качеств человека и не всегда оказывается эффективными.
Актуальным для здравоохранения в настоящее время является поиск наиболее физиологических методов лечения. основанных на реализации потенциальных возможностей организма. Исследованиями последних лет показано. что дозированная адаптация к барокамерной гипоксии повышает устойчивость организма к экстремальным факторам. улучшает переносимость физической нагрузки.
Ключевые слова: гипобароадаптация.
Abstract. The essence of the hypobaric adaptation method consist in making of condition of a decreased atmospheric pressure and accordingly of a decreased oxygen partial pressure for the organism under the free air constant proportions of ingredients. Hypoxia produces a complex functional rebuillding of organism systems. The most impotent for adaptation is considered the developing organism ability to utilize oxygen under its low partial pressure and produce a necessary energy for normal vital activity. The increase of a steadiness to hypoxia can have an influence on pathogenic disease mechanisms. As indicated above the hypobaric adaptation method is used for the treatment of cardiovascular diseases. of chronic nonspecific lung diseases. broncial asthma and respiratory allergosis. anemia. psoriasis and several others.
Адрес для корреспонденции: Республика
Беларусь, 210023, г. Витебск, пр.Фрунзе, д.12, кв.27, р.тел. 8 212 370 559, д.тел. 8 212 363 711). - Николаева А.Г.
Физиологическое обоснование метода гипобароадаптации
Главным действующим на организм фактором горного климата является снижение парциального давления кислорода (рО2) во вдыхаемом воздухе. Организм попадает в условия кислородного голодания при пониженном давлении и реагирует на гипоксию, в первую очередь, увеличением минутного объема дыхания и кровообращения. Кислородный гомеостаз животных и человека обеспечивается сопряженным функционированием органов внешнего дыхания, кровообращения, гемопоэза, системами биологических
(аэрогематический, гематопаренхиматозный) барьеров, тканевым дыханием и нейрогуморальными механизмами. При умеренной гипоксии в каждой клетке запускаются внутриклеточные реакции адаптации, направленные на сохранение энергетического гомеостаза. Именно эта системная и клеточная перестройки лежат в основе стимулирующего действия горного климата, позволяют восстановить нормальную жизнедеятельность органов и тканей в условиях ограничения доставки кислорода [4, 17].
Гипоксия вызывает сложную перестройку функционирования различных систем организма, направленную на обеспечение доставки к тканям необходимого количества кислорода, а также приспособительные изменения тканей к функционированию в условиях кислородной недостаточности. В основе этих реакций лежат механизмы, обеспечивающие достаточное поступление кислорода в организм при его дефиците в окружающей среде, поступление кислорода к жизненно важным органам в условиях гипоксемии, способность тканей утилизировать кислород при его низком напряжении, поддерживать образование АТФ методом субстратного фосфорилирования за счет гликолиза [10]. Согласно концепции Ф.З.Меерсона [18, 19] адаптация к гипоксии протекает в несколько стадий и заканчивается формированием нового функционального уровня, который называют "системным структурным следом".
Большинство заболеваний протекает с явлениями местной или общей гипоксии. Таким образом, адаптация организма к условиям функционирования в этих условиях, а также восстановление патологических изменений в той или иной степени протекает с явлениями срочной и долгосрочной адаптации.
Наиболее важным для состояния адаптации следует считать развивающуюся способность организма утилизировать кислород при низком его парциальном давлении, вырабатывая при этом энергию, необходимую для нормальной жизнедеятельности [17]. Н.А.Агаджанян и соавт.[4] выявили критерии адаптированности организма человека к недостатку кислорода: стабилизация физиологических реакций организма, ответственных за доставку и обмен газов в тканях; новый экономичный уровень гомеостаза, адекватный среде обитания; устойчивый высокий уровень максимального потребления кислорода; стабильный уровень нейрогуморальной регуляции, адекватный среде обитания; повышение чувствительности дыхательного центра к углекислоте и снижение к недостатку кислорода; восстановление полноценной физической и умственной работоспособности; повышение устойчивости к экстремальным воздействиям; хронорезистентность; компенсация снижения
специфической иммунобиологической резистентности повышением неспецифической резистентности организма к инфекционным заболеваниям; повышение осмотической резистентности эритроцитов и содержания гемоглобина в крови; воспроизведение здорового потомства.
Сформировавшееся в процессе адаптации к гипоксии новое функциональное состояние охватывает все органы и ткани организма и обеспечивает повышение резистентности ко многим другим факторам, т.е. развивается эффект перекрестной адаптации [17, 18].
Клиническое применение гипобароадаптации
Сущность метода барокамерной гипобарической адаптации состоит в создании для организма условий пониженного атмосферного давления и соответственно - пониженного парциального давления кислорода при постоянном процентном соотношении составляющих атмосферного воздуха (азота, кислорода, углекислого газа и др.)[9, 17, 27, 32].
При выборе режима проведения гипобароадаптации (ГБА) обычно исходят из принципов соответствия начальной высоты пороговому уровню воздействия гипоксии; постепенного увеличения высоты до значений, при которых эффективно действуют приспособительные механизмы; адекватности времени действия гипоксии срокам развития устойчивой адаптации [21].
Установлено, что высоты до 2000 м являются индифферентными для большинства здоровых людей [13, 20, 27], поэтому в качестве начальной выбирается высота, равная 1500 м. Показано также, что наиболее эффективные высоты для проведения сеансов ГБА находятся в диапазоне 3000-4000 м; в пределах этих высот организм эффективно компенсирует действие гипоксии
[17, 21].
С позиций доказательной медицины любой метод, в том числе и метод гипобароадаптации должен быть подвергнут плацебо-контролируемым испытаниям. Такие испытания были проведены В.С.Новиковым и соавт.[21]. Улучшение функционального состояния обследуемых под воздействием ГБА подтверждалось положительной динамикой физиологических показателей.
Длительное время метод гипобароадаптации применяют для лечения и реабилитации больных с хроническими неспецифическими заболеваниями легких, бронхиальной астмой и респираторными аллергозами [15, 17, 30].
При этих заболеваниях гипоксия непосредственно действует на гладкую мускулатуру бронхов, устраняя спазм. Этому способствует также стимуляция Р-адренорецепторов бронхов в условиях кислородной недостаточности. Кроме того, снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе устраняет избыточную элиминацию углекислоты, характерную для больных с бронхиальной обструкцией. Этот фактор также способствует расширению бронхов. Под влиянием гипоксического стимула усиливается мукоциллиарный клиренс, что наряду с дилатацией бронхов облегчает отхождение мокроты [14, 18].
При сформировавшейся адаптации к гипоксии увеличивается ёмкость микроциркулярного русла, что обеспечивает улучшение лёгочной
гемодинамики [15, 17].. Под действием гипоксии наблюдаются благоприятные изменения функции внешнего дыхания: уменьшается число дыхательных движений при росте дыхательного и минутного объёмов дыхания, возрастают альвеолярная вентиляция и потребление кислорода, форсированная жизненная ёмкость легких, а также улучшается проходимость бронхов всех калибров [17].
Повышение общей неспецифической устойчивости организма включает улучшение всех показателей иммунитета. Лечебный механизм у пациентов с бронхиальной астмой кроме того связан с пребыванием организма в оптимальных экологических условиях. Неблагоприятные условия внешней среды приводят к персистирующим обострениям бронхиальной астмы, " самоподдержанию" патологического процесса. Нахождение пациента в условиях экологического оптимума в барокамере (1 23°С, влажность 50-80%) может разрывать патологический круг[16]. Такая гипотеза подтверждается хорошо известными клиницистам позитивными эффектами от пребывания больных БА на южном побережье Крыма, при лечении в условиях соляных шахт, в которых поддерживаются стабильные экологические условия.
Адаптация к гипоксии нормализует нервную регуляцию сердца, повышает содержание миоглобина в миокарде, уменьшает потребность миокарда в кислороде, способствует накоплению макроэргов (АТФ, кретинфосфата). Происходит увеличение емкости коронарного русла как за счет непосредственного коронаролитического действия гипоксического стимула, так и за счет раскрытия ранее не функционировавших капилляров и образования новых микрососудов [12, 15, 19]. Все это обусловливает увеличение устойчивости миокарда к гипоксии, в том числе к ишемическим повреждениям. Кроме того, адаптация к гипоксическому воздействию обладает антиаритмическим эффектом. Это связано как с антиишемическим, так и с антистрессовым влиянием гипоксического стимула [2, 6, 20].
После курса ГБА отмечается облегчение или исчезновение приступов стенокардии, уменьшение количества экстрасистол при суточном мониторировании, положительная динамика ЭКГ, рост физической работоспособности больных с ИБС [21, 26].
Имеются также данные об антиатерогенном эффекте адаптации к гипоксии. У жителей высокогорья содержание атерогенных фракций липопротеинов в крови достоверно ниже, чем у жителей низин: гиперхолестеринемия в первом случае имела место в 0,4%, во втором - в 3,2% (Р<0,05) [7]. На снижение содержания общего холестерина, ХС ЛПНП, повышение ХС ЛПВП в ближайшие и отдаленные сроки после проведения курса гипобаротерапии указывают ряд авторов [18, 32].
Показано, что адаптация к гипоксии предотвращает как артериальную гипотонию, так и артериальную гипертензию у генетически предрасположенных крыс [17]. При этом возможные механизмы вероятно связаны с нормализацией КО-зависимых реакций сосудов. Лечение в условиях естественного высокогорного курорта (3200м над уровнем моря) больных артериальной гипертензией, приводило к снижению артериального давления (преимущественно диастолического), а также к развитию адаптивной
«перенастройки» каротидных барорецепторов, что сопровождалось повышением депрессорного и вазомоторного компонентов синокаротидного барорефлекса [20].
Применение прерывистой ГБА показано при I и II степенях артериальной гипертензии, за исключением гипертонических кризов [17, 18]. У больных с артериальной гипертензией субъективное улучшение наблюдается в 96,8% случаев после сеансов ГБА [32]. В результате адаптации к гипоксии достоверно снижается систолическое и диастолическое артериальное давление, нормализуются показатели центральной гемодинамики, уменьшается психоэмоциональная напряженность. Гипоксическая стимуляция обеспечивает надежный лечебно-профилактический эффект в течение 6 месяцев у 80% больных артериальной гипертензией [17, 18].
Метод ГБА успешно применятся при гипотонии и нейро-циркуляторной дистонии [17, 18]. При этом важное значение имеет благоприятное воздействие гипоксического стимула на нейрогуморальную регуляцию и повышение функциональных резервов сердечно-сосудистой системы.
Гипокситерапия применяется в онкологической практике. Противолучевая защита не пораженных опухолью тканей с помощью гипобароадаптации объясняется, с одной стороны, действием известного в радиобиологии феномена "кислородного эффекта", а с другой стороны -повышением неспецифической устойчивости организма пациентов за счет адаптации к гипоксии. Опухолевые клетки из-за постоянного пребывания в условиях кислородной недостаточности адаптированы к гипоксии и на фоне дыхания гипоксической смесью их радиочувствительность не падает. При лучевой терапии у пациентов снижается частота и выраженность непосредственной реакции, а также отдаленных лучевых повреждений [15, 24]. Достоинством гипоксической стимуляции является также снижение побочного действия химиотерапевтического лечения злокачественных новообразований. Гипоксирадиотерапия успешно используется у больных с опухолями молочной железы, лёгких, желудка, пищевода, лимфогрануломатозом.
Снижение напряжения кислорода в артериальной крови стимулирует синтез эритропоэтина в почках, в результате чего увеличивается количество эритроцитов в крови. Под влиянием гипоксии кроме этого усиливается всасывание железа в тонком кишечнике, что сопровождается увеличением содержания гемоглобина. Таким образом, адаптация к гипоксии является патогенетической терапией анемий, связанных с нарушением пластической функции костного мозга или дефицитом железа.
Показана возможность использования среднего высокогорья в целях комплексного лечения гипопластической и железодефицитной анемий [17, 21]. При лечении больных железодефицитной анемией курсом ГБА получен стойкий клинический эффект: среднесуточный прирост эритроцитов и
гемоглобина был выше у лиц, получавших курс гипобаротерапии [21].
Опыт применения гипобароадаптации в Клинике ВГМУ
Адаптацию больных к гипоксии осуществляли с помощью многоместной медицинской ваккуумной установки «Урал - Антарес». Основные ее параметры: длина - 9 метров, диаметр - 3 метра, вес - 16000 кг, объем лечебного отсека - 51м , количество посадочных мест до 15 человек, максимальная высота подъема 10000м. Уникальность описываемой установки состоит в том, что она является бароклиматической, т.е. кроме имитации условий высокогорья, имеется возможность моделирования температурных условий (до +50 оС) и влажности (до 98%) [22]
Схема курса гипобароадаптации включает «ступенчатые подъемы» на высоту 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 метров над уровнем моря. Начиная с пятого и все последующие сеансы, пациенты находятся на высоте 3500 метров не менее 1 часа; «подъем» осуществляется со скоростью 3 - 5 метров в секунду, спуск 2 - 3 метра в секунду; курс лечения состоит из 20 сеансов.
Инженерно-технический и медицинский персонал обучен необходимым мерам безопасности.
За время работы установки с 1999 года курс гипобароадаптации прошли 1305 пациентов, из них 287 повторно. Основными показаниями для прохождения курса были: бронхиальная астма - около 43% пациентов, хронический бронхит - 12% больных, артериальная гипертензия -!8%, нейроциркуляторная дистония -12%, а также ряд других заболеваний (поллиноз, псориаз, нейродермит, анемии, сахарный диабет неврозы, облитерирующий эндертареит сосудов нижних конечностей) [16].
У больных в процессе, через 1 и 6 месяцев после окончания курса наблюдали динамику ЭКГ, уровень артериального давления, частоту сердечных сокращений, динамику спирометрических показателей, данные УЗИ
обследования внутренних органов брюшной полости. Кроме того, определялись биохимическим методом уровни общего холестерина, ХС ЛПНП, ХС ЛПВП, ТГ и индекс атерогенности.
Клиническую эффективность применения гипобарокамеры оценивали путем сопоставления клинических, инструментальных и лабораторных данных до и после гипобароадаптации (через 1 - 12 месяцев). Проводили независимый мета-анализ амбулаторных карт в поликлиниках по месту жительства 56 больных бронхиальной астмой, прошедших курс лечения в барокамере. Анализ включал оценку: количества выписанных антиастматических средств,
количества дней нетрудоспособности, количества госпитализаций в круглосуточный и дневной стационары. Данные показатели оценивали на протяжении одного года до курса гипобароадаптации и одного года после него.
Можно сделать выводы, что курс гипобароадаптации в течение 20 дней не вызывает негативных изменений со стороны всех органов и систем пациентов, проходящих курс гипобароадаптации, приводит к экономизации функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем (что проявляется снижением как систолического, так и диастолического артериального давления, снижением частоты пульса). Курс гипобароадаптации приводит к выраженным субъективным положительным эффектам: повышению психоэмоциональной устойчивости, работоспособности, улучшению сна и
настроения. Указанные эффекты имеют длительность не менее 3-х месяцев после окончания курса. В результате лечения у больных улучшаются показатели спирографии, снижается потребность в применении базисных препаратов, уменьшается количество дней нетрудоспособности и количество госпитализаций в стационар.
Таким образом, метод гипобарической бароклиматической адаптации может широко применяться в аллергологии, пульмонологии, кардиологии, дерматологии, гематологии как эффективный и достаточно безопасный метод, повышая собственные адаптационные возможности организма человека.
Резюме
Сущность метода гипобарической адаптации состоит в создании для организма условий пониженного атмосферного давления и соответственно -пониженного парциального давления кислорода при постоянном процентном соотношении составляющих атмосферного воздуха. Гипоксия вызывает сложную перестройку функционирования различных систем организма. Наиболее важным для состояния адаптации следует считать развивающуюся способность организма утилизировать кислород при низком его парциальном давлении, вырабатывая при этом энергию, необходимую для нормальной жизнедеятельности. Повышение устойчивости к гипоксии может влиять на патогенетические механизмы болезни. Учитывая выше изложенное, метод гипобаротерапии применяется для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, хронических неспецифических заболеваний легких, бронхиальной астмы и респираторных аллергозов, анемий, псориаза и ряда других.
Литература
1. Агаджанян, Н.А. Организм и газовая среда обитания / Н.А. Агаджанян.- М.: Медицина, 1972. - 248 с.
2. Агаджанян, Н.А. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии / Н.А. Агаджанян, А.Н. Елфимов. - М. Медицина, 1986. - 272 с.
3. Агаджанян, Н.А. Классификация гипоксических состояний / Н.А. Агаджанян, А.Я. Чижов. - М.: Крук, 1998. - 22 с.
4. Агаджанян, Н.А. Горы и резистентность организма / Н.А. Агаджанян, М.М. Миррахимов. - М., Наука, 1970. - 182 с.
5. Алеманова, Г. Д. Влияние адаптации к гипобарической гипоксической стимуляции на липидный спектр у детей с бронхиальной астмой / Г.Д. Алеманова, М.Н. Воляник // Педиатрия. - 1997. - №5. - С. 8-11.
6. Опыт лечения больных сердечно-сосудистыми заболеваниями методом адаптации к периодической гипоксии / И. А. Алешин, А.Н. Тиньков, Я.И. Коц [и др.]// Тер.архив. - 1997. - № 1. - С. 54-58.
7. Айтбаев, Н.А. Распространенность атерогенных дислипопротеиденийй среди горцев / Н.А. Айтбаев, Т.С. Мейманалиев // Кардиология. - 1992. - Т.31, № 1.- С. 9-11.
8. Белкин, В.Ш. Морфологические аспекты адаптации к высокогорной гипоксии / В.Ш. Белкин. - Душанбе,1990.
9. Гаркави. Л.Х. Неспецифические адаптационные реакции организма / Л.Х. Гаркави. Е.Б. Квакина. М. А. Уколова. - Ростов на Дону. 1977.
10. Березовьский. В.Я. Біофізична медицина. Витоки та сучасність гипокситерапии / В.Я. Березовьский // Фізіологічний журнал. - 2001. - Т.47. № 1. - Ч.2. - С. 4-12.
11. Березовский. В. А. Введение в оротерапию / В. А. Березовский. М.И. Левашов. - Киев: Изд. Академии проблем гипоксии РФ. 2000. - 74 с.
12. Власов. В.В. Реакция организма на внешние воздействия / В.В. Власов.- Иркутск: Изд. Иркутского университета. 1994. - 344 с.
13. Влияние гипоксических тренировок на здоровье школьников / О.С. Глазачев. В.И. Бадиков [и др.] // Физиология человека. - 1996. - Т. 22. № 1. - С. SS-92.
14. Гипобароадаптация в профилактике сердечно-сосудистых и бронхолегочных заболеваний: тезисы докладов X съезда терапевтов Беларуси /
Э.А. Доценко. А.Н. Булахов. В.В. Батов [и др.] // Рецепт. - 2001. - Прилож. - С. 40.
15. Гипобароадаптация как метод профилактики и реабилитации сердечно-сосудистых и бронхолегочных заболеваний / Э.А. Доценко. А.Н. Булахов. В.В Батов // "Чернобыльская катастрофа 15 лет спустя". - Мн.:Тесей. -2001.- С. 43-4S.
16. Методика проведения гипобароадаптации для лечения и профилактики заболеваний внутренних органов: инструкция на метод: Рег. №153-0011 / Э.А. Доценко. А.Н. Булахов. В.В. Батов [и др.].- 2001.- 4с.
17. Меерсон. Ф.З. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации / Ф.З. Меерсон. - М: Hypoxia Medkal Lxd. 1993.-331 с.
1S. Адаптация к периодической гипоксии в терапии и профилактике / Ф.З. Меерсон. В.П. Твердохлиб. В.М. Боев. - М.: Наука. 19S9 - 70 с.
19. Устранение с помощью адаптации к периодической гипоксии абстинентных повреждений сердца и печени при отмене этанола у хронически алкоголизированных животных / Ф.З. Меерсон. С.И. Красиков. И.И. Чавкин [и др.] // Кардиология. - 1992. - Т.32. № 11/2. - С. 7S-S2.
20. Горная медицина / М.М. Миррахимов. П.Н. Гольдберг.- Фрунзе: изд. "Кыргызстан". 197S. - 1S4 с.
21. Новиков. В.С.Коррекция функциональных состояний при экстремальных воздействиях / В.С. Новиков. Е.Б. Шустов. В.В. Горанчук. - С.-Пт.: Наука. 199S. - 543 с.
22.Чиркин. А.А. Диагностика. лечение и профилактика сердечнососудистых заболеваний / А. А. Чиркин. В.В. Шваренок. Э.А. Доценко // Минск. 2003.- 390 с.
23. Ялкут. С.И. Роль гипоксии в развитии бронхиальной астмы / С.И. Ялкут // Тер. архив. - №. S. - С. 71-74.
24. Barnster. E.W. Tramrng іп hypoxia: effects on exerrise tolerance іп nonnoxia. and hypoxia / E.W. Barnster. W. Woo // J. Physwl. - 1976. - Vol. 263. N l. - P. 22S-229.
25. Traininginduced increases in sea level VO2max and endurance are not enhanced by acute hypobaric exposure / D.L. Emonson. A.H. Aminuddin, R.L. Wight [et al.] // Eur. J. Appl. Physiol. - 1997. - Vol.76, N l. - P.8-12.
26. Gupta. J.S. Effect of physical training at moderate altitude ( 1850 m ) on hypoxic tolerance / J.S. Gupta. L. Mathew. P.M. Gopinath // Aviat. Space Environ. Mtd. - 1979.- Vol. 50. N 7.- P.714-716.
27. Hochachka. P.M. Mechanism and evolution of hypoxia-tolerance in humans / P.M. Hochachka // J. Exp. Biol.-1998.-Vol.201. N Pt 8.- P.1243-1254.
28. The effects of intermittent exposure to hypoxia during endurance exercise training on the ventilatory responces to hypoxia and hypercapnia in humans / K. Katayama. Y. Sato. K. Ishida [et .al.] // Eur. J. Appl. Physiol.-1998.-Vol.78. N 3.-P.189-194.
29. Effects of hypobaric hypoxia on postural control / S.H. Nordahl. T. Aasen. J.O. Owe // Aviat-Space-Environ-Med. - 1998. - Vol.69. N 6. - P.590-595.
30. Effects of hypobaric-hypoxia on the salivary cortisol levels of aircraft pilots / Z. Obminski. L. Golec. R..Stupnicki // Aviat-Space-Environ-Med. - 1997. - Vol.68. N 3. - P. 183-1 86.
31. Ostadal. B. Intermittent hypoxia and cardiopulmonary system / B. Ostadal. T. Widimsky // Praha: Acad. Naklad. Cescosl. 1985. - 92 p.
32. Hypoxic syncope / R.G. Westendorp. G.J. Blauw. M. Frolich [et. al.] // Aviat-Space-Environ-Med. - 1997. - Vol.68. N 5. - P.410-414.
