Клиническое исследование · 2021

IHT при бронхиальной астме с учётом хронотипа

А. Б. Иванов, И. Х. Борукаева, З. Х. Абазова, К. Ю. Шхагумов, А. А. Молов
Ульяновский медико-биологический журнал · 2021 · № 2:125–135

Примечание редакции. Исследовательские выводы о хронотипе и времени воздействия не являются универсальным расписанием лечения астмы. Отдельно в оригинале описаны реакции во время гипоксической пробы; нельзя заменять их общим утверждением о полной безопасности. Метод не заменяет базисную терапию. Ниже размещена редакционная текстовая версия русскоязычной статьи. Большие таблицы и графики сохранены в исходном PDF; на странице приведены краткие результаты и ссылки на нужные страницы оригинала. Это научный материал, не инструкция по лечению.

Кратко о публикации

  • Оценивали хронотип, спирометрию, кислородный транспорт и маркеры окислительного стресса.
  • Перед курсом выполняли индивидуальную гипоксическую пробу.
  • Авторы сообщают различия реакций в зависимости от времени процедур.
  • Использовалась нормобарическая гипоксия на Био-Нова-204, а не IHHT на OXYTERRA.

Основной текст

Введение

Бронхиальная астма (БА) – хроническое гетерогенное заболевание бронхиального дерева, которое является серьезной проблемой здравоохранения во всех странах мира [1–4]. Начавшись в детском возрасте, бронхиальная астма впоследствии переходит в астму взрослых, приводя к инвалидизации людей. По данным ВОЗ, в настоящее время в мире БА болеет около 235 млн чел., а к 2025 г. прогнозируется увеличение числа больных до 400 млн [5–8]. К росту заболеваемости бронхиальной астмой приводят появление новых аллергенов, условия труда, генетические причины и др. [9–13].

Все это определяет необходимость поиска новых эффективных и патогенетически обоснованных методов профилактики и лечения астмы.

Адаптация к гипоксии в гипобарических условиях в горной местности применяется в медицине давно [14, 15]. Нормобарическая интервальная гипокситерапия (ИГТ) используется в клинической медицине с 1985 г. [16–18]. ИГТ, проведенная с учетом индивидуальной чувствительности к гипоксии, не приводит к осложнениям и побочным эффектам [19–21]. В то же время хронотипы больных оказывают существенное влияние на механизмы адаптации организма к гипоксии. Поэтому важным является выявление хронобиологических особенностей влияния гипоксического фактора на пациентов с БА в ходе интервальной нормобарической гипокситерапии.

Цель исследования

Определение эффективности использования нормобарической интервальной гипокситерапии в лечении и реабилитации больных бронхиальной астмой с учетом хронобиологических особенностей.

Материалы и методы

Обследование и применение интервальной гипокситерапии было проведено в санатории МВД РФ «Нальчик» 145 больным 45–62 лет с диагностируемой бронхиальной астмой легкой степени тяжести с дыхательной недостаточностью I–II степени (основная группа). Гипокситерапия проводилась совместно с санаторно-курортным лечением (СКЛ). В контрольную группу было включено 85 чел., также находившихся на СКЛ, но без использования ИГТ. Пациенты основной и контрольной групп были сопоставимы по возрасту, полу, основной и сопутствующей патологии, а также по длительности заболевания.

Спирометрию проводили на Fukuda Spirosift 5000 (Япония). Определяли объём форсированного выдоха за первую секунду (FEV₁), жизненную ёмкость лёгких (FVC), пиковую скорость выдоха (PEF). Также измеряли максимальную скорость выдоха на уровнях мелких, средних и крупных бронхов: MEF25%, MEF50% и MEF75%. Для индивидуальной пикфлоуметрии использовали Philips Respironics Personal Best HH1327/00 (Нидерланды). Реактивность бронхиального дерева оценивали пробой с сальбутамолом.

Кислородный обмен и лабораторные методы

Функциональную систему дыхания и кислородный режим оценивали по методике А.З. Колчинской (2000). Минутный и дыхательный объёмы, частоту дыхания измеряли волюметром Medizintechnik (Германия). Содержание кислорода определяли газоанализатором Oxybabymed WITT (Германия). Скорость потребления кислорода оценивали методом Дугласа–Холдейна с этим газоанализатором. Сатурацию артериальной крови (SaO₂) и ЧСС измеряли пульсоксиметром Riester Ri-fox N (Германия). Минутный объём крови определяли по Фику, гемоглобин — фотометрически.

Малоновый диальдегид в сыворотке определяли по В.Б. Гаврилову [22]. Супероксиддисмутазу в эритроцитах и глутатионпероксидазу — по методу В.М. Меина [23].

Применение гипоксического теста позволило выявить индивидуальную чувствительность к гипоксии и определить оптимальное содержание кислорода во вдыхаемой смеси. Атмосферный воздух в гипоксическую газовую смесь с пониженным содержанием кислорода конвертировался гипоксикатором фирмы «Био-Нова-204» (Москва). Курс интервальной нормобарической гипокситерапии состоял из 15 сеансов. В каждом сеансе пациент чередовал дыхание гипоксическими (5 мин) и нормоксическими смесями (5 мин) в течение 40 мин. В первых пяти сеансах содержание кислорода в гипоксической газовой смеси составляло 16 %, во вторых пяти сеансах – 15 %, затем – 13 %.

Индивидуальные хронотипы (биоритмологические) определялись по методике Хорна – Остберга в модификации А.А. Путилова [24] и с помощью анкеты О.Н. Московченко [25]. Испытуемых просили ознакомиться с опросниками и ответить на содержащиеся в них тестовые вопросы.

Этика и состав групп

В соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации все исследования проводились после получения личного согласия больных и с соблюдением этических принципов. Перед проведением лечения больные были проинформированы о порядке выполнения ИГТ и безопасности данного метода. Все исследования подвергались мониторингу и контролю биоэтического комитета Роспотребнадзора Кабардино-Балкарской Республики (протокол этической экспертизы № 6/18 от 23.11.2018).

Для статистической обработки использовали Microsoft Excel и Statistica 6.0 для Windows, вариационно-статистические методы и t-критерий Стьюдента. Ошибку средней рассчитывали по формуле m = σ/√n. Здесь m — ошибка средней; M — среднее арифметическое; σ — стандартное отклонение; n — выборка [1].

Критерий различий: tD = (M₁−M₂)/√(m₁²+m₂²). Его значения определяли при трёх уровнях вероятности p и разных числах степеней свободы ν. Число степеней свободы рассчитывали как ν = n−1.

Результаты и обсуждение

Все пациенты были разделены на 3 группы: с утренним, промежуточным (или дневным) и вечерним хронотипами. Больные с утренним хронотипом проходили гипокситерапию в утренние часы (в 9 ч), с дневным хронотипом – в дневное время (в 15 ч), с вечерним хронотипом – в вечерние часы (в 20 ч). На основании гипокси-ческого теста наилучшая переносимость гипоксии выявлена в утренние часы. Анализ динамики показателей функции внешнего дыхания и функциональной системы дыхания, кислородного режима организма пациентов с бронхиальной астмой легкой степени тяжести в условиях вдыхания гипоксических газовых смесей показал, что у большей части больных (87 %) при вдыхании смеси с 15% O₂ развивается компенсированная гипоксия, а при вдыхании смеси с 13% O₂ – субкомпенсированная гипоксия, при которой максимально проявляется стимулирующее действие гипоксии на организм.

Днём чувствительность к гипоксии несколько повышалась. При 13% O₂ субкомпенсированная гипоксия развивалась у 75% больных, декомпенсированная — у 12%. Поэтому авторы начинали с 15% O₂, постепенно снижая концентрацию до 13%.

Переносимость гипоксической пробы

Появившиеся во время гипоксического теста у части больных (8 %) приступы затрудненного дыхания, снижение артериального давления, кашель, головокружение, уменьшение насыщения и напряжения кислорода в артериальной крови ниже критического уровня свидетельствовали о непереносимости гипоксии в дневное время. Эти больные были исключены из исследования.

Наименьшая адаптационная способность к гипоксии выявлена в вечернее время. В этот период только 22 % больных БА легкой степени смогли пройти нормобарическую гипокситерапию с 13% O₂ во вдыхаемой газовой смеси с развитием субкомпенсированной гипоксии. У 66 % больных субкомпенсированная гипоксия развивалась при вдыхании гипоксической газовой смеси с 13 % кислорода, у 13 % больных – при вдыхании 15% O₂ .

Таким образом, в ходе анализа результатов гипоксического теста у пациентов с бронхиальной астмой в разное время суток, выявлены суточные колебания чувствительности к гипоксии и ее переносимости. Наибольшая адаптационная способность организма к гипоксии отмечалась в утренние часы: развитие субкомпенсированной гипоксии происходило при меньшей концентрации кислорода во вдыхаемой газовой смеси.

В дневное время суток снижалась переносимость гипоксии и повышалась чувствительность к ней. Наиболее неблагоприятным для гипокситерапии оказалось вечернее время суток: у всех больных достоверно снижалась переносимость гипоксии. При этом тренирующим действием на организм больных обладали гипоксические газовые смеси с большим содержанием кислорода, чем в утреннее и дневное время суток. Эта закономерность, по-видимому, объясняется усилением тонуса парасимпатической нервной системы и снижением содержания глюкокортикостероидов в вечернее время, а также ухудшением бронхиальной проходимости.

Индивидуальный режим гипокситерапии

По результатам проведенного гипоксического теста пациентам с бронхиальной астмой был назначен индивидуальный режим интервальной нормобарической гипокситерапии. После проведения гипокситерапии наступило клиническое улучшение, проявившееся в урежении обострений, улучшении общего самочувствия, повышении физической и умственной работоспособности и переносимости физической нагрузки, снижении утомляемости.

Авторы описали снижение доз базисных препаратов: глюкокортикоидов и бронходилататоров. Они также отметили улучшение бронхиальной проходимости. В утренней группе жизненная ёмкость лёгких выросла на 1,80±0,01%, объём форсированного выдоха за секунду — на 4,4±0,2%. Пиковая скорость выдоха увеличилась на 7,6±0,2%. Проходимость на уровне крупных, средних и мелких бронхов выросла в среднем на 6,8±0,02%. Изменения дневной группы приблизились к утренней.

Пикфлоумониторинг показал значимый рост скорости выдоха от первого к последнему сеансу: с 51,5±1,4% должной величины до 65,2±1,2% (p<0,05). Суточный размах PEF уменьшился с 1,03±0,01 до 0,13±0,02 л/с. Авторы связали это с уменьшением обструкции в утренней и дневной группах. В вечерней группе изменения бронхиальной проходимости были недостоверными.

Изменения вентиляции

После нормобарической гипокситерапии у пациентов всех групп отмечалось статистически значимое увеличение минутного и дыхательного объемов, способствующее уменьшению функционально мертвого пространства и улучшению диффузии и газообмена в легких.

Значимым результатом курса гипокситерапии явилось существенное увеличение напряжения кислорода в артериальной крови у всех пациентов: в утренней и дневной группах PaO₂ возросло до 100,3±1,0 мм рт. ст., в вечерней группе – до 91,6±1,0 мм рт. ст. (табл. 1).

Таблица 1 содержит показатели дыхания, газообмена, кровообращения и дыхательной функции крови после ИГТ в разное время суток (M±m). Она доступна на страницах 4–5 PDF. Обозначения относительно показателей до курса: * p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001.

Авторы описали более экономичные и эффективные дыхание и кровообращение. Кислородный эффект дыхательного цикла и кислородный пульс увеличились. Вентиляционный эффект дыхательного и сердечного циклов уменьшился у всех обследованных. В утренней группе изменения были в среднем на 1,9% выше, чем в вечерней.

Транспорт кислорода и тканевая утилизация

У пациентов утренней группы статистически значимо увеличилась доля альвеолярной вентиляции в минутном объеме дыхания, что способствовало улучшению дыхательной функции крови. После гипокситерапии у больных дневной группы возросло содержание кислорода в артериальной крови, хотя минутный и ударный объемы кровообращения достоверно не изменились. Улучшение диффузионных процессов привело к увеличению артериовенозной разницы, что явилось показателем уменьшения степени тканевой гипоксии у пациентов с бронхиальной астмой. Повышение скорости потребления кислорода было более существенным в утренней (на 58,42±1,22 мл/мин) и дневной (на 55,21±1,12 мл/мин) группах. При этом в вечерней группе потребление кислорода возросло лишь на 22,31±0,28 мл/мин.

Скорость транспорта кислорода артериальной кровью статистически значимо увеличилась. Однако скорость поступления кислорода в лёгкие и альвеолы не изменилась.

В настоящее время в патогенезе бронхиальной астмы ключевая роль отводится оксидативному стрессу, характеризующемуся образованием свободных радикалов кислорода в бронхиальном дереве. Нейтрофилы, расположенные в бронхах и легких, активированные различными раздражителями, служат местом синтеза свободных радикалов, вызывая перекисное окисление липидов мембран бронхолегочной системы. Нормобарическая гипокситерапия способствовала достоверному уменьшению содержания малонового диальдегида (до 51,34±1,22 мкмоль/л), что свидетельствовало об уменьшении свободнорадикального окисления липидов. Следует отметить, что в контрольной группе статистически значимых изменений выявлено не было (табл. 2).

Таблица 2: состояние оксидантной и антиоксидантной систем после гипокситерапии и в контроле (M±m). Она доступна на странице 6 PDF. Обозначение *** указывает на p<0,001 относительно показателей до ИГТ.

Адаптация к гипоксии достоверно увеличила степень антиоксидантной защиты организма, о чем свидетельствовало усиление активности глютатионпероксидазы и супероксиддисмутазы во всех группах обследуемых, в результате чего повысилась сопротивляемость клеток к повреждающим факторам и усилились протекторные свойства мембран бронхолегочной системы. Курс нормобарической гипокситерапии способствовал улучшению диффузии и перфузии в легочной ткани, снижению деструкции мембран в липидных и белковых структурах бронхолегочной системы. Эти изменения привели к улучшению бронхиальной проходимости и клинического течения бронхиальной астмы.

Заключение

Полученные результаты показали, что утренние сеансы гипокситерапии обладают наибольшим тренирующим воздействием на организм больных: ответ функциональной системы дыхания и кислородного режима организма в утренние часы был максимально выраженным. Утренние сеансы гипокситерапии пациенты переносили намного легче, клиническое улучшение наступало быстрее, что нашло подтверждение на втором этапе гипоксического теста.

Гипокситерапия в вечернее время оказывала также адаптивное действие на организм больных и улучшала функциональную систему дыхания. Однако изменения организма при адаптации к гипоксии в вечернее время были не столь значимыми. Снижение адаптационных возможностей организма к гипоксии в вечернее время диктовало необходимость перевода части больных (15 %) в утреннюю группу.

По результатам анализа авторы считают наиболее эффективными утренние курсы. Несмотря на индивидуальный подбор смесей с учётом хронотипа, утром адаптационные механизмы проявлялись наиболее выраженно. Поэтому авторы предложили дополнить рекомендации и проводить курсы в утренние и дневные часы, с 8 до 15 ч. Это рекомендация авторов исследования, а не универсальное расписание лечения.

По заключению авторов, короткие гипоксические интервалы создают условия для адаптации, прежде чем развивается повреждающее действие гипоксии. Они связывают эффект с бронхиальной проходимостью, вентиляцией, кровообращением и дыхательной функцией крови. Также они указывают на уменьшение перекисного окисления липидов и активацию антиоксидантной системы.

Авторы описали улучшение бронхиальной проходимости, клинического течения астмы и общего состояния. Они также отметили снижение порога чувствительности рецепторов слизистой бронхов к ацетилхолину без клинических проявлений бронхообструкции. Это они трактовали как тренирующее воздействие на вегетативную иннервацию бронхов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Таблицы и иллюстрации оригинала

Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.

Таблица 1 — функциональные показатели

Продолжение показателей

Таблица 2 — оксидантная и антиоксидантная системы

Обсуждение хронотипов и заключение

Литература

Источники 1–10

1. Global Initiative for Asthma. GINA report, Global Strategy for Asthma Management and Prevention, 2016. URL: http://www.ginaasthma.org (дата обращения: 23.09.2016).

2. Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика». 5-е изд., перераб. и доп. М.: Оригинал-макет; 2017. 160.

3. Мадиева Л.С., Мамашалиева С.Б., Бакирова Р.Е., Муравлёва Л.Е., Ибраева Л.К. Некоторые аспекты патогенеза бронхиальной астмы: обзор литературы. Современные проблемы науки и образования. 2020; 2. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=2961 (дата обращения: 22.04.2021).

4. Murrison L.B., Brandt E.B., Myers J.B., Hershey G.K.K. Environmental exposures and mechanisms in allergy and asthma development. Clin. Invest. 2019; 129 (4): 1504–1515.

5. Lioyd C.M. Development of allergic immunity in early life. Immunol Rev. 2017; 278 (1): 101–115.

6. Martinez F.D. The state of asthma research: considerable advances but still a long way to go. Respir. Crit. Care Med. 2019; 199 (4): 397–399.

7. Kwong C.G. Phenotypes of wheezing and asthma in preschool children. Allergy Clin. Immunol. 2019; 19 (2): 148–153.

8. Mikes O., Vrbova M., Klanova J. Early-life exposure to household chemicals and wheezing in children. Sci. Total. Environ. 2019; 663: 418–425.

9. Миненкова Т.А., Веденьева М.О., Симкина А.В. Клинические особенности бронхиальной астмы у детей. Международный студенческий научный вестник. 2018; 6. URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=19352 (дата обращения: 22.04.2021).

10. Назарова Е.В., Курбачева О.М., Ильина Н.И. Алгоритм оценки контроля бронхиальной астмы. Российский аллергологический журнал. 2011; 2: 18.

Источники 11–17

11. Pawankar R. Allergic diseases and asthma a global public health concern and a call to action. World Allergy Organization Journal. 2014; 1 (7): 12.

12. Sachin N. Baxi, Wanda Phipatanakul. The Role of Allergen Exposure and Avoidance in Asthma. Adolesc. Med. State Art Rev. 2010; 21 (1): 57.

13. Victor E. Ortega. Asthma. MSD Manuals. 2019: 14–28.

14. Колчинская А.3., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. М.: Медицина; 2003. 250.

15. Борукаева И.Х., Шаваева Ф.В., Шхагумов К.Ю., Биногерова З.Х. Интервальная гипоксическая тренировка и энтеральная оксигенотерапия в лечении детей с бронхиальной астмой. Современные проблемы науки и образования. 2018; 2. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=27558 (дата обращения: 25.04.2021).

16. Борукаева И.Х., Абазова З.Х., Иванов А.Б., Шхагумов К.Ю. Интервальная гипокситерапия и энтеральная оксигенотерапия в реабилитации пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019; 2: 27–32.

17. Pearce N., Ait-Khaled N., Beasley R. Worldwide trends in the prevalence of asthma symptoms: phase III of International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC). Thorax. 2007; 62: 758–766.

Источники 18–25

18. Weiler J.M., Anderson S.D., Randolph C. Pathogenesis, prevalence, diagnosis, and management of exercise induced bronchoconstriction: a practice parameter. Joint Task Force of the American Academy of Allergy, Asthma and Immunology; the American College of Allergy, Asthma and Immunology and the Joint Council of Allergy, Asthma and Immunology. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2010; 105: 1–47.

19. Бродская О.Н. Бронхиальная астма с частыми обострениями: факторы риска и меры профилактики. Практическая пульмонология. 2016; 3: 11–12. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27686072 (дата обращения: 15.10.2018).

20. Исламова Д.А. Лечебная физкультура как элемент лечения и профилактики бронхиальной астмы. Вопросы науки и образования. 2017; 1: 107–109. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29238361 (дата обращения: 20.01.2019).

21. Хабибуллаева Р.Р., Бочкарева А.В. Профилактика бронхиальной астмы. Вестник современных исследований. 2017; 6–1 (9): 45–47. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29409551 (дата обращения: 10.02.2019).

22. Гаврилов В.Б. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой. Вопросы медицинской химии. 1987; 8: 118–122.

23. Меин В.М. Простой и специфический метод определения глютатионпероксидазы в эритроцитах. Лабораторное дело. 1986; 12: 724–727.

24. Путилов А.А. «Совы», «жаворонки» и другие. О наших внутренних часах и их влиянии на здоровье и характер. М.: Совершенство; Новосибирск: Изд-во НГУ; 1997. 264.

25. Московченко О.Н. Практикум по основам валеологии: учебное пособие. Красноярск: КГТУ; 1999. 228.

Технология и практика

Как устроена аппаратная процедура? Подробнее о режимах IHHT и биологической обратной связи.

О IHHT в клинической практике и восстановлении рассказывает раздел «Применение».

Оригинальная публикация

Интервальная гипокситерапия в лечении больных бронхиальной астмой с учетом хронотипов
А. Б. Иванов, И. Х. Борукаева, З. Х. Абазова, К. Ю. Шхагумов, А. А. Молов. Интервальная гипокситерапия в лечении больных бронхиальной астмой с учетом хронотипов. Ульяновский медико-биологический журнал · 2021 · № 2:125–135. DOI: 10.34014/2227-1848-2021-2-125-135.
Электронная редакционная версия русскоязычной публикации подготовлена для OXYTERRA-MED по предоставленному оригиналу. Восстановлены порядок колонок, переносы и абзацы; удалены колонтитулы, повторные английские аннотации и дублирующие варианты библиографии. Большие таблицы и графики представлены краткими результатами и ссылками на страницы исходного PDF. Добавлены обозначенные редакционные примечания и краткое представление исследования. Численные результаты не пересчитывались, исходный PDF не изменён. Публикация выполняется по разрешениям, предоставленным владельцем материалов.

Для профессионального ознакомления. Материал не является медицинской рекомендацией.

Получить научные материалы

Подборка публикаций и материалов для специалистов.