IHHT при морбидном ожирении изучали в сочетании с высокобелковой диетой. В исследовании участвовали 40 пациентов; авторы оценивали состав тела, основной обмен и биохимические показатели.
Примечание редакции. Исследование нерандомизированное и относится к ReOxy, не OXYTERRA. Диета и другие факторы также влияют на результаты. Формулировка аннотации о «меньшем снижении» процента жира неоднозначна: в кратком описании она не подменяется утверждением о большей потере жира. Отсутствие выявленных осложнений в небольшой выборке не означает универсальную безопасность. 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
- Две группы по 20 человек с морбидным ожирением.
- Обеим группам назначали диету и рекомендации по физической активности.
- В основной группе дополнительно использовали IHHT на ReOxy Cardio.
- Авторы сообщают различия по глюкозе, липопротеинам и некоторым биоимпедансным показателям.
IHHT при морбидном ожирении: данные публикации
Введение
Распространенность ожирения резко возросла за последние десятилетия: почти треть населения мира страдает этим заболеванием или имеет избыточную массу тела [1]. Ожирение — многофакторное заболевание с избыточной массой жировой ткани (ЖТ). Эта ткань действует как метаболически активный эндокринный орган. Она участвует в иммунных реакциях, гомеостазе глюкозы и липидов, ангиогенезе и коагуляции. Также ЖТ важна для эндотелиальной функции, регуляции аппетита и контроля массы тела [2]. Таким образом, дисфункция ЖТ тесно связана с повышенным риском кардиометаболических осложнений [3] и, как следствие, со смертностью [4].
Как было показано в работе I.G. Lempesis и соавт. (2020), уровень напряжения кислорода в жировой ткани (pO в ЖТ) коррелирует с ее дисфункцией. Хотя гипоксия ЖТ продемонстрирована на моделях ожирения на грызунах, в отношении людей были получены противоречивые данные [5]. Ранее установлено, что у лиц, страдающих ожирением, по сравнению с людьми с нормальной массой тела наблюдается более высокий уровень pO в ЖТ и его снижение после потери массы тела в результате соблюдения диеты [6], а также продемонстрирована положительная связь между уровнем pO в ЖТ и инсулинорезистентностью независимо от ожирения [7].
Варианты интервальной гипоксии
Интервальная гипоксическая терапия — неинвазивный метод, основанный на повторяющихся кратковременных воздействиях на организм человека, находящегося в состоянии покоя, газовой смеси с дефицитом кислорода (до 14–10% О), чередующейся с нормоксической (21% О) или гипероксической (30–35% О) газовой смесью [8]. Данный метод терапии включает два подхода: интервальную гипоксически-нормоксическую тренировку (ИГНТ) и интервальную гипоксически-гипероксическую тренировку (ИГГТ). Методика ИГНТ/ИГГТ обладает множеством полезных эффектов, таких как предотвращение реакций, связанных с избыточной генерацией активных форм кислорода в митохондриях, и стимуляция выработки эндотелиального оксида азота, что обеспечивает вазодилатацию и усиление пролиферации эндотелия; ее применение способствует оптимизации митохондриального метаболизма [9, 10].
В предварительных исследованиях физической работоспособности у спортсменов с синдромом перетренированности и пожилых пациентов с ишемической болезнью сердца замена нормоксии гипероксией с интервальным воздействием гипоксии показала значительную эффективность [11].
Было также продемонстрировано, что ИГГТ по сравнению с ИГНТ более эффективны в повышении стабильности мембран кардиомиоцитов, гепатоцитов и клеток головного мозга [12]; при данном виде тренировок наблюдались более высокие показатели многих физиологических адаптивных реакций, в том числе улучшение эндотелиальной функции и общей антиоксидантной способности и снижение симпатической активности [13].
Имеются данные, что физические упражнения в сочетании с ИГГТ положительно воздействуют на процесс выведения метаболитов, оказывающих негативное влияние на нейроны, и улучшают функции нервной ткани у пациентов с ее дисфункцией [14].
Исследования при метаболических и сердечных нарушениях
Так, в 2022 г. A. Bestavashvili с соавт. опубликовали исследование, посвященное влиянию ИГГТ на липидный профиль и маркеры воспаления. В него включили 65 пациентов с метаболическим синдромом в возрасте от 29 до 74 лет.
Пациентов разделили на группу ИГГТ (n = 32) и контрольную группу (n = 33). Пациенты группы ИГГТ получали гипоксическую (12–11% О) газовую смесь в течение 4–7 мин и гипероксическую (30–35% О) газовую смесь в течение 2–4 мин. В контрольной группе было назначено аналогичное интермиттирующее лечение, но применялись ингаляции нормоксической газовой смесью (комнатным воздухом). Курс лечения составил 15 сеансов — по 5 раз в неделю с двумя выходными днями в течение 3 недель. Уменьшение системного воспаления и улучшение липидного профиля, выявляемые по уровню снижения соответствующих маркеров, свидетельствовали об эффективности терапии в группе ИГГТ [15].
Реабилитационное исследование Dudnik
E. Dudnik и соавт. (2018) продемонстрировали результаты работы, целью которой было изучение влияния ИГГТ на кардиореспираторную подготовленность (CRF) у пожилых пациентов с сопутствующими заболеваниями по сравнению с традиционной реабилитационной программой, основанной на физических упражнениях. В общей сложности 29 пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и различными сопутствующими патологиями, такими как сахарный диабет 2 типа, артериальная гипертензия, хроническая обструктивная болезнь легких, дислипидемия и ожирение 1–2 степени, были случайным образом распределены либо в группу ИГГТ, либо в контрольную группу.
Пациенты группы ИГГТ проходили 5-недельную программу воздействия гипоксической (11– 12% О) и гипероксической (30–33% О) газовыми смесями в состоянии покоя. Тренировка состояла из трех занятий в неделю, включавших 5–7 периодов гипоксии по 4–6 мин, затем период гипероксии длительностью 3 мин. Всего было осуществлено 15 сеансов тренировки. Пациенты контрольной группы выполняли индивидуальную программу кардиореспираторных упражнений в течение 8 недель.
Кроме того, они подвергались 15 сеансам имитации гипоксии в течение 8 недель (ингаляциям комнатным воздухом) два раза в неделю. Авторы пришли к выводу, что ИГГТ может быть эффективным вариантом для пожилых людей, которые не в состоянии заниматься физическими упражнениями, и является безопасной альтернативой для этих лиц. ИГГТ в течение 5 недель оказалась настолько же эффективна с точки зрения улучшения CRF без гематологических изменений, как и 8-недельная программа физических упражнений [16].
Протоколы исследований и задача работы
В 2014 г. R. Wang и соавт. разработали протокол исследования, в котором планировалось наблюдение за снижением массы тела у подростков, страдающих ожирением, при воздействии ИГГТ в течение 4 недель в сочетании с физическими тренировками и диетой. Результаты данной работы могут привести к потенциальной возможности использования интервальной гипоксической тренировки в составе программы по снижению веса у детей и подростков, имеющих ожирение [17].
Таким образом, у пациентов, которые не в состоянии заниматься физическими упражнениями из-за сердечно-сосудистых заболеваний (например, хронической сердечной недостаточности), реабилитационные методы являются основным вариантом лечения; тем не менее ИГГТ/ИГНТ могут быть потенциально эффективны [10], в том числе и для пациентов с морбидным ожирением.
Цель — проанализировать влияние ИГГТ на показатели пищевого статуса у лиц с морбидным ожирением.
Дизайн: проспективное одноцентровое нерандомизированное исследование.
Материалы и методы
Исследование провели в отделении персонализированной диетотерапии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» в 2023–2024 гг. В него вошли 40 человек с морбидным ожирением: 20 мужчин и 20 женщин, 30–79 лет. Участников распределили на две группы:
- 1-я группа (контрольная) — 20 человек (10 мужчин и 10 женщин), придерживавшихся варианта диеты с повышенным количеством белка (ВБД) и общих рекомендаций по оптимальной физической нагрузке;
- 2-я группа (основная) — 20 человек (10 мужчин и 10 женщин), которым была назначена ВБД в сочетании с ИГГТ.
Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (протокол № 3 от 15.04.2021).
Курс ИГГТ и отбор пациентов
ИГГТ проводили в течение 14 дней по 5 дней с перерывами 2 дня (12 тренировок), по одной процедуре в день c использованием нормобарической установки для получения гипоксических и гипероксических газовых смесей на основе обратной связи ReOxy Cardio (Aimediq S. A., Люксембург). Перед началом курса процедур определяли индивидуальную чувствительность пациентов к гипоксии путем 10-минутного гипоксического теста: дыхание через маску газовой смесью с 12% содержанием О , с ежеминутным мониторированием частоты сердечных сокращений (ЧСС) и насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (SaO).
При отпуске процедур длительность подачи газовых гипоксической (11–12% О) и гипероксической (35% О) смесей регулировали с учетом результатов гипоксического теста по принципу биологической обратной связи автоматически на основе мониторирования индивидуальных значений SaO и ЧСС. Длительность одной процедуры составляла 40 мин, каждого гипоксического периода — в среднем 4–6 мин, гипероксического периода — 1–2 мин в зависимости от скорости восстановления SaO у конкретного пациента.
Критерии включения в исследование: наличие морбидного ожирения (индекс массы тела (ИМТ) ≥ 50 кг/м2), информированное согласие на участие в исследовании. Критериями исключения являлись пищевая аллергия, скорость клубочковой фильтрации менее 50 мл/мин/1,73 м2 по формуле CKD-EPI, сахарный диабет 1 типа, сахарный диабет 2 типа с необходимостью инсулинотерапии, наличие заболеваний щитовидной железы (гипо-/гипертиреоз) в стадии декомпенсации, легочные заболевания, требующие медикаментозной терапии.
Измерения пищевого статуса
У всех пациентов оценивали клинический и пищевой статус. При осмотре измеряли артериальное давление (АД) и ЧСС. Состав тела определяли биоимпедансометрией, основной обмен — непрямой калориметрией. В плазме крови исследовали биохимические маркеры белкового, липидного и углеводного обмена, а также инсулин.
У всех пациентов были измерены рост, масса тела с расчетом ИМТ по индексу Кетле (кг/м2) = масса (кг) / рост2 (м2).
Анализ показателей биохимического анализа крови проводился на автоматическом анализаторе AU 680 компании Beckman Coulter (США). В сыворотке венозной крови определяли содержание общего холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), триглицеридов, глюкозы, креатинина, мочевины, мочевой кислоты, общего билирубина, активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы, калия (K+). Показатели общего анализа крови оценивали с помощью анализатора LH 750 Beckman Coulter (США). Изучали содержание эритроцитов, гемоглобина, тромбоцитов, скорость оседания эритроцитов. Оценка уровня инсулина проводилась на автоматическом анализаторе Immulite Xp 2000i Siemens Healthcare Diagnostics (Германия).
Состав тела исследовали методом биоимпедансометрии на InBody 720 (Biospace, Южная Корея) с программой Looking’Body. Измерение проводили натощак. Пациент стоял босиком на весах и держался обеими руками за рукояти анализатора. Оценивали следующие показатели: содержание жировой массы, тощей массы, массы скелетной мускулатуры, общей жидкости.
Исследование основного обмена осуществляли методом непрямой калориметрии с помощью стационарного метаболографа Quark RMR (COSMED, Италия) с использованием купола.
Статистическая обработка
Статистический анализ производился с использованием программы StatTech v. 2.7.1 (ООО «Статтех», Россия). Количественные показатели, имеющие нормальное распределение, представлены в виде средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD), границ 95% доверительного интервала (95% ДИ); сравнение двух групп выполнялось с помощью t-критерия Стьюдента. При распределении, отличном от нормального, количественные данные описывались с помощью медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей (Q1–Q3); сравнение двух групп выполнялось с помощью U-критерия Манна — Уитни.
Категориальные данные описывались с указанием абсолютных значений и процентных долей. Сравнение процентных долей при анализе четырехпольных таблиц сопряженности выполнялось с помощью критерия χ2 Пирсона (при значениях ожидаемого явления более 10), точного критерия Фишера (при значениях ожидаемого явления менее 10). Значение p менее 0,05 считалось статистически значимым.
Результаты
В обеих группах статистически значимо улучшились масса тела, ИМТ, систолическое и диастолическое АД, а также ЧСС (p < 0,001). Однако различий между группами по этим показателям не выявили (p > 0,05; табл. 1).
Биохимические результаты
При анализе оцениваемых лабораторных данных установлено, что на фоне терапии в обеих группах статистически значимо улучшились показатели общего холестерина, ХС ЛПНП, глюкозы, АЛТ (p < 0,05). Уровень глюкозы у пациентов основной группы был значимо ниже по сравнению с лицами, получавшими только ВБД (p < 0,05). Кроме того, наблюдалось снижение уровня ХС ЛПВП и увеличение содержания креатинина и мочевины в обеих группах (p < 0,05), однако данные показатели находились в пределах референсных значений.
При этом уровень ХС ЛПВП после завершения курса терапии был значимо выше в основной группе по сравнению с контрольной (p < 0,05). Кроме того, в группе ВБД отмечалось значимое увеличение содержания эритроцитов и гемоглобина (p = 0,001), чего не наблюдалось в группе, получавшей ИГГТ, где эти показатели также увеличились, но незначимо (p > 0,05) (табл. 2).
Состав тела и основной обмен
После проведения терапии в обеих группах выявлено снижение абсолютных значений жировой, тощей, мышечной массы (p < 0,001). В контрольной группе также значимо уменьшился процент мышечной ткани. Основной обмен имел тенденцию к снижению.
Таблица 2 оригинала: динамика биохимического и клинического анализов крови до лечения и через 14 дней после его начала.
Таблица 3 оригинала: биоимпедансометрия и непрямая калориметрия до лечения и через 14 дней после его начала. В группе ИГГТ не зафиксировали значимого уменьшения процента мышечной ткани и снижения основного обмена (p > 0,05). Интересно отметить, что у пациентов, которые помимо ВБД также прошли курс ИГГТ, установлено увеличение показателей оcновного обмена (табл. 3).
На фоне терапии не было выявлено нежелательных явлений в виде объективного или субъективного ухудшения самочувствия.
Обсуждение
Проведенное исследование продемонстрировало эффективность ВБД в сочетании с ИГГТ, что отражалось в виде значимого снижения уровней глюкозы крови, мочевой кислоты у пациентов, получавших ИГГТ, по сравнению с показателями лиц, которым была назначена только ВБД. Кроме того, отмечено более интенсивное снижение процента ЖТ и сохранения процента мышечной массы. Межгрупповые различия ИМТ, систолического и диастолического АД и ЧСС не были значимыми. В группе ВБД с ИГГТ отмечали тенденцию к более низким показателям.
Авторы допускают, что отсутствие значимости связано с небольшим размером выборки. В целом полученные результаты согласуются с данными других авторов [11, 13], анализирующих лабораторные и инструментальные показатели у пациентов с различными заболеваниями, получающими ИГГТ.
ИГГТ могут положительно воздействовать на деформируемость эритроцитов, что облегчает их прохождение через капилляры и доставку кислорода к тканям, стимулировать биогенез митохондрий (образование новых митохондрий) в клетках мышц и других тканей. Это увеличивает способность клеток производить энергию аденозинтрифосфата (АТФ) в условиях недостатка кислорода, что может обуславливать увеличение показателей основного обмена.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Исходные и биохимические показатели: таблицы 1–2
Продолжение результатов и состав тела
Продолжение таблицы и обсуждение
Технология и применение
Для понимания протокола важно различать гипоксию, нормоксию и гипероксию. Их чередование разобрано на странице технологии интервальных кислородных тренировок. Возможности настройки таких режимов представлены в описании аппарата OXYTERRA RS.
Литература
Источники 1–8
1. Sørensen T.I.A., Martinez A.R., Jørgensen T.S.H. Epidemiology of obesity. Handb. Exp. Pharmacol. 2022;274:3–27. DOI:10.1007/164_2022_581
2. Anthony S.R., Tranter M. Metabolically stressed adipocytes: mediators of cardioprotection via extracellular vesicle-mediated transport of oxidatively damaged mitochondria. ExRNA. 2022;4:3. DOI: 10.21037/exrna-21-31
3. Huang Y.C., Huang J.C., Lin C.I., Chienet H.H. et al. Comparison of innovative and traditional cardiometabolic indices in estimating atherosclerotic cardiovascular disease risk in adults. Diagnostics. 2021;11(4):603. DOI: 10.3390/diagnostics11040603
4. Dikaiou P., Björck L., Adiels M., Lundberg C.E. et al. Obesity, overweight and risk for cardiovascular disease and mortality in young women. Eur. J. Prev. Cardiol. 2021;28(12):1351–9. DOI:10.1177/2047487320908983
5. Lempesis I.G., van Meijel R.L.J., Manolopoulos K.N., Goossens G.H. Oxygenation of adipose tissue: a human perspective. Acta Physiol. (Oxf.). 2020;228(1):e13298. DOI:10.1111/apha.13298
6. Wang R., Sun Q., Wu X., Zhang Y. et al. Hypoxia as a double-edged sword to combat obesity and comorbidities. Cells. 2022;11(23):3735. DOI: 10.3390/ cells11233735
7. van Hulten V., van Meijel R.L., Goossens G.H. The impact of hypoxia exposure on glucose homeostasis in metabolically compromised humans: a systematic review. Rev. Endocr. Metab. Disord. 2021;22(2):471–83 DOI: 10.1007/ s11154-021-09654-0
8. Neubauer J.A. Invited review: physiological and pathophysiological responses to intermittent hypoxia. J. Appl. Physiol. (1985). 2001;90(4):1593–9. DOI: 10.1152/jappl.2001.90.4.1593
Источники 9–13
9. Ельчанинова С.А., Кореняк Н.А., Павловская Л.И., Смагина И.В. и др. Васкулярный эндотелиальный фактор роста и основной фактор роста фибробластов в периферической крови: влияние интервальной гипоксической гипоксии. Физиология человека. 2004;30(6):93–5. El'chaninova S.A., Korenyak N.A., Pavlovskaya L.I., Smagina I.V. et al. The effect of interval hypoxic hypoxia on the vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor concentrations in the peripheral blood. Human Physiology. 2004;30(6):93–5. (in Russian)
10. Abebe M.S., Asres K., Bekuretsion Y., Abebe A. et al. Sub-chronic toxicity of ethanol leaf extract of Syzygium guineense on the biochemical parameters and histopathology of liver and kidney in the rats. Toxicol. Rep. 2021;8:822– 8. DOI: 10.1016/j.toxrep.2021.03.032
11. Susta D., Dudnik E., Glazachev O.S. A programme based on repeated hypoxiahyperoxia exposure and light exercise enhances performance in athletes with overtraining syndrome: a pilot study. Clin. Physiol. Funct. Imaging. 2017;37(3):276–81. DOI: 10.1111/cpf.12296
12. Glazachev O.S., Kryzhanovskaya S.Y., Zapara M.A., Dudnik E.N. et al. Safety and efficacy of intermittent hypoxia conditioning as a new rehabilitation/ secondary prevention strategy for patients with cardiovascular diseases: a systematic review and meta-analysis. Curr. Cardiol. Rev. 2021;17(6):e051121193317. DOI: 10.2174/1573403X17666210514005235
13. Behrendt T., Bielitzki R., Behrens M., Herold F. et al. Effects of intermittent hypoxia-hyperoxia on performance- and health-related outcomes in humans: a systematic review. Sports Med. Open. 2022;8(1):70. DOI: 10.1186/s40798- 022-00450-x
Источники 14–17
14. Bestavashvili A.A., Glazachev O.S., Bestavashvili A.A., Dhif I. et al. The effects of intermittent hypoxic-hyperoxic exposures on lipid profile and inflammation in patients with metabolic syndrome. Front. Cardiovasc. Med. 2021;8:700826. DOI: 10.3389/fcvm.2021.700826
15. Bestavashvili A., Glazachev O., Bestavashvili A., Suvorov А. et al. Intermittent hypoxic-hyperoxic exposures effects in patients with metabolic syndrome: correction of cardiovascular and metabolic profile. Biomedicines. 2022;10(3):566. DOI: 10.3390/biomedicines10030566
16. Dudnik E., Zagaynaya E., Glazachev O.S., Susta D. Intermittent hypoxiahyperoxia conditioning improves cardiorespiratory fitness in older comorbid cardiac outpatients without hematological changes: a randomized controlled trial. High Alt. Med. Biol. 2018;19(4):339–43. DOI: 10.1089/ham.2018.0014
17. Wang R., Liu D., Wang X., Xiao W. et al. The effect of 'sleep high and train low' on weight loss in overweight Chinese adolescents: study protocol for a randomized controlled trial. Trials. 2014;15:250. DOI: 10.1186/1745-6215- 15-250