Интервальная нормобарическая гипоксия и показатели здоровья здоровых пожилых людей: систематический обзор

Нормобарическая гипоксия у пожилых — тема систематического обзора 17 исследований. Авторы сравнивают гипоксические и нормоксические программы по показателям здоровья и физической подготовленности.

Нормобарическая гипоксия у пожилых: аннотация

Предпосылки

Старение — дегенеративный процесс, связанный с повышением риска заболеваний. Интервальная гипоксия изучалась как средство улучшения работоспособности и функций, связанных со здоровьем. Цель настоящего систематического обзора — обобщить влияние пассивных и активных интервальных нормобарических гипоксических вмешательств на показатели здоровья у здоровых пожилых людей в сравнении с нормоксией.

Методы

Поиск соответствующих исследований проводили в PubMed и Web of Science по рекомендациям PRISMA, с момента создания баз до 9 августа 2022 года. Критерии включения: (1) рандомизированные контролируемые, клинические и пилотные исследования; (2) участники старше 50 лет без диагностированных хронических заболеваний; (3) вмешательства с системным интервальным нормобарическим гипоксическим воздействием in vivo; (4) оценка показателей здоровья: состава тела, метаболизма, состояния костей, сердечно-сосудистой системы, функциональной физической подготовленности либо качества жизни. Риск систематической ошибки оценивали по рекомендациям Cochrane Collaboration.

Результаты

Из первоначально найденных 509 статей включили 17 исследований. Все вмешательства проводились в условиях умеренной нормобарической гипоксии. В трёх исследованиях использовали пассивное воздействие, в остальных — сочетание интервальной гипоксии с силовыми, вибрационными или аэробными тренировками.

Выводы

Обобщённые результаты указывают на ограниченное влияние пассивной и активной интервальной гипоксии на состав тела, функциональную подготовленность, сердечно-сосудистое и костное здоровье здоровых людей 50–75 лет по сравнению с аналогичными нормоксическими вмешательствами. Продолжительность программ составляла 4–24 недели, частота — 2–4 дня в неделю, сеансы длились 16–120 мин; содержание кислорода во вдыхаемой смеси составляло 13–16%, либо периферическая сатурация — 75–85%. Благоприятные эффекты возможны лишь в определённых условиях, например при средне- или долгосрочных программах с высокой интенсивностью либо объёмом тренировок не менее трёх дней в неделю. Необходимы дальнейшие исследования зависимости «доза–ответ» пассивной и активной гипоксии у пожилых людей.

Регистрация систематического обзора: PROSPERO 2022 CRD42022338648.

Ключевые положения

Пассивная и активная интервальная нормобарическая гипоксия имеет ограниченное влияние на показатели здоровья здоровых пожилых людей по сравнению с аналогичными нормоксическими вмешательствами. Средне- и долгосрочные гипоксические программы с высокой интенсивностью или объёмом тренировок, проводимых не менее трёх дней в неделю, могут влиять на функциональную подготовленность и уменьшение жировой массы. Для определения зависимости «доза–ответ» у здоровых пожилых людей необходимы дополнительные исследования.

Введение

Старение — дегенеративный процесс, возникающий вследствие клеточных дисфункций и повреждения тканей и приводящий к постепенной утрате физических и умственных способностей [1]. Это прогрессирующее ухудшение связано с развитием возрастных заболеваний [2]. Для их предотвращения предлагались различные стратегии: индивидуализированная медико-социальная помощь, лекарственные средства, физические упражнения, здоровый образ жизни и улучшение психосоциальной среды [3, 4].

В ряде обзоров пассивное гипоксическое воздействие или его сочетание с упражнениями рассматривается как перспективный инструмент улучшения здоровья [5–8]. Гипоксия-индуцируемый фактор HIF и его сигнальный путь предлагаются как новые терапевтические мишени при хронических заболеваниях [9, 10]. С одной стороны, среда с недостатком кислорода ухудшает адаптацию и выживание клеток [11], а хроническая выраженная гипоксия вызывает гипоксемию и сердечно-сосудистые и лёгочные осложнения [12, 13]. С другой стороны, интервальная гипоксия (IH) может благоприятно влиять на сердечно-сосудистые, метаболические и когнитивные функции как у здоровых людей, так и при заболеваниях [14–16].

Контролируемая гипоксия и апноэ сна

IH можно определить как повторные гипоксические воздействия, чередующиеся с нормоксией. В клинике IH связана, в частности, с синдромом обструктивного апноэ сна (OSAS) — расстройством дыхания во сне с частыми повторными и продолжительными эпизодами полной либо частичной обструкции верхних дыхательных путей [17, 18], вызывающим многочисленные нарушения [19, 20]. Однако такую хроническую, выраженную и повторяющуюся IH необходимо отличать от контролируемого снижения доступности кислорода. OSAS нарушает транскрипционную регуляцию HIF-1α и HIF-2α, повышая первый и снижая второй [21]. Напротив, IH с контролируемой реоксигенацией предотвращает гидроксилирование и деградацию HIF-1α, обеспечивая его стабилизацию и поступление в ядро с активацией транскрипционных процессов, связанных с эритропоэзом, остеогенезом, ангиогенезом, липолизом и антиоксидантной способностью [22–24]. Например, ежедневные сеансы с 3–4 эпизодами дыхания смесью с 10–12% кислорода (%FiO₂) по 5–7 мин и равными периодами нормоксии (%FiO₂ 21%) в течение как минимум 2–3 недель демонстрировали пользу при сердечно-сосудистых, дыхательных и неврологических нарушениях [25, 26].

Хотя предыдущие исследования предполагали положительное влияние IH на гипертензию, гемодинамику, нейродегенерацию и ожирение [6, 7, 14], научные данные неоднозначны. Физиологические и метаболические адаптации могут зависеть от гипоксической дозы — выраженности, длительности и времени воздействия — а также генетики, возраста и тренированности [27–29]. На момент подготовки работы систематического обзора, специально оценивающего положительные и отрицательные эффекты IH на показатели здоровья здоровых пожилых людей, не было. Поэтому авторы обобщили влияние пассивных и активных IH-вмешательств в сравнении с нормоксией в этой группе.

Методы

Стратегия поиска

Обзор выполнен по рекомендациям PRISMA [30] и зарегистрирован в международной базе протоколов PROSPERO под номером PROSPERO 2022 CRD42022338648. Рандомизированные контролируемые исследования (RCT), клинические и пилотные исследования искали в PubMed (MEDLINE), Web of Science (WoS), а также вручную в списках литературы подходящих работ. Термины «intermittent hypoxia», «hypoxic conditioning», «normobaric hypoxia», «elderly», «older adults», «therapeutic» и «health benefits» сочетали с операторами AND и OR. Поиск охватывал период от создания баз до 9 августа 2022 года. Ссылки выгружали в исследовательский инструмент с открытым исходным кодом для систематизации работ.

Критерии включения

Типы исследований: англоязычные статьи в рецензируемых журналах, описывающие RCT, клинические или пилотные исследования с сопоставлением нормобарической гипоксии и нормоксии. Участники: мужчины и женщины старше 50 лет без диагностированных хронических заболеваний. Вмешательства: только системная IH in vivo; исключали гипобарическую гипоксию, гипероксию, ограничение кровотока и их сочетания, а также острые или однократные гипоксические пробы. Исходы: показатели метаболизма, состава тела, костного и сердечно-сосудистого здоровья, функциональной подготовленности или качества жизни.

Процедура отбора

Два исследователя (RT и FB) отбирали статьи по названию, аннотации и полному тексту с использованием критериев включения; разногласия разрешали согласованием. Этапы отбора: (1) выявление потенциальных исследований; (2) удаление дубликатов; (3) изучение названий и аннотаций; (4) изучение полных текстов; (5) проверка качества исследования и соответствия цели обзора.

Оценка риска систематической ошибки

Использовали рекомендации Cochrane Collaboration для систематических обзоров вмешательств [31]. Риск классифицировали как низкий, высокий или неясный по следующим областям: генерация случайной последовательности, сокрытие распределения, ослепление участников и персонала, ослепление оценки исходов, неполные данные исходов и выборочное представление результатов. RT и FB независимо оценивали методологическое качество всех отобранных работ. Расхождения разрешались при участии третьего исследователя (IMG).

Извлечение данных

Ведущий исследователь RT извлекал данные и сводил их в описательные таблицы; IMG затем проверял извлечение. Для каждого исследования фиксировали: (a) авторов и год публикации; (b) участников; (c) экспериментальные группы; (d) вмешательство; (e) продолжительность и частоту; (f) %FiO₂ либо периферическую сатурацию %SpO₂; (g) показатели здоровья.

Результаты

Результаты поиска

Перевод схемы: PubMed — 377 записей, Web of Science — 132; удалены 115 дубликатов; осталось 394 потенциальных исследования. По названию и/или аннотации исключили 368, изучили 26 полных статей. Исключили 9: хронические заболевания — 2, исходы не относятся к здоровью — 2, не английский язык — 2, недоступные исходные результаты — 1, несоответствие возрасту — 2. Включено 17 статей.

Таблица 1. Характеристики включённых исследований.

↑ — значимое увеличение; ↓ — значимое уменьшение; → — показатель не изменился. Обозначения сохранены из исходной таблицы; они не всегда означают сравнение одинаковых тренировочных программ: отдельные контрольные группы не получали вмешательства. Стрелки снижения CRP и b-CTX в строке Timon [32], отсутствующие в XML, восстановлены по странице 7 предоставленного PDF. Несогласованности оригинала: у Chacaroun [36] общий n = 35, сумма групп 36; у Schega [38] n = 34, но 8 мужчин + 16 женщин = 24. У одной строки Camacho-Cardenosa в таблице 1 стоит [40], тогда как соответствующая строка таблицы 2 имеет [42]; исходные ссылки не перенумерованы.

Процедура выявления подходящих исследований показана на рисунке 1. В базах данных первоначально нашли 509 записей; 115 исключили как дубликаты. По названиям и аннотациям выбрали 26 потенциально подходящих статей. После изучения полного текста только 17 соответствовали критериям включения. Характеристики каждой работы представлены в таблице 1.

Риск систематической ошибки во включённых исследованиях

Таблица 2. Риск систематической ошибки включённых исследований.

Низкий, высокий и неясный — уровни риска систематической ошибки, оценённые авторами обзора по Cochrane Collaboration. Значения и порядок исследований сохранены из оригинала.

По рекомендациям Cochrane Collaboration девять из 17 статей имели низкий риск во всех областях. Во всех работах риск, связанный с сокрытием распределения и ослеплением оценки исходов, был низким. Все статьи описывали рандомизацию, но в одной её метод был неясным [32]. В двух работах обнаружили высокий риск в отношении ослепления участников и персонала [33, 34], ещё в двух сведения об ослеплении были неясными [32, 35]. Риск, связанный с неполными данными исходов, был низким во всех работах, кроме двух [35, 36], где он был высоким из-за неопределённых исключений из анализа и отсутствия ряда существенных статистических данных. Для выборочного представления результатов авторы сообщают о высоком риске в четырёх работах [37–39]: выводы лишь частично подтверждались представленными результатами. Полная оценка приведена в таблице 2.

Характеристики исследований и вмешательств

Четырнадцать исследований [29, 33, 34, 36, 37, 39–47] классифицированы как RCT, одно [32] — как квазиэкспериментальное клиническое исследование, два [35, 38] — как пилотные. Только одна работа [47] включала исключительно мужчин (n = 24); остальные — смешанные выборки с 8–22 мужчинами и 4–32 женщинами. Программы были краткосрочными, 4–6 недель [29, 38, 39], среднесрочными, 8–12 недель [36, 37, 40, 41, 45–47], либо долгосрочными, 18–24 недели [32–35, 42–44], с частотой 2–4 сеанса в неделю. Сеансы длились от 16 мин [35, 42–44] до 90–120 мин [38, 39, 47]; в остальных работах — 30–60 мин [29, 32–34, 36, 37, 40, 41, 45, 46].

Во всех случаях использовали умеренную нормобарическую гипоксию: %FiO₂ 13,0–16,1% либо %SpO₂ 75–85%. Три исследования применяли только пассивную IH [32, 35, 36]; четырнадцать сочетали её с упражнениями последовательно [38, 39] или одновременно [29, 33, 34, 37, 40–47]. В шести работах использовали силовые программы для всего тела, 4–8 упражнений на сеанс, на тренажёрах [29, 38, 40, 41] либо с эластичными лентами и гирями [33, 34]. Четыре работы включали аэробную велотренировку с постоянной субмаксимальной нагрузкой [37, 39, 45, 46]. В одной работе [47] аэробные упражнения и силовые упражнения с эластичными лентами выполняли в одном сеансе. Наконец, три работы одной группы авторов [42–44] использовали вибрационную тренировку всего тела (WBV) на платформе с частотой 12,6 Гц и амплитудой 4 мм.

Влияние IH на показатели здоровья в сравнении с нормоксией

Включённые исследования оценивали метаболические показатели [32, 36, 37, 40, 41, 46], состав тела [29, 32, 33, 35, 37, 41, 43–47], артериальное давление [32, 36, 37, 41, 45], костные [32, 35, 42], воспалительные [32, 34, 36] и гематологические параметры [29, 39], функциональную подготовленность [29, 33, 38, 39, 43–45, 47] и показатели качества жизни [38, 39]. Основные результаты обобщены в таблице 1.

Метаболические показатели

Шесть из 17 исследований [32, 36, 37, 40, 41, 46] оценивали глюкозу, общий холестерин и холестерин ЛПВП, триглицериды, переносчик глюкозы GLUT4, инсулин, индекс чувствительности к инсулину и индекс инсулинорезистентности HOMA-IR. Ни одно не показало значимого улучшения этих показателей после IH в сравнении с нормоксией ни при пассивном [32, 36], ни при активном воздействии [37, 40, 41, 46].

Состав тела

Состав тела оценивали в 11 исследованиях разными методами. В одной работе [37] жировую и безжировую массу определяли с помощью МРТ всего тела; в двух [29, 47] жировую и безжировую массу оценивали биоимпедансным методом; в двух [45, 46] — воздушной плетизмографией; в шести [32, 33, 35, 41, 43, 44] использовали двухэнергетическую рентгеновскую абсорбциометрию (DXA) для определения безжировой массы, жировой массы или минерального содержания кости (BMC) всего тела либо отдельных областей. Ни одна активная IH-программа с силовой, аэробной или вибрационной тренировкой не имела дополнительного преимущества по этим показателям в сравнении с аналогичной нормоксической программой, кроме работы Park и соавторов [47], где увеличилась безжировая масса и снизилась доля жира.

В отличие от остальных, там использовали длительные мультимодальные сеансы по 90–120 мин при FiO₂ 14,5%: 30 мин на беговой дорожке, 30 мин на велосипеде, затем 30–45 мин упражнений с эластичным сопротивлением. Из двух работ с пассивной IH только в одной [32] снизилась жировая масса без изменения безжировой массы после 24 недель воздействия с тремя сеансами по 45 мин в неделю при FiO₂ 16,1%.

Артериальное давление

Давление оценивали в шести исследованиях [29, 32, 36, 37, 41, 45]. В целом ни пассивная IH в течение 24 недель [32], ни активная IH в виде 5–8 недель силовых [29, 41] или аэробных тренировок [37, 45] не давала большего эффекта, чем нормоксические вмешательства, у здоровых пожилых людей. Только одна работа [36] с восьминедельной пассивной гипоксией при SpO₂ = 75% показала значимое снижение диастолического давления относительно нормоксии.

Костные показатели

Минеральную плотность кости (BMD) всего тела или отдельных областей оценивали в трёх исследованиях [32, 35, 42]. В одном дополнительно измеряли динамические маркеры ремоделирования: N-концевой пропептид проколлагена I типа (PINP) и β-C-концевой телопептид коллагена (b-CTX) [32]. Две работы использовали пассивную IH [32, 35], третья — активную IH с WBV [42]. После 18 недель IH + WBV при FiO₂ 16,1% значимых отличий BMD всего тела, бедренной кости и области вертела от нормоксической группы не было [42]. Однако пассивные сеансы по 16–45 мин в течение 18–24 недель при FiO₂ 16,1% вызывали изменения BMD всего тела [35], PINP и b-CTX [32] у малоподвижных пожилых людей относительно аналогичной нормоксической программы.

Воспалительные биомаркеры

Только три работы изучали воспалительные биомаркеры при пассивной [32, 36] или активной IH [34]. Двадцать четыре недели силовых тренировок с лентами и гирями при FiO₂ 16,1% не влияли на C-реактивный белок, молекулу сосудистой клеточной адгезии 1 и интерлейкины 6, 8 и 10 относительно нормоксической тренировки [34]. Восьминедельная пассивная гипоксия при SpO₂ = 75% также не изменила значимо C-реактивный белок [36]. Напротив, 24 недели пассивной IH при FiO₂ 16,1% снизили его уровень относительно нормоксического контроля без вмешательства [32].

Гематологические показатели

В двух исследованиях [29, 39] гематологические изменения оценивали после 4–5 недель активной IH у здоровых пожилых людей. Дозу нормобарической гипоксии индивидуализировали по целевой SpO₂ 80–85%. После 12 сеансов по 120 мин, сочетавших 90 мин IH и 30 мин аэробной велотренировки, увеличились число эритроцитов, гемоглобин и гематокрит [39]. Однако после 20 силовых сеансов по 60 мин изменений гемоглобина, объёма крови и эритропоэтина не выявили [29].

Функциональная подготовленность и лёгочная функция

Восемь исследований [29, 33, 38, 39, 43–45, 47] оценивали функциональную подготовленность пожилых людей разными тестами. В одной работе [47] спирометрически измеряли форсированную жизненную ёмкость лёгких (FVC), объём форсированного выдоха за 1 с (FEV₁) и максимальную произвольную вентиляцию (MVV). Две работы [29, 43] оценивали мышечную силу изокинетическим динамометром, три [29, 39, 45] — максимальное потребление кислорода VO₂max с помощью анализа газообмена. В четырёх [33, 38, 44, 47] использовали функциональные тесты: Senior Fitness Test, «встать и пройти», стояние на одной ноге, pegboard, а также силовые задания — силу хвата, упражнения с костылями и отжимания, как указано в оригинале.

Двенадцать недель умеренной IH при FiO₂ 14,5% с мультимодальными сеансами по 90–120 мин, сочетавшими аэробные и силовые упражнения, улучшили FVC, FEV₁, MVV и функциональные показатели у мужчин сильнее, чем нормоксические тренировки [47]. За исключением этой работы, ни активная IH с силовыми [29, 33, 38], ни аэробными [39, 45], ни WBV-тренировками [43, 44] не давала дополнительного положительного эффекта на физическую подготовленность относительно аналогичных занятий в нормоксии.

Качество жизни

Две работы [38, 39] оценивали качество жизни и когнитивные функции; в обеих целевая SpO₂ составляла 80%. После шести недель 90-минутных сеансов, включавших 60 мин пассивной IH и 30 мин силовой выносливости в гипоксии, относительно нормоксии улучшились только внимание и качество сна, но не скорость когнитивной деятельности и не показатели опросника качества жизни [38]. Аналогично после четырёх недель, по три сеанса в неделю, с 90 мин пассивной IH и 30 мин активной IH не изменились когнитивные функции и мозговой нейротрофический фактор BDNF — важная молекула долговременной памяти и стимуляции нейрогенеза [39].

Обсуждение

Обзор включил 17 исследований влияния IH на показатели здоровья здоровых пожилых людей в сравнении с аналогичными нормоксическими вмешательствами. Три работы [32, 35, 36] использовали пассивную IH, остальные — активную [29, 33, 34, 37–47]. Умеренная нормобарическая гипоксия с FiO₂ 13,0–16,1% либо SpO₂ 75–85% соответствовала умеренной высоте; ни одна работа не сообщала об осложнениях или серьёзных нежелательных явлениях несмотря на возраст участников. Чаще всего изучали состав тела [29, 32, 33, 35, 37, 41, 43–47], функциональную подготовленность [29, 33, 38, 39, 43–45, 47] и давление [29, 32, 36, 37, 41, 45].

В целом пассивная и активная нормобарическая IH давала ограниченный дополнительный положительный эффект на показатели здоровья здоровых пожилых людей, без отмеченных нежелательных явлений. Это отличается от двух недавних обзоров [48, 49], где гипоксически-гипероксические протоколы рассматривались как эффективные на сердечно-сосудистом, метаболическом и когнитивном уровнях у пожилых людей с заболеваниями. Свободнорадикальная сигнализация при гипоксии–гипероксии может сильнее стимулировать синтез антиоксидантов, чем одна IH [25]. У пациентов с ишемической болезнью сердца наблюдалась более выраженная тенденция изменения гематологических параметров и усиленный эритропоэтический ответ по сравнению со здоровыми пожилыми людьми [50], что может отражать различия гипоксемического ответа и кривой диссоциации оксигемоглобина.

После трёх недель пассивной IH при FiO₂ 12% экспрессия мРНК HIF-1α повышалась у людей с предиабетом, но не у здоровых участников 40–70 лет [51]. Даже без учёта лекарств это могло бы объяснять разную адаптацию при наличии или отсутствии заболеваний. Кроме того, прежние исследования предполагали, что низкие гипоксические дозы, FiO₂ 13–15%, недостаточны для запуска адаптивных механизмов [25]; большинство включённых работ использовало именно этот диапазон.

IH, состав тела и метаболические показатели

Лишь две из 11 работ [32, 47] обнаружили дополнительный эффект IH на состав тела: уменьшение жировой массы [32, 47] и увеличение безжировой массы [47]. Среда с недостатком кислорода может снижать параметры состава тела, причём изменения выраженнее при большем гипоксическом стрессе [52]. Ранее предполагали, что IH способствует снижению массы тела через повышение основного обмена [14], уменьшение аппетита при повышении лептина — гормона насыщения — и снижении грелина — гормона голода [53]. Хеморецепторы каротидного тела при гипоксии усиливают вентиляцию и симпатическую активацию, повышая метаболические потребности [54]. Однако в большинстве включённых работ изменений не обнаружено. Их величина зависит от типа вмешательства [55], гипоксической дозы и длительности [52], физической активности, питания [56] и индивидуальной адаптации [52]. Эти факторы не были тщательно описаны или контролированы в перечисленных работах и могли влиять на результат.

Ни одна из работ, рассматривавших метаболические показатели, не выявила значимых различий между пассивной [32, 36] или активной IH [37, 40, 41, 46] и аналогичной нормоксической программой. У участников исходно были нормальные метаболические значения, поэтому отсутствие эффекта IH вполне объяснимо. Например, после трёх недель пассивной IH значимое снижение глюкозы натощак наблюдалось только у участников с предиабетом, но не у здоровых пожилых людей [51]. Это может означать различия молекулярной регуляции глюкозного и липидного обмена, митохондриальных функций и физиологических механизмов полезных эффектов IH при наличии или отсутствии заболеваний. Результаты также не указывают на выраженные дополнительные метаболические эффекты активной IH. Возможно, у нетренированных пожилых людей нормоксические упражнения уже вызывают достаточно большие изменения доставки, транспорта и внутримышечного метаболизма глюкозы и инсулиновой сигнализации [46].

IH, артериальное давление и гематологические показатели

Давление было одним из наиболее изученных показателей. Хотя IH благоприятно влияла на давление при гипертензии [57] и ожирении [58], главным образом за счёт вазодилатации и снижения артериальной жёсткости на фоне повышения оксида азота [59], во включённых исследованиях значимого изменения систолического давления у здоровых пожилых людей не наблюдалось [29, 32, 36, 37, 41, 45]. Только одна работа [36] выявила снижение диастолического давления у людей с избыточной массой тела после восьми недель пассивной гипоксии, три часовых сеанса в неделю, относительно нормоксии. Важную роль могла сыграть выраженность гипоксии — SpO₂ 75%. Гипоксическая доза ранее была признана определяющим фактором при FiO₂ 10–12% [25, 27]. Кроме того, часть пожилых людей может быть устойчива к снижению давления вследствие упражнений [60], что также влияет на результаты IH.

Две работы по гематологическим показателям дали противоречивые результаты. В первой увеличились эритроциты, гемоглобин и гематокрит после 12 сеансов IH по 120 мин, трижды в неделю [39]. Во второй пять недель силовой тренировки, четыре сеанса по 60 мин в неделю, не дали дополнительного влияния IH на гемоглобин, эритропоэтин и объём крови [29]. Без измерения общей массы гемоглобина (tHbmass) эти изменения следует трактовать осторожно: рост концентрационных показателей может быть следствием диуреза и уменьшения объёма плазмы. Изменения зависят от общей продолжительности вмешательства и длительности сеансов [61]. Gore и соавторы [62] сообщали об увеличении tHbmass на 1,1% на каждые 100 ч гипоксического воздействия. Не все участники, однако, являются хорошими «ответчиками» из-за большой индивидуальной вариабельности эритропоэтической реакции [63].

IH и костные показатели

Костные показатели изучали три работы [32, 35, 42]. Рекомендуется сочетать статические маркеры — BMC и BMD, отражающие долговременную адаптацию — с динамическими маркерами ремоделирования b-CTX и PINP, связанными со скоростью костного обмена и краткосрочной адаптацией [64]. Только одна работа [35] показала повышение BMD всего тела, но не бедренной кости или области вертела, после 18 недель пассивной IH при FiO₂ 16,1%, два сеанса по 16 мин в неделю, относительно нормоксии. Результат требует осторожной интерпретации: риск ошибки при ослеплении и неполнота данных были проблемными, а гипоксическая группа очень мала — n = 5.

В двух других работах BMD всего тела не менялась после 18 недель IH + WBV [42] или 24 недель пассивной IH, три сеанса по 45 мин в неделю, при FiO₂ 16,1% [32]. Изменение костной массы у пожилых требует длительных устойчивых программ упражнений [65] и достаточного поступления белка, минералов и витамина D [66]. Вместе с тем Timon и соавторы [32] выявили повышение PINP, маркера костеобразования, и снижение b-CTX, маркера резорбции, после 24 недель пассивной IH относительно контроля. Повышение HIF-1α может активировать гены ремоделирования, включая VEGF, эритропоэтин и остеопротегерин [67]. IH также может влиять на дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток и подавлять резорбцию через систему остеопротегерина и активатора рецептора [35].

IH и воспалительные биомаркеры

Влияние IH на воспалительные параметры изучено мало. Двадцать четыре недели пассивной IH при FiO₂ 16,1% снизили C-реактивный белок относительно контроля без изменений IL-8 и IL-10 [32]. В другой включённой работе после восьми недель пассивной гипоксии C-реактивный белок не изменился [36]. Ранее предполагали противовоспалительное и тканезащитное влияние IH [68, 69], в частности через подавление TNF-α и IL-4 [70] и стимуляцию продукции противовоспалительных интерлейкинов B-клетками [71]. Однако 24-недельная активная IH с упражнениями с лентами не дала дополнительного эффекта на воспалительные маркеры [34]. Миокины, вырабатываемые при нормоксических упражнениях, имеют длительное противовоспалительное действие у пожилых [72, 73]. Возможно, эффект упражнений маскирует пользу IH, не позволяя выявить добавочный эффект. Для подтверждения потенциального противовоспалительного влияния пассивной или активной IH у здоровых пожилых нужны дополнительные данные.

IH, функциональная подготовленность, лёгочная функция и качество жизни

Из восьми работ, оценивших физическую подготовленность [29, 33, 38, 39, 43–45, 47], только одна [47] выявила дополнительное улучшение FVC, FEV₁, MVV и функциональных тестов — вставание со стула, pegboard, тандемный тест и стояние на одной ноге — относительно нормоксии. Park и соавторы связывали это с более высокими требованиями к аэробной, анаэробной и мышечной функции при IH. Несмотря на отдельные сообщения о пользе IH у здоровых пожилых, в том числе без нормоксической группы сравнения [28], и при кардиопатологии [50], большинство силовых [29, 33, 38], аэробных [39, 45] и вибрационных программ [43, 44] не улучшало результат значимо сильнее нормоксических тренировок.

Противоречия могут объясняться дизайном программы и гипоксической дозой. В отличие от других работ Park и соавторы сочетали в одном сеансе аэробную нагрузку на дорожке и велосипеде с силовыми упражнениями для всего тела. Такой подход полезен для сохранения и улучшения физической и функциональной способности пожилых как в нормоксических [4, 74], так и гипоксически-гипероксических условиях [75]. Интенсивность в этой работе была умеренной или высокой: 60–70% максимальной ЧСС для аэробных упражнений и субъективная нагрузка RPE 6–7 из 10 для силовых. Низкая или умеренная нагрузка может быть неоптимальной для молекулярной и структурной адаптации [29, 76].

При этом одинаковая абсолютная нагрузка, например 100 Вт, в гипоксии означает более высокую относительную интенсивность и более выраженные физиологические и субъективные ответы [77, 78]. Это важно учитывать при разборе неоднородных результатов: в некоторых исследованиях при сопоставлении нормоксической и гипоксической тренировки по нагрузке значимых дополнительных эффектов не обнаруживали [79].

Объём тренировок и функциональная подготовленность

Программа Park и соавторов [47] имела наибольший тренировочный объём среди включённых исследований: 36 сеансов по 90–120 мин, трижды в неделю, при FiO₂ 14,5%. Это может указывать на более выраженную пользу для функциональной подготовленности при долгосрочной умеренной IH с большим числом сеансов.

Данные о качестве жизни и когнитивных функциях ограничены двумя исследованиями Schega и соавторов [38, 39]. Шесть недель, трижды в неделю, с 60 мин пассивной IH и 30 мин силовых упражнений для всего тела при SpO₂ 80% улучшили внимание и сон сильнее нормоксии, но не скорость когнитивной деятельности и не психический компонент качества жизни [38]. Четыре недели, три сеанса в неделю, с 90 мин пассивной IH и 30 мин аэробной велотренировки при SpO₂ 80% также не дали дополнительного когнитивного эффекта [39]. Недавний систематический обзор предполагал потенциальное применение умеренной гипоксии при лёгких когнитивных нарушениях и деменции в зависимости от типа, выраженности, длительности и частоты воздействия [6]. Однако Schega и соавторы [38] считают, что тренировочные эффекты физической активности могут превосходить эффект IH и объяснять отсутствие добавочной пользы для качества жизни и когнитивной деятельности здоровых пожилых. Эта гипотеза нуждается в дальнейшей проверке.

Ограничения

Обзор имеет ограничения. Во-первых, анализировали только полные англоязычные статьи; две русскоязычные работы исключили. Во-вторых, хотя девять из 17 исследований имели низкий риск систематической ошибки, в ряде работ отдельные области имели высокий или неясный риск по Cochrane Collaboration. В-третьих, исследования не разделяли результаты мужчин и женщин, поэтому возможный эффект пола мог влиять на выводы. В-четвёртых, не включали гипобарическую гипоксию, физиологические ответы на которую могут отличаться от нормобарической. Наконец, из-за разнообразия вмешательств и выраженной неоднородности исходов метаанализ провести не удалось.

Заключение

IH рассматривается как потенциально полезная для пожилых людей с заболеваниями. Однако этот систематический обзор показывает, что пассивная и активная умеренная IH имеет ограниченное влияние на показатели здоровья здоровых пожилых относительно аналогичных нормоксических вмешательств. Не выявлено явной пользы для кардиометаболических, воспалительных, гематологических и когнитивных показателей, BMD, BMC и безжировой массы. Величина изменений зависит, в частности, от типа вмешательства и выраженности гипоксической дозы. Лишь в определённых условиях — при средне- или долгосрочных программах с высокой интенсивностью или объёмом тренировок не менее трёх дней в неделю и умеренным либо высоким гипоксическим стрессом — IH может оптимально повышать HIF-1α и вызывать последующую молекулярную и структурную адаптацию. В этих условиях возможен некоторый эффект на функциональную подготовленность и уменьшение жировой массы. Тем не менее необходимо уточнить зависимость «доза–ответ» у здоровых пожилых, особенно факторы индивидуальной вариабельности реакции на IH.

Благодарности

Не применимо.

Сокращения

1RM — Одноповторный максимум; b-CTX — β-C-концевой телопептид коллагена; BDNF — Мозговой нейротрофический фактор; BMC — Минеральное содержание кости; BMD — Минеральная плотность кости; BP — Артериальное давление; CHO — Холестерин; CRP — C-реактивный белок; DXA — Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия; FEV1 — Объём форсированного выдоха за 1 с; FiO2 — Доля кислорода во вдыхаемой смеси; FVC — Форсированная жизненная ёмкость лёгких; GLUT4 — Переносчик глюкозы 4; Hb — Гемоглобин; Hct — Гематокрит; HDL — Липопротеины высокой плотности; HIF — Гипоксия-индуцируемый фактор; HOMA-IR — Индекс инсулинорезистентности по гомеостатической модели; HRmax — Максимальная частота сердечных сокращений; HRV — Вариабельность сердечного ритма; IH — Интервальная гипоксия; MVV — Максимальная произвольная вентиляция; OSAS — Синдром обструктивного апноэ сна; PINP — N-концевой пропептид проколлагена I типа; RCT — Рандомизированное контролируемое исследование; RPE — Субъективная оценка тяжести нагрузки; SFT — Senior Fitness Test, тест физической подготовленности пожилых; SpO2 — Периферическая сатурация кислорода; TUGT — Тест «встать и пройти»; VCAM1 — Молекула сосудистой клеточной адгезии 1; VEGF — Сосудистый эндотелиальный фактор роста; VO2max — Максимальное потребление кислорода; WBV — Вибрационная тренировка всего тела; PWV — Скорость пульсовой волны

Сведения о публикации

Вклад авторов: RT подготовил первый вариант рукописи. RT и FB выполняли поиск в базах и отбор статей. Данные извлекал RT, а проверял IMG. RT и FB оценивали методологическое качество, IMG подтверждал оценку. FB и IMG рецензировали исходную статью. Все авторы прочитали и одобрили итоговую рукопись.

Финансирование: Работа поддержана правительством Эстремадуры, Испания, за счёт Европейского фонда регионального развития; грант GR21189.

Доступность данных и материалов: Не применимо.

Этическое одобрение и согласие на участие: Исследовательский проект одобрен университетским комитетом по биоэтике, номер 651/2018.

Согласие на публикацию: Не применимо.

Конфликт интересов: Rafael Timon, Ismael Martinez-Guardado и Franck Brocherie заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Примечание издателя: Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и институциональной принадлежности.

Читайте также

• Гипоксические тренировки в кардиологии: новые исследовательские подходы и клинические перспективы
• IHHT в реабилитации пожилых пациентов после инфаркта

Литература

Технология и практика

Дозирование дыхательной смеси, обратная связь и наблюдение за параметрами сеанса описаны в разделе «Технология IHHT».

Применение IHHT в программах активного долголетия и wellness представлено в отдельном разделе сайта.