IHT у детей и подростков оценивали после краткого курса гипоксического тренинга. Авторы исследовали психоэмоциональные и кардиореспираторные показатели школьников.
Примечание редакции. Историческая терминология оригинала сохранена как часть публикации. Наблюдаемые изменения не доказывают лечения интеллектуальных нарушений. Процедуры для детей требуют отдельной медицинской оценки, а не самостоятельного повторения схемы. 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
- В исследовании участвовали 18 мальчиков и 16 девочек, обучавшихся в коррекционной школе и занимавшихся баскетболом.
- Изучали психоэмоциональные, дыхательные и кардиореспираторные показатели до и после тренинга.
- Совместное участие в спортивных занятиях и отсутствие независимого клинического плацебо-контроля ограничивают выводы.
IHT у детей и подростков: данные публикации
Введение
В современном мире возможности адаптации человека в обществе определяются состоянием природно-климатических, антропогенных и социальных факторов среды [1]. В результате ухудшения экологической обстановки, увеличения числа психоэмоциональных стрессов, вынужденной гиподинамии проявляются многочисленные нарушения онтогенетического развития. Установлено, что около 70 % детей школьного возраста имеют отклонения в состоянии здоровья, среди которых особое место занимают врожденные и приобретенные нарушения функции ЦНС и опорно-двигательного аппарата. У детей с легкой степенью умственной отсталости сохраняется возможность коррекции психоэмоционального статуса, функционального состояния и навыков адаптации в обществе.
В последние годы широкое применение получила методика интервальной нормобарической гипоксической тренировки, которая показала свою высокую эффективность в повышении общей физической работоспособности и аэробных резервов организма [2, 3, 11, 12, 14]. В литературе имеются немногочисленные сведения о положительном влиянии интервальной нормобарической гипоксии на состояние газотранспортной системы детей с отклонениями в интеллектуальном развитии [5], однако эти данные носят фрагментарный характер. Исходя из имеющихся в литературе сведений о положительном влиянии гипоксии на церебральную гемодинамику [6] и деятельность центральной нервной системы [15], основываясь на полифункциональном действии прерывистой гипоксии и принимая во внимание безопасность метода и возможности его использования в сочетании с различными методиками профилактики и реабилитации, была сформулирована цель исследования.
Цель исследования
Изучить психофизиологические и функциональные изменения у детей различного возраста с отклонениями в интеллектуальном развитии при интервальной гипоксической тренировке.
Материалы и методы
В исследовании приняли участие 18 мальчиков и 16 девочек среднего и старшего школьного возраста, которые регулярно занимались в баскетбольной секции и дополнительно участвовали в двухнедельном гипоксическом тренинге. Все испытуемые имели легкую степень умственной отсталости и обучались в коррекционной школе VIII вида для детей с отклонениями в интеллектуальном развитии. Исследования проводились при добровольном согласии родителей и администрации школы, при участии медицинского работника. Предварительно у всех испытуемых определяли устойчивость к гипоксии с использованием проб Штанге и Генчи. Реакции на гипоксию оценивали по изменениям параметров внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы и оксигенации крови при различных уровнях нормобарической гипоксии (18–15–13–10 % О₂ ). После предварительной оценки индивидуальной реактивности и резистентности к гипоксии был выбран режим двухнедельной гипоксической тренировки, в качестве которого было определено дыхание гипоксической газовой смесью с содержанием 13 % О (ГГС-13).
Моделирование ГГС осуществлялось с использованием гипоксикатора «Тибет-4» (Россия). Гипоксические тренировки проводились в циклично-фракционном режиме: 5-минутное дыхание ГГС-13 перемежалось 5-минутным дыханием атмосферным воздухом с нормальным содержанием кислорода (нормоксия), что составляло один цикл. Каждый сеанс состоял из пяти циклов. Тренировки осуществлялись ежедневно 6 раз в неделю во второй половине дня. Курс гипоксической тренировки включал 14 сеансов.
Эффективность гипоксических воздействий оценивалась по изменениям психоэмоционального статуса, подвижности психических процессов, параметров систем внешнего дыхания, кровообращения и физической работоспособности учащихся с легкой степенью умственной отсталости до и после курса (14 сеансов) интервальной гипоксической тренировки (ИГТ).
Оценка психоэмоционального статуса
Для оценки психоэмоционального статуса использовали 8-цветовой тест Люшера, который позволяет определить уровень тревожности, суммарное отклонение от аутогенной нормы и вегетативный коэффициент [16].
Оценка подвижности основных психических процессов осуществлялась при помощи простых математических и орфографических тестов, где фиксировалось время и правильность выполнения заданий.
Функциональное состояние кардиореспираторной системы оценивалось в покое и после стандартной велоэргометрической нагрузки (1 Вт / 1 кг массы тела).
Функциональное состояние дыхательной системы оценивалось с использованием спирографа СМП-21/01 (Россия). Регистрировали минутный объем дыхания (МОД), частоту дыхания (ЧД). Бронхиальную проводимость оценивали по показателям пиковой (ПОС), средней (СОС) и мгновенной (МОС ) объ-
25-75 емных скоростей воздушного потока. При помощи газоанализатора «Спиролит-2» (Германия) устанавливали уровень потребления кислорода (VO ) и выделения углекислого газа. Артериальное давление, ударный и минутный объемы кровообращения (МОК) определяли общепринятыми методами в соответствии с рекомендациями [4].
Уровень общей физической работоспособности определяли с использованием теста PWC в модификации В.Л. Карпмана (1988) с учетом возрастных особенностей и с последующим расчетом максимального потребления кислорода (МПК).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием компьютерной программы Microsoft Excel.
Результаты и обсуждение
На основании реактивных изменений кардиореспираторной системы и чувствительности детей и подростков с нарушением интеллектуального развития к острой, ступенчато возрастающей гипоксии был определен уровень нормобарической гипоксии при дыхании ГГС-13 (прерывистая нормобарическая гипоксия – ПНГ).
Результаты исследования показали, что после 14 сеансов ПНГ уровень тревожности у мальчиков и девочек средней возрастной группы (12–14 лет) достоверно снизился соответственно на 20 и 58 % (p<0,05) (табл. 1).
Подобная направленность изменений отмечается и в старшей возрастной группе (15–17 лет), в которой снижение уровня тревожности составило в среднем 44 и 32 % соответственно (р<0,05). При этом отмечается положительная динамика суммарного отклонения от аутогенной нормы во всех возрастных группах независимо от пола и возраста, которая устанавливается на среднем уровне [16]. Полученные данные свидетельствуют о повышении психологической устойчивости, снижении эмоциональной напряженности и риска психоэмоционального срыва в обеих возрастных группах.
тестов, соответствующих возрасту и уровню умственных возможностей испытуемых, после курса ПНГ достоверно снижается (табл. 1). При этом правильность выполнения этих тестов увеличивается в среднем на 6–10 % в обеих возрастных группах независимо от пола.
Подобная динамика отмечается и при выполнении соответствующих математических тестов, длительность выполнения которых сократилась в средней возрастной группе на 14–23 с (р<0,05) и в старшей – на 10,0– 18,7 с (р<0,05). Правильность ответов увеличилась в группе детей 12–14 лет на 8–10 %, а в старшей группе – на 3–4 %.
Тревожность и свойства нервных процессов
Полученные данные свидетельствуют, что курс гипоксической тренировки приводит к снижению уровня тревожности, повышению подвижности и пластичности нервных процес-
Адаптация к хронической и экспериментальной (гипо- и нормобарической) гипоксии сопровождается совокупностью морфофункциональных изменений в ЦНС, связанных с повышением специфической резистентности нервных структур к дефициту О [12, 15, 18]. Установлено увеличение числа и размеров митохондрий в нервных клетках, повышение активности митохондриальных дыхательных ферментов [13], ферментов антиоксидантной защиты [9], индуцированного гипоксией ангиогенеза и повышение количества капилляров в различных отделах головного мозга [6], в совокупности обеспечивающих улучшение кислородного обеспечения и оптимизацию окислительных процессов в структурах ЦНС.
Можно предположить, что совокупность морфофункциональных изменений в различных отделах головного мозга, инициированных действием гипоксии, лежит в основе психофункциональных изменений, описанных для разных этапов адаптации к дефициту О [1, 18], и изменений, выявленных в проведенном исследовании у детей с отклонениями в интеллектуальном развитии.
Наряду с психоэмоциональными изменениями в исследовании оценивали вегетативные сдвиги, возникающие после курса ПНГ. Результаты исследования показали, что курс ПНГ приводит к снижению вегетативного коэффициента (табл. 1), указывая на снижение активности симпатической нервной системы.
Результаты исследования показали, что в состоянии относительного мышечного покоя МОД во всех возрастных группах снижается. Известно, что адаптация к гипоксии сопровождается снижением чувствительности ды-
Кислородный обмен в покое
Установлено, что в состоянии относительного мышечного покоя после курса гипоксической тренировки потребление О у детей всех возрастных групп достоверно уменьшается (табл. 2), что указывает на снижение метаболических процессов и является критерием специфической тканевой адаптации к дефициту О . Поскольку метаболические потребности организма определяют деятельность газотранспортных систем, в исследовании оценивались изменения внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы, возникающие у детей с отклонениями в интеллектуальном развитии после курса ПНГ (табл. 2).
Подобные тенденции «минимизации» функций отмечаются со стороны сердечно-сосудистой системы. Установлено, что после курса ПНГ во всех группах детей с отклонениями в интеллектуальном развитии отмечается снижение минутного объема кровообращения и тенденция к брадикардии покоя. Можно предположить, что это является следствием снижения тропных влияний симпатической нервной системы на сердце, регулирующих его насосную функцию в соответствии с низким уровнем метаболизма. Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что курс ПНГ приводит к экономизации физиологических функций у детей с отклонениями в интеллектуальном развитии независимо от возраста и пола при снижении то-
PWC170 нуса симпатической нервной системы, окислительного метаболизма и деятельности кардиореспираторной системы.
Для оценки функциональных резервов организма и кардиореспираторной системы у детей с отклонениями интеллектуального развития оценивали изменения общей физической работоспособности и аэробных возможностей организма, возникающие после курса ПНГ.
Физическая работоспособность
Результаты исследования показали, что уровень общей физической работоспособности в средней возрастной группе увеличился у мальчиков на 14 % и у девочек – на 26 % (p<0,05). В старшей возрастной группе эти изменения составили 14 и 22 % (p<0,05) соответственно (рис. 1, 2), что, возможно, связано с повышением функциональных резервов систем дыхания и кровообращения, обеспечивающих доставку О в органы и ткани [13]. Подтверждением этого может служить уровень МПК, который после курса ПНГ увеличивается в группах девочек и мальчиков в среднем на 5,7 % (р≤0,05).
МПК
Заключение
Таким образом, интервальная гипоксическая тренировка может служить эффективным средством оптимизации психоэмоционального состояния, расширения функциональных резервов кардиореспираторной системы и повышения физической работоспособности детей и подростков с умственной отсталостью.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Психофункциональные показатели: PDF, страница 3
Кардиореспираторные показатели: PDF, страница 4
Физическая работоспособность и аэробная производительность: PDF, страница 5
Технология и применение
Публикация относится к определённой возрастной группе и протоколу исследования. Отличия дыхательных режимов можно посмотреть на странице IHT и IHHT: технология интервальных воздействий.
Литература
Источники 1–6
1. Агаджанян Н. А. Прерывистая нормобарическая гипоксия (исторические предпосылки, теоретическое обоснование, результаты применения) / Н. А. Агаджанян, Р. Б. Стрелков, А. Я. Чижов // Доклады Академии проблем гипоксии РФ. – М. : ПАИМС, 1997. – Т. 1. – С. 18–57.
2. Антипов И. В. Исследование работоспособности и реактивности газотранспортных систем при действии нормобарической гипоксии / И. В. Антипов, В. П. Голомолзина // Материалы IV Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». – Ульяновск : УлГУ, 2011. – С. 49–52.
3. Волков Н. И. Прерывистая гипоксия – новый метод тренировки, реабилитации и терапии / Н. И. Волков // Теория и практика физической культуры. – 2000. – № 7. – С. 20–23.
4. Дембо А. Г. Врачебный контроль в спорте / А. Г. Дембо. – М. : Медицина, 1988. – 283 с.
5. Дьякова Э. В. Нормобарическая гипокси-терапия в реабилитации различных форм детского церебрального паралича у детей / Э. В. Дьякова // Доклады Международной академии проблем гипоксии. – М. : Бумажная Галерея, 2005. – Т. IV. – С. 211–215.
6. Изменения реактивности сосудов микрогемоциркуляторного русла в различных отделах головного мозга при гипобарической гипоксии / М. В. Воротникова [и др.] // Ученые записки Ульяновского гос. ун-та. Сер. «Биология». – Ульяновск : УлГУ, 2005. – С. 34–39.
Источники 7–12
7. Индивидуальные особенности системных реакций организма человека на острую гипоксию / С. И. Сороко [и др.] // Российский физиологический журн. им. Сеченова. – 2012. – Т. 98, № 11. – С. 1396–1415.
8. Карпман В. Л. Тестирование в спортивной медицине / В. Л. Карпман, З. Б. Белоцерковский, И. А. Гудков. – М. : Физкультура и спорт, 1988. – 206 с.
9. Кислин М. С. Динамика перекисного окисления липидов после тяжелой гипобарической гипоксии в структурах головного мозга крыс. Эффект прекондиционирования / М. С. Кислин, Е. И. Тюлькова // Патогенез. – 2008. – Т. 6, № 3. – С. 65–66.
10. Колчинская А. З. Адаптация к гипоксии как эффективное средство повышения работоспособности, профилактики, лечения и реабилитации / А. З. Колчинская // Доклады Академии проблем гипоксии РФ. – М. : ПАИМС, 1997. – Т. 1. – С. 126–145.
11. Кривощеков С. Г. Влияние кратковременной прерывистой нормобарической гипоксии на регуляцию внешнего дыхания у человека / С. Г. Кривощеков // Физиология человека. – 2002. – Т. 28, № 6. – С. 45–52.
12. Куликов В. П. Тренировки с гиперкапнической гипоксической гипоксией в реабилитации ишемического повреждения головного мозга / В. П. Куликов, А. Г. Беспалов, Н. Н. Якушев // Патогенез. – 2008. – Т. 6, № 3. – С. 70.
Источники 13–18
13. Лукьянова Л. Д. Сигнальная Функция митохондрий при гипоксии и адаптации / Л. Д. Лукьянова // Патогенез. – 2008. – Т. 6, № 3. – С. 4–12.
14. Морфофункциональная гетерогенность и гетерохронность адаптации внутренних органов при прерывистой гипобарической гипоксии / М. В. Балыкин [и др.] // Тезисы докладов IV съезда физиологов Сибири. – Новосибирск, 2002. – С. 26–27.
15. Нейропротекторный эффект гипоксического прекондиционирования при фокальной ишемии мозга / С. А. Гаврилова [и др.] // Патогенез. – 2008. – Т. 6, № 3. – С. 13–17.
16. Филимоненко Ю. И. Цветовой тест Люшера : методическое руководство / Ю. И. Филимоненко. – СПб., 1993. – 49 с.
17. Effect of acute hypoxia on cardiopulmonary response to head down tilt / J. Loeppky [et al.] // Aviat Space Env. Med. – 1991. – № 62 (12). – P. 1137–1146.
18. Obrenovitch T. P. Molecular physiology of preconditioning – induced brain tolerance to ischemia / T. P. Obrenovitch // Physiol. Rev. – 2008. – Vol. 88, № 1. – P. 211–247.