Примечание редакции. Небольшое контролируемое исследование пациентов со стабильной ИБС. Описанная переносимость процедур в этой выборке не означает отсутствия противопоказаний. Клинические результаты нельзя автоматически переносить на другое оборудование или другие категории пациентов. 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 исследование включили 40 пациентов: 30 проходили IHHT, 10 — имитационные процедуры.
- После курса авторы отмечали улучшение переносимости физической нагрузки и ряда показателей липидного обмена.
- Использован опытный прибор ReOxy; результаты не являются исследованием OXYTERRA RS.
Основной текст
Кардиореабилитация и вторичная профилактика сердечно-сосудистых заболеваний остаются актуальными задачами. Эти заболевания широко распространены. Реабилитационные программы внедряют недостаточно активно, а приверженность пациентов остаётся низкой. Между тем, по данным ряда систематических обзоров, внедрение реабилитационных программ (наряду с адекватной терапией и современными технологиями реваскуляризации миокарда) приводит к достоверному снижению смертности от сердечно-сосудистых причин на
В последние годы структура методов кардиореабилитации расширяется за счет активного использования новых высокотехнологичных инструментальных методик (усиленная наружная контрпульсация, экстракорпоральная ударноволновая терапия, электромиостимуляция), среди которых – интервальные гипоксические тренировки (ИГТ) в различных вариантах. При ИГТ многократные гипоксические эпизоды чередуют с нормоксическими паузами. Это отличается от ишемически-гипоксического прекондиционирования в сложившемся понимании [9, 16, 19]. У нас в стране метод ИГТ применяется более 40 лет для немедикаментозного лечения и профилактики хронических неинфекционных заболеваний, повышения физической работоспособности и аэробных возможностей здорового человека, подготовки спортсменов [4, 6, 7, 12].
Разработаны и уточнены методические рекомендации, показания к применению ИГТ, методики и приборы создания гипоксических газовых смесей, выпускаемые рядом компаний в России и за рубежом – барокамеры, гипоксикаторы, ребризеры.
Предпосылки применения гипоксической тренировки
Авторы ссылаются на экспериментальные и клинические данные о моделировании среднегорья и ИГТ. Гипобарическое и нормобарическое воздействия запускают прямую и перекрёстную адаптацию. Повышается устойчивость к гипоксии и другим стрессорам. Гематологические механизмы включают рост эритропоэтина, гемоглобина и кислородной ёмкости крови. Негематологические механизмы разнообразнее: ангиогенез, активация гликолиза, утилизации липидов и антиоксидантной защиты. Авторы также перечисляют повышение буферной ёмкости мышц и устойчивости к лактату. Они отмечают улучшение биоэнергетической эффективности митохондриальной дыхательной цепи, транспорта глюкозы в мышцах и хеморецепторной чувствительности. Ещё один описанный сдвиг — снижение симпатоадреналовой реактивности [4, 5, 15, 21].
Клинически значимые эффекты ИГТ во многом сходны с эффектами основного компонента «традиционных» программ кардиореабилитации – физических тренировок: повышение физической толерантности, улучшение показателей сократительной функции миокарда, коронарной перфузии, снижение уровня фибриногена и агрегации тромбоцитов, позитивные изменения липидного спектра плазмы крови, повышение чувствительности к инсулину, описанные как феномен ишемического прекондиционирования (чередование ишемии и последующей реперфузии), запускающего механизмы кардиопротекции и метаболической адаптации к умеренной ишемии [16]. Поскольку при ИГТ воздействующим фактором является гипоксическая гипоксия, то можно говорить об аккумулировании отсроченных эффектов повторяющихся эпизодов гипоксического прекондиционирования [8, 9].
Продолжительность курса и реоксигенация
Как показано в ряде работ, стабильные эффекты ИГТ формируются обычно после 15-20 процедур и сохраняются 1-3 месяца. Однако их эффективность вариабельна, зависит, как и при других реабилитационных воздействиях, от индивидуальной чувствительности пациента (генофенотипические особенности, степень физической тренированности, возраст, пол, характер, стадия заболевания, состояние функциональных резервов), «дозы» гипоксических воздействий [2, 5, 7].
Рядом специалистов предпринимаются попытки повышения эффективности процедур гипокситренировок, в том числе путем комбинированного применения гиперкапнических и гипероксических смесей соответственно в гипоксическую фазу ИГТ и в период реоксигенации и др. Авторы предложили чередовать короткие гипоксические экспозиции с гипероксическими интервалами. В эти интервалы через маску подают смесь с 30-35% O₂ вместо обычного воздуха [3, 10].
Известно, что одним из ключевых механизмов запуска адаптивных ответов организма на гипоксию является индукция активных форм кислорода (АФК), запускающих транскрипцию ряда регуляторных факторов, процессы антиоксидантной защиты, противовоспалительный потенциал, эффективность утилизации кислорода митохондриями и пр. [5, 14]. Индукция АФК при ИГТ запускается в начальный период реоксигенации, но то же самое происходит при (гипер)оксигенотерапии. Следовательно, совмещение гипоксических и гипероксических (вместо нормоксических) эпизодов при тренировке позволит усилить АФК-индуцируемый сигнал без углубления гипоксии и ее возможных побочных эффектов.
Экспериментальные данные о чередовании режимов
Экспериментальные исследования показали, что применение такого режима в сравнении с традиционными процедурами ИГТ оказывает более выраженные мембранстабилизирующие эффекты в сердце и мозге, более существенно и оперативно повышает стрессорную и гипоксическую устойчивость тканей, повышает мощность антиоксидантных защитных механизмов и в целом – физическую работоспособность, толерантность к нагрузкам [10, 17]. Сходные данные получены в пилотных исследованиях спортсменов с синдромом перетренированности [17]. Предложенный метод гипокситренировки получил название интервальных гипоксически-гипероксических тренировок (ИГГТ).
Цель настоящей работы – исследование предложенного метода интервальных гипоксических тренировок – ИГГТ в реабилитации кардиологических пациентов.
Материалы и методы
ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследовании приняли участие 40 пациентов с ишемической болезнью сердца, стенокардия напряжения 2-3 ФК (31 мужчина, 9 женщин, ср.возраст 61,7±7,7 лет, у 14 в анамнезе инфаркт миокарда), получавшие стандартную терапию: статины, дезагреганты, ингибиторы АПФ, бета-блокаторы. Все пациенты находились под амбулаторным наблюдением в Московском областном кардиоцентре г. Жуковский. Протокол исследований был сформирован в соответствии с положениями «Биоэтических правил проведения исследований на человеке» на основании принятых документов [11, 13] и одобрен биоэтической комиссией Московского областного кардиоцентра, от всех пациентов до начала работы было получено письменное информированное согласие.
Основная группа и имитационный контроль
Случайным порядком пациентов разделили на группу ИГГТ (30 чел., прошедших в течение месяца по 20 процедур ИГГТ, в режиме 5 раз в неделю; первые 5-7 процедур гипоксическая смесь – 12%О₂ , в дальнейшем – 11% О₂ ) и группу контроля (10 пациентов прошли по 20 имитированных процедур с использованием того же оборудования, вдыхая через маску обычный увлажненный воздух). Во время проведения всего исследования пациентам было рекомендовано не изменять предписанные схемы лечения, уровень повседневной физической активности.
При отпуске процедур ИГГТ для создания газовых смесей с содержанием O от 10% до 35- 40% использовали опытный образец прибора REOXY (производство «AI Mediq S.A.», Люксембург).
Проба на чувствительность к гипоксии
Перед началом курса процедур определяли индивидуальную чувствительность пациентов к гипоксии путем проведения 10-минутного гипоксического теста (ГТ – дыхание через маску газовой смесью, содержащей 12% О₂ ) с ежеминутным мониторированием ЧСС и насыщения гемоглобина кислородом (SaO ).
Процедуры ИГГТ проводили в интервальном режиме: начинали с подачи пациенту через ротоносовую маску гипоксической газовой смеси (ГГС) с 11-12% О (5-7 минут), затем 2-3 минуты – гипероксической газовой смеси с 35% О (вместо традиционной нормоксической паузы). Переключение газовых смесей при каждой процедуре осуществлялось автоматически по специальным алгоритмам (биообратная связь на основе индивидуальной чувствительности пациента к гипоксии) [3], за процедуру применяли 6-8 циклов «гипоксия-гипероксия».
До курса ИГГТ и на 3-4 день по его завершении все пациенты проходили комплексное обследование: регистрацию ЭКГ покоя в 12 отведениях; забор крови с определением основных гематологических показателей и липидного “профиля”; субмаксимальное нагрузочное тестирование на беговой дорожке, дополнительно после курса ИГГТ – повторное проведение ГТ для оценки динамики гипоксической устойчивости пациентов.
Дозированное нагрузочное тестирование выполнялось на cистеме стресс-тестирования SCHILLER CARDIOVIT AT-104 PC с тредмилом Intertrack по протоколу Bruce – длительность каждой ступени 3 минуты (2,4 – 4,6 – 7,5 – 10,0 метаболических единиц – МЕ). Определяли время выполнения нагрузки до отказа (появление признаков ишемии миокарда, неблагоприятная реакция АД, субъективная усталость), мощности выполненной нагрузки; толерантности к нагрузке в МЕ [15, 17].
Критерии оценки эффективности
Стоит отметить, что описанные критерии оценки эффективности ИГГТ, опирающиеся на результаты лабораторных и инструментальных показателей, отражают лишь физическую составляющую состояния и не дают полного представления о жизненном благополучии пациента. В то же время улучшение качества жизни (КЖ) относится к важным задачам в лечении кардиоваскулярной патологии, делая его одним из основных критериев эффективности реабилитации [1, 17]. Поэтому в исследовании проведен анализ качества жизни пациентов до и после курса ИГГТ с помощью общего опросника здоровья (MOS SF- 36) [22], а также уровня тревоги и депрессии с использованием шкалы ГШТиД [16].
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы «Statistica 6.1». Достоверность отличий исследуемых групп по различным показателям оценивали при помощи критерия Манна-Уитни. Динамику показателей оценивали по критерию Вилкоксона. Надежность используемых статистических оценок принималась не менее 95%. Количественные данные представлены в виде М±σ, качественные данные – в виде долей (%).
Результаты
ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Известно, что хроническая кардиоваскулярная патология сопровождается широким спектром субъективных симптомов дезадаптации (общая слабость, повышенная утомляемость, ухудшение памяти и способности концентрации внимания, тревога, снижение настроения и др.). У обследованных пациентов исходно также было отмечено снижение значений практически всех шкал в тесте оценки качество жизни – КЖ (относительно популяционных нормативов), повышенные значения в тесте ГШТиД (14,1±2,1), что расценивается как наличие клинически выраженных тревожно-депрессивных расстройств.
После 4 недель ИГГТ самооценки качества жизни улучшились, хотя индивидуальные данные заметно различались. В опытной группе возросли оценки «общего здоровья» и «жизнеспособности». По шкале «физическая активность» показатель изменился с 48,5±7,3 до 64,5±8.3 (p=0,06). По шкале влияния эмоционального состояния на ролевое функционирование — с 53,5±8,3 до 63,4±8.9 (p=0,06). Авторы называют эти изменения значимыми. Однако приведённое ими p=0,06 выше принятого в работе порога 0,05. Они связывают динамику с меньшим влиянием эмоционального состояния на повседневную деятельность. ГШТиД снизилась до 10,3±2,0, что соответствует уменьшению тревожно-депрессивной симптоматики. В контроле значимых изменений самооценки качества жизни не было.
После ИГГТ пациенты лучше переносили физические нагрузки. При повторном тестировании время нагрузки до отказа или критериев прекращения пробы выросло на 34,1%. В контроле прирост составил 2,7%. Переносимость нагрузки в МЕ увеличилась на 15,8% против 5,4% в контроле (табл. 1).
Причины прекращения нагрузочного теста
При первом тредмил-тесте ангинальный приступ стал причиной прекращения нагрузки у 11 пациентов. При повторном — у 5. В контроле таких пациентов было по 4 в начале и конце обследования. Обычно наибольший прирост толерантности показывали пациенты с исходно существенно сниженными значениями. По исходным данным это было более характерно для группы ИГГТ, чем для контроля.
Повышение физической выносливости у пациентов с ИБС сопровождалось некоторым снижением массы тела, нормализацией липидемического «профиля» – достоверным снижением значений общего холестерина, триглицеридов плазмы крови (табл. 3), исходно повышенных значений АД, ЧСС покоя. Это подтверждает возможность коррекции кардиометаболических факторов риска путем гипоксических тренировок или их сочетания с физическими нагрузками [20, 21]. Курс ИГГТ приводил к повышению гипоксической устойчивости пациентов (табл. 2). Так, если исходно у всех пациентов примерно в равной степени при проведении ГТ значения уровня сатурации гемоглобина O₂ (SaO₂ min) снижались до 76-80% при максимальных значениях тахикардии (ЧСС max) до 88-92 уд/мин, то после курса процедур в группе ИГГТ степень десатурации гемоглобина и прироста ЧСС при моделировании острой гипоксической гипоксии (той же степени, что и до ИГГТ) значимо снизились. В группе контроля существенных сдвигов в параметрах гипоксической устойчивости не отмечено.
Сопоставление кардиопротекторных эффектов
Аналогичные сопоставимые по интенсивности кардиопротекторные эффекты наблюдаются при повторяющихся эпизодах ишемическом прекондиционирования пациентов с ИБС путем длительных индивидуально дозированных (более 2 месяцев) физических нагрузок [8, 19].
После ИГГТ содержание гемоглобина и ретикулоцитов значимо не изменилось. Авторы объясняют это малой длительностью курса — 4 недели. Такого срока могло не хватить для значимой стимуляции гемопоэза. Другое предлагаемое объяснение — «физиологичность» режима и его невысокая «цена» для организма. При выбранных гипоксических стимулах у пациентов не возникало необходимости активировать эритропоэз.
В самоотчетах пациенты, прошедшие курс ИГГТ, отмечали также снижение числа ишемических атак, выраженности одышки при повседневных нагрузках.
Отдельно авторы оценивали переносимость ИГГТ. Одышка, сердцебиение на первых процедурах и головокружение возникали в единичных случаях. Небольшое повышение концентрации O₂ устраняло неприятные ощущения. На неинтенсивную головную боль жаловались 4 пациента, на лёгкое головокружение — 2. Побочные эффекты возникали на первых процедурах и не требовали прерывания курса. Умеренные ангинальные приступы отмечались только в гипоксические фазы 6 из 584 процедур. ЭКГ-изменений при этом не регистрировали.
По данным цитируемых работ, при режиме «гипоксия-нормоксия» побочные эффекты возникают несколько чаще — в 10-15% случаев. Некоторым кардиологическим пациентам трудно адаптироваться к ИГТ. Часть из них отказывается от процедур [6, 7].
Переносимость процедур пациентами
Все пациенты отмечали расслабляющее и сомногенное действие ИГГТ. Гипероксические периоды они называли «освежающими». Эти периоды быстро снимали некоторые неприятные ощущения и умеренную одышку гипоксической фазы.
Таким образом, применение курса интервальных гипоксически – гипероксических тренировок (ИГГТ) у пациентов с ИБС приводит к повышению переносимости физических нагрузок, устойчивости к эпизодам гипоксии, а также сопровождается нормализацией липидного профиля, субъективно – повышением качества жизни, снижением количества ангинальных приступов в повседневной жизни.
В заключении авторы характеризуют ИГГТ как легко переносимый режим без побочных эффектов и осложнений. При этом выше в результатах они описывают отдельные кратковременные нежелательные ощущения. По их оценке, замена нормоксических пауз гипероксическими интенсифицирует тренировку. Она увеличивает суммарную гипоксическую стимуляцию за процедуру и тем самым повышает эффективность.
Использование метода адаптации к интервальной гипоксии-гипероксии может иметь перспективы в поддержании и повышении кардиореспираторной выносливости спортсменов с ограниченными возможностями (в период травм и болезней), при последовательном или параллельном сочетании с физическими нагрузками; для кардиологических пациентов – в качестве вторичной профилактики ИБС, средств пре- и посткондиционирования при подготовке к ангиопластике, в коррекции модифицируемых факторов риска.
Ограничения и перспективы выполненного исследования. В исследовании не было группы ИБС с тренировками в режиме «гипоксия-нормоксия» для прямого сравнения с ИГГТ. Авторы объясняют это организационно-методическими и этическими соображениями. Эти ограничения будут преодолены на последующих этапах работы.
Благодарности авторов
Авторы выражают благодарность компании AiMediq S.A. (Люксембург) за предоставленный опытный образец прибора ReOxy для проведения процедур интервальных гипоксически-гипероксических тренировок.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Показатели нагрузки и качества жизни: PDF, страница 4
Липидный обмен и гипоксический тест: PDF, страница 5
Литература
Источники 1–6
1. Ардашев А.В., Конев А.В., Горбатов Е.А. Качество жизни пациентов с атриовентрикулярными узловыми реципрокными тахикардиями до и после радиочастотной аблации медленной части атриовентрикулярного соединения // Вестник аритмологии, 2006. – № 44. – С. 12-16.
2. Бобылева О.В., Глазачев О.С. Динамика показателей вегетативной реактивности и устойчивости к острой дозированной гипоксии в курсе интервальной гипоксической тренировки // Физиология человека. – 2007. – Т. 33, № 2. – С. 81-89.
3. Глазачев О.С., Дудник Е.Н. Медикофизиологическое обоснование применения гипоксическо-гипероксических тренировок в адаптивной физической культуре // Адаптивная физическая культура. – 2012. – № 1(49). – С. 2-4.
4. Глазачев О.С., Бобылева О.В. Интервальные гипоксические тренировки в коррекции психофизиологического статуса студентов // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». – 2013. – № 1. – С. 5-10.
5. Дудник Е.Н., Калита А.В., Диброва Е.А., Федоров С.М., Каримова И.М., Глазачев О.С., Судаков К.В. Индивидуальные изменения деятельности сердца при однотипных физических воздействиях у лиц с различным тонусом вегетативной нервной системы // Вестник РАМН. – 2007. – № 3. – С. 39-43.
6. Ельчанинова С.А., Кореняк Н.А., Золовкина А.Г., Макаренко В.В. Экспериментальное обоснование влияния прерывистой нормобарической гипокси-терапии на эндотелий микрососудов у больных артериальной гипертензией // Сибирское медицинское обозрение. – 2009. – Т. 55, № 1. – С. 35-38.
Источники 7–12
7. Ищук В.А. Применение интервальных нормобарических гипоксических тренировок у больных пожилого возраста с ишемической болезнью сердца [Электронный ресурс] // Український кардіологічний журнал. – 2011. – № 4 – Режим доступа: http://www.ukrcardio.org/journal.php/article/608, свободный (27.02.2014).
8. Карпова Э.С., Котельникова Е.В., Лямина Н.П. Ишемическое прекондиционирование и его кардиопротективный эффект в программах кардиореабилитации больных с ишемической болезнью сердца после чрезкожных коронарных вмешательств // Российский кардиологический журнал. – 2012. – № 4(96). – С. 104-108.
9. Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., Емельянова Т.В., Прут Д.А., Колар Ф., Портниченко А.Г., Подоксёнов Ю.К., Халиулин И.Г., Ванг Х., Пей Ж.М. Гипоксическое прекондиционирование как новый подход к профилактике ишемических и реперфузионных повреждений головного мозга и сердца// Ангиология и сосудистая хирургия. – 2011. – Т. 17, № 3. – С. 27-36.
10. Сазонтова Т.Г., Глазачев О.С., Болотова А.В., Дудник Е.Н., Стряпко Н.В., Бедарева И.В., Анчишкина Н.А., Архипенко Ю.В. Адаптация к гипоксии и гипероксии повышает физическую выносливость: роль активных форм кислорода и редокссигнализации // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2012. – Т. 98, № 6. – С. 793-807.
11. Хельсинкская декларация. Рекомендации для врачей, проводящих медико-биологические исследования с участием людей / Принята Хельсинки, 1964 г.; пересмотрена Токио, 1975 г.; Венеция, 1983 г.; Гонконг, 1989 г.
12. Чижов А.Я., Потиевская В.И. Интервальная нормобарическая гипоксия в профилактике и лечении гипертонической болезни. – М. : Издательство РУДН, 2002. – 187 с.
Источники 13–17
13. Юдин Б.Г. Этическое и правовое регулирование биомедицинских исследований: Новый документ Совета Европы // Медицинское право. – 2005. – № 2. – С. 7-8.
14. Burtscher M., Gatterer H., Szubski C., Pierantozzi E., Faulhaber M. Effects of interval hypoxia on exercise tolerance: special focus on patients with CAD or COPD// Sleep and Breath. – 2009. – Vol. 14, N 3. – P. 209-20. doi: 10.1007/s11325-009-0289-8.
15. del Pilar Valle M., García-Godos F., Woolcott O.O., Marticorena J.M., Rodríguez V., Gutiérrez I., Fernández-Dávila L., Contreras A., Valdivia L., Robles J., Marticorena E.A. Improvement of myocardial perfusion in coronary patients after intermittent hypobaric hypoxia // Journal of Nuclear Cardiology. – 2006. – Vol. 13, N 1. – P. 69-74.
16. Kloner R.A., Rezkalla S.H. Preconditioning, postconditioning and their application to clinical cardiology// Cardiovasc Res. – 2006. – Vol. 70, N 2. – P. 297-307.
17. Sazontova T., Arkhipenko Y. Intermittent hypoxia in resistance of cardiac membrane structures: role of reactive oxygen species and redox signalling // Intermittent Hypoxia: From molecular mechanisms to clinical applications. / Eds. L.Xi and T.Serevbrovskaya. – New York: Nova Science Publishers, 2009. – P. 113-150.
Источники 18–22
18. Sloth A.D., Schmidt M.R., Munk K., Kharbanda R.K., Redington A.N., Schmidt M., Pedersen L., Sørensen H.T., Bøtker H.E.; CONDI Investigators. Improved long-term clinical outcomes in patients with STelevation myocardial infarction undergoing remote ischaemic conditioning as an adjunct to primary percutaneous coronary intervention // Eur Heart J. – 2014. – Vol. 35, N 3. – P. 168-175. doi: 10.1093/eurheartj/eht369.
19. Taylor R.S., Brown A., Ebrahim S., Jolliffe J., Noorani H., Rees K., Skidmore B., Stone J.A., Thompson D.R., Oldridge N. Exercise-based rehabilitation for patients with coronary heart disease: review and meta-analysis of randomized controlled trials // Am. J. Med. – 2004. – Vol. 116, N 10. – P. 682-692.
20. Wang J.-S., Lee M.-L., Lien H.-Y., Weng T-P. Hypoxic exercise training improves cardiac/muscular hemodynamics and is associated with modulated circulating progenitor cells in sedentary men // International Journal of Cardiology. – 2014. – Vol. 170, N 3. – P. 315-323. doi: 10.1016/j.ijcard.2013.11.005.
21. Wee J, Climstein M. Hypoxic training: Clinical benefits on cardiometabolic risk factors // J.Sci. Med. Sport. – 2013. – S 1440-2440(13)00478-7. doi: 10.1016/j.jsams.2013.10.247.
22. Ware J. E, Snow K.K., Kosinski M., Gandek B. Sf-36 Health Survey. Manuаl and Interpretation Guide. – Lincoln, RI: QualityMetric Incorporated, 2000. – 150 p.
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».