IHT и функциональные показатели у детей изучали в группе из 34 школьников с особенностями интеллектуального развития. Оценивали психофункциональные реакции, дыхание и физическую работоспособность.
Примечание редакции. Исследование IHT с установкой «Тибет-4», не IHHT и не испытание OXYTERRA RS. Оно связано по авторам и тематике с другими работами этой группы; возможное пересечение выборок не исключено. Терминология исходника сохранена в историческом контексте. Изменения тестов не равнозначны доказанному повышению интеллекта. Ниже размещена редакционная текстовая версия предоставленной русскоязычной публикации. Таблицы и иллюстрации доступны в неизменённом исходном PDF. Это научный материал, не инструкция по лечению.
Кратко о публикации
- Участвовали 18 мальчиков и 16 девочек школьного возраста, регулярно занимавшихся баскетболом.
- Оценивались психоэмоциональные показатели, дыхание, кровообращение и физическая работоспособность до и после курса.
- Отдельная контрольная группа без IHT не описана; результаты не обосновывают самостоятельное применение метода у детей.
IHT и функциональные показатели у детей: данные публикации
Возможности адаптации человека в современном обществе определяются состоянием природно-климатических, антропогенных и социальных факторов среды [1]. Ухудшение экологической ситуации, психоэмоциональные стрессы, вынужденная гиподинамия являются причиной многочисленных нарушений онтогенетического развития [15]. 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 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, 4, 11, 12].
В литературе имеются немногочисленные сведения о положительном влиянии интервальной нормобарической гипоксии на состояние газотранспортной системы детей с отклонениями интеллектуального развития [8], однако, эти данные носят фрагментарный характер. Исходя из имеющихся в литературе сведений о положительном влиянии гипоксии на церебральную гемодинамику [5, 14] и деятельность центральной нервной системы [6], основываясь на полифункциональном действии прерывистой гипоксии, принимая во внимание безопасность метода и возможности его использования, была сформулирована цель исследования.
Цель – изучение психофизиологических и функциональных изменений у детей с отклонениями интеллектуального развития при интервальной гипоксической тренировке.
Методика
В исследовании приняли участие группы мальчиков (n=18) и девочек (n=16) 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 интеллектуального развития. Предварительно у всех испытуемых определяли устойчивость к гипоксии с использованием проб Штанге и Генчи. Реактивность к гипоксии оценивали по изменениям 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% О2 (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 5 циклов.
Тренировки велись ежедневно 6 раз в неделю во второй половине дня. Курс гипоксической тренировки включал 14 сеансов.
Эффективность гипоксических воздействий оценивали по изменениям психоэмоционального статуса, подвижности психических процессов, параметров внешнего дыхания, кровообращения и физической работоспособности учащихся с легкой степенью умственной отсталости до и после курса (14 сеансов) интервальной гипоксической тренировки (ИГТ). 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).
Исследование дыхательной функции
Функциональное состояние дыхательной системы оценивали 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 объемных скоростей (МОС25-75) воздушного потока. При помощи газоанализатора «Спиролит-2» (Германия) определяли потребление кислорода и выделение углекислого газа. Артериальное давление, ударный и минутный объемы кровообращения определяли общепринятыми методами в соответствии с рекомендациями [7].
Уровень общей физической работоспособности определяли с использованием теста PWC170 в модификации В.Л. Карпмана (1988), с учетом возрастных особенностей и последующим расчетом максимального потребления кислорода (МПК).
Статобработку результатов проводили с использованием компьютерной программы «Microsoft Excel».
Результаты
На основании реактивных изменений кардиореспираторной системы и чувствительности детей и подростков с нарушением интеллектуального развития к острой, ступенчатовозрастающей гипоксии, был определен уровень нормобарической гипоксии, который включал в себя дыхание газовыми смесями с содержанием О2 – 13% (ПНГ-13). Результаты исследования показали, что после 14 сеансов ПНГ-13 уровень тревожности в средней возрастной группе достоверно снижается на 20 и 58% (p<0,05) у мальчиков и девочек, соответственно (табл. 1). Подобная направленность изменений отмечается и в старшей возрастной группе, в которой снижение уровня тревожности составило в среднем 44 и 32% (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.
Время выполнения орфографических 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 направленность изменений отмечается и в старшей возрастной группе, в которой снижение уровня тревожности составило в среднем 44 и 32% (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. Время выполнения предложенных орфографических 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 сокращается в средней возрастной группе на 14-23 с (р<0,05) и на 10-18,7 с (р<0,05) в старшей.
Результаты когнитивных заданий
Правильность ответов увеличилась в группе детей 12-14 лет на 8-10%, а в старшей группе – на 3-4%.
Полученные данные говорят, что курс гипоксической тренировки ведет к спаду уровня тревожности, росту подвижности и пластичности нервных процессов, сопряженных с улучшением возможностей восприятия и переработки информации.
Адаптация к хронической и экспериментальной (гипо- и нормобарической) гипоксии сопровождаются совокупностью морфо-функциональных изменений в ЦНС, связанных с повышением специфической резистентности нервных структур и дефициту О2 [6]. Установлено повышение числа и размеров митохондрий в нервных клетках, активности митохондриальных дыхательных ферментов [13], ферментов антиоксидантной защиты [10], индуцированного гипоксией ангиогенеза и роста количества капилляров в отделах головного мозга [5], в совокупности обеспечивающих улучшение кислородного обеспечения и оптимизацию окислительных процессов в структурах ЦНС. Совокупность инициированная действием гипоксии, лежит в основе психофункциональных изменений, описанных для разных этапов адаптации к дефициту О2 [1, 15] и изменений, выявленных в у детей с отклонениями интеллектуального развития. Наряду с психоэмоциональными изменениями в исследовании оценивали вегетативные сдвиги, возникающие после курса ПНГ.
Курс ПНГ ведет к снижению вегетативного коэффициента (табл. 1), указывая на спад активности симпатической нервной системы. Можно полагать, что эти изменения лежат в основе установленных после курса ПНГ функциональных особенностей кардиореспираторной системы (табл. 2). В состоянии относительного мышечного покоя после курса гипоксической тренировки потребление О2 во всех возрастных группах достоверно снижается, что указывает на минимизацию метаболических функций и является критерием специфической тканевой адаптации к дефициту О2. Поскольку метаболические потребности организма определяют деятельность газотранспортных систем, оценивались изменения внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы, возникающие у детей с отклонениями интеллектуального развития после курса ПНГ (табл.2).
Функциональные резервы и работоспособность
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. Результаты показали, что уровень общей физической работоспособности в средней возрастной группе (12-14 лет) увеличился на 14 и 26% (p<0,05) у мальчиков и девочек. В старшей возрастной группе эти изменения составили 14 и 22 % (p<0,05), соответственно (рис.1,2).
Результаты исследования показали, что в состоянии относительно мышечного покоя МОД во всех возрастных группах снижается. Адаптация к гипоксии сопровождается снижением чувствительности дыхательного центра к гипоксемии [3] , изменяя паттерн дыхания и подстраивая систему внешнего дыхания на удовлетворение кислородного запроса организма. При этом во всех возрастных группах имеют место тенденции к увеличению объемно-скоростных характеристик внешнего дыхания, существенно выраженные в старшей возрастной группе. Эти данные указывают на формирование адаптивных изменений после курса ПНГ, характеризующих повышение резервов внешнего дыхания. Подобные тенденции «минимизации» функций отмечаются со стороны сердечно-сосудистой системы. Установлено, что после курса ПНГ во всех группах детей с отклонениями интеллектуального развития отмечается снижение минутного объема кровообращения, при тенденциях к брадикардии покоя.
Можно полагать, что это является следствием снижения тропных влияний симпатической нервной системы на сердце, регулирующих его насосную функцию в соответствии с низким уровнем метаболизма. Курс ПНГ приводит к экономизации физиологических функций у детей с отклонениями интеллектуального развития, независимо от возраста и пола при снижении тонуса симпатической нервной системы, окислительного метаболизма и деятельности кардиореспираторной системы.
Аэробные возможности
Увеличение аэробных возможностей (МПК) составило в средней возрастной группе 9%, в старшей – 10% (p<0,05).
Наряду с экономизацией тканевого метаболизма, деятельности кардиореспираторной системы в состоянии мышечного покоя, ростом общей физической работоспособности и уровня МПК после курса ПНГ можно говорить о высокой эффективности прерывистой гипоксической тренировки в расширении функциональных резервов кардиореспираторной системы, аэробных возможностей и работоспособности детей и подростков с отклонениями интеллектуального развития независимо от пола.
Данные исходной публикации
Полные таблицы, иллюстрации и формулировки авторов доступны в исходном PDF. Ссылки ниже открывают соответствующие страницы оригинала.
Таблица 1: психофункциональные показатели — оригинал, страница 1
Дыхательные показатели и работоспособность — оригинал, страница 2
Технология и применение
Работа описывает определённую группу школьников и исследовательский протокол. Общие понятия гипоксии, нормоксии и гипероксии объясняются в разделе технология интервальных тренировок.
Литература
Источники 1–7
1. Агаджанян, Н.А. / Н.А. Агаджанян, Р.Б. Стрелков, А.Я. Чижов // Докл. Академии проблем гипоксии РФ. Т.1. М.: ПА- ИМС, 1997. С.18-57.
2. Балыкин, М.В. Морфо-функциональная гетерогенность и гетерохронность адаптации внутренних органов при прерывистой гипобарической гипоксии / М.В. Балыкин, Т.Я. Тарарак, О.В. Рагозина, М.В. Воротникова, С.А. Сагидова // Тез. Докл. IV Съезда физиологов Сибири. Новосибирск, 2002. С. 26–27.
3. Бреслав, И.С. Дыхание и работоспособность человека в горных условиях: (физиологические эффекты высотной гипоксии и гипокапнии) / И.С. Бреслав, А.С. Иванов. Алма-Ата: Гылым, 1990 184 с.
4. Волков, Н.И. Прерывистая гипоксия – новый метод тренировки, реабилитации и терапии / Н.И. Волков // Теория и практика физической культуры. 2000 №7. С.20-23.
5. Воротникова, М.В. Изменения реактивности сосудов микрогемоциркуляторного русла в различных отделах головного мозга при гипобарической гипоксии / М.В. Воротникова, М.В. Балыкин, Т.Я. Тарарак, Д.Ю. Дремков, Т.Г. Макарова // Ученые записки Ульян. Гос.ун-та. Серия «Биология». Ульяновск: УлГУ, 2005. С. 34–39.
6. Гаврилова, С.А. Нейропротекторный эффект гипоксического прекондиционирования при фокальной ишемии мозга / С.А. Гаврилова, Н.С. Самойленко, Ю.А. Пирогов, Р.М. Худоерков, В.Б. Кошелев // Патогенез, 2008. Т.6 №3. С.13–17.
7. Дембо, А.Г. Врачебный контроль в спорте / А.Г. Дембо. М.: Медицина, 1988 283 с.
Источники 8–16
8. Дьякова, Э.В. Нормобарическая гипокситерапия в реабилитации различных форм детского церебрального паралича у детей / Э.В. Дьякова / Докл. Межд. ак. проблем гипоксии. Т. IV. М.: Бумажная Галерея, 2005. С. 211–215.
9. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. М.: Физкультура и спорт, 1988. 206 с.
10. 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.
11. Колчинская, А.З. Адаптация к гипоксии как эффективное средство повышения работоспособности, профилактики, лечения и реабилитации / А.З. Колчинская // Прерывистая нормобарическая гипокситерапия / Докл. Ак. проблем гипоксии РФ, Т.1. М.: ПАИМС, 1997. С. 126–145.
12. Кривощеков, С.Г. // Физиология человека, 2002. Т.28 №6. С 45–52.
13. Макарова, Т.Г. Изменение кровотока и реактивность сосудов головного мозга при гипоксически – гиперкапнических воздействиях: дис…канд. биол. наук / Т.Г. Макарова. Ульяновск, 2006. 164 с.
14. Сороко, С.И. Различия в стратегиях и возможностях адаптации человека к гипоксическому воздействию / С.И. Сороко, Э.А. Бурых // Физиология человека, 2007. Т.33 №3. С. 63–74.
15. Филимоненко, Ю.И. Цветовой тест Люшера (методическое руководство) / Ю.И. Филимоненко. С П., 1993. 49с.
16. Лукьянова, Л.Д. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии и адаптации / Л.Д. Лукьянова // Патогенез, 2008. Т.6 №3. С.4–12.