The elucidation of the hemodynamic characteristics in the patients following the treadmill exercises and a procedure in the oxygenhyperthermal heat chamber

Full Text

Введение Социальные показатели сокращения расходов человеческой энергии и увеличения популяции людей, ведущих сидячий образ жизни, в течение последних десятилетий являются наиболее актуальными [1]. Во многих проспективных исследованиях доказана связь между отсутствием регулярной физической активности и развитием заболеваний сердечнососудистой системы, сахарного диабета 2-го типа, остеопороза, ожирения, некоторых форм рака, беспокойства и депрессии [2]. В реальной жизни пациентам назначают физические упражнения, которые часто выполняются на дому и/или в фитнес-центрах и по возможности могут сочетаться с сауной. Саунотерапия несет нагрузку на организм человека ввиду энергообразования и потери килокалорий и, соответственно, вызывает реакции со стороны сердечно-сосудистой системы [3]. У здоровых людей реакция сердечно-сосудистой системы на сауну включает изменение артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), сердечного выброса (СВ), периферического сосудистого сопротивления [4]. Доказано, что у пациентов с хронической сердечной недостаточностью и коронарными факторами риска саунотерапия в течение 2 нед приводит к снижению систолического АД (САД) и улучшению эндотелиальной функции [5]. Анализ литературы не дает ответов на вопросы о гемодинамическом и энергообразующем эффектах саунотерапии с позиции сравнения таковых при занятиях с физической нагрузкой. Цель данного исследования - сравнить влияние физической тренировки на беговой дорожке с воздействием процедуры в многофункциональной термокамере на основные гемодинамические показатели и энергообразование у пациентов, подверженных невысокому риску сердечно-сосудистых событий по шкале SCORE. Материалы и методы Проведено проспективное сравнительное исследование с участием 43 пациентов старше 20 лет (34 (79%) мужчины и 9 (21%) женщин в возрасте от 24 до 63 лет (43,3±1,718)), которым проводились тренировка на беговой дорожке и сеанс оксигипертер- мии в многофункциональной термокамере. из них 15 (34,9%) человек имели избыток массы тела, 11 (25,6%) - ожирение I степени (по классификации ВоЗ), 17 (39,5%) человек страдали гипертонической болезнью (ГБ) II стадии, артериальной гипертензией (АГ) II степени с риском II степени. На момент исследования пациентам с ГБ антигипертензивные препараты, бета-блокаторы были отменены. Критерии включения: возраст старше 20 лет, умеренный риск более 1% и менее 5% фатального сердечно-сосудистого события в течение ближайших 10 лет по шкале SCORE [6]. Критерием исключения были острые сосудистые события в анамнезе (инфаркт миокарда, острое нарушение мозгового кровообращения, перенесенные операции на сердце и магистральных сосудах). Антропометрические и клинические данные о пациентах представлены в табл. 1. Таблица 1 Антропометрические и клинические данные о пациентах Параметры непрерывные М (SD) 95% Ди Возраст, годы 43,3 (1,718) 42,8-43,9 Масса тела, кг 83,4 (2,046) 82,7-84 Рост, cм 173,3 (1,193) 172,9-173,6 индекс массы тела, кг/м2 27,7 (3,8) 26,6-28,9 окружность талии, см 104,5 (14,5) 100-109 МПК, мл • кг-1 • мин-1 45,5 (9,85) 42,5-48,5 Параметры категориальные n (%) Мужчины 34 (79) 64,8-88,6 Женщины 9 (21) 11,4-35,2 избыток массы тела 15 (34,9) 22,4-49,8 ожирение I степени 11 (26,5) 6,6-27,3 ГБ II стадии 17 (39,5) 26,4-54,4 Примечание. МПК - максимальное потребление кислорода; ДЛ - доверительный интервал; М - среднее значение; SD - стандартное отклонение. |зЕ Таблица 2 Исходные клинико-физиологические показатели Параметры, средние значения Тредмил 95% ДИ Саунотерапия 95% ДИ р САД, мм рт. ст. 127,2±15,2 122,5-131,9 127,6±14,4 123,2-132 0,45 ДАД, мм рт. ст. 82,3±7,8 79,9-84,7 82,1±9,7 79,1-85,1 0,46 ЧСС, в 1 мин 77,8±11,7 73,6-80,8 75,7±11,5 72,2-79,2 0,28 Таблица 3 Клинико-физиологические показатели после нагрузок Параметры, средние значения Тредмил 95% ДИ Саунотерапия 95% ДИ р САД, мм рт. ст. 162±19 156 -168 120±14 11 6-124 < 0,0001 ДАД, мм рт. ст. 93,7±8,2 91-96 78,3±8,6 76-80 < 0,0001 ЧСС, в 1 мин 159,2±17,5 154 -165 82,2±13,7 78-86 < 0,0001 Энергообразование, ккал 328±84,5 302-354 296,3±74,8 273-319 0,19 Предварительно всем пациентам проводили физическое тестирование по стандартному протоколу Bruce, в ходе которого определяли достигнутую суб- максимальную ЧСС [7]. У всех пациентов нагрузочный тест был отрицательным в отношении наличия ишемии миокарда, и толерантность к физической нагрузке была выше средней. В начале исследования пациентам выполняли измерение массы тела, роста, окружности талии, индекса массы тела, площади поверхности тела (в м2), оценку липидного профиля, электрокардиографию в состоянии покоя, уровень САД и ДАД в состоянии покоя. Затем пациенты подвергались двум различным формам нагрузки: физической - занятию на беговой дорожке, термической - оксигипертермии (саунотерапия). Физическая нагрузка - непрерывный сеанс кардиотренировки - проводили на беговой дорожке Т 7000 PRO Johnson Fitness в течение 30 мин при интенсивности 75% от максимальной ЧСС, измеренной в ходе предварительного тестирования на тредмиле по протоколу Bruce. Перерыв между тренировкой на беговой дорожке и оксигипертермией составил 24 ч. Измерение САД, ДАД, ЧСС выполняли перед началом занятия на беговой дорожке, на пике нагрузки и через 3 мин после прекращения тренировки. Нагрузку выражали в метаболическом эквиваленте (МЕТ). Сеанс саунотерапии проводили в комплексной реабилитационной установке, термокамере компании «Sybaritic, Inc.» Alfa Led Oxy Light SpaTM. Калориферное устройство данной установки повторяет условия сухой сауны, т. е. температура нагрева внутри данной установки предусмотрена до 82oC, влажность - до 20%. В структуре процедур одновременно использовали следующие воздействия: гипертермию воздухом окружающей среды с 70oC при относительной низкой влажности 8-15%, локальную гипертермию, подогрев ложа термокамеры до 52oC, оксиге- нацию пространства внутри с притоком кислорода 4 л/мин; при задании программы вносилась масса тела пациента. Длительность пребывания в данной установке составляла 30 мин, температура 60-70oC. САД, ДАД, ЧСС были измерены в начале исследования и сразу после окончания. Нагрузку измеряли в килокалориях, которые считались автоматически, и данные их потери высвечивались на табло термокамеры. В случае принятия сухой сауны энергетические затраты соответствуют энергии, потраченной организмом на восстановление нормальной температуры тела (затраты на испарение 1 г воды составляют примерно 0,586 кал). В качестве критерия оценки работоспособности на беговой дорожке использовали значения достигнутого потребления кислорода или MET в зависимости от пола, возраста, массы тела пациента, а в термокамере - значения потери килокалорий. МЕТ - это потребляемое организмом количество кислорода в состоянии покоя, равное 3,5 мл Она 1 кг массы тела в минуту (мл • кг-1 • мин-1) [8]. В зависимости от вида нагрузки (физическая или термическая) расчет килокалорий осуществляли по-разному. Для определения затрат энергии на нагрузку в ходе занятия на беговой дорожке умножали полученное число MET на массу тела (в кг) на количество минут, затраченных на выполнение нагрузки. Получали число килокалорий, потерянных в ходе физической нагрузки [8]. Е (ккал) = МЕТ • кг • ч, где Е (ккал) - энергопотери, МЕТ - метаболический эквивалент, кг - масса тела в килограммах, ч - время в часах. Расход калорий в течение сеанса оксигипертер- мии отображался на дисплее термокамеры. Он определялся как отношение изменения массы тела в течение сессии к температуре внутри камеры. Статистическую обработку материала выполняли с использованием пакета программного обеспечения SPSS версии 21 («SPSS», Чикаго, США). Достоверность различий между сравниваемыми группами определяли с помощью парного (внутригруппового) критерия Стьюдента (t-тест). Средние величины представлены в виде M±SD. Критический уровень значимости взят равным 0,05. Достижение субмак- симальной ЧСС в процессе тренировки и процедуры саунотерапии оценивали методом Каплана-Мейера. Результаты и обсуждение Показатели САД, ДАД, ЧСС в начале исследования и сразу после завершения сеанса саунотерапии, а также потеря килокалорий представлены в табл. 2, 3. Исходно перед нагрузкой на беговой дорожке и в термокамере анализируемые показатели САД (127,2±15,2 и 127,6±14,4; p = 0,45), ДАД (82,3±7,8 и 82,1±9,7; p = 0,46), ЧСС (77,8±11,7 и 75,7±11,5; p = 0,28) статистически достоверно не различались (см. табл. 2). изменения показателей САД, ДАД, ЧСС, измеренных после физической нагрузки и саунотерапии, представлены в табл. 3. Степень прироста АД и ЧСС во время занятия на беговой дорожке оказалась значительной в сравнении с термической нагрузкой. Разница между максимальными САД, ДАД и ЧСС (162±19; 93,7±8,2 и 159,2±17,5) после тренировки на беговой дорожке и максимальными САД, дАд и ЧСС (120±14, 78,3±8,6 и 82,2±13,7), измеренными сразу после сеанса сау- нотерапии, была статистически достоверна (во всех случаях р = 0,0001). Не наблюдалось статистически достоверных различий между потерей килокалорий во время занятия на беговой дорожке и сеанса саунотерапии (328±84,5 и 296,3±74,8; p < 0,19). Следовательно, показатели энергообразования в результате тренировки на беговой дорожке и во время сеанса оксигипертермии сравнимы. Время изменения ЧСС исследовали с помощью метода Каплана-Мейера (см. рисунок). Во время физической нагрузки все пациенты в 100% случаев достигали субмаксимальной ЧСС, при термической нагрузке данной ЧСС не достигал никто (0%). Анализ развития тахикардии (достижения субмак- симальной ЧСС) на протяжении занятия на беговой дорожке и сеанса саунотерапии представлен на графике Каплана-Мейера. исходя из биохимии в организме человека энергия образуется путем реакции окисления, т. е. потребления кислорода. При этом образующаяся химическая энергия преобразуется в механическую и запасается в мышцах, печени в других тканях организма в виде аденозинтрифосфата (АТФ), аденозиндифосфата (АДФ), а затем тратится на работу организма - различные виды обмена. Энергия, образующаяся в ходе окисления, выражается в различных показателях: джоулях, ваттах, калориях, МЕТ [9]. Единственным дискреционным компонентом ежедневного расхода энергии является физическая активность [10]. В нашем исследовании изменение показателей АД, ЧСС сравнивали во время тренировки на беговой дорожке и сеансом саунотерапии в термокамере. Повышение АД и ЧСС выступало в качестве фактора нагрузки на сердечно-сосудистую систему. В качестве контроля за результатами методик исследования выбраны такие показатели, как САД, ДАД, ЧСС, потеря килокалорий, потому что именно они первично реагируют на нагрузку (физическую, тепловую), а их изменения наиболее актуальны для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями [11-13]. Нормальным ответом САД на нагрузку (на тред- миле) считается его повышение соответственно возрастающей нагрузке с пиковыми значениями от 160 до 200 мм рт. ст. одновременно имеет место снижение или увеличение ДАД на 20% от исходного уровня, но не выше 110 мм рт. ст. [11, 14]. В нашем исследовании занятие на тредмиле продолжалось 30 мин с интенсивностью 75% от суб- максимальной ЧСС (полученной по предварительно проведенному нагрузочному тредмил-тесту), и Занятие на тредмиле Процедура саунтерапии Метод Каплана-Мейера. Свобода от развития тахикардии (субмаксимальной ЧСС во время занятия на тренажере и процедуры саунотерапии. Достижение субмаксимальной ЧСС на тредмиле составило 100%, во время процедуры саунотерапии - 0%. средние значения САД, ДАД, ЧСС (162±19, 93,7±8,2 и 159,2±17,5) на максимуме нагрузке не превышали допустимых, соответствующих физиологической нагрузке. Б.М. Липовецкий и соавт. считают, что за нормальную (среднюю) работоспособность мужчин среднего возраста можно принять 9-10-минутную продолжительность непрерывной ступенчато-нарастающей нагрузки на велоэргометре с мощностью на последней ступени от 150 до 175 Вт при длительности одной ступени 3 мин. По таблице соответствия 150-175 Вт это 8,6-9,8 MET у человека с массой тела 70 кг. Лица с 18 MET - это выносливые спортсмены, с 20 MET - спортсмены мирового класса [15]. Хотя саунотерапия вызывает различные изменения в состоянии сердечно-сосудистой системы и гормональные изменения, она хорошо переносится большинством здоровых взрослых и детей [16]. В нашем исследовании после термической нагрузки в термокамере показатели САД, ДАД, ЧСС (120±14, 78,3±8,6 и 82,2±13,7 соответственно) увеличились незначительно, что согласуется с ранее проведенными исследованиями [17, 18]. Достижения тахикардии во время сеанса оксигипертермии, как при выполнении физической нагрузки, не наблюдалось, что представлено на графике Каплана-Мейера (см. рисунок). Похожее исследование было проведено M. Gayda и соавт. В нем однократный сеанс саунотерапии сопровождался тренировкой на тренажере, а затем показатели АД измеряли при помощи аппарата суточного мониторинга АД (СМАД). Было показано, что физическая нагрузка с последующей сауной приводила к значительному уменьшению дневных показателей АД, в то время как сауна в отдельности не оказывала влияния на долгосрочные показатели АД |з-Г (24-часовой СМАД) [3]. В том же исследовании ге- модинамические изменения во время сауны включали увеличение СВ в основном через повышение ЧСС с сопутствующим снижением общего периферического сосудистого сопротивления. Хотя в нашем исследовании физическая нагрузка и саунотерапия в термокамере проводились у каждого пациента со значительным временным интервалом (более 1 сут), параметры САД, ДАД, ЧСС также изменялись незначительно. Мы не измеряли АД во время саунотерапии, как в исследовании M. Gayda, а сразу после, и при этом САД повышалось на несколько единиц, а ДАД даже несколько снижалось. В проведенных ранее исследованиях у пациентов с сердечной недостаточностью (СН) и факторами риска ишемической болезни сердца оценивали терапевтическую роль саунотерапии [8, 17, 19]. Проведение в течение 2 нед ежедневных сеансов сауны снизило САД и улучшило эндотелиальную функцию у больных с СН и коронарными факторами риска [16]. Значительное снижение АД после 2 нед саунотерапии произошло, вероятно, за счет улучшения эндотелий- зависимой вазодилатации [19, 20]. Отсутствие влияния саунотерапии на АД в нашем исследовании может быть связано с тем, что мы изучали только ее однократное воздействие, которого, возможно, недостаточно для улучшения эндотелиальной функции. По данным А. Гайтона и Д. Холла, при выделении 1 г пота расходуется 0,586 ккал. Человек средней комплекции может легко избавиться в сауне от 500 г пота и при этом затратить 300 ккал. Для сравнения: чтобы затратить такое же количество энергии с помощью физической нагрузки, необходимо пробежать 3,5-5 км. Результатом высоких объемов потоотделения в инфракрасных тепловых системах является значительное потребление калорий. В то время как потеря жидкости организмом восполняется питьем воды, затраченные килокалории не компенсируются. Это объясняется тем, что большое количество энергии расходуется на выпаривание пота с кожи. Это равнозначно екрытой теплоте испарения воды, которое составляет 539 ккал/кг [21]. В нашем исследовании средние значения потери килокалорий во время сеанса оксигипертермии в многофункциональной термокамере и при занятии на беговой дорожке статистически достоверно не различались (р = 0,19). При этом среди пациентов не было случаев развития тахикардии и гипертензии в течение и сразу после сеанса саунотерапии в отличие от физической нагрузки на тредмиле. Выводы 1. Использование методики саунотерапии позволяет достичь уровня энергообразования, сравнимого с таковым при занятии пациентов на беговой дорожке, без повышения уровня ЧСС до субмаксимальных величин. 2. Саунотерапия может быть применена в качестве фитнес-процедуры у пациентов, подверженных риску развития осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы.

About the authors

Nadezhda V. Gal’tseva

Federal state budgetary institution “Federal Centre of Cardiovascular Surgery”, Russian Ministry of Health

Email: galcevanadezhda@mail.ru
440071, Penza

I. V Nikonova

Federal state budgetary institution “Federal Centre of Cardiovascular Surgery”, Russian Ministry of Health

440071, Penza

References

Supplementary files