OBRAZOVATEL'NYY KURS «GIPOKSIChESKAYa TRENIROVKA»

Abstract

Full Text

Журнал «Физиотерапия, бальнеология и реабилитация», ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации и Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина Федерального агентства научных организаций представляют дистанционный образовательный курс «Гипоксическая тренировка», подготовленный компетентными специалистами направления. Заочные занятия ведут О.С. Глазачев, профессор, д-р мед. наук, заведующий лабораторией «Здоровье и качество жизни студентов» Научно-исследовательского центра Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, визит-профессор Университета Инсбрука (Австрия), медицинского факультета Университета Нови Сад (Сербия), Городского университета Дублина (Ирландия); И.Е. Зеленкова, канд. мед. наук, ведущий специалист Инновационного центра Олимпийского комитета России, обеспечивает научно-методическое сопровождение сборных команд России при подготовке к Олимпийским Играм, врач спортивной медицины Международного Олимпийского комитета. Ведущий рубрики О.В. Кубряк, канд. биол. наук, заведующий лабораторией физиологии функциональных состояний человека НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина. Каждое занятие состоит из краткой лекции и контрольных вопросов. Отличительной особенностью предлагаемого дистанционного курса является его мультидисциплинарный характер, особенно актуальный при проведении реабилитационной работы. Форма: • заочный дистанционный курс. В каждом выпуске журнала в 2017 г. в рубрике «Университет реабилитации» публикуются материалы очередного занятия и вопросы к нему. Участник курсов присылает ответы электронной почтой на адрес: r@nphys.ru (в теме письма указывать «КУРС-2017»). Диплом: • выдается диплом об участии всем успешно ответившим на вопросы в случае соблюдения условий участия. Условия участия: подписаться на журнал «Физиотерапия, бальнеология и реабилитация» на 2017 г., печатный или электронный вариант (от физического или юридического лица). Одна подписка (один комплект журналов) позволяет получить один диплом. Электронная подписка в РИНЦ (www.elibrary.ru) доступна в любое время; зарегистрироваться в качестве участника. Для этого необходимо отправить отсканированную копию квитанции о подписке на журнал «Физиотерапия, бальнеология и реабилитация» электронной почтой на адрес r@nphys.ru. В письме разборчиво указать фамилию, имя, отчество, квалификацию (по диплому), специальность, место работы, контактный телефон, почтовый и электронный адреса. В теме электронного письма написать «КУРС-2017»; прислать ответы на вопросы ко всем занятиям 2017 г. до 15 марта 2018 г.; следить за актуальной информацией, уточнением условий в журнале «Физиотерапия, бальнеология и реабилитация» и на сайте журнала http://www.medlit.ru/journalsview/physiotherapy; курс рассчитан на специалистов, имеющих высшее медицинское или медико-биологическое образование, а также на студентов старших курсов высших учебных заведений биомедицинского профиля. Занятие № 5. Интервальные гипоксические тренировки в реабилитации кардиологических и неврологических пациентов Поиск новых подходов и технологий профилактики заболеваний сердца, мозга и сосудов, реабилитации кардиологических и неврологических пациентов входит в число важнейших и перспективных задач реабилитологии. Одним из направлений в этом плане является технологическое оснащение и более широкое внедрение методов адаптации к условиям гипоксии или гипоксических тренировок в различных его вариантах. В отличие от применения в спортивной медицине, где наибольшее распространение получили методики длительного пребывания в условиях естественной или моделируемой гипоксии или сочетание интервальных субмаксимальных физических нагрузок в гипоксической среде, в клинической практике существенно чаще применяется технология адаптации пациентов к сравнительно коротким эпизодам гипоксической гипоксии, моделируемой с применением гипоксикаторов, - выполнение физических упражнений умеренной интенсивности в гипоксической среде или пассивная адаптация к коротким повторяющимся интервалам гипоксии, что обозначается как гипоксическое кондиционирование. В зависимости от клинической ситуации методика в виде серии процедур может применяться в качестве предоперационной подготовки (прекондиционирование) или в периоде лечения/реабилитации после острого события (посткондиционирование). В основе ряда кардиологических и неврологических нарушений лежат гипоксические состояния, которые в зависимости от длительности и интенсивности могут приводить к повреждению и/или гибели клеток. Именно идея о воздействии на организм схожим стимулом - снижением напряжения кислорода в тканях, но при этом без их повреждения, лежит в основе применения дозированной гипоксии как метода активации адаптивных процессов. В клинической практике такой подход называется гипоксическим прекондиционированием, когда гипоксический стимул используется как «тренировочный» для повышения адаптивных возможностей органов и систем в ответ на вызываемое последующее стрессовое воздействие (оперативное вмешательство). Такие кардиопротекторные и нейропротекторные протоколы гипоксического прекондиционирования активно используются в клинической практике. Помимо прекондиционирования существует методика посткондиционирования, когда провокация эпизодом моделируемой гипоксии дополнительного умеренного стресса приводит к активации каскада защитных реакций и ускорению восстановительных процессов в поврежденной клетке, а следовательно, к восстановлению ее функций. При применении повторяющихся эпизодов гипоксии, прерываемых нормоксическими паузами в одной процедуре, следует говорить о методе интервальных гипоксических тренировок (ИГТ). Сама концепция возникновения методики ИГТ возникла еще во время Второй мировой войны с целью подготовки летчиков военной авиации СССР, которые летали на самолетах с открытыми кабинами (кокпит) на различных высотах вплоть до 6000 м над уровнем моря. Для таких условий Н.Н. Сиротинин использовал серию преакклиматизационных экспозиций, которые позднее легли в основу концепции методики ИГТ сначала с использованием барокамер, а позднее с использованием нормобарической газовой смеси с различным процентным содержанием кислорода. В начале 1970-х гг. нормобарическая ИГТ начала применяться в качестве терапевтического средства для пациентов с хроническими заболеваниями дыхательных путей и легких, сердечно-сосудистыми и неврологическими заболеваниями. В 1992 г. на Международном совещании специалистов в области гипоксии по предложению проф. А.З. Колчинской термин «нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка» был утвержден Минздравом РФ и рекомендован для применения в медицинской практике. ИГТ характеризуется повторяющимися эпизодами дыхания гипоксической газовой смесью и атмосферным воздухом. Именно такой тип воздействия приводит к активации комплекса клеточных реакций. Исследования по изучению различных режимов гипоксической экспозиции были проведены как на животных, так и на группах людей. При применении протоколов и курсов процедур ИГТ эффективность воздействий зависит от ряда переменных, которые необходимо учитывать: продолжительности интервалов дыхания гипоксической смесью, уровня гипоксемии во время интервала дыхания гипоксической смесью, длительности реоксигенации (восстановления исходного уровня насыщения крови кислородом), количества циклов чередования гипоксии/нормоксии в одной процедуре, паттерна гипоксической программы (ежедневно, через день), общей продолжительности программы. Кумулятивный эффект программы будет зависеть от вышеперечисленных переменных. Не всегда жесткие и продолжительные режимы более эффективны, несмотря на больший гипоксический стимул, особенно у пациентов с хроническими заболеваниями или в остром периоде восстановления. В таких случаях протокол следует подбирать с осторожностью под наблюдением специалиста. У таких пациентов по сравнению, например, со здоровыми добровольцами или профессиональными спортсменами больший терапевтический эффект дают программы с незначительным изменением концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе, а также укороченные гипоксические интервалы. Примеры протоколов эффективных и безопасных гипоксических программ приведены в табл. 1. Эффективность применения ИГТ в практике кардио- и нейрореабилитации показана в ряде экспериментальных, опытных и клинических работ, а известные физиологические и биохимические механизмы, опосредующие эффекты интервальных гипокситренировок, суммированы в табл. 2. Так, предложены различные протоколы для проведения гипоксического пре/посткондиционирования кардиологических пациентов, эффективность которых показана в контексте активации и запуска каскада представленных в табл. 2 механизмов. Эффективными и безопасными являются протоколы с очень короткими циклами: 40 с гипоксия (FIO2 = 10%)/20 с нормоксия (FIO2 = 21%), общая продолжительность процедуры 2-4 ч, что приводит к уменьшению очагов ишемии. В других клинических работах обоснована эффективность гипокситренировок с большей продолжительностью гипоксических интервалов: 2 мин гипоксия (FIO2 = 10%)/2 мин нормоксия (FIO2 = 21%), 5-6 циклов на процедуру, 15-20 процедур на курс; 6 мин гипоксия (FIO2 = 9%)/6 мин нормоксия (FIO2 = 21%), 5 циклов на процедуру, или 5-10 мин гипоксия (FIO2 = 10%)/4 мин нормоксия (FIO2 = 21%), всего 5-8 циклов на процедуру, 10-20 процедур за 2-4 нед [1-3]. Применение пассивных ИГТ оценено в категориях эффективности и безопасности на разных популяциях пациентов с кардиоваскулярной патологией. Основные клинические исследования эффектов ИГТ у кардиологических и неврологических пациентов рассмотрены в табл. 3. Положительные эффекты отмечены у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), артериальной гипертензией, в реабилитационный период после инфаркта миокарда. Указанные пациенты после 2-3-недельного курса ИГТ отмечают улучшение состояния, снижение тревожности, повышается толерантность к физической нагрузке, снижается артериальное давление, возрастает гипоксическая резистентность миокарда, улучшается диастолическая функция левого желудочка, снижается периферическое сопротивление в большом круге кровообращения, увеличивается атерогенность липидного спектра. У 70% пациентов с ИБС после курса ИГТ наблюдается выраженный антиангинальный эффект [2]. Помимо значимого снижения количества приступов стенокардии отмечается сокращение суточной дозы нитроглицерина и β-блокаторов, снижение потребления миокардом кислорода, повышение толерантности к физической нагрузке, улучшение коронарного кровотока. По данным клинических исследований, для пациентов с ИБС со стенокардией I функционального класса гипокситерапия может рассматриваться как основной способ лечения, а для пациентов с ИБС со стенокардией II функционального класса и гипертонической болезнью II стадии комплексное лечение в течение 4 нед, состоящее из фармакотерапии и 14-15 процедур гипокситерапии, обеспечивает более быстрое восстановление структуры миокарда и раннее уменьшение дозы применяемых препаратов [1]. Метод ИГТ показан как эффективный у пациентов с артериальной гипертензией. Отмечено значимое снижение значений артериального давления, а также уменьшение дневных и ночных подъемов давления, количества и продолжительности гипертонических кризов у пациентов с комбинированной терапией (ИГТ + гипотензивная терапия) по сравнению с контрольной группой, где пациенты получали только фармакологическую терапию [6]. Кроме влияния ИГТ на артериальное давление показано антиатеросклеротическое действие: снижение уровня общего холестерина и индекса атерогенности, что также говорит в пользу целесообразности применения данного метода для лечения пациентов с атеросклерозом [10]. Помимо гипоксического посткондиционирования ИГТ в кардиологии активно применяется и в целях прекондиционирования. У пациентов с ишемической кардиомиопатией, осложненной хронической сердечной недостаточностью, при подготовке к операции коронарного шунтирования ИГТ позволяет улучшить параметры системного кровотока, улучшить процессы микроциркуляции, снизить число интраоперационных нарушений ритма [4]. Послеоперационный период также проходит более благоприятно у пациентов после курса ИГТ по сравнению с контрольной группой: зафиксировано снижение количества случаев фибрилляции желудочков, частоты нарушений ритма и периоперационных инфарктов миокарда [4]. Все вышеперечисленное обеспечивает более благоприятное течение послеоперационного периода и прогноз у данной категории пациентов. Технология ИГТ апробирована в комплексном лечении и реабилитации пациентов с неврологической патологией: при острых неврологических состояниях, хронических нейродегенеративных процессах, таких как болезнь Альцгеймера, старческая деменция, психические и психиатрические расстройства, эпилептические припадки. Механизмы нейропротективного и нейрогенного действия ИГТ рассмотрены в многочисленных исследованиях, в результате которых были разработаны соответствующие протоколы как периодических гипоксических воздействий, так и адаптации к гипоксии в интервальном режиме [8, 9]. Так, протоколы, предусматривавшие 4 ч продолжительной гипоксии (FIO2 = 12-15%) в день и длительность воздействия 2 нед, показали эффективность в моделях ишемического инсульта, что подтверждалось увеличением нейрогенеза в субвентрикулярной зоне, зубчатой извилине, области гиппокампа и сопровождалось потенциацией пространственного обучения и снижением недостатка памяти, вызванных инсультом. В клинической практике протоколы периодической гипоксии в течение 4 ч (FIO2 = 13-14%) в день при длительности воздействия 2 нед применяются для достижения нейропротективных эффектов у пациентов с болезнью Альцгеймера, что, очевидно, связано с ограниченным повышением продукции моноксида азота и, как следствие, снижением интенсивности нейродеструктивных процессов. Протокол, предусматривающий применение периодической длительной гипоксии, - 90 мин (FIO2 = 9%) на протяжении 3 дней, протестирован как эффективный при посткондиционировании эпилептических припадков (за счет снижения количества апоптотических клеток гиппокампа), что приводило к улучшению когнитивных функций. При этом комбинация пре- и посткондиционирования (процедуры до и после приступа) была более эффективной, чем использование периодической гипоксии только до или после эпилептической атаки [9]. Протоколы, основанные на пассивном тренинге относительно коротких эпизодов гипоксии/нормоксии (ИГТ), показали свою эффективность при депрессивных расстройствах и посттравматическом синдроме, для коррекции умеренной степени деменции у пожилых пациентов [8, 9]. При травмах спинного мозга метод ИГТ также оказался эффективным уже на начальных этапах реабилитации. Применение протокола, предусматривающего 5 мин гипоксии (FIO2 = 10,5%) - 5 мин нормоксии (FIO2 = 21%), 10 циклов в день в течение 7 дней, которое было начато через неделю после частичной транссекции позвоночника (уровень CII), привело к улучшению респираторных и двигательных функций плечевого пояса за счет повышения нейропластичности. Дополнительный курс процедур ИГТ в сочетании с целенаправленной роботической тренировкой этих же функций показал более высокую эффективность в плане повышения моторной функции у пациентов с травмами спинного мозга, чем в группе контроля. Сравнительно новым подходом, экспериментально и клинически показавшим эффективность в реабилитации кардиологических и неврологических пациентов, является метод интервальных гипоксически-гипероксических тренировок (ИГГТ). В ряде исследований продемонстрированы более выраженные мембраностабилизирующие эффекты, существенное повышение стрессорной и гипоксической устойчивости миокарда и мозга, уровня антиоксидантной защиты, переносимости физических нагрузок в результате проведения адаптации к ИГГТ по сравнению с ИГТ [7]. Включение процедур адаптации к интервалам пассивной гипоксии-гипероксии на фоне мультимодальных реабилитационных процедур в течение 4 нед у пожилых пациентов с деменцией приводит к более выраженному улучшению когнитивных функций, а также к физической выносливости по сравнению с группой контроля. При проведении процедур ИГГТ протокол подбирается, как правило, индивидуально - с помощью методики биологически обратной связи. В клинических исследованиях показано увеличение толерантности к физическим нагрузкам у пациентов с ИБС, а также снижение ангинозных приступов и сокращение кратности приема коротких нитратов после проведения курса из 15-18 процедур в течение 3-4 нед. Протоколы применения периодической гипоксии или пассивных ИГТ, приведенные в данной статье, основаны на контроле концентрации кислорода во вдыхаемой газовой смеси, но для индивидуализации подхода более корректной является оценка индивидуальных значений насыщения крови кислородом (SpO2) в динамике процедур. В ответ на дыхание гипоксической смесью с одинаковым содержанием кислорода снижение SpO2 будет варьировать, но именно значения насыщения артериальной крови кислородом будут характеризовать физиологический ответ пациента, что позволит контролировать его состояние, а также оценивать значимость и эффективность гипоксических воздействий. В зависимости от возраста пациента, наличия сопутствующих заболеваний, актуального функционального состояния целесообразно применять дополнительные методики мониторинга статуса пациента при выполнении процедур ИГТ и снижения риска их возможных побочных эффектов (клинический осмотр, ЭКГ, УЗИ сердца и др.). Более подробно о процедуре допуска к гипоксическим тренировкам мы рассказывали в Занятии № 3 данного курса. Дополнительно следует принимать во внимание медикаментозную терапию у пациента и взаимодействие ИГТ и фармакологических препаратов, их дозировки. ИГТ считается немедикаментозным методом воздействия, но влияние данного метода на повышение толерантности и эффективности фармакологических препаратов до конца не изучено. ИГТ апробирована в клинической практике на разных возрастных группах пациентов и доказала свою безопасность и терапевтическую эффективность. Тем не менее для поддержания высокого уровня безопасности процедуры необходим постоянный контроль за состоянием пациента во время отпуска процедур со стороны специалиста. Применение ИГТ в реабилитации кардиологических и неврологических пациентов до сих пор является весьма перспективным. Разработка новых протоколов и рекомендаций позволит повысить терапевтическую эффективность данного метода, а продолжение исследований в других областях может расширить сферы применения ИГТ в клинической практике.