Терапевтический потенциал технологии гипоксического кондиционирования в реабилитации после инсульта: от молекулярных и физиологических механизмов к клинической практике (нарративный обзор)



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) остается одной из ведущих причин инвалидизации и смертности населения, сохраняя риски развития и прогрессирования когнитивных и функциональных нарушений даже в позднем восстановительном периоде. Острота проблемы актуализирует поиск инновационных подходов к реабилитации и поддержанию удовлетворительного качества жизни таких пациентов. Технология гипоксического кондиционирования (ГК) в интервальных режимах, в частности, в виде курса процедур интервальных гипоксически-гипероксических экспозиций (ИГГЭ), представляет собой перспективный нефармакологический подход, способный потенцировать процессы нейропластичности, синаптогенеза, церебральную гемодинамику. Целью данного обзора является анализ терапевтического потенциала ИГГЭ в контексте пост-ОНМК реабилитации, включая её влияние на молекулярные механизмы адаптации, ангиогенез и функциональное восстановление. Методология включает систематический поиск в базах PubMed, Scopus, eLIBRARY.RU и других, с акцентом на исследования, связанные с гипоксическим прекондиционированием, нейропротекцией и клиническими исходами. Результаты демонстрируют, что ИГГЭ активирует HIF-1α-зависимые пути, стимулируя ангиогенез через VEGF и нейрогенез посредством BDNF, что подтверждено экспериментальными и клиническими данными. Умеренная интервальная гипоксия (9–16% O₂) оптимизирует окислительно-восстановительный баланс, подавляя провоспалительные цитокины (IL-6, TNF-α) и усиливая антиоксидантную защиту через Nrf2, что коррелирует со снижением объема ишемического повреждения. Клинически процедуры ИГГЭ улучшают когнитивные показатели (память, внимание) и моторные функции, особенно в комбинации с аэробными тренировками, повышая толерантность к нагрузкам (увеличение дистанции 6MWT на 15–20%) и качество жизни. Кардиопротективные эффекты включают нормализацию артериального давления и снижение маркеров окислительного стресса (малоновый диальдегид), что значимо для пациентов с полиморбидностью. Интеграция ИГГЭ в мультимодальные реабилитационные программы способствует синергизму методов, усиливая нейроваскулярное ремоделирование. Несмотря на перспективность, требуется оптимизация персонализированных протоколов с учетом возраста и сопутствующих патологий, а также проведение рандомизированных исследований для оценки долгосрочной безопасности. Обзор адресован неврологам, молекулярным биологам и реабилитологам, подчеркивая трансляционный потенциал ИГГЭ в клиническую практику при условии дальнейшей валидации её эффективности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Малачи Ньямукондива

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: nmalachi8@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9834-2505

Аспирант

Россия, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Елизавета Сергеевна Конева

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет); АО «ГК «МЕДСИ»»

Email: elizaveta.coneva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9859-194X
SPIN-код: 8200-2155

доктор медицинских наук, доцент, профессор

Россия, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация; Грузинский пер., 3а, Москва, 123056, Российская Федерация;

Олег Станиславович Глазачев

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: glazachev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9960-6608
SPIN-код: 6168-2110

доктор медицинских наук, проф., профессор

Россия, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Список литературы

  1. 1. Kuriakose D, Xiao Z. Pathophysiology and Treatment of Stroke: Present Status and Future Perspectives. Int J MolSci. 2020;21(20):7609. https://doi.org/10.3390/ijms21207609
  2. 2. Grefkes C, Fink GR: Recovery from stroke: current concepts and future perspectives. Neurologicalresearchandpractice. 2020; 2(1):17. https://doi.org/10.1186/s42466-020-00060-6
  3. 3. Кадыков А.С., Шахпаронова Н.В. Реабилитация после инсульта. РМЖ.2003;11(25):1390-1394.
  4. 4. Левин ОС, Боголепова АН. Постинсультные двигательные и когнитивные нарушения: клинические особенности и современные подходы к реабилитации. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова.- 2020;120(11):99–107.
  5. https://doi.org/10.17116/jnevro202012011199
  6. 5. Damulin IV, Ekusheva EV. Poststroke neuroplasticity processes. Nevrologiya, neiropsikhiatriya, psikhosomatika = Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2014;6(3):69-74. (In Russ.) https://doi.org/10.14412/2074-2711-2014-3-69-74
  7. 6. Kalaria RN, Akinyemi R, Ihara M. Stroke injury, cognitive impairment and vascular dementia. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(5):915-925. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2016.01.015
  8. 7. Jokinen H, Melkas S, Ylikoski R, Pohjasvaara T, Kaste M, Erkinjuntti T, Hietanen M. Post-stroke cognitive impairment is common even after successful clinical recovery. Eur J Neurol. 2015;22(9):1288-1294. https://doi.org/10.1111/ene.12743
  9. 8. Katan M, Luft A. Global Burden of Stroke. Semin Neurol. 2018;38(2):208-211. https://doi.org/10.1055/s-0038-1649503
  10. 9. Baillieul S, Chacaroun S, Doutreleau S, Detante O, Pépin JL, Verges S. Hypoxic conditioning and the central nervous system: A new therapeutic opportunity for brain and spinal cord injuries? Exp Biol Med (Maywood). 2017;242(11):1198-1206. https://doi.org/10.1177/1535370217712691
  11. 10. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., Кишеня М.С., Игнатенко Т.С., Толстой В.А., Евтушенко И.С., Туманова С.В. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию. Ульяновский медико-биологический журнал. 2023. 2: 6–29.
  12. 11. Marín-Medina DS, Arenas-Vargas PA, Arias-Botero JC, Gómez-Vásquez M, Jaramillo-López MF, Gaspar-Toro JM. New approaches to recovery after stroke. Neurol Sci. 2024;45(1):55-63. https://doi.org/10.1007/s10072-023-07012-3
  13. 12. Burtscher J, Citherlet T, Camacho-Cardenosa A, et al. Mechanisms underlying the health benefits of intermittent hypoxia conditioning. J Physiol. 2024;602(21):5757-5783. https://doi.org/10.1113/JP285230
  14. 13. Бурчер Й., Глазачев О.С., Копп М., Бурчер М. Эффекты интервальных гипоксических экспозиций и интервальных гипоксических тренировок на переносимость физических нагрузок (нарративный обзор). Спортивная медицина: наука и практика. 2024;14(2):16-23. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.2.5
  15. Burtscher J., Glazachev O.S., Kopp M., Burtscher M. Effects of intermittent hypoxia exposures and interval hypoxic training on exercise tolerance (narrative review). Sports medicine: research and practice. 2024;14(2):16-23. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.2.5. (in Russian).
  16. 14. Rybnikova E.A., Nalivaeva N.N., Zenko M.Y., Baranova K.A. Intermittent Hypoxic Training as an Effective Tool for Increasing the Adaptive Potential, Endurance and Working Capacity of the Brain. Front Neurosci. 2022. 16: 941740. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.941740.
  17. 15. Глазачев О.С., Лямина Н.П., Спирина Г.К. Интервальное гипоксическое кондиционирование: опыт и перспективы применения в программах кардиореабилитации. Российский кардиологический журнал. 2021;26(5):4426.
  18. Glazachev O.S., Lyamina N.P., Spirina G.K. Intermittent hypoxic conditioning: experience and potential in cardiac rehabilitation programs. Russian Journal ofCardiology. 2021;26(5):4426. (In Russ.) https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4426
  19. 16. Семенов Д.Г., Беляков А.В. Гипоксическое кондиционирование как стимул формирования гипоксической толерантности мозга // Успехи физиологических наук. - 2023. - Т. 54. - №2. - C. 3-19. doi: 10.31857/S0301179823020066.
  20. Semenov D.G., Belyakov A.V. Hypoxic Conditioning as a Stimulus for the Formation of Hypoxic Tolerance of the Brain // Uspehi fiziologičeskih nauk. - 2023. - Vol. 54. - N. 2. - P. 3-19. doi: 10.31857/S0301179823020066. (In Russ.)
  21. 17. Глущенкова Н.В., Саркисян О.Г., Гончарова З.А. Злокачественный ишемический инсульт: клинические и биохимические особенности диагностики. Южно-Российский журнал терапевтической практики. 2023;4(2):35-45. https://doi.org/10.21886/2712-8156-2023-4-2-35-45
  22. Gluschenkova N.V., Sarkisian O.G., Goncharova Z.A. Mallignant ischemic stroke: clinical and biochemical features of diagnosis. South Russian Journal of Therapeutic Practice. 2023;4(2):35-45. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2712-8156-2023-4-2-35-45
  23. 18. Serebrovskaya TV, Manukhina EB, Smith ML, Downey HF, Mallet RT. Intermittent hypoxia: cause of or therapy for systemic hypertension?. Exp Biol Med (Maywood). 2008;233(6):627-650. https://doi.org/10.3181/0710-MR-267
  24. 19. Behrendt T, Bielitzki R, Behrens M, Herold F, Schega L. Effects of intermittent hypoxia–hyperoxia on performance-and health-related outcomes in humans: A systematic review. Sports medicine-open. 2022, 8(1):70. https://doi.org/10.1186/s40798-022-00450-x.
  25. 20. Glazachev O, Kopylov P, Susta D, Dudnik E, Zagaynaya E. Adaptations following an intermittent hypoxia-hyperoxia training in coronary artery disease patients: a controlled study. Clin Cardiol. 2017;40(6):370-376.
  26. 21. Kono Y, Fukuda S, Hanatani A, et al. Remote ischemic conditioning improves coronary microcirculation in healthy subjects and patients with heart failure. Drug Des Devel Ther. 2014;8:1175-1181. https://doi.org/10.2147/DDDT.S68715
  27. 22. Bayer U, Glazachev OS, Likar R, Burtscher M, Kofer W, Pinter G, Stettner H, Demschar S, Trummer B, Neuwersch S. Adaptation to intermittent hypoxia–hyperoxia improves cognitive performance and exercise tolerance in the elderly. Adv Gerontol. 2017;7:214–20. https://doi.org/10.1134/S2079057017030031.
  28. 23. Trumbower RD, Jayaraman A, Mitchell GS, Rymer WZ. Exposure to acute intermittent hypoxia augments somatic motor function in humans with incomplete spinal cord injury. Neurorehabil Neural Repair. 2012; 26(2):163-172. https://doi.org/10.1177/1545968311412055
  29. 24. Михалищина АС, Загайный ЭД, Васина ЯВ, Глазачев ОС. Влияние однократной интервальной гипоксической стимуляции на когнитивные функции здоровых добровольцев. Вестник психофизиологии. 2023: 4. doi: 10.34985/d2699-5404-1619-b
  30. 25. Tao B, Gong W, Xu C, Ma Z, Mei J, Chen M. The relationship between hypoxia and Alzheimer's disease: an updated review. Front Aging Neurosci. 2024; 16: 1402774.https://doi.org/10.3389/fnagi.2024.1402774
  31. 26. Janssen Daalen JM, Meinders MJ, Giardina F, et al. Multiple N-of-1 trials to investigate hypoxia therapy in Parkinson's disease: study rationale and protocol. BMC Neurol. 2022;22(1):262. https://doi.org/10.1186/s12883-022-02770-7
  32. 27. Cai M, Chen X, Shan J, et al. Intermittent Hypoxic Preconditioning: A Potential New Powerful Strategy for COVID-19 Rehabilitation. Front Pharmacol. 2021;12:643619. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.643619
  33. 28. Костенко АА., Конева ЕС., Малютин ДС., и др. Роль гипоксических тренировок в реабилитации пациентов на ранних сроках восстановления после пневмонии, вызванной вирусом SARS-CoV-2. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2022;99(4‑2):11‑16.
  34. Kostenko AA, Koneva ES, Malyutin DS, et al. Hypoxic training in rehabilitation of patients at the early stages of recovery after SARS-CoV-2 pneumonia. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy. 2022;99(4‑2):11‑16. (In Russ.)
  35. https://doi.org/10.17116/kurort20229904211
  36. 29. Bestavashvili AA, Glazachev OS, Bestavashvili AA, Ines D, Suvorov AY, Vorontsov NV, Tuter DS, Gognieva DG, Yong Z, Pavlov CS, Glushenkov DV, Sirkina EA, Kaloshina IV, Kopylov PY. The efects of intermittent hypoxic–hyperoxic exposures on lipid profle and infammation in patients with metabolic syndrome. Front Cardiovasc Med. 2021. https:// doi.org/10.3389/fcvm.2021.700826.
  37. 30. Serebrovska TV, Grib ON, Portnichenko VI, Serebrovska ZO, Egorov E, Shatylo VB. Intermittent Hypoxia/Hyperoxia Versus Intermittent Hypoxia/Normoxia: Comparative Study in Prediabetes. High Alt MedBiol. 2019;20(4):383-391. https://doi.org/10.1089/ham.2019.0053
  38. 31. Susta D, Dudnik E, Glazachev OS. A programme based on repeated hypoxia–hyperoxia exposure and light exercise enhances performance in athletes with overtraining syndrome: a pilot study. Clin Physiol Funct Imaging. 2017;37:276–81. https://doi.org/10.1111/cpf.12296.
  39. 32. Приходько ВА., Селизарова НО., Оковитый СВ. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I. Архив патологии. 2021;83(2):52‑61.
  40. Prikhodko VA, Selizarova NO, Okovityĭ SV. Molecular mechanisms for hypoxia development and adaptation to it. Part I. Russian Journal of Archive of Pathology. 2021;83(2):52‑61. (In Russ.)
  41. https://doi.org/10.17116/patol20218302152
  42. 33. Мартынов М.Ю., Журавлева М.В., Васюкова Н.С., Кузнецова Е.В., Каменева Т.Р. Окислительный стресс в патогенезе церебрального инсульта и его коррекция. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2023;123(1):16‑27.
  43. Martynov MU, Zhuravleva MV, Vasyukova NS, Kuznetsova EV, Kameneva TR. Oxidative stress in the pathogenesis of stroke and its correction. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2023;123(1):16‑27. (In Russ.) https://doi.org/10.17116/jnevro202312301116
  44. 34. Chen L, Gao Y, Li Y, et al. Severe Intermittent Hypoxia Modulates the Macrophage Phenotype and Impairs Wound Healing Through Downregulation of HIF-2α. NatSciSleep. 2022;14:1511-1520. https://doi.org/10.2147/NSS.S382275
  45. 35. Mallet RT, Burtscher J, Gatterer H, Glazachev O, Millet GP, Burtscher M. Hyperoxia-enhanced intermittent hypoxia conditioning: mechanisms and potential benefits. Med Gas Res. 2024;14(3):127-129. https://doi: 10.4103/mgr.MEDGASRES-D-23-00046
  46. 36. Burtscher J, Duderstadt Y, Gatterer H, et al. Hypoxia Sensing and Responses in Parkinson's Disease. Int J MolSci. 2024;25(3):1759. https://doi.org/10.3390/ijms25031759
  47. 37. Lei L, Feng J, Wu G, et al. HIF-1α Causes LCMT1/PP2A Deficiency and Mediates Tau Hyperphosphorylation and Cognitive Dysfunction during Chronic Hypoxia. Int J MolSci. 2022;23(24):16140. https://doi.org/10.3390/ijms232416140
  48. 38. Damgaard V, Mariegaard J, Lindhardsen JM, Ehrenreich H, Miskowiak KW. Neuroprotective Effects of Moderate Hypoxia: A Systematic Review. Brain Sci. 2023;13(12):1648. https://doi.org/10.3390/brainsci13121648
  49. 39. Elendu C, Amaechi DC, Elendu TC, et al. Stroke and cognitive impairment: understanding the connection and managing symptoms. Ann Med Surg (Lond). 2023;85(12):6057-6066. https://doi.org/10.1097/MS9.0000000000001441
  50. 40. Chen L, Ren SY, Li RX, et al. Chronic Exposure to Hypoxia Inhibits Myelinogenesis and Causes Motor Coordination Deficits in Adult Mice. Neurosci Bull. 2021;37(10):1397-1411. https://doi.org/10.1007/s12264-021-00745-1
  51. 41. Tuter DS, Kopylov PY, Syrkin AL, et al. Intermittent systemic hypoxic-hyperoxic training for myocardial protection in patients undergoing coronary artery bypass surgery: first results from a single-centre, randomised controlled trial. Open Heart. 2018;5(2):e000891. https://doi.org/10.1136/openhrt-2018-000891
  52. 42. Bayer U, Likar R, Pinter G, et al. Effects of intermittent hypoxia-hyperoxia on mobility and perceived health in geriatric patients performing a multimodal training intervention: a randomized controlled trial. BMC Geriatr. 2019;19(1):167. https://doi.org/10.1186/s12877-019-1184-1
  53. 43. Duderstadt Y, Schreiber S, Burtscher J, et al. Controlled Hypoxia Acutely Prevents Physical Inactivity-Induced Peripheral BDNF Decline. Int J Mol Sci. 2024;25(14):7536. Duderstadt Y, Schreiber S, Burtscher J, et al. Controlled Hypoxia Acutely Prevents Physical Inactivity-Induced Peripheral BDNF Decline. Int J MolSci. 2024;25(14):7536.
  54. 44. Li G, Guan Y, Gu Y, Guo M, Ma W, Shao Q, Liu J, Ji X. Intermittent hypoxic conditioning restores neurological dysfunction of mice induced by long‐term hypoxia. CNS Neuroscience & Therapeutics. 2023, 29(1):202-215. https://doi.org/10.1111/cns.13996
  55. 45. Li, G., Liu, J., Guan, Y., & Ji, X. The role of hypoxia in stem cell regulation of the central nervous system: From embryonic development to adult proliferation. CNS Neuroscience & Therapeutics. 2021, 27(12), 1446-1457. https://doi.org/10.1111/cns.13754
  56. 46. Wakhloo D, Scharkowski F, Curto Y, et al. Functional hypoxia drives neuroplasticity and neurogenesis via brain erythropoietin. Nat Commun. 2020;11(1):1313. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15041-1
  57. 47. Khuu MA, Pagan CM, Nallamothu T, et al. Intermittent Hypoxia Disrupts Adult Neurogenesis and Synaptic Plasticity in the Dentate Gyrus. J Neurosci. 2019;39(7):1320-1331. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1359-18.2018
  58. 48. Yuan H, Liu J, Gu Y, Ji X, Nan G. Intermittent hypoxia conditioning as a potential prevention and treatment strategy for ischemic stroke: Current evidence and future directions. Front Neurosci. 2022;16:1067411. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.1067411
  59. 49. Behrendt T, Bielitzki R, Behrens M, Glazachev OS, Schega L. Effects of Intermittent Hypoxia-Hyperoxia Exposure Prior to Aerobic Cycling Exercise on Physical and Cognitive Performance in Geriatric Patients-A Randomized Controlled Trial. Front Physiol. 2022; 13:899096. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.899096
  60. 50. Albrecht M, Zitta K, Groenendaal F, van Bel F, Peeters-Scholte C. Neuroprotective strategies following perinatal hypoxia-ischemia: Taking aim at NOS. Free Radic Biol Med. 2019;142:123-131. Albrecht M, Zitta K, Groenendaal F, van Bel F, Peeters-Scholte C. Neuroprotective strategies following perinatal hypoxia-ischemia: Taking aim at NOS. Free RadicBiolMed. 2019;142: 123-131.
  61. 51. Doehner W, Fischer A, Alimi B, Muhar J, Springer J, Altmann C, Schueller PO. Intermittent Hypoxic-Hyperoxic Training During Inpatient Rehabilitation Improves Exercise Capacity and Functional Outcome in Patients With Long Covid: Results of a Controlled Clinical Pilot Trial. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2024;15(6):2781-2791. doi: 10.1002/jcsm.13628.
  62. 52. Глазачев О.С., Геппе Н.А., Тимофеев Ю.С., Самарцева В.Г., Дудник Е.Н., Запара М.А., Чебышева С.Н. Индикаторы индивидуальной устойчивости к гипоксии — путь оптимизации применения гипоксических тренировок у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020;65(4):78-84.
  63. Glazachev O.S., Geppe N.A., Timofeev Yu.S., Samartseva V.G., Dudnik E.N., Zapara M.A., Chebysheva S.N. Indicators of individual hypoxia resistance — a way to optimize hypoxic training for children. RossiyskiyVestnikPerinatologiiiPediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2020;65(4):78-84. (In Russ.) https://doi.org/10.21508/1027-4065-2020-65-4-78-84
  64. 53. Игнатенко Г.А., Багрий А.Э., Игнатенко Т.С., Толстой В.А., Евтушенко И.С., Михайличенко Е.С. Возможности и перспективы применения гипокситерапии в кардиологии. Архивъ внутренней медицины. 2023;13(4):245-252.
  65. Ignatenko G.A., Bagriy A.E., Ignatenko T.S., Tolstoy V.A., Evtushenko I.S., Mykhailichenko E.S. Possibilities and Prospects of Hypoxytherapy Application in Cardiology. The Russian Archives of Internal Medicine. 2023;13(4):245-252. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2023-13-4-245-252.
  66. 54. Marques KL, Rodrigues V, Balduci CTN, Montes GC, Barradas PC, Cunha-Rodrigues MC. Emerging therapeutic strategies in hypoxic-ischemic encephalopathy: a focus on cognitive outcomes. Front Pharmacol. 2024;15:1347529. https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1347529

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 86508 от 11.12.2023. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80650 от 15.03.2021 г.