CC BY
63HYPERCAPNIC-HYPOXIC TRAINING WITH THE AID RESPIRATORY SIMULATOR "CARBONIC" IN PATIENTS WITH CHRONIC ISCHEMIA OF THE BRAIN OF ATHEROSCLEROTIC GENESIS
Kosarev M.
Postgraduate Student Ural State University of Physical Culture, Russia, Chelyabinsk. st. Ordzhonikidze, 1
Sadova V.A.
Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Sports Medicine and Physical
Rehabilitation Ural State University of Physical Education Russia, Chelyabinsk, st. Ordzhonikidze, 1 Sumnaya D.B.
Doctor of Medical Sciences, Professor, Leading Researcher of the Scientific Research Institute of Olympic
Sports Ural State University of Physical Education Russia, Chelyabinsk, st. Ordzhonikidze, 1
Nikolaeva I.
Postgraduate Student Ural State University of Physical Culture, Russia, Chelyabinsk. st. Ordzhonikidze, 1
УДК 616.831-005
ГИПЕРКАПНИЧЕСКИ-ГИПОКСИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВКИ С ПОМОЩЬЮ ДЫХАТЕЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА «КАРБОНИК» У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОГО ГЕНЕЗА
Косарев М.О.
Аспирант Уральский Государственный Университет физической культуры
Россия, г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1
Садова В.А.
к.м.н., доцент кафедры спортивной медицины и физической реабилитации Уральский Государственный Университет физической культуры, Россия, г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1
Сумная Д.Б.
д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института олимпийского спорта
Уральский Государственный Университет физической культуры Россия, г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1
Николаева И.В.
Аспирант Уральский Государственный Университет физической культуры
Россия, г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1
Abstract
We analyzed the clinical efficacy of using the Carbonic-therapy method in patient rehabilitation in patients with grade 1 chronic cerebral ischemia with stenosis of the brachiocephalic arteries. Increasing the resistance of the brain to ischemia and hypoxia after rehabilitation using the fifth generation breathing trainer "CARBONIC" was achieved by gradually increasing normobaric hypoxia by increasing the duration of training and increasing the additional volume of dead space. The noted positive clinical efficacy of the performed rehabilitation in combination with regression and a decrease in the severity of the symptoms of CCI leads to a significant improvement in the cognitive functions and quality of life of patients. The results of the study allow us to consider "Carbonic-therapy" effective in the complex rehabilitation of patients with chronic cerebral ischemia of the 1st degree with concomitant stenosis of the branches of the aortic arch.
Аннотация
Мы провели анализ клинической эффективности использования в реабилитации пациентов метода Карбоник-терапии у пациентов с хронической ишемией головного мозга 1 степени со стенозом брахиоце-фальных артерий. Повышение устойчивости головного мозга к ишемии и гипоксии после реабилитации с использованием дыхательного тренажера пятого поколения «КАРБОНИК» достигалось путем постепенного нарастания нормобарической гипоксии за счет увеличения длительности тренировок и увеличения дополнительного объема мертвого пространства. Отмеченная положительная клиническая эффективность проведенной реабилитации в сочетании с регрессом и уменьшением степени выраженности симптомов ХИМ приводят к значимому улучшению когнитивных функций и качества жизни пациентов. Результаты проведенного исследования позволяют считать «Карбоник-терапию» эффективной в комплексной реабилитации пациентов с хронической ишемией мозга 1 степени с сопутствующим стенозом ветвей дуги аорты.
Keywords: chronic cerebral ischemia, Carbonic-therapy, stenosis of the brachiocephalic arteries Ключевые слова: хроническая ишемия головного мозга, Карбоник-терапия, стеноз брахиоцефаль-ных артерий
Актуальность
Хроническая ишемия головного мозга является одной из наиболее часто встречающихся заболеваний центральной нервной системы [6, 22].
Основным патологическим фактором, влияющим на мозговые структуры, является гипоксия и, возникающее вследствие этого ишемическое повреждение. Зачастую острому нарушению мозгового кровообращения предшествует длительно существующий хронический процесс. Многими исследователями предпринимаются попытки разработки универсального способа профилактики и реабилитации хронического нарушения кровотока головного мозга. К требованиям, которым должен отвечать совершенный метод профилактики и реабилитации хронической ишемии головного мозга относятся его эффективность, универсальность, простота в использовании, экономичность, отсутствие или минимизация негативного влияния на сердечно-сосудистую и прочие системы организма. Одним из методов, отвечающим этим требованиям, выступают тренажеры для нормобариче-ской гиперкапнически-гипоксической тренировки. Суть метода заключается в оздоровлении организма путем воздействия и расширения его физиологических резервов. Основным лечебным фактором при гипокси-тренировках выступает низкое содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, создаваемое в нормобарических условиях, для этого используются гипоксикаторы, дыхательные мешки, баллоны и прочее. Преимущества нормоба-рических тренировок в сравнении с барокамерной или горноклиматической терапией являются доступность и экономичность в применении, а также отсутствие негативных эффектов за счет перепада давления, необходимости пребывания в замкнутом пространстве. Совершенствование методики нор-мобарической гипоксии позволило создать специальные гипоксикаторы, способные к точному дозированию углекислого газа во вдыхаемом воздухе.
В литературе встречается упоминание о положительном влиянии нормобарических гиперкапни-чески-гипоксических тренировок при хронической ишемии мозга, за счет повышения устойчивости организма к гипоксии, ишемии, неблагоприятным влияниям стресса, интоксикации, радиации. Отмечается, что гипокси-тренировки повышают активность внутренних механизмов саморегуляции, адаптации, компенсаторно-приспособительных механизмов. Согласно экспериментальным данным и классическим исследованиям, НГГТ в настоящее время рассматриваются как один из активных методов, адресно влияющих на восстановление нарушенного гомеостаза, коррекцию нарушения метаболических, гипоксических и ишемических процессов, расстройств центральной и церебральной гемодинамики. [2, 14, 16, 18-20, 24]
Значительным влиянием на мозговую гемодинамику и функциональное состояние головного
мозга обладает дыхательный тренажер (ДТ) профессора В. П. Куликова «Карбоник». ДТ получил наибольшую популярность из-за простоты применения, безопасности, возможности комбинированного воздействия сразу двух тренирующих факторов (гипоксии и гиперкапнии), а также количественного дозирования дополнительного мёртвого пространства. По данным профессора В.П. Куликова: «Тренировки на аппарате «Карбоник» повышают концентрацию углекислого газа и создают дефицит кислорода в альвеолярном воздухе, что способствует повышению активности антиоксидантной системы и уменьшению стресса. Гипоксически гиперкапниче-ские тренировки (ГГТ) на ДТ «Карбоник» широко и успешно применяются в реабилитации больных с патологией сосудов головного мозга, после перенесенных инсультов, при хронической ишемии головного мозга для повышения толерантности к ишемии» [5, 7-12, 23].
Также известно, что гипоксия в сочетании с ги-перкапнией обладает более выраженным оптимизирующим влиянием на человека, чем изолированное гипоксическое воздействие. Есть сведения, свидетельствующие об эффективности тренировок ги-перкапнической гипоксией с целью повышения толерантности головного мозга к ишемии [1, 15, 17], физической работоспособности и адаптационных резервов организма.
Однако о влиянии гиперкапнически-гипокси-ческого воздействия на сердечно-сосудистую систему нет сведений в объеме, достаточном для расширенного использования этого вида воздействия на практике, что обусловлено индивидуально-типологическими особенностями реагирования людей [3, 4, 13, 21].
Известно, что курсовое применение тренировок с гиперкапнической гипоксией оказывает оптимизирующее влияние на сердечно-сосудистую систему, проявляющееся снижением общего периферического сопротивления сосудов, повышению скорости кровотока в основных мозговых артериях.
Вследствие чего нами была проведена оценка эффективности «Карбоник-терапии» в реабилитации пациентов с хронической ишемией головного мозга с сопутствующим атеросклерозом ветвей дуги аорты.
Материал и методы исследования
В исследование были включены 70 пациентов с хронической ишемией головного мозга 1 степени в стадии субремиссии, из них было 20 мужчин (28,6%) и 50 женщин (71,4%).
Критерии включения: наличие выставленного диагноза Хроническая ишемия головного мозга (ЦВБ ХИМ 1ст по классификации МКБ-10 -К7.8 Другие уточненные поражения сосудов мозга), в стадии субремиссии, возраст 45-59 лет, наличие по данным УЗДС ВДА атеросклероза вет-
вей дуги аорты со стенозом внутренней сонной артерии 10-59%, гомогенного характера бляшка I и IV типа (по классификации С.М. Stefen и G. Geroulakos).
Критерии исключения: наличие в анамнезе острого нарушения мозгового кровообращения, неконтролируемой артериальной гипертензии, другой органической патологии головного мозга, тяжелой сопутствующей патологии в анамнезе, наличие острой и хронической патологии, влияющей на состояние биохимического статуса.
Все пациенты были разделены на 2 группы.
В основную группу вошли 38 человек, которые получали базовую медикаментозную терапию, классический массаж шейно-воротниковой зоны и «Карбоник-терапию».
Группу сравнения составили 32 человека, в лечении которых применялась только базовая медикаментозная терапия и классический массаж шейно-воротниковой зоны.
Всем пациентам были выполнены неврологический осмотр, консультация клинического психолога, осмотр ангиохирурга, оценка эмоционального статуса по госпитальной шкале тревоги и депрессии, исследование когнитивных функций проводилось с использованием краткой шкалы оценки психического статуса (MMSE), теста запоминания, теста рисования часов, батареи лобной дисфункции, оценка качества жизни с использованием опросника SF-36, тестирование по шкале Самочувствие, Активность, Настроение (САН), шкале госпитальной тревоги и депрессии HADS, индекс тяжести ин-сомнии (ИТИ). Дополнительные методы обследования: клинический анализ крови, состояние системы перекисного окисления липидов, ультразвуковое дуплексное сканирование ветвей дуги аорты и транскраниальное дуплексное сканирование мозговых артерий.
Базовая медикаментозная терапия проводилась в виде антигипертензивной, гиполипидемиче-ской, антиагрегантной терапии.
Классический массаж шейно-воротниковой зоны проводился ежедневно на протяжении 10 дней, длительность сеанса составляла 15-20 минут.
В основной группе с целью коррекции клинических проявлений хронической ишемии головного мозга, повышением устойчивости к гипоксии и ишемии, улучшением компенсаторно-приспособительных механизмов и ауторегуляции мозгового кровообращения применялась «Карбоник-тера-пия».
Терапия заключалась в использовании дыхательного тренажера для нормобарической гипокси-чески-гиперкапнической тренировки. Занятия проводились пациентами ежедневно, дважды в день. Тренировки выполнялись на протяжении 28 дней, на первой неделе тренировки носили нарастающий характер и составляли 3 -5 минут с регулировкой дополнительного объема мертвого пространства (ДОМП) 500мл с постепенным выходом на тренировочный уровень, к 5-7 дню длительность тренировок составляла 20 минут. Начиная со второй недели тренировок регулировался дополнительный
объем мертвого пространства, с его плавным нарастанием до 1000мл.
Выбор длительности тренировок и регулирование дополнительного объема мертвого пространства проводилось пациентом самостоятельно, в зависимости от индивидуальной переносимости терапии и реакции сердечно-сосудистой системы, придерживаясь рекомендуемого регламента.
Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием персонального компьютера и пакета прикладных статистических программ SPSS, версия 21 и Microsoft Excel 2007. Сравнение проводили с использованием U-крите-рия Манна-Уитни. Данные представлены в виде медианы, 2,5-97,5-го процентилей, минимального (Min) и максимального (Max) значений. Различия оценивали, как статистически значимые, при р <0,05; различия расценивали как тенденцию к достоверному при 0,05 <р <0,1.
Результаты исследования и их обсуждение.
Пациенты преимущественно отмечали жалобы на ухудшение памяти, забывчивость, раздражительность, трудности при работе, требующей долгого удержания внимания и интенсивной мыслительной нагрузки. При исследовании когнитивных функций с использованием теста MMSE возникали трудности в счете, также у пациентов возникали трудности при прохождении теста запоминания. По шкале батарея лобной дисфункции были выявлены нарушения в разделах обобщения и гибкости мышления. При проведении теста рисования часов грубых отклонений выявлено не было, встречалась неточность в отображении стрелок. По опроснику SF-36 было выявлено значимое отклонение от нормы, преимущественно за счет жалоб на головную боль, головокружение, шум в голове и ушах, слабость, плохой сон.
Шкала госпитальной тревоги и депрессии отмечались клинически выраженный уровень тревоги и субклинически выраженный уровень депрессии.
При тестировании по шкале САН было выявлено, что пациенты преимущественно давали низкую оценку самочувствию и настроению, активность была оценена средне.
Индекс тяжести инсомнии показал, что у пациентов наблюдалось выраженное нарушение сна.
При оценке субъективного состояния пациентов было выявлено, что снижение памяти и плохой сон отмечалась у всех исследуемых пациентов, также часто отмечалось головокружение, головная боль, общая слабость и шум в голове.
Выявленные изменения по степени выраженности между исследуемыми группами были сравнимы.
После проведенного курса реабилитации через 5 недель была отмечена положительная динамика в обеих наблюдаемых группах.
Более значимый положительный эффект проведенной терапии был отмечен в основной группе, получавшей «Карбоник-терапию». После проведенного курса реабилитации выраженность головной боли снижались достоверно(р<0,05). - в 5,85 раз в основной группе, 1,97 в группе сравнения. После
курса реабилитации головокружение уменьшалось (р<0,05) в основной группе и группе сравнения в 4,19 и в 1,62 раза соответственно.
Пациенты после реабилитации реже жаловались на ухудшение памяти, (р<0,05) в основной группе в 1,85; в группе сравнения в 1,22 раза, где применялась карбоник-терапия снижение более значительное.
После окончания реабилитации показатель нарушений сна снижался достоверно (р<0,05) в основной группе в 3,41 раза и в группе сравнения снижался менее значительно - в 1,67 раз.
После проведенного курса реабилитации отмечалось достоверное (р<0,05) снижение показателя общей слабости в основной группе в 4,21 раза, а в группе сравнения в 1,5 раза по сравнению с исходными значениями.
При тестировании пациентов по шкале САН, было отмечено достоверное (р<0,05) возрастание показателей в основной группе и группе сравнения:
■ самочувствия в 1,78 и 1,29 раз соответственно;
■ активности в 2,03 и 1,19 раза соответственно;
■ и настроения в 2,46 и 1,38 раз соответственно.
В результате тестирования пациентов по шкале тревоги и депрессии ИЛЭ8 отмечалось в основной группе и группе сравнения после проведения курса реабилитации достоверное (р<0,05) уменьшение выраженности:
■ тревоги в 2,48 и 1,38 раз соответственно;
■ депрессии в 1,87 и 2,41 раза соответственно.
Следовательно, клиническая эффективность реабилитации с использованием «Карбоник-тера-пии» более эффективна, чем реабилитация с использованием базовой медикаментозной терапии и классического массаж шейно-воротниковой зоны.
Заключение
Проведение «Карбоник-терапии» в основной группе пациентов было направлено на повышение устойчивости головного мозга к ишемии и гипоксии, что достигалось путем постепенного нарастания нормобарической гипоксии за счет увеличения длительности тренировок и увеличения дополнительного объема мертвого пространства. Механизм ауторегуляции и вегетативного воздействие на мозговое кровообращение сопровождалось улучшением показателей гемодинамики по данным УЗДС и ТКДС. Отмеченная положительная клиническая эффективность проведенной реабилитации в сочетании с регрессом и уменьшением степени выраженности симптомов ХИМ приводят к значимому улучшению когнитивных функций и качества жизни пациентов.
Данные результаты проведенного исследования позволяют считать «Карбоник-терапию» эффективной в комплексной реабилитации пациентов с хронической ишемией мозга 1 степени с сопутствующим стенозом ветвей дуги аорты. Использо-
вание «Карбоник-терапии» является перспективным направлением в реабилитации пациентов с хронической ишемией мозга.
References
1. Burbanova, ON. Methodical approach to the possibility of breathing control and normalization of gas homeostasis // Adaptive physical culture and sanatorium-resort rehabilitation: innovative technologies and development priorities: materials of the II All-Russian scientific-practical conference (Simferopol, May 2018). - Simferopol, 2018. - pp. 290-294[Published in Russian].
2. Voloshin, P.V. Treatment of vascular diseases of the brain and spinal cord / P.V. Voloshin and V.I. Taitslin // M.: Medpress-inform. - 2005. - S. 688[Pub-lished in Russian].
3. Gromova, D.S. Clinical and physiological aspects of using the hypercapnic training method for the treatment of diseases of various etiology (scientific review) / D.S. Gromova, V.Yu. Mishustin, V.I. Belyakov // Bulletin of the Medical Institute "REAVIZ". - №. 5. - 2019[Published in Russian].
4. Dyshko, B.A. Innovative technologies for training the respiratory system / BA Dyshko, A.B. Kochergin, A.I. Golovachev // M.: Theory and practice of physical culture and sport. - 2012.-122 p. [Published in Russian].
5. Zherebker, E.M. Intermittent normobaric hypoxic therapy in the treatment of arterial hypertension / E.M. Zherebker, A. Ya. Chizhov // Clinical Gerontology. - 2008. - №. 14 (3). - S. 44-47 [Published in Russian].
6. Kadykov, A.S. Chronic vascular diseases of the brain (discirculatory encephalopathy): A guide for physicians. Moscow: GEOTAR Med, 2014.272 p. [Published in Russian].
7. Kuznetsov, V. I. Efficiency of using interval normobaric hypoxic therapy in patients with ischemic stroke in the recovery period / V. I. Kuznetsov, A. A. Solkin, N. N. Belyavsky // Bulletin of the Vitebsk State Medical University. - 2013. - No. 12 (3). - P.37-42. [Published in Russian].
8. Kulikov, V.P. Hypercapnia - an alternative signaling stimulus to hypoxia to increase HIF-1 and erythropoietin in the brain. / V. P. Kulikov, P. P. Tregub, P. D. Kovzelev et al. // Pathological Physiology and Experimental Therapy. - 2015. - No. 3. - P.34-37. [Published in Russian].
9. Kulikov, V.P. Optimal parameters of the effect of hypercapnic hypoxia to increase resistance to acute hypoxia / VP Kulikov, IS Osipov, PS Tregub // Aviation and environmental medicine. - 2015. - №я. 49 (5). - C.25-28. [Published in Russian].
10. Kulikov, V.P. Comparative effectiveness of hypoxia, hypercapnia and hypercapnic hypoxia in increasing the body's resistance to acute hypoxia in the experiment / V.P. Kulikov, P.P. Tregub, A.G. Bespalov, A.Yu. Vvedensky // Pathological physiology and experimental therapy. - 2013. - №. 3. - S. 59-61. [Published in Russian].
11. Kulikov, V.P. The effectiveness of hypercap-nic hypoxia in increasing the brain's tolerance to ischemia / V.P. Kulikov, A.G. Bespalov, N.N. Yakushev // Bulletin of Restorative Medicine. - 2009. - №. 5 (33). -C.22-31. [Published in Russian].
12. Kulikov, V.P. Efficiency of hypercapnic hypoxia in rehabilitation after ischemic stroke / V.P. Kulikov, P.P. Tregub, A.G. Bespalov et al. // Physiotherapy, balneology and rehabilitation - 2013- №5. - S. 4748. [Published in Russian].
13. Maryanovsky, A.A. Artificial hypercapnia as an important component of medical rehabilitation of patients with metabolic syndrome. Maryanovsky, A.A. Panov, N.E. Komleva // Ecological and physiological problems of adaptation: materials of the XVII All-Russian symposium (Ryazan, May 2017). - M.: RUDN, 2017. - S. 147-149. [Published in Russian].
14. Mishchenko, T.S. New possibilities in pathogenetic therapy of chronic cerebral ischemia / Taitslin V.I. // News of honey and farm. - 2011. - №. 4 (354) -S. 7-11. [Published in Russian].
15. Polyakov, V.A. The use of the Samozdrav breathing simulator in the rehabilitation of patients with bronchial asthma // Actual problems of medical rehabilitation, restorative medicine, balneology and physiotherapy: materials of a scientific and practical conference (Samara, 2015). - Samara: SamSMU, 2015. - pp. 147-148. [Published in Russian].
16. Ponomarenko, G.N. Physiotherapy. National leadership. M.: GEOTAR-MEDIA. - 2009. - 864 p. [Published in Russian].
17. Tregub, PP Stress of the endoplasmic reticulum of neurons in stroke is maximally limited by a combination of hypercapnia and hypoxia / PP Tregub, VP Kulikov, Yu. G. Motin et al. // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. - 2016. - T.161 (4). - S. 457461. [Published in Russian].
18. Tsarev, A.Yu. Dynamics of indicators of external respiration, autonomic and cognitive functions
under the influence of normobaric hypoxic-hypercap-nic training in patients with chronic cerebral ischemia of atherosclerotic genesis / A.Yu. Tsarev, L.A. Kuni-tsyna, V.V. Ezhov, E.Yu. Kolesnikova, T.E. Platunova, D.A. Chernysh, D.A. Shilina, I.V. Babich-Gordienko // Bulletin of physiotherapy and resort. - 2017. - №. 1. -S. 28-33. [Published in Russian].
19. Yamborko, P.V. Changes in cerebral circulation during breathing with hypoxic-hypercapnic gas mixtures / P.V. Yamborko, I.V. Antipov, T.G. Makarova // Modern science-intensive technologies. -2004. - №. 5. - S. 75-77. [Published in Russian].
20. Bernandi, S. Respiration and cardiovascular adaptation to progressive hypoxia. Effect of internal hypoxic training / Bernandi S. et all. // Enrop. Hearth. - 2017 - Vol. 22(16) - P. 879-886
21. Gupta, A. Cerebrovascular reserve and stroke risk in patients with carotid stenosis or occlusion/ Cha-zen J.L., Hartman M., Delgado D., Anumula N., Shao H. et al. / A systematic review and meta- analysis // Stroke. - 2012. - Vol. 43(11). - P.2884-2891.
22. Kennelly, S.P. Characteristics and outcomes of older persons attending the emergency department: a retrospective cohort study. / Kennelly SP, Drumm B, Coughlan T, Collins R, O'Neill D, Romero-Ortuno R // International Journal of Medicine. - 2014. - Vol. 107(12). - P. 977-987.
23. Solkin, A.A Changes in the state of intra-mammary integration in patients with ischemic stroke in the recovery period with the use of interval normo-baric hypoxic therapy. Achievements of fundamental, clinical medicine and pharmacy. / A.A. Solkin, N.N. Belyavsky, V.I. Kuznetsov et al. // Materials of the 69th scientific session of the university staff. Vitebsk State Medical University. - 2014. - P.357-358.
24. Thomas, R.G. Exercise training in chronic hypoxia has no effect on ventilator muscle function in humans / Thomas R.G., LaStayo P.C., Hoppeler H., Favier R., Ferrenti G., Kayser B. et all. // Respiration Physiology. - 1998. - Vol. 112 (2). - P. 195-202.
