CC BY
49
Журнал фундаментальной медицины и биологии оригинальные статьи
УДК 612.13+612.176:612.223
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ РЕАКЦИИ НА ГИПЕРКАПНИЧЕСКИ-ГИПОКСИЧЕСКУЮ ТРЕНИРОВКУ У ЛИЦ С РАЗНЫМ ТИПОМ
ГЕМОДИНАМИКИ
Гнездилова О. В., Халявкина И. О.
Ростовский государственный медицинский университет Россия, 344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29
Реферат
Цель. Проведение сравнительного анализа реакций сердечно-сосудистой системы на гиперкапниче-ски-гипоксическую тренировку у людей с разными типами гемодинамики.
Материалы и методы. Исследование проведено на 69 практически здоровых лицах мужского пола в возрасте от 18 до 22 лет. 52 человека составили основную группу лиц, которые получали курс гипер-капнически-гипоксической тренировки, 17 человек составили группу контроля.
Гиперкапнически-гипоксическую тренировку проводили ежедневно по 20 минут в течение 15 дней посредством аппарата «Карбоник-01», поддерживающего в альвеолярном воздухе содержание кислорода (13-15%) и углекислого газа (6-7%). Перед началом курса тренировки и после его завершения регистрировали показатели сердечно-сосудистой системы посредством анализатора показателей кровообращения «АПКО-8-РИЦ».
Результаты. Установлено, что гиперкапнически-гипоксическая тренировка вызывает изменения сердечно-сосудистой системы у лиц с гипокинетическим и эукинетическим типом гемодинамики, что не проявляется у лиц с гиперкинетическим типом гемодинамики.
Заключение. Рекомендуя гиперкапнически-гипоксическую тренировку для улучшения адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы у человека следует учитывать тип гемодинамики.
Ключевые слова: кровообращение; сердечно-сосудистая система; системная гемодинамика; типы гемодинамики; гиперкапническая гипоксия.
CARDIOVASCULAR REACTIONS TO HYPERCAPNIC-HYPOXIC TRAINING IN PERSONS WITH DIFFERENT TYPES OF HEMODYNAMICS
Gnezdilova O. V., Khalyavkina I. O.
Rostov state medical University 29, Nakhichevansky str., Rostov-on-Don, 344022, Russia [email protected]
Abstract
Purpose. Conducting a comparative analysis of the cardiovascular system's reactions to hypercapnic-hypoxic training in people with different types of hemodynamics.
Materials and methods. The study was conducted on 69 practically healthy males aged 18 to 22 years. 52 people were the main group of people who received a course of hypercapnia-hypoxic training, 17 people made up a control group.
Hypercapnia-hypoxic training was conducted daily for 20 minutes for 15 days by means of the Karbonik-01 apparatus, which maintains oxygen content (13-15%) and carbon dioxide (6-7%) in the alveolar air. Before the beginning of the training course and after its completion, the cardiovascular system parameters were recorded using the blood circulation analyzer «APKO-8-RIC».
Results. It has been established that hypercapnic hypoxic training causes changes in the cardiovascular system in persons with hypokinetic and eukinetic type of hemodynamics, which is not manifested in persons with hyperkinetic type of hemodynamics.
Conclusion. When recommending hypercapnic-hypoxic training to improve the adaptive capabilities of the cardiovascular system in a person, one should take into account the type of hemodynamics.
Keywords: blood circulation; the cardiovascular system; systemic hemodynamics; types of hemodynamics; hypercapnic hypoxia..
Введение
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы является универсальным индикатором адаптационно-приспособительной деятельности организма [1-3]. Выраженная лабильность кровообращения определяет адекватность реагирования сердечно-сосудистой системы как одного из ключевых критериев адаптации организма в ответ на разнообразные воздействия из внешней и внутренней среды [3, 4]. В то же время на современном этапе развития цивилизации, характеризующемся увеличением интенсивности интеллектуальной деятельности, высоким уровнем психоэмоционального напряжения, нарушениями режима труда и отдыха, создаются предпосылки для формирования срыва адаптационного процесса и развития негативных последствий со стороны кровообращения. На этом фоне важнейшее значение приобретает поиск способов улучшения функционального состояния организма и, в первую очередь, сердечнососудистой системы.
В последние годы в медицинской науке, наряду с постоянно совершенствующейся медикаментозной терапией, успешно разрабатываются и внедряются в практику физические немедикаментозные методы оптимизации функционального состояния организма в целом и его отдельных органов и систем. Так, например, многочисленными исследованиями показано положительное влияние на адаптивные процессы дозированных физических нагрузок [5], офтальмофото-стимуляции [6], магнитотерапии [7], рефлексотерапии, социопсихологических тренингов [8], а также различных вариантов гипоксических воздействий [9, 10].
В отношении воздействий газовыми смесями известно, что естественная гипоксия является достаточно эффективным методом повышения специфической и неспецифической резистентности и адаптационных возможностей организма [11], а также профилактики и терапии разных кардиореспираторных заболеваний [12]. При этом обращает внимание, что гипоксия в сочетании с гиперкапнией обладает более выраженным оптимизирующим влиянием на человека, чем изолированное гипоксическое воздействие [13]. Так, получены фактические данные, свидетельствующие об эффективности тренировок гиперкапнической гипоксией с целью повышения толерантности головного мозга к ишемии [14], физической работоспособности и адаптационных резервов организма [15]. Однако об оптимизирующем влиянии гиперкапнически-ги-поксического 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.
Одним из факторов, определяющих особенности реагирования на гиперкапнически-гипоксическое воздействие, представляется гемодинамическая неоднородность популяции, связанная с существованием трех основных типов гемодинамики [16]. Так, согласно данным скрининговых исследований, и среди практически здоровых людей разного возраста, и среди пациентов кардиологического профиля на самом деле существует необходимость учета типа гемодинамики при проведении научного анализа [17-19], а также при разработке тактики лечения [20, 21].
Целью настоящего исследования явилось проведение сравнительного анализа реакций сердечно-сосудистой системы на гиперкапнически-гипоксическую тренировку у людей с разными типами гемодинамики.
Материалы и методы исследования
Исследование проведено на 69 практически здоровых лицах мужского пола в возрасте от 18 до 22 лет, давших осведомленное согласие на участие в эксперименте. Испытуемые были разделены на две группы: 52 обследуемых составили основную группу лиц, которые получали курс гиперкапнически-гипоксической тренировки, остальные 17 человек составили контрольную группу.
Гиперкапнически-гипоксическую тренировку проводили на лечебно-диагностическом комплексе «Кар-боник-01» (Россия), позволяющем поддерживать заданное содержание кислорода (13-15%) и углекислого газа (6-7%) в альвеолярном воздухе посредством автоматического регулирования объема мертвого пространства [22]. Курс гиперкапнически-гипоксической тренировки состоял из 15 сеансов, проводимых ежедневно в течение 15 дней по 20 минут. Испытуемым контрольной группы в те же сроки имитировали воздействие, для чего через дыхательную маску гипер-капникатора вместо гиперкапнически-гипоксической газовой смеси подавали атмосферный воздух.
Перед началом курса тренировки и после его завершения производили регистрацию показателей системной гемодинамики с помощью анализатора показателей кровообращения «АПКО-8-РИЦ» (Россия). При этом регистрировали величины четырех видов артериального давления: конечно-систолическое (АДк), диа-столическое (АДд), пульсовое (АДп) и среднее (АДс), а также частоту сокращений сердца (ЧСС), систолический (СОК) и минутный (МОК) объемы кровотока, общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) и сердечный индекс (СИ). На основании полученных величин СИ делали заключение о типе регуляции кровообращения, руководствуясь при этом рекомендациями [16, 23], согласно которым гипокинетический тип
Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
гемодинамики характеризуется величиной СИ до 2,5 л/ мин/м2, эукинетический тип - от 2,5 до 3,5 л/мин/м2 и гиперкинетический тип - свыше 3,5 л/мин/м2.
Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи пакета прикладных программ STATISTICA 6.0 для Windows (StatSoft, USA). Для сравнения средних величин внутри группы и между группами использовали t-критерий Стьюдента
и непараметрические критерии Манна-Уитни и Вил-коксона.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования показателей сердечно-сосудистой системы у испытуемых до и после курса ги-перкапнически-гипоксической тренировки представлены в таблице 1.
Таблица 1
Изменения показателей сердечно-сосудистой системы после гиперкапнически-гипоксической тренировки
Показатели Основная группа, n=52 Контрольная группа, n=17
До ГГТ После ГГТ До ГГТ После ГГТ
АДк, мм рт. ст. 135,7±5,87 135,1±8,74 132,8±7,65 133,7±6,54
АДд, мм рт. ст. 55,4±3,21 50,6±3,37 57,1±3,67 58,1±3,68
АДп, мм рт. ст. 50,1±2,46 54,3±4,78* 47,1±2,98 46,1±3,41
АДс, мм рт. ст. 84,6±4,32 81,9±6,21 84,5±5,09 83,6±6,45
ЧСС, уд/мин 72,3±2,68 65,8±4,01* 68,7±5,64 69,1±5,08
СОК, мл 85,4±5,64 99,4±6,21* 87,3±3,89 85,4±6,21
МОК, л/мин 6,13±0,541 6,43±0,382* 5,82±0,435 5,81±0,412
СИ, л/мин/м2 3,11±0,212 3,34±0,172* 2,98±0,231 2,99±0,179
ОПСС, дин^с/см5 1149,1±87,31 1045,5±86,32* 1191,7±93,45 1190,3±81,23
Примечание. ГГТ - гиперкапнически-гипоксическая тренировка; АДк, АДд, АДп, АДс - артериальное давление соответственно: конечно-систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее; ЧСС - частота сокращений сердца; СОК - систолический объем крови; МОК - минутный объем кровотока; СИ - сердечный индекс; ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов. * - различие статистически значимо по сравнению с состоянием до ГГТ при р <0,05.
Сравнительный анализ данных показал изменения у испытуемых основной группы по сравнению с контрольной группой. Так, выявлено возрастание СОК на 16,3% (р <0,05), что, несмотря на снижение ЧСС на 8,9% (р <0,05), приводило к возрастанию МОК на 8,3% (р <0,05). Наряду с этим обращает на себя внимание уменьшение ОПСС на 9,1% (р <0,05). Однако при этом, несмотря на снижение ОПСС, возрастание сердечного выброса приводило к повышению пульсового артериального давления на 4,8% (р <0,05).
Таким образом, эти результаты показали, что курсовое воздействие тренировки с гиперкапнической гипоксией сопровождалось изменениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы. При этом возрастание сердечного выброса за счет увеличения СОК на фоне снижения ЧСС может, согласно данным литературы [24], свидетельствовать об эко-номизации деятельности сердечно-сосудистой системы и увеличении гемодинамического резерва. В то же время повышение сердечного выброса под действием гиперкапнически-гипоксической тренировки не приводило к сдвигам среднего артериального давления за счет снижения ОПСС, что также может рассматри-
ваться как факт оптимизирующего воздействия ги-перкапнической гипоксии на функциональное состояние кровообращения.
Ранее сообщалось [25], что у практически здоровых лиц в условиях функционального покоя в зависимости от типа гемодинамики имелись особенности системной гемодинамики, обусловленные вариативностью отношений между сердечным и сосудистым механизмами регуляции артериального давления. Исследование параметров функционирования сердечно-сосудистой системы после воздействия курса тренировок с гиперкапнической гипоксией у лиц с разными типами гемодинамики показало изменения показателей сердечно-сосудистой системы у лиц с гипо- и эукинетическим типами, в то время как у лиц с гиперкинетическим типом статистически значимых изменений не выявлено (табл. 2).
Так, у обследуемых с гипокинетическим типом гемодинамики после воздействия гиперкапнически-ги-поксических тренировки отмечено снижение АДд на 12,4% (р <0,05), АДс на 6,2% (р <0,05), что приводило к соизмеримому увеличению АДп на 12,4% (р <0,05). Вместе с тем выявлено повышение СОК на 23,8% (р <0,05) и МОК на 7,9% (р <0,05), а также уменьшение
Таблица 2
Показатели сердечно-сосудистой системы до и после гиперкапнически-гипоксической тренировки
у лиц с разными типами гемодинамики
Показатели Типы гемодинамики
Гипокинетический, п=14 Эукинетический, п=20 Гиперкинетический, п=18
До ГГТ После ГГТ До ГГТ После ГГТ До ГГТ После ГГТ
АДк, мм рт. ст. 125,2±7,81 123,1±8,32 131,9±7,43 135,1±6,79 146,2±8,76 140,2±10,43
АДд, мм рт. ст. 64,1±4,32 56,1±4,32* 52,4±3,45 50,1±4,32 52,1±4,53 48,7±3,78
АДп, мм рт. ст. 37,7±2,21 42,4±2,56* 47,6±3,85 54,4±3,54* 62,5±5,26 59,4±4,56
АДс, мм рт. ст. 86,6±5,41 81,2±6,54* 82,4±6,75 80,7±7,65 85,5±6,34 83,6±6,53
ЧСС, уд/мин 68,3±4,32 64,2±4,78 74,1±5,43 63,1±4,37* 73,6±6,39 70,0±5,31
СОК, мл 72,2±5,32 89,4±6,32* 84,1±5,68 104,1±7,65* 97,2±7,31 97,8±8,54
МОК, л/мин 5,01±0,42 5,41±0,32* 6,03±0,54 6,42±0,45* 6,86±0,53 6,85±0,23
СИ, л/мин/м2 2,4±0,19 2,7±0,19* 3,1±0,23 3,3±0,27* 3,7±0,22 3,7±0,28
ОПСС, дин^с/см5 1393±98,1 1225±79,5* 1108±79,3 1018±87,4* 1142±97,5 1081±96,3
Примечание. ГГТ - гиперкапнически-гипоксическая тренировка; АДк, АДд, АДп, АДс - артериальное давление соответственно: конечно-систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее; ЧСС - частота сокращений сердца; СОК - систолический объем крови; МОК - минутный объем кровотока; СИ - сердечный индекс; ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов. * - различие статистически значимо по сравнению с состоянием до ГГТ при р <0,05.
ОПСС на 12,1% (р <0,05). Несмотря на выявленное увеличение сердечного выброса у испытуемых с гипокинетическим типом регуляции кровообращения имеющееся снижение ОПСС приводило к уменьшению значений среднего артериального давления.
Проведение курса тренировок с гиперкапнической гипоксией у лиц с эукинетическим типом регуляции кровообращения приводило к повышению АДп на 14,2% (р <0,05), СОК на 23,7% (р <0,05) и МОК на 6,4% (р <0,05). Также отмечено снижение ОПСС на 8,1% (р <0,05). Разнонаправленные, но соизмеримые сдвиги сердечного выброса и ОПСС под воздействием курса гиперкапнически-гипоксической тренировки при эу-кинетическом типе гемодинамики не приводили к изменению значений среднего артериального давления.
Сравнительный анализ полученных данных позволил выявить наличие особенностей в характере реагирования сердечно-сосудистой системы на курс гиперкапнически-гипоксическую тренировки, связанных с типом регуляции кровообращения. Обращает на себя внимание наличие адаптационных реакций системной гемодинамики при гипо- и эукинетическом типах, не проявляющихся у лиц с гиперкинетическим типом гемодинамики. В то же время возникающие под влиянием гиперкапнической гипоксии у лиц с гипо- и эукинетическим типами разнонаправленные сдвиги сердечного выброса и ОПСС приводили к уменьшению среднего артериального давления при гипокинетическом типе, что не отмечено при эукинетическом типе. Отсутствие динамики среднего артериального давления при эукинетическом типе может быть связано с меньшей выраженностью снижения ОПСС у данной группы лиц по сравнению с гипокинетическим типом. В то же время, показанное выраженное
снижение ОПСС у лиц с гипокинетическим типом, вероятно связанное с исходно большими значениями данного показателя по сравнению с обследуемыми с эу- и гиперкинетическим типами, позволяет рекомендовать применение гиперкапнически-гипоксической тренировки как способа профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы при гипокинетическом типе регуляции кровообращения.
Заключение
Итак, можно заключить, что курсовое применение тренировок с гиперкапнической гипоксией оказывает оптимизирующее влияние на сердечно-сосудистую систему, проявляющееся у практически здоровых лиц в увеличении сердечно выброса при снижении частоты сокращений сердца и общего периферического сопротивления сосудов. В то же время следует принять во внимание наличие индивидуально-типологических особенностей в реагировании системной гемодинамики на курсовое воздействие гиперкапнической гипоксией, связанных с типом регуляции кровообращения. Показано, что оптимизирующие эффекты гиперкап-нически-гипоксического воздействия на сердечнососудистую систему более выражены в группе лиц с гипокинетическим типом регуляции кровообращения по сравнению с испытуемыми с эу- и гиперкинетическим типами. Результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать применение тренировок с гиперкапнической гипоксией природного или искусственного происхождения у практически здоровых лиц для профилактики развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, обладающих большей эффективностью для лиц с гипокинетическим типом регуляции кровообращения.
pV Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Руженкова И.В., Старшинов Ю.П. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы юношеского организма. Физиология человека. 1997; 23(1): 93-97.
2. Баевский Р.М. Концепция физиологической нормы и критерии здоровья. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2003; 89 (4): 473-487.
3. Агаджанян Н.А., Батоцыренова Т.Е., Северин А.Е. Сравнительные особенности вариабельности сердечного ритма у студентов, проживающих в различных природно-климатических регионах. Физиология человека. 2007; 33 (6): 66-70.
4. Покровский В.М., Мингалев А.Н. Регуляторно-адаптивный статус в оценке стрессоустойчивости человека. Физиология человека. 2012; 38 (1): 77-81.
5. Муха Ю.П., Слугин В.И. Оптимизация технологии врачеб-но-педагогических наблюдений при тренировке сердечнососудистой системы на выносливость. Биомедицинская радиоэлектроника. 2010; 6: 57-65.
6. Петров К.Б., Коренева С.Н. Способ коррекции адаптивных процессов организма спортсменов. Патент на изобретение 2379067 от 05.08.2008.
7. Некоркина О.А. Магнитолазерная терапия в реабилитации больных ишемической болезнью сердца. Российский кардиологический журнал. 2005; 2 (52): 88-94.
8. Бартош О.П., Бартош Т.П. Оценка влияния социально-психологического тренинга на функциональное состояние женщин в малой группе. Вестник психотерапии. 2011; 43 (38): 66-76.
9. Лукьянов Л.Д., Германова Э.Л., Цыбина Т.А. Эффективность и механизм действия различных типов гипоксических тренировок. Возможность их оптимизации. Патогенез. 2008; 3: 32-36.
10. Давыдов Д.В., Хананашвили Я.А. Динамика функционального состояния лиц с разной ситуативной тревожностью при нормобарическом гипоксическом воздействии. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2016; 2: 43-50.
11. Гипоксия. Адаптация, патогенез, клиника. ред. Ю.Л. Шевченко. СПб.: Элби-СПб, 2000.
12. Жеребкер Е.М., Чижов А.Я. Прерывистая нормобарическая гипокситерапия в лечении артериальной гипертонии. Клиническая геронтология. 2008; 14 (3): 44-47.
13. Куликов В.П., Трегуб П.П., Беспалов А.Г., Введенский А.Ю. Сравнительная эффективность гипоксии, гиперкапнии и гиперкапнической гипоксии в увеличении резистентности организма к острой гипоксии в эксперименте. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2013; 3: 59-61.
14. Куликов В.П., Беспалов А.Г., Якушев Н.Н. Эффективность гиперкапнической гипоксии в повышении толерантности головного мозга к ишемии. Вестник восстановительной медицины. 2009; 5 (33): 22-31.
15. Колчинская А.З., Циганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормоба-рическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. 2003.
16. Шхвацабая И.К., Константинов Е.Н., Гундаров И.А. О новом подходе к пониманию гемодинамической нормы. Кардиология. 1981; 3: 10-14.
17. Халявкина И.О., Хананашвили Я.А. О взаимосвязи между уровнем тревожности и типологическими особенностями регуляции кровообращения. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2013; 3: 46-49.
18. Халявкина И.О. Типологические особенности реактивности сердечно-сосудистой системы у юношей с разными типами гемодинамики. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2016; 4: 36-45.
19. Халявкина И.О. Индивидуально-типологические особенности гемодинамики в юношеском возрасте. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2017; 1: 38-44.
20. Терегулов Ю.Э. Интегральные показатели центральной гемодинамики у здоровых лиц и пациентов с гипертонической болезнью в зависимости от типа гемодинамики. Практическая медицина. 2012; 2 (8 (64)): 164-168.
21. Амамчян А.Э. Гемодинамические варианты регуляции кровообращения и особенности сосудистых реакций у подростков с нейроциркуляторной дистонией. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2016; 1: 48-51.
22. Куликов В.П., Якушев Н.Н. Устройство для создания гипок-сической гиперкапнии. Патент на изобретение № 2301081 от 20.06.2007.
23. Терегулов Ю.Э. К методике определения типов центральной гемодинамики в клинической практике. Практическая медицина. Кардиология. Ревматология. Функциональная диагностика. 2011; 52: 138-140.
24. Гаврилова Е.А., Шеренков А.О., Давыдов В.В. Современные представления об адаптации аппарата кровообращения к физическим нагрузкам. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2007; 4: 133-140.
25. Халявкина И.О., Гнездилова О.В., Пономарева Е.Н., Хана-нашвили Я.А. Сравнительная характеристика гемодина-мических реакций у юношей с разными типами регуляции кровообращения. Кубанский научный медицинский вестник. 2011; 3: 182-185.
