Preview

Медицинский вестник Юга России

Расширенный поиск

Гипоксическая тренировка как способ протекции головного мозга человека от повреждающего действия дефицита кислорода

https://doi.org/10.21886/2219-8075-2018-9-4-33-41

Полный текст:

Аннотация

Цель: оценка возможностей нормобарической гипоксической тренировки (НГТ) в протекции головного мозга человека от повреждающего воздействия дефицита кислорода.

Материалы и методы: обследовано 18 мужчин в возрасте 19-23 года, которым проведена НГТ — 15 процедур ежедневного 2-часового пребывания в гипоксической газовой среде (ГГС) с содержанием кислорода 15,0±0,5 % (ГГС-15). Перед началом НГТ (I этап), а также через 1-2 дня после ее окончания (II этап) проводились гипоксические пробы (нахождение в ГГС-15), перед началом и во время которых у испытуемых регистрировали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и оценивали умственную работоспособность (тест «Маршрут»).

Результаты: при проведении первой гипоксической пробы у испытуемых отмечено снижение индекса альфа-ритма (в среднем, на 10-15 %, р=0,013) и его амплитуды (на 10-12 %, р=0,044), по сравнению с обычными условиями внешней среды. Параллельно возрастала доля низкоамплитудных медленных волн (р=0,019). Интегральный показатель теста «Маршрут» во время пребывания испытуемых в ГГС-15 снижался, в среднем, на 18 %, по сравнению с обычными условиями (p<0,001). Полученные данные свидетельствовали о негативном влиянии пребывания в ГГС-15 на функционирование высших отделов головного мозга. После проведения НГТ у всех испытуемых было выявлено значительное снижение негативных реакций спонтанной ЭЭГ на гипоксию: при повторной пробе индекс альфа-ритма и его амплитуда достоверно не изменялись (по сравнению с дыханием воздухом), признаки избыточной медленноволновой активности отсутствовали. Снижение интегрального показателя умственной работоспособности при пребывании в ГГС-15 составило, в среднем, лишь 6 %.

Заключение: НГТ в разработанном режиме является эффективным средством протекции головного мозга от повреждающего действия дефицита кислорода и может быть использована в системе физиологической подготовки специалистов к выполнению задач деятельности в условиях пониженного парциального давления кислорода в окружающей среде.

Для цитирования:


Ерошенко А.Ю., Кочубейник Н.В., Шатов Д.В., Грошилин С.М., Скляров В.Н., Степанов В.А., Линченко С.Н. Гипоксическая тренировка как способ протекции головного мозга человека от повреждающего действия дефицита кислорода. Медицинский вестник Юга России. 2018;9(4):33-41. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2018-9-4-33-41

For citation:


Eroshenko A.Yu., Kochubejnik N.V., Shatov D.V., Groshilin S.M., Sklyarov V.N., Stepanov V.A., Linchenko S.N. Hypoxic training as a way of the human brain protection from the damaging effects of oxygen deficiency. Medical Herald of the South of Russia. 2018;9(4):33-41. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2219-8075-2018-9-4-33-41

Введение

Проблема гипоксических состояний человека, связанных с дефицитом кислорода во внеш­ней среде или нарушениями его транспорта и утилизации в организме, является одной из ключевых в профилактической, профессиональной, клинической медицине [1][2]. Хорошо известна роль острого и хрони­ческого кислородного голодания тканей в генезе сниже­ния физической и интеллектуальной работоспособности человека, развитии и течении многих заболеваний [2][3]. Доказано, что в связи с особенностями метаболизма и функционирования, наиболее чувствительной к гипок­сии является нервная ткань и, прежде всего, нейроны коры головного мозга (КГМ), повреждение которых яв­ляется крайне опасным следствием даже кратковремен­ных эпизодов кислородного голодания [1][3].

В этой связи актуальной представляется разработка инновационных средств и методов, позволяющих по­высить устойчивость нейронов КГМ к гипоксии любого генеза. В частности, применение подобных средств в кли­нической медицине даст возможность «отодвинуть» по­рог формирования необратимых нарушений в нервных клетках, как при острых эпизодах кислородного голода­ния, так и при хронической гипоксии [4][5]. Целесообраз­ность назначения средств, повышающих резистентность высших отделов ЦНС к дефициту кислорода, в профес­сиональной, спортивной, экстремальной медицине об­условлена тем фактом, что деятельность современного человека зачастую протекает в условиях недостаточного кислородного обеспечения (горная и высотная «гипоксическая» гипоксия; вторичная гипоксия нагрузки; «ги­поксия замкнутых помещений» и т.д.). Дополнительный интерес к подобным средствам обусловлен также совре­менной концепцией повышения пожаробезопасности герметизируемых обитаемых объектов (подводные, кос­мические объекты) путем создания в них газовоздуш­ных сред с пониженным содержанием кислорода [6]. Во всех перечисленных случаях наиболее эффективным и обоснованным в качестве средства протекции КГМ от повреждающего действия кислородного дефицита пред­ставляется использование гипоксических тренировок (ГТ), которые заключаются в циклических или непре­рывных воздействиях на организм гипоксического сти­мула, позволяя сформировать в организме функциональ­ную систему адаптации к дефициту кислорода [5].

Эффективность различных видов ГТ (горноклимати­ческая, барокамерная, нормобарическая тренировки) для повышения общей резистентности организма здорового и больного человека показана в многочисленных клини­ко-физиологических исследованиях [5][7][8]. В настоящее время явный приоритет отдается нормобарическому варианту ГТ (НГТ) в связи с наибольшей простотой ре­ализации, безопасностью и доступностью применения. Это обусловлено разработкой специальных устройств гипоксикаторов, позволяющих создавать гипоксическую газовую среду (ГГС) заданного состава и подавать ее для дыхания пациенту. Тем не менее, практика показала, что этот способ создания гипоксических условий имеет ряд недостатков, связанных с неудобствами масочного дыха­ния, необходимостью пребывания пациента в вынужден­ной позе, трудностями выполнения параллельных проце­дур и исследований, опасностью недостаточной подачи ГГС при создании выраженной степени гипоксии или при компенсаторной гипервентиляции [5][9]. Перечислен­ные и другие причины существенно ограничивают при­менение данного варианта НГТ, тормозят его развитие, поскольку не дают возможности использования режимов тренировки (терапии) с длительной (от нескольких часов до нескольких суток) экспозицией гипоксического сти­мула, что значительно повышает эффективность метода [9].

Недавняя разработка нового оборудования — гипок­сических комплексов [10], создающих нормобарические ГГС в помещении (палате) и позволяющих избежать всех перечисленных недостатков, — существенно расширяет возможности применения НГТ в профилактике, лечении, реабилитации. Комплексы позволяют в широких преде­лах варьировать степень снижения кислорода в ГГС, длительность экспозиции при отсутствии неудобств для пациентов. Широкие возможности данного метода под­тверждены, в частности, в предыдущих исследованиях, в которых определялось его влияние на субъективный и психоэмоциональный статус специалистов с особыми ус­ловиями труда, их функциональные возможности, про­фессиональную работоспособность [11][12].

Цель исследования — оценка возможностей НГТ в протекции головного мозга человека от повреждающего воздействия дефицита кислорода.

Материалы и методы

Тип исследования — проспективное, когортное. Ис­следования проведены с международными стандартами GCP на базах в соответствии РостГМУ (г. Ростов-на-Дону) и медицинского центра АО «АСМ» (Санкт-Петербург) в 2013-2017 г.г.

Обследованы 18 человек, соответствующие следую­щим критериям включения:

  • мужской пол;
  • возраст 19-23 года;
  • годность по состоянию здоровья к выполнению работ в условиях воздействия вредных производ­ственных факторов;
  • отсутствие в анамнезе черепно-мозговых травм, острых или хронических воздействий нейротокси­кантами, нейроинфекций;
  • достаточный уровень интеллектуальных качеств (позволяющий выполнить предложенные тесто­вые задания);
  • подписание добровольного информированного согласия на участие в исследованиях.

Кроме того, для повышения однородности выборки к исследованиям привлекались только «истинные правши» (см. ниже). Критерии исключения — невозможность по любым причинам выполнить программу исследований в полном объеме.

Цикл НГТ, проведенный у участников исследования, заключался в ежедневном 2-часовом их пребывании в нормобарических ГГС, формируемых в помещениях гипоксического комплекса; общая длительность курса 15 процедур. Содержание кислорода в ГГС поддерживали на уровне 15,0±0,5 % (ГГС-15) на протяжении всего курса. Во время проведения процедур испытуемые находились в свободном положении, отдыхали, читали, готовились к занятиям или смотрели телевизор.

Перед началом НГТ (I этап), а также через 1-2 дня после ее окончания (II этап) у испытуемых проводились контрольные функциональные обследования, направ­ленные на оценку функционирования КГМ. Обследова­ния выполнялись в обычных условиях пребывания и при гипоксической пробе (нахождение в ГГС-15), включая определение спонтанной биоэлектрической активности головного мозга (БЭАГМ) и оценку умственной работо­способности.

Состояние спонтанной БЭАГМ определяли с исполь­зованием электроэнцефалографии (ЭЭГ), выполняемой на электроэнцефалографе «Нейровизор-БММ (NVX36)» (РФ). Регистрацию ЭЭГ осуществляли по международной схеме «10-20 %» с 19+2 электродами в соответствии с ме­тодическими указаниями [13]. Верхняя полоса пропуска­ния — 35 Гц, постоянная времени — 0,3, эпоха анализа — 5 с. Спектральный анализ ЭЭГ проводился в общепри­нятых диапазонах частот: дельта 1-4 Гц, тета 4-8 Гц, альфа 8-12 Гц и бета 12-25 Гц. Определялись и анализировались амплитуда (А), индекс (И) и ведущая (доминирующая) частота (Ч) на каждом из выделенных диапазонов спек­трограммы. При проведении ЭЭГ-обследования испыту­емый находился в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. До начала исследования тестируе­мый привыкал к надетой шлем-маске, регистрацию ЭЭГ начинали после угасания ориентировочного рефлекса и формирования устойчивого альфа-ритма.

Умственную работоспособность испытуемых оце­нивали с использованием методики «Маршрут», при­меняемой для оценки профессионально важных качеств авиационных штурманов [14]. В процессе тестирования испытуемый выполнял интеллектуальную деятельность, представляющую собой «оперирование числовой инфор­мацией в структуре пространственного образа». Каждая задача теста начиналась с появления на экране дисплея цифровой информации (значений координат некоторой исходной точки). Экспозиция координат — 3 с. После исчезновения значений координат исходной точки на экране появлялась 3-сегментная стрелка, изображенная в изометрической проекции, началом которой является точка с указанными ранее координатами. Каждый сег­мент стрелки ориентирован по одной из осей 3-мерного пространства и равен одной «единице» в принятой систе­ме координат. Экспозиция структурного стимула (стрел­ки) — 3 с. После исчезновения стрелки испытуемый в уме должен был определить координаты точки, соответству­ющей окончанию стрелки и набрать ответ в таблице ре­зультатов. Таким образом, в ходе выполнения задания от тестируемого требовалось быстрое и точное восприятие как цифровой (значения координат), так и структурной информации (конфигурация стрелки). При этом опери­рование информацией включало действия декодирова­ния, сложения, вычитания, актуализируя при этом за­данную систему координат трехмерного пространства. Действия тестируемого требовали крайне высокой кон­центрации и переключаемости внимания. Успешность выполнения теста оценивалась по количеству ошибок (ЧО, ед.); времени, затраченному на решение 15 задач (Т, с); интегральному показателю теста «Маршрут» (ИП, у.е) [14]:

ИП= 17 - (ЧО + 0,01 Т).

Максимальные значения ИП находятся в пределах 16 у.е, минимальные — 1 у.е. [14].

Учитывая высокую сложность методики «Маршрут», все испытуемые перед первым контрольным тестиро­ванием многократно тренировались в его выполнении, вплоть до достижения индивидуальных стабильных ре­зультатов. У большинства испытуемых период трениро­вок занимал 5-7 дней, после чего, как указывалось выше, проводились контрольные обследования I этапа (в обыч­ных условиях и при нахождении в ГГС-15).

Статистическую обработку проводили с использова­нием пакета «STATISTICA» (версия 12.0).

В группе обследованных для каждого параметра определяли медиану (Ме), нижний и верхний квартили (Q25, Q75). Статистическую значимость различий оцени­вали по непараметрическому критерию Вилкоксона для парных связанных выборок. Значимыми принимали раз­личия при р<0,05.

Исследования были организованы и проведены в соответствии с положениями и принципами действующих международных и российских законодательных актов, в частности, с Хельсинской декларацией 1975 г. и с уче­том ее пересмотров в 1983 и 2013 гг. Легитимность исследований подтверждена заключением независимого этического комитета при Ростовском государственном медицинском университете.

Результаты

Одним из критериев отбора испытуемых для участия в исследованиях была их принадлежность к «истинным правшам», что подтверждалось результатами ЭЭГ-ис- следования. Такой подход позволил избежать излишних вариаций спонтанной БЭАГМ, обусловленной неизбеж­ными особенностями индивидуальных ЭЭГ.

В связи с однородностью сформированной группы спонтанную биоэлектрическую активность всех испы­туемых можно было классифицировать как «ЭЭГ ор­ганизованного во времени и пространстве типа» [13] с легкими структурными и пространственными изменени­ями, доминирующее полушарие — левое. Исходные ЭЭГ всех добровольцев характеризовались высокой степенью регулярности альфа-ритма, четко модулированному в «веретена», с выраженным амплитудным градиентом: в затылочных отведениях регистрировался фокус макси­мальной активности альфа-ритма, эта активность посту­пательно редуцировалась к лобным отведениям.

Количественные характеристики спонтанной ЭЭГ в группе испытуемых представлены в табл. 1.

 

Таблица / Table 1

Показатели спонтанной ЭЭГ испытуемых (n=18) при контрольных гипоксических пробах, Me (Q25; Q75)

The parameters of spontaneous EEG of subjects (n = 18) with control hypoxic samples, Me (Q25; Q75)

Вид ритма на ЭЭГ

Type of rhythm on EEG

Показатель, ед. изм.

Parameter, units

Этап наблюдения

The stage of the survey

Условия измерения

Measurement conditions

I этап (перед началом НГТ)

I stage (before the start of NHT)

II этап (после НГТ)

II stage (after NHT)

Нормоксия

Normoxia

ГГС-15

HGM -15

Нормоксия

Normoxia

ГГС-15

HGM-15

Альфа-ритм

Alpha rhythm

И, %

I, %

55 (35; 68)

45 (23; 55) р=0,013

62 (41; 74)

рI-II=0,042

55 (45; 66) рI-II=0,033

А, мкВ

63 (51; 78)

55 (45; 64)

68 (60; 88)

65 (55; 74)

A, pV

 

р=0,044

рI-II=0,048

рI-II=0,047

Ч, Гц

F Hz

11 (9; 11)

10 (8; 11)

11 (9; 11)

10 (8; 11)

 

Тета-дельта ритм

Theta delta rhythm

 

И, %

I, %

30 (23; 35)

40 (33; 45) р=0,019

25 (20; 30)

30 (27; 32) рI-II=0,038

А, мкВ

A, pV

20 (20; 25)

17 (15; 21)

20 (20; 24)

20 (20; 22)

Ч, Гц

F Hz

6 (5; 6)

6 (6; 6)

6 (5; 6)

6 (5; 6)

Бета-ритм

Beta rhythm

И, %

I, %

12 (10; 25)

8 (7; 17) р=0,05

15 (10; 30)

15 (9; 25) рI-II=0,048

А, мкВ

A, pV

15 (10; 17)

13 (10; 19)

16 (11; 19)

17 (12;20)

Ч, Гц

F Hz

20 (20; 20)

20 (19; 22)

20 (19; 22)

20 (19; 22)

Примечание: Уровень значимости различий показателей (по критерию Вилкоксона): р — между нормоксией и ГГС-15; рI-II — между этапами наблюдения.

Note: Validity of differences (Wilcoxon test): p — between normoxia and HGM-15; pI-II — between the stages of the survey.

Исходные групповые показатели отражали преобла­дание (более 50 %) в общем спектре БЭАГМ альфа-ритма нормальной амплитуды и частоты. Суммарный индекс медленно- волновой активности (тета-дельта ритм) со­ставлял около 30 % (также при нормальной амплитуде и ведущих частотах). Индекс бета-ритма закономерно был наименьшим для данных условий регистрации (спокой­ное бодрствование с закрытыми глазами), составляя око­ло 12 % при амплитуде примерно 25 Гц и частоте 20 Гц. В целом, полученные данные в группе наблюдения сви­детельствовали о её однородности и соответствии кри­териям нормы.

При регистрации спонтанной активности при первой гипоксической пробе обращала на себя внимание редук­ция суммарного альфа-ритма ЭЭГ, индекс которого сни­зился, в среднем, на 10-15 % (р=0,013), а амплитуда — на 10-12 % (р=0,044), по сравнению с нормоксией. Ампли­тудная модуляция альфа-ритма в большинстве случаев исчезала. Кроме этого, происходило изменение распро­странения альфа-ритма по конвекситальной поверхности: зональные различия существенно сглаживались. Парал­лельно возрастала доля низкоамплитудных медленных волн (р=0,019). Имели место также тенденции к снижению индекса и амплитуды бета-ритма (р=0,05). По всей види­мости, смещение БЭАГМ из альфа-диапазона в диапазон медленных, преимущественно дельта-волн, можно рас­сматривать как биоэлектрический эквивалент реакции на острый гипоксический стимул. В целом, паттерн ЭЭГ в большинстве наблюдений соответствовал дезорганизо­ванному типу, но с преобладанием альфа ритма, что трак­туется как «функциональные изменения ЭЭГ» [13]. Тем не менее, субъективно все испытуемые переносили гипоксию с положительной эмоциональной окраской, о чем свиде­тельствовало доминирование левой фронтальной коры над правой, отмеченное в обоих условиях измерения. Здесь важно также подчеркнуть, что ни у одного из участ­ников исследований не отмечалось инверсии межполу- шарного доминирования в ответ на гипоксию, о чем ранее сообщалось рядом исследователей [15], которые предла­гали считать подобную реакцию специфическим ответом БЭАГМ на острый дефицит кислорода.

Проведенные гипоксические тренировки сопрово­ждались характерными и, в целом, позитивными из­менениями спонтанной биоэлектрической активности головного мозга, свидетельствующими о формировании структурно-функционального «следа» адаптации в выс­ших отделах ЦНС. Так, при сравнительном анализе ЭЭГ, записанных в нормальных условиях пребывания испы­туемых до и после НГТ, выявлены тенденции к повы­шению амплитуды и индекса альфа-ритма (p<0,05), его регулярности, амплитудного градиента и функциональ­ной асимметрии. Существенных изменений со стороны характеристик медленно- и быстроволновой активности (тета-дельта и бета ритмов), по сравнению с первичным обследованием, не зафиксировано.

При проведении повторного (после НГТ) ЭЭГ-исследования во время пребывания испытуемых в ГГС-15 за­регистрированы следующие феномены. В качестве глав­ного из них следует отметить существенно меньшую, чем при первичном обследовании, редукцию индекса и ам­плитуды альфа-ритма в ответ на гипоксию (p<0,05). Ме­нее выраженными, чем при первой гипоксической пробе, были и реакции «сглаживания» амплитудного градиента альфа-ритма на конвекситальной поверхности черепа, а также дисмодуляции «альфа-веретен». Обращало на себя внимание углубление доминирования левой лобной коры над правой (отмеченного в обоих условиях измере­ния), что, как указывалось выше, можно рассматривать как отражение позитивности эмоциональных состояний испытуемых. Как и при первичном обследовании, ни у одного из испытуемых при гипоксическом воздействии не выявлено инверсии межполушарного доминирования.

Что касается других изменений реактивности ЭЭГ при пребывании испытуемых в ГГС-15, то следствием тренировок к гипоксии явилось отсутствие «смещения» спонтанной биоэлектрической активности в сторону медленноволновой области спектра (тета-дельта волн), что, как было показано выше, имело место у испытуемых при первой гипоксической пробе.

Снижение выраженности приспособительных ЭЭГ- реакций в ответ на гипоксию, произошедшее в результате НГТ, следует рассматривать как формирование у тренируемых «функциональной системы адаптации» к кислородному дефициту. Данная система обеспечива­ет повышение устойчивости организма (в том числе) нейронов высших отделов ЦНС) к гипоксии и сниже­ние выраженности компенсаторных реакций «платы», что рассматривается как устойчивое приспособление (адаптация) к стрессогенному фактору [16].

Исследования функциональных возможностей высших отделов ЦНС, оцениваемые по динамике по­казателей успешности сложной интеллектуальной дея­тельности, выявили наличие схожих закономерностей (табл.2).

 

Таблица / Table 2

Показатели успешности выполнения теста «Маршрут» испытуемыми (n=18) при контрольных гипоксических пробах, Me (Q25; Q75)

Indicators of the success of the test “Route” by the subjects (n = 18) with control hypoxic samples, Me (Q25; Q75)

Показатель, ед. изм.

Indicator, units

Этап наблюдения

The stage of the survey

Условия измерения

Measurement conditions

I этап (перед началом НГТ)

I stage (before the start of NHT)

II этап (после НГТ)

II stage (after NHT)

Нормоксия

Normoxia

ГГС-15

HGM-15

Нормоксия

Normoxia

ГГС-15

HGM-15

Число ошибок, ед.

Number of errors, units

7 (7; 9)

8 (10; 8)

р=0,017

6 (6; 8)

рI-II=0,045

7 (6; 8)

рI-II=0,025

Время выполнения зада­ния, с

Execution time, sec

295 (266; 334)

305 (284; 361)

р=0,020

287 (241; 320)

рI-II=0,047

294 (254; 336)

рI-II=0,018

Интегральный показатель, усл.ед.

Integral index, conv. un.

7,05 (4,66; 7,34)

5,95 (3,39; 6,16)

p<0,001

8,13 (5,80; 8,59)

рI-II=0,019

7,06 (5,64; 8,46)

рI-II=0,003

Примечание: уровень значимости различий показателей (по критерию Вилкоксона): р — между нормоксией и ГГС-15; рI-II — между этапами наблюдения.

Note: validity of differences (Wilcoxon test): p — between normoxia and HGM-15; рI-II — between the stages of the survey.

 

Анализ результатов первичного обследования по­казал наличие среднего уровня успешности выполне­ния предложенного теста «Маршрут» у большинства испытуемых (медиана ИП составляла 7,05 у.е. при максимальных 16), что согласуется с данными авто­ров методики, обследовавших большие массивы людей с различными интеллектуальными способностями. Сравнение результатов выполнения теста во время на­хождения в ГГС-15 (первая гипоксическая проба) по­казало, что при данной степени гипоксии в группе ис­пытуемых наблюдались как увеличение числа ошибок, так и замедление мыслительных операций. Указанные тенденции закономерно отразились на интегральном показателе работоспособности, среднегрупповое зна­чение которого по сравнению с нормоксией снизи­лось примерно на 18% (p<0,001). Выявленные факты свидетельствовали о затруднении выполнения ин­теллектуальной деятельности высокой сложности в смоделированных достаточно «жестких» условиях де­фицита кислорода, что полностью соответствует пред­ставлениям об особенностях гипоксических состояний [11][14].

В процессе назначенного впоследствии курса НГТ участники исследования тест «Маршрут» не выполня­ли для исключения возможного тренирующего эффек­та. Повторные тестирования, проведенные после окон­чания НГТ, выявили следующие тенденции в динамике умственной работоспособности испытуемых. Прежде всего, обращало внимание повышение успешности вы­полнения теста в обычных (нормоксических) условиях по сравнению с первичным обследованием. Это каса­лось и числа ошибок в расчетах (р=0,045), и скорости выполнения 15 заданий (р=0,047), что привело к досто­верному увеличению ИП (в среднем на 19 %, р=0,019). Также существенно лучшими оказались результаты повторного тестирования во время пребывания в ГВС- 15: по сравнению с первой пробой, достоверно умень­шились число ошибок (р=0,025), длительность работы (р=0,018), что привело к увеличению ИП (в среднем на 36%, р=0,003). При этом снижение умственной ра­ботоспособности, по сравнению с нормоксическими условиями, оказалось существенно меньшим, чем при первой пробе, о чем свидетельствовало отсутствие до­стоверных различий по всем показателям успешности заданной деятельности до и во время пробы. В част­ности, средние значения ИП при гипоксии уступали таковым в нормальных условиях всего на 6 % (p>0,05).

Обсуждение

Проведенные исследования, в целом, подтвердили мнение об изменении нормального функционирова­ния высших отделов ЦНС даже при умеренном дефи­ците их кислородного снабжения (пребывании в ГГС- 15). Это проявлялось, в частности, в специфических реакциях спонтанной БЭАГМ: редукции и снижении амплитуды альфа-ритма, сглаживании его зональных различий на конвекситальной поверхности коры, дис- модуляции «альфа-веретен». Параллельно наблюда­лось смещение биоэлектрической активности в сто­рону медленноволновой области спектра ЭЭГ. Однако инверсии межполушарного доминирования во время гипоксии, как это отмечалось в работах ряда исследо­вателей [15], в исследованиях не отмечено ни у одного из испытуемых. По всей видимости, данная реакция не является специфичной для любого гипоксического со­стояния, хотя, возможно, и имеет место у других кате­горий лиц или при более глубокой степени гипоксии.

Выявленные сдвиги спонтанной БЭАГМ сочета­лись со снижением эффективности выполнения слож­ной интеллектуальной деятельности, требующей ком­плексного «включения» комбинаторных психических процессов и оперирования разномодальной информа­цией. Подобные феномены при аналогичных острых гипоксических воздействиях были зафиксированы и другими исследователями [5][17]. В указанных и других работах подчеркивается, что в условиях некритиче­ской (субкомпенсированной) гипоксии, прежде всего, снижаются предельные возможности человека по осу­ществлению интеллектуальной деятельности крайне сложного содержания и выполняемой с максимально возможной скоростью. Кроме этого, показана зависи­мость повреждающих эффектов дефицита кислорода при выполнении подобной психической деятельности от индивидуальных стратегий переработки разномо­дальной информации: чем более надежной и эффек­тивной является исходная стратегия, тем большую устойчивость к гипоксии имеет данный индивидуум [14].

Основным итогом данной работы следует считать установленную возможность искусственного повыше­ния устойчивости к гипоксии структур головного моз­га путем проведения нормобарической гипоксической тренировки. Указанный факт проявлялся, в частности, в снижении специфической реактивности спонтанной ЭЭГ на гипоксию после проведенного цикла НГТ в разработанном нами режиме, особенностью которого являлась пролонгированная (до 2 часов) экспозиция каждой гипоксической процедуры. Характерно, что другими исследователями [5,7], которые использова­ли традиционные периодические или интервальные режимы НГТ с длительностью каждого воздействия до 30 мин, к окончанию 10-15-дневных тренировок было выявлено, наоборот, углубление исходных реак­ций спонтанной ЭЭГ на гипоксию. По всей видимости, основной причиной данного несоответствия является незавершенность процессов ранней адаптации к ги­поксии при проведении НГТ в используемых до насто­

ящего времени вариантах, что определяет преимуще­ства предлагаемого режима тренировки.

Выявленные в данной работе факты позитивного влияния НГТ на эффективность интеллектуальной деятельности в обычных условиях пребывания испы­туемых и при нахождении в ГГС-15 позволяют рассма­тривать апробированный метод как средство протекции головного мозга от повреждающего действия дефицита кислорода.

По всей видимости, к основным механизмам такого влияния повторяющихся гипоксических воздействий можно отнести адаптационную перестройку метаболи­ческих и пластических процессов в нейронах КГМ, повы­шение «экономичности» их функционирования; увеличе­ние васкуляризации и кровоснабжения головного мозга; стимуляцию синтеза эндогенных субстанций (в частно­сти, нейромодулятора оксида азота), обладающих выра­женным регуляторным приспособительным действием.

Заключение

Выявленные эффекты гипоксической тренировки в примененном нами варианте и режиме могут быть ис­пользованы в системе физиологической подготовки специалистов к выполнению задач деятельности в усло­виях пониженного парциального давления кислорода в окружающей среде. Дальнейшее развитие данного мето­да позволит более эффективно использовать его в кли­нической практике, например, при осуществлении так называемого «ишемического прекондиционирования» у пациентов с нарушениями кислородного бюджета орга­низма.

Список литературы

1. Павлов Б.Н., Смолин В.В., Баранов В.М. Основы барофизиологии, водолазной медицины, баротерапии и лечения инертными газами. - М.: ГранПолиграф, 2008. - 496 с.

2. Ван Лир Э., Стикней К. Гипоксия / Пер. с англ. - М.: Медицина, 1967. - 368 с.

3. Go A.S., Mozaffarian D., Roger V.L. Heart disease and stroke statistics-2013 update: a report from the American Heart Association // Circulation. – 2013- Vol. 127. - P. 6-245.

4. Зарубина И. В. Современные представления о патогенезе гипоксии и ее фармакологической коррекции // Обзоры по клин. фармакол. и лекарственной терапии. - 2011. - Т.9, №3 - С.31–48.

5. Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О. Гипокситерапия. - СПб: ООО «ОЛБИ-СПБ»; 2003.

6. Петров В.А., Иванов А.О. Перспективные пути повышения пожарной безопасности энергонасыщенных обитаемых герметичных объектов // Безопасность жизнедеятельности. - 2017. - №10. - С. 37–39.

7. Колчинская А.З. Интервальная гипоксическая тренировка, эффективность, механизмы действия. – Киев: Елта; 2011.

8. Быков В.Н., Ветряков О.В., Анохин А.Г., Халимов Ю.Ш., Фатеев И.В., Калтыгин М.В. Перспективы использования гипоксических тренировок для ускоренной адаптации военнослужащих к условиям высокогорья // Морская медицина. - 2017. - Т. 3, № 4. - С. 7-15. DOI: 10.22328/2413-5747-2017-3-4-7-15

9. Кочубейник Н.В., Иванов А.О., Скляров В.Н., Скокова В.Ю., Бугаян С.Э., Айвазов К.К., Грошилин С.М. Респираторные реакции организма при циклическом пребывании человека в нормобарической гипоксической среде // Медицинский вестник Юга России. – 2016. - № 4. – С. 27-31.

10. Петров В.А., Майоров И.В., Янцевич П.В., Иванов А.О. Стенд-модель судовых помещений для моделирования обитаемости и режимов жизнедеятельности «МОРЖ» и его инженерное обеспечение // Вопросы оборонной техники. - 2016. - Вып. 7 -8 (97-98). – С.104-110.

11. Шатов Д.В., Грошилин В.С., Иванов А.О., Барачевский Ю.Е., Лобозова О.В., Павлиди К.Д., Болиев О.Э., Грошилин С.М. Коррекция отклонений психофизиологического статуса лиц опасных профессий путем использования гипоксических газовоздушных сред //Экология человека. - 2014. - № 9. - С.3-7.

12. Шатов Д.В., Иванов А.О., Грошилин В.С., Беляев В.Ф., Павлиди К.Д., Лобозова О.В., Анистратенко Л.Г. Влияние длительного периодического пребывания в условиях искусственных нормобарических гипоксических газовых сред на операторскую работоспособность // Военно-медицинский журнал.-2014. -Т. 335. № 8. - С. 63-65.

13. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии. Руководство. – М.: Медпрессинформ; 2017.

14. Петрукович В.М., Иванов А.О., Зотов М.В., Федоров С.И. Влияние гипоксии на умственную работоспособность операторов с различными стратегиями переработки информации в оперативной памяти // Вестник СПбГУ. - Сер. 12. - 2015. - Вып. 3. – С. 27-37.

15. Леутин В.Г., Платонов В.Г., Диверт Г.М. Инверсия полушарного доминирования как психофизиологический механизм интервальной гипоксической тренировки // Физиология человека. - 1999. - Т.25, N 3. - С. 65-70.

16. Медведев В.И. Адаптация человека. – СПб.: Институт мозга человека РАН; 2003.

17. Иванов А.О., Петров В.А. Бочарников М.С., Безкишкий Э.Н. Возможности длительного пребывания человека в аргоносодержащих газовых средах, снижающих пожароопасность гермообъектов // Экология человека. - 2017. - № 1. - С. 3-8.


Об авторах

А. Ю. Ерошенко
Ростовский государственный медицинский университет
Россия

Ерошенко Андрей Юрьевич, к.м.н., ассистент кафедры
организации здравоохранения и общественного здоровья
с курсом информационных технологий в дравоохранении
и медицине

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29; тел. 8-918-558-12-28



Н. В. Кочубейник
Ростовский государственный медицинский университет
Россия

Кочубейник Николай Владимирович, к.м.н., доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29;
Тел.8-928-111-00-80



Д. В. Шатов
Ростовский государственный медицинский университет
Россия

Шатов Дмитрий Викторович, к.м.н., доцент кафедры судебной медицины

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29; Тел.8-928-279-26-67



С. М. Грошилин
Ростовский государственный медицинский университет
Россия

Грошилин Сергей Михайлович, д.м.н., проф., заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29; Тел. 8-918-554-66-46



В. Н. Скляров
Ростовский государственный медицинский университет
Россия

Скляров Вадим Николаевич, к.м.н., заместитель начальника учебного военного центра

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29; Тел.8-
928-906-92-57



В. А. Степанов
Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону
Россия

Степанов Владимир Анатольевич, к.м.н., доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф

344022, Ростов-наДону, пер. Нахичеванский, 29; Тел. 8-928-613-16-09



С. Н. Линченко
Кубанский государственный медицинский университет

Линченко Сергей Николаевич, д.м.н., проф., заведующий кафедрой мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф

350063, Краснодар, ул. Седина, д. 4; Тел. 8-918-410-64-60



Для цитирования:


Ерошенко А.Ю., Кочубейник Н.В., Шатов Д.В., Грошилин С.М., Скляров В.Н., Степанов В.А., Линченко С.Н. Гипоксическая тренировка как способ протекции головного мозга человека от повреждающего действия дефицита кислорода. Медицинский вестник Юга России. 2018;9(4):33-41. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2018-9-4-33-41

For citation:


Eroshenko A.Yu., Kochubejnik N.V., Shatov D.V., Groshilin S.M., Sklyarov V.N., Stepanov V.A., Linchenko S.N. Hypoxic training as a way of the human brain protection from the damaging effects of oxygen deficiency. Medical Herald of the South of Russia. 2018;9(4):33-41. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2219-8075-2018-9-4-33-41

Просмотров: 518


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2219-8075 (Print)
ISSN 2618-7876 (Online)