Автореферат и диссертация по медицине (14.03.11) на тему:Эффективность использования гипоксии-гиперкапнии в восстановительной коррекции функциональных резервов организма у водолазов и спортсменов

На правах рукописи

005002540

Емушннцев Петр Александрович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИПОКСИИ ГИПЕРКАП-НИИ В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ ОРГАНИЗМА У ВОДОЛАЗОВ И СПОРТСМЕНОВ

14.03.11

«Восстановительная медицина, спортивная медицина, лечебная физкультура, курортология и физиотерапия»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 7 НОЯ 2011

Москва-2011

005002540

Работа выполнена: в ОАО «Научно-производственное объединение «Экран»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук

Олейникова М.М.

кандидат медицинских наук

Гурцкой Р.А.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Машков О.А.

доктор медицинских наук, профессор

Агасаров Л.Г.

Ведущая организация: ФГУ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бурназяна» ФМБА России

на заседании диссертационного совета Д 208.001.02 при ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники». Адрес: 129301, г. Москва, ул. Касаткина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники». Адрес: 129301, г. Москва, ул. Касаткина, 3.

Автореферат разослан «_» _2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Цыганова Т.Н.

Защита состоится «

»

2011 г. в

часов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Разработка инновационных корригирующих технологий, направленных на сохранение, восстановление и повышение функциональных возможностей организма здорового и больного человека, является основной стратегией современной восстановительной медицины. Крайне важным данное положение представляется в отношении лиц, деятельность которых сопряжена с частными и интенсивными физическими и психическими нагрузками: военнослужащие, спортсмены, спасатели, специалисты МВД и другие. Восстановление физического и психического здоровья, работоспособности, продление профессионального долголетия подобных категорий специалистов является одной из актуальных проблем современной профессиональной, спортивной, реабилитационной медицины (Ушаков И.Б. и др., 2004, 2008; Преображенский В.Н., 2008; Цыганова Т.Н. и др., 2011).

В этой связи поиск новых, не медикаментозных средств и методов -физиологических мероприятий, имеющих минимум побочных эффектов и направленных на сохранение, восстановление и поддержание работоспособности, расширение функциональных возможностей организма специалистов со сложным и напряженным характером труда, представляется актуальным и своевременным (Довгуша В.В. и др., 1998; Горанчук В.В. и др., 2003; Бицадзе Г.М, Цыганова Т.Н., 2010).

В настоящее время в системе профилактических и реабилитационных мероприятий все чаще применяются методы воздействия на организм, представляющие собой какой-либо фактор физической природы. К одному из перспективных подобных методов относят гипоксические тренировки. Такие отечественные специалисты, как В.В. Горанчук и соавт. (2003), Т.Н. Цыганова (2004, 2008), А.Г. Кочетов (2006, 2009), А.О. Иванов и соавт. (2006, 2010), Д.Н. Елисеев и соавт. (2007, 2010) и др., позволили обосновать данный метод в качестве эффективного способа восстановления профессиональной работоспособности, лечения и профилактики соматических заболеваний.

Однако диапазон тренирующего и лечебного действия гипоксической гипоксии имеет существенные ограничения. К важнейшему из них относится развитие в организме гипокапнии и газового алкалоза, являющихся крайне нежелательными явлениями, которые резко снижают эффективность гипок-сических тренировок (Иванов А.О., 2000; Раевский И.Н., 2003, Кочетов А.Г.,

2005 и др.). Простым способом их нивелирования является добавление во вдыхаемую газовую смесь С02, что приводит к сочетанному действию гипоксии и гиперкапнии на организм.

Немногочисленные исследования (Анистратенко Л.Г. и др., 2004, 2005; Грошилин С.М., 2007, 2009; Беляев В.Р., 2011) показали высокую эффективность гипоксически - гиперкапнических тренировок. Однако, несмотря на очевидную перспективность их использования в профилактических и реабилитационных целях, данный способ в настоящее время не получил достаточного обоснования и апробации.

В современной литературе явно недостаточно сведений, которые описывают приспособительные реакции, развивающиеся при гипоксии-гиперкапнии в условиях гипербарии, которая также является одним из алап-тогенных факторов. В частности, тренировки к подобным воздействиям могут быть весьма эффективными у водолазов и спортсменов, поскольку специфические факторы их деятельности зачастую сопровождаются развитием в организме подобных условий, существенно снижающих профессиональную работоспособность. В этой связи, искусственное повышение толерантности организма к таким факторам внешней среды, как гипоксические, гиперкап-нические, гипербарические стимулы, можно считать одним из направлений физиологического сопровождения деятельности водолазов и спортсменов, тренирующих выносливость. Однако до сих пор подобных исследований не проводилось.

В связи с вышеизложенным, целью данного исследования явилась оценка эффективности использования гипоксии-гиперкапнии в восстановительной коррекции функциональных резервов организма у водолазов и спортсменов.

Для достижения поставленной решались следующие задачи исследования:

1. На основе оценки экстренных и долгосрочных приспособительных сдвигов в организме, происходящих в процессе курса тренировки к гипоксии-гиперкапнии в условиях нормо- и гипербарии, охарактеризовать физиологические и психофизиологические механизмы, лежащие в основе профилактических и реабилитационных эффектов метода.

2. Разработать эффективные режимы использования гипоксиче-

ски-гиперкапнических воздействий в нормобарических и гипербарических условиях для расширения функциональных возможностей организма человека.

3. Провести сравнительную оценку успешности применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок в целях восстановительной коррекции функциональных резервов у водолазов и спортсменов, испытывающих трудности профессиональной адаптации и акклиматизации.

4. На основании полученных данных разработать показания и методику использования гипоксически-гиперкапнических воздействий в нормобарических и гипербарических условиях у водолазов и спортсменов.

Научная новизна:

1. Впервые охарактеризованы физиологические механизмы оздоравли-вающих эффектов адаптации к гипоксически-гиперкапническим воздействиям, смоделированным в условиях нормо- и гипербарии.

2. На основе исследованных физиологических механизмов впервые разработаны наиболее эффективные режимы адаптации к гипоксии-гиперкапнии.

3. Впервые доказана высокая эффективность применения данного метода у водолазов, испытывающих трудности профессиональной адаптации и акклиматизации.

4. Впервые доказано, что применение тренировок к гипоксии-гиперкапнии сопровождается расширением функциональных возможностей организма спортсменов, восстановлением и повышением их физической и психической работоспособности.

5. Разработана принципиально новая схема применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок у водолазов и спортсменов и их использование в гипербарическом варианте.

6. Впервые определены показания и разработана методика применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок в качестве окончательного этапа реабилитации у водолазов и спортсменов.

Практическая значимость работы заключается в разработке нового немедикаментозного метода, основанного на использовании тренировок к гипоксии-гиперкапнии (в условиях нормо и гипербарии) и направленного на

расширение функциональных возможностей организма спортсменов и водолазов, продление их профессионального долголетия.

Определены правила выбора адекватных режимов тренировок к гипок-сии-гиперкапнии. Разработаны практические рекомендации по использованию данного метода для физиологического сопровождения профессиональной деятельности специалистов с напряженным и сложным характером труда (водолазы; спортсмены, тренирующие выносливость).

Полученные в исследовании факты позволяют предположить возможность широкого использования апробированного метода в профилактических, лечебных и реабилитационных целях у различных категорий специалистов, а также больных с хронической патологией органов и систем.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Физиологические механизмы тренировок к гипоксии-гиперкапнии, проводимых в разработанном режиме, заключаются в развитии в организме человека адаптационных сдвигов со стороны нервной и гуморальной регуляции, систем кровообращения, внешнего дыхания, газотранспортной функции крови, обмена веществ, общей резистентности, что лежит в основе оздоравливающих эффектов данного метода.

2. Проведение тренировок к гипоксии-гиперкапнии у водолазов и спортсменов, имеющих трудности профессиональной адаптации, приводит к оптимизации восстановительных процессов в организме, расширению функциональных возможностей организма, повышению физической и психической работоспособности.

3. Наиболее эффективным из использованных вариантов респираторных воздействий являются тренировки к гипоксии-гиперкапнии в гипербарическом варианте, что дает возможность рассматривать его в качестве метода выбора на окончательном этапе реабилитации у водолазов и спортсменов.

Реализация работы. Результаты проведенного исследования внедрены в практику повседневной деятельности медицинской службы дивизиона спасательных судов Новороссийской военно-морской базы, в лечебный и реабилитационный процесс в физиотерапевтических отделениях филиалов ФГУ 3 ЦВКГ им. А.А.Вишневского (г. Москва), Главного военного госпиталя Черноморского флота, 1602 ОВКГ Северо-Кавказского военного округа, клини-

ках Центра доказательной медицины (Санкт-Петербург). Результаты работы также используются в учебном процессе: на факультете военного обучения РостГМУ; кафедрах экстремальной медицины РостГМУ, СПбГМА им . И.И. Мечникова, Ставропольской ГМА и Северного ГМУ. Материалы диссертации внедрены в научные разработки 1-го Центрального научно-исследовательского института МО РФ (С.-Петербург).

Связь диссертации с научно-исследовательскими работами. В диссертации изложены материалы исследований, полученные при непосредственном участии автора в рамках выполнения плановых комплексных РостГМУ и НИР ВНИИИ МТ.

Апробация работы проводилась на научно-практических конференциях: на 9-й и 10-й межвузовских Международных научно-практических конференциях «Обмен веществ при адаптации и повреждении» (г. Ростов-на-Дону, 2010, 2011); на Юбилейной научно-практической конференции кафедры адаптивной физической культуры ИСПиП им. Р. Валленберга (Санкт-Петербург, 2010): на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях» (Ставрополь, 2011); на V Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2011); на Международном научном конгрессе «Актуальные аспекты современной психофизиологии» (Санкт-Петербург, 2011); заседаниях научно-методического совета ВНИИИМТ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 136 страницах и состоит из введения, 4 глав, включающих обзор литературы, описание методов исследования, результаты собственных наблюдений и их обсуждение, а также заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, содержащего 143 источника (из них 66 на иностранных языках). В тексте имеются 15 таблиц и 14 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Организация исследования Для решения поставленных в работе задач проведены 2 серии исследований. В исследованиях 1 -й серии определялись физиологические механизмы

апробируемых вариантов тренировок на основе детальной оценки приспособительных сдвигов, развивающихся в организме здоровых испытуемых-добровольцев. Всего в исследованиях данной серии приняли участие 65 здоровых мужчин в возрасте 19-25 лет, разделенных на 3 группы в зависимости от использованного варианта респираторных тренирующих воздействий -(табл. 1).

Таблица 1

Общая характеристика обследованных лиц _

Серия Группа обсле- Использованные респираторные воздей- Имитация Общее чис-

иссле- дованных лиц ствияГруппа респира- ло обследо-

дова- Гипоксия- Гипоксия- Гипоксия торных ванных лиц

ния гиперкап- гиперкап- при нормо- воздейст-

ния при нормоба- ния при гипербарии барии и нормокап- вии

рии нии

1-я Добровольцы 20 20 25 - 65

серия

2-я Водолазы 14 14 - 10 38

серия Спортсмены 16 18 - 11 45

Итого: 50 52 25 21 148

У лиц основных групп (45 человек) проводились гипоксически-гиперкапнические тренировки в нормобарическом (группа 1, 20 человек) и гипербарическом (группа 2, 20 чесловек) варианте. У добровольцев контрольной группы (группа 3, 25 человек) использовалась нормобарическая нормокапническая гипоксическая тренировка в периодическом режиме, проводимая по стандартной методике (Горанчук В.В. и др., 2003).

Исследования 2-й серии, где приняли участие 73 человека, были посвящены сравнительной оценке эффективности использования различных вариантов гипоксически - гиперапнических тренировок у водолазов и спортсменов. Все обследованные специалисты были разделены на 3 группы: в основной группе 1 (30 человек) применялись нормобарические гипоксически-гиперкапнические тренировки, в основной группе 2 (32 человека) - гипокси-чески-гиперкапнические тренировки в гипербарическом варианте, в контрольной группе (21 человек) тренировки имитировались (под маску подавался атмосферный воздух).

Всего было обследовано 38 водолазов-мужчин, проходящих службу на Черноморском флоте РФ, у 28 из которых проводились тренировки к гипок-сии-гиперкапнии, а 10 человек были обследованы в качестве контрольной группы. Возраст водолазов находился в пределе 25-34 лет, средний возраст -

30,2±1,2 года. Также в исследованиях данной серии участвовали 45 квалифицированных спортсменов-тяжелоатлетов (не ниже 2-го разряда), мужского пола, в возрасте 19-22 лет (средний возраст 20,2±0,5 года). У 34 из них параллельно с повседневным тренировочным процессом проведены гипоксиче-ски - гиперкапнические воздействия, остальные 11 человек составили контрольную группу, тренирующуюся в обычном спортивном режиме при параллельной имитации респираторных тренировок.

При отборе водолазов и спортсменов для участия в исследованиях, кроме наличия положительной мотивации, обращалось внимание на исходное функциональное состояние. При этом преимущество отдавалось лицам, имеющим на момент первичного обследования признаки снижения работоспособности в связи с напряженной предшествующей деятельностью, затруднением процесса адаптации и акклиматизации.

Способы создания условии гипоксии-гиперкапнии, режимы тренировок

Создание условий гипоксии-гиперкапнии моделировали двумя способами. Первый способ заключался в предварительном приготовлении гипок-сических смесей при помощи стандартных гипоксикаторов отечественного производства (ГИП-10-1000) и последующем добавлении в смесь С02. Второй способ заключался в дыхании обследованных через дополнительное «мертвое» пространство (ДМП), которое создавалось путем присоединения к клапану вдоха маски системы дыхательных трубок. При проведении сеансов в гипербарическом варианте использовали типовые барокамеры отечественного производства (типа «БЛКС-301М», ПДК-2, МРК).

Как показано в табл. 1, в различных сериях исследования всего было использовано 3 варианта респираторных нагрузок. Первый вариант заключался в курсовом воздействии гипоксии-гиперкапнии при нормобарии. Применялись гипоксически-гиперкапнические газовые смеси с содержанием 02 примерно 12%, С02 - 2%, при таком составе смеси парциальное давление 02 во вдыхаемой смеси составляло около 90 мм рт. ст., рС02 - около 15 мм рт. ст. Аналогичные концентрации (парциальные давления) С02 и 02 моделировались при создании условий гипоксии-гиперкапнии с использованием ДМП.

Второй вариант респираторных тренирующихся нагрузок представлял собой дыхание гипоксически-гиперкапнической газовой смесью в условиях гипербарии. «Рабочее» давление в барокамере поддерживали на уровне 1,5

атм. Условия гипоксии-гиперкапнии создавали путем дыхания испытуемых через ДМП, также смоделированное таким образом, чтобы парциальное давление 02 и С02 во вдыхаемой смеси (с пересчетом на гипербарию) составляло около 90 и 15 мм рт. ст., соответственно.

Третий вариант воздействий (применяемый только в исследованиях 1-й серии), заключался в дыхании испытуемыми дыхательной смесью, содержащей 10% Ог (парциальное давление около 77 мм рт. ст.), при нормальном атмосферном давлении и содержании СОг.

Курсы тренировок состояли из 15 сеансов, проводимых ежедневно. Продолжительность каждого сеанса составляла 30 минут. Выбор указанных режимов тренировок был осуществлен на основе большого количества предварительных исследований, а также с учетом рекомендаций других исследователей (Грошилин С.М. и др., 2006, 2007; Иванов А.О. и др., 2008).

Методы исследования Методы оценки субъективного и психоэмоционального состояния Самооценка состояния проводилась с использованием методики САН -самочувствие, активность, настроение (Доскин H.A., 1973). Для оценки жалоб на самочувствие в процессе проведения сеансов тренировок был использован специальный вопросник, предложенный С.М. Грошилиным (2006), где по шкале от 0 до 4 баллов оценивалась выраженность специфических для респираторных воздействий жалоб. Определяли количество и выраженность жалоб. Реактивную тревогу и личностную тревожность оценивали по стандартизованным опросникам Ч.Д. Спилбергера (Spielberger Ch.D., 1972) в модификации Ю.Л.Ханина (1978).

Методы исследования гемодинамики, внешнего дыхания, крови Показатели системной гемодинамики оценивались в состоянии покоя, во время респираторных воздействий или функциональных проб. Систолическое и диастолическое артериальное давление (САД, ДАД), частоту сердечных сокращений (ЧСС) определяли с помощью автоматизированного тонометра (Япония). В ряде случаев перечисленные параметры регистрировались параллельно с другими физиологическими показателями путем использования аппаратно-программного комплекса (АПК) «Biopac*100» (США). В частности, ЧСС определялась путем записи электрокардиограммы (ЭКГ) на соответствующем модуле АПК. Ударный и минутный объемы крови (УО,

МОК) определяли при регистрации интегральной тетраполярной (отведения от конечностей) реограммы тела по методике М.И. Тищенко (1973).

Рассчитывали также следующие показатели и коэффициенты (Загрядский В.П. и др., 1991): пульсовое давление (ПД), среднединамическое давление (СДД), ударный и сердечный индексы (УИ и СИ), - показатель внешней работы сердца (ВРС), показатель общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС), вегетативный индекс Кердо (ВИК).

Основным методом исследования состояния микроциркуляции являлась лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ). По общепринятой методике определяли интегральный показатель микроциркуляции (ИПМ), с последующим анализом его спектральных составляющих и расчетом «индекса эффективности микроцируляции» (ИЭМ) по A.Bollinger et а). (1993).

Для оценки состояния регуляции сердечного ритма в покое и при функциональных пробах была использована методика ритмокардиографии (РКГ). Для проведения РКГ был использован электрокардиографический блок АПК. Проведение РКГ в условиях покоя проводилось в соответствии с Международным стандартом («Heart rate variability...», 1996), после чего рассчитывались общепринятые показатели вариабельности сердечного ритма (Баевский P.M., 2001).

Кроме этого, при оценке переносимости ряда внешних воздействий на организм обследованных лиц был использован другой вариант РКГ с вычислением динамических характеристик ЧСС по методике Н.И.Саповой (1996).

Для оценки функции внешнего дыхания регистрировали минутный и дыхательный объемы, частоту дыхания (МОД, ДО, ЧД), потребление кислорода (V02), выделение С02 (VO2). Для этого использовался либо соответствующий модуль АПК, либо приборы «Физиолог-М», газоанализаторы ЛБ-2 на СОг, УМ - на О2. (отечественного производства). Рассчитывали вентиляционный эквивалент (ВЭ) (Загрядский В.П. и др., 1991).

Показатели, характеризующие состояние эритроцитарного звена циркулирующей (капиллярной) крови определяли с использованием автоматического счетчика клеток "SYSTEM 9000" (Швеция).

Функциональные методы исследования

Для оценки толерантности организма к условиям гипоксии-гиперкапнии была использована нормобарическая гипоксически-гиперкапническая проба, проводимая по методике С.М. Грошилина и соавт.

(2004): содержание 02в смеси 10%, С02 -4%, длительность пробы - 10 мин. В процессе всей пробы проводилась РКГ и регистрировались параметры внешнего дыхания. При анализе РКГ оценивались амплитудные и временные динамические характеристики ЧСС во время пробы по методике Н.И. Саповой (1996). На основании полученных данных у обследованных, согласно рекомендациям авторов методики, определялся уровень толерантности к ги-поксии-гиперкапнии по специальной 4-бальной шкале.

Влияние тренировок на уровень статической выносливости оценивали путем проведения статоэргометрической пробы в соответствии со стандартной методикой (Бондарев Э.В. и др., 1992) с использованием статоэргометра В-430-89 (отечественного производства). При выполнении пробы тестируемый обеими ногами создавал ступенчато возрастающее усилие на педали величиной 120, 160, 200, 240 и 280 кгс с удержанием на каждой ступени в течение 30 с. В процессе пробы регистрировали ЧСС и измеряли АД.

В качестве гравитационной нагрузки использовали активную ортоста-тическую пробу, проводимую в модификации Шеллонга (Ольен Т.Э.и др., 1977). Во время пробы непрерывно осуществляли РКГ, на всех этапах пробы измерялось АД. Анализировали амплитудные, временные и интегральные показатели динамики ЧСС по методике Н.И. Саповой (1996).

Для оценки динамики умственной работоспособности обследованных лиц использовали 10-минутный тест арифметического счета (АС). Интегральный показатель успешности (ИПУ, усл. ед.) теста АС вычисляли по методике Н.И.Саповой и соавт. (1996, 1998).

Статистическая обработка полученных данных

Для статистической обработки данных были использованы методы вариационной статистики (Юнкеров В.И. и др., 2005). Вычислялись средние по группам значения показателей (М) и ошибки среднего значения (ш). В случае достаточного объема выборки (п>20), распределения в выборке близкого к нормальному и гомогенности дисперсий в выборках (проверяемой по F-критерию Фишера) достоверность различий определяли с использованием t-критерия Стьюдента. В других случаях для оценки достоверности различий использовали непараметрический критерий Вилкоксона-Манна-Уитни. Статистический анализ производили с использованием программ "STATISTICA", версия 7.0 для "WINDOWS-XP", "Microsoft Exell".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Приспособительные реакции организма здоровых лиц при различных вариантах гипоксии-гиперкапнии

В рамках первой серии исследований была проведена сравнительная оценка функционального состояния здоровых добровольцев при использованных вариантах респираторных воздействий.

Судя по анализу динамики жалоб на самочувствие и показателей теста САН, выбранные воздействия оказались сильными по интенсивности, но в то же время не вызывали патологических изменений состояния здоровых лиц. При этом наиболее выраженное влияние на субъективный статус оказывало воздействие гипоксии-гиперкапнии в условиях гипербарии (группа 2), меньшее - нормобарический гипоксически-гиперкапнический стимул (группа 1), минимальное - нормобарическая гипоксия (группа 3), о чем свидетельствовали высоко достоверные межгрупповые различия регистрируемых показателей (рис. 1).

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

Рис. 1. Динамика выраженности жалоб на самочувствие (баллы) во время сеансов тренировок у добровольцев сравниваемых групп (М+ш) Примечание. Различия по сравнению с группой 3 достоверны на всех этапах наблюдения (р<0,001) Достоверность различий: между 1-й и 2-й группами: **- р<0,01, *** - р<0,001; по сравнению с 1-м сеансом: +- р<0,05, ++ - р<0,01.

Однако уже примерно через 10 сеансов тренировки наблюдались явления срочной адаптации организма испытуемых к новым условиям дыхания, что проявлялось в значительном снижении выраженности жалоб по сравнению с 1-м сеансом. Указанные тенденции оказались наиболее выраженными

5-й сеанс

10-й сеанс

I5-й сеанс

I Группа I (п=20) О Группа 2 (п=20) В Группа 3 (п=25)

у испытуемых 2-й группы, что привело к тому, что во время последнего сеанса достоверных различий между группами 1 и 2 не регистрировалось.

Аналогичные закономерности были зафиксированы при анализе динамики реактивности показателей физиологических функций в процессе проведенных тренировок. Так, во время первого сеанса величина МОД в группе 1 возрастала в среднем в 3,2 раза по сравнению с дыханием атмосферным воздухом, в группе 2 - в 4,3 раза, в группе 3 - примерно в 1,3 раза. В дальнейшем относительный прирост МОД имел постепенную тенденцию к снижению, а во время последних 2-3 сеансов увеличивался в 1-й и 2-й группах лишь в 2,2-2,5 раза по сравнению с обычными условиями дыхания, а в 3-й группе - на 12%. Параллельно с постепенным снижением реактивности МОД наблюдалось постепенное повышение эффективности внешнего дыхания при респираторных воздействиях. Об этом свидетельствовала динамика вентиляционного эквивалента, также имевшего наибольшие «колебания» у лиц, проходивших тренировку к гипоксии-гиперкапнии в гипербарическом варианте.

В начальном периоде тренировки в ответ на гипоксические и гипер-капнические стимулы отмечалось повышение СДД, причем наиболее выраженными данные сдвиги (составившие в среднем примерно 5,2±1,3 мм рт. ст. по сравнению с исходным уровнем) также оказались в группе 2; у лиц группы 1 средняя выраженность прироста СДД составила 2,8±0,5 мм рт.ст., в группе 3 - 1,1±0,4 мм рт. ст. Характерно, что гипертензивные реакции существенно ослабевали к концу курса тренировок, причем в наибольшей степени это касалось испытуемых группы 2, у которых реактивность СДД снизилась почти вдвое по сравнению с 1-м сеансом, в то время как в группе 1 — лишь в 1,4 раза, а в группе 3 - примерно на 15%. В ходе исследования изменений других показателей системной гемодинамики (ЧСС, УО, МОК, ВРС) при тренировке к СДГГ обращала на себя внимание схожесть зарегистрированных сдвигов указанных параметров с динамикой СДД.

Как показали исследования микроциркуляции (рис. 2), одним из наиболее выраженных непосредственных эффектов гипоксии-гиперкапнии явилась интенсификация микроциркуляторного кровотока (прирост ИПМ в группах 1 и 2 составлял в среднем 38% и 44% по сравнению с обычными условиями). Как известно, основной причиной прироста микроциркуляции при гипоксии-гиперкапнии является расширение микрососудов (Сверчкова B.C.,

1985; Грошилин С.М., 2007). Следует отметить, что при гипоксической тренировке (группа 3) такой выраженной интенсификации микроциркуляции не возникает (прирост ИПМ составлял лишь около 13%), что является одним из наиболее существенных отличий сравниваемых респираторных воздействий. Продолжение тренировок сопровождалось постепенным снижением (примерно на 7-10%) реактивности ИПМ в ответ на респираторные нагрузки у лиц групп 1 и 2.

■ Группа I (п=20) □ Группа 2 (п=20) Ш Группа 3 (п=25)

Рис. 2. Относительные сдвиги ИПМ во время сеансов тренировок у добровольцев сравниваемых групп (в % по сравнению с обычными условиями дыхания)

Кроме этого, в процессе тренировок к гипоксии-гиперкапнии имел место феномен интенсификации микроциркуляторного кровотока в обычных условиях дыхания, который наиболее выраженным оказался в группе 2.

Также наибольшими в данной группе оказались тенденции к приросту индекса эффективности микроциркуляции, отражающего вклад в ее обеспечение вазомоторных активных механизмов. На наш взгляд, а также, судя по результатам ряда надежных исследований (Цыганова Т.Н., 2004, 2008; Кочетов А.Г. и др., 2005, 2006; Иванов А.О. и др., 2010), приспособительные сдвиги микроциркуляторного кровотока являются одним из наиболее важных механизмов благоприятных эффектов адаптации к гипоксии-гиперкапнии.

Влияние проведенных тренировок на качество регуляции вегетативных функций в организме было прослежено по динамике индекса напряжения ре-гуляторных систем (табл. 2). Начальные сеансы использованных воздействий сопровождались резко выраженным увеличением ИН в группах, где проводились тренировки к гипоксии-гиперкапнии (причем в группе 2 существенно

большем, чем в 1 -й группе) при умеренном повышении показателя в группе 3. Данный факт является отражением нарастания симпатикотонических тенденций в регуляции физиологических функций. По мере продолжения тренировок выраженность данных реакций постепенно снижалась, причем указанная тенденция оказалась наибольшей у испытуемых группы 2.

Таблица 2

Динамика индекса напряжения (усл. ед.) у добровольцев сравниваемых

групп в процессе тренировок (М±гп)

Группа (число обследованных) Сеанс тренировки Условия измерения

1-й сеанс 10-й сеанс 15-й сеанс

До сеанса Во время сеанса До сеанса Во время сеанса До сеанса Во время сеанса

Группа 1 (п=20) 95+3 167+12* 90±3* 140+10*л 86+3 135±11л

Группа 2 (п=20) 98+4 213+11 88±4Л 173+11л 82+4л 148±12л

Группа 3 (п=25) 92±4 108+6*+ 90+4 98±6*+ 88±3 95+6*+л

Примечание. Достоверность различий: по сравнению с группой 2 - * - р<0,05: по сравнению с группой 1 - + - р<0,05; по сравнению с 1-м сеансом -л р<0,05.

Характерно, что у лиц лишь этой группы в результате тренировок отмечено достоверное снижение ИН в условиях оперативного покоя, что, как известно (Баевский P.M., 2001), свидетельствует о повышении надежности регуляторного обеспечения организма.

Таким образом, по результатам 1-й серии исследований можно сформулировать общее заключение о том, что гипоксически -гиперкапнические тренировки (особенно в случае их проведения в гипербарическим режиме), сопровождались существенно более выраженными приспособительными реакциями целостного организма, чем это наблюдалось у лиц, где в качестве адаптирующего фактора использовали лишь гипоксический стимул. Указанные феномены привели к тому, что успешность тренировок в отношении совершенствования регуляции вегетативных функций, расширения резервных возможностей организма здоровых лиц оказалась значительно лучшей у испытуемых групп 1 и 2, что позволяет рассматривать адаптацию к гипоксии-гиперкапнии (в особенности ее гипербарический вариант) как эффективное средство оптимизации функционального состояния человека.

2. Использование гипоксии-гиперкапнии в восстановительной коррекции функционального состояния водолазов и спортсменов В исследованиях данной серии был проведен сравнительный анализ эффективности использованных вариантов респираторных воздействий, на

основании чего были определены показания к применению и разработана методика проведения тренировок к гипоксии-гиперкапнии в восстановительной коррекции функциональных резервов организма водолазов и спортсменов.

Анализ данных исходного субъективного и психоэмоционального статуса специалистов сравниваемых групп свидетельствовал о наличии у большинства обследованных тенденций к снижению регистрируемых показателей. Мы рассматривали данный факт как проявление пограничных отклонений функционального состояния, дизадаптации, снижения резервных возможностей организма, связанных с напряженной предшествовавшей деятельностью специалистов. Динамическое наблюдение показало, что проведение тренировок к гипоксии-гиперкапнии в нормобарическом (основная группа 1) и гипербарическом (основная группа 2) вариантах сопровождалось значительной оптимизацией исследованных параметров, в то время как в контрольной группе за аналогичный период сдвиги показателей практически отсутствовали. В частности, у лиц обеих основных групп в результате тренировок отмечено выраженное снижение показателя реактивной тревоги (рис. 3).

39 37 35 33 31 29 27 25

Рис. 3. Уровень реактивной тревоги (балл) у водолазов и спортсменов сравниваемых групп в процессе наблюдения (М±ш) Примечание. Достоверность различий: по сравнению с контрольной группой - + - р<0,05; между основными группами - * - р<0,05; по сравнению с исходным состоянием - Л р<0,05.

При этом в группе 2 степень указанных сдвигов (в среднем на 18% по сравнению с исходным уровнем) оказалась достоверно большей, чем у лиц группы 1, где показатель снизился примерно на 10%. Следовательно, гипок-сически-гиперкапнические тренировки (в особенности в гипербарическом варианте) можно рассматривать в качестве эффективного способа оптимизации психоэмоционального фона у специалистов с исходно сниженным его

Исходное состояние

Окончание тренировок

□ Группа 1 (п=30) □ Группа 2 (п=32) И Контроль (п=21)

уровнем, связанным с повышенными «рабочими» нагрузками, в частности, -у водолазов и спортсменов.

В качестве основного механизма указанного феномена мы рассматривали расширение общего функционального потенциала организма в результате проведенных тренировок, отражением чего явилось, в том числе, повышение толерантности организма обследованных специалистов к выраженной гипоксии-гиперкапнии. Сравнение исходных результатов выполнения гипок-сически-гиперкапнических проб у лиц всех выделенных групп с нормативными значениями (Грошилин С.М. и др., 2004) показал, что у многих обследованных специалистов большинство физиологических параметров находились на среднем уровне (рис. 4).

Исходное состояние (вся выборка)

Средняя

57%

Высокая 27%

Пониженная 16%

После тренировки Группа 1 (п=30) Группа 2 (п=32)

Пони-

Высокая 51%

Средняя 42%

Средняя 44%

Рис. 4. Распределение обследованных специалистов в зависимости от толерантности к гипоксии-гиперкапнии до и после тренировок

Следует подчеркнуть, что все обследованные лица, учитывая род их

профессиональной деятельности, должны априори обладать значительно

более широкими резервными возможностями организма, чем среднестатистический здоровый человек. Поэтому полученные результаты мы рассматривали как объективное свидетельство относительно пониженного функционального потенциала организма лиц, принявших участие в нашем исследовании.

Повторное обследование показало, что за истекший период существенные позитивные сдвиги показателей, отражающих толерантность организма к гипоксии-гиперкапнии, отмечались лишь в основных группах, причем в большей степени — в группе 2.

Результаты исследований влияния проведенных тренировок на состояние статической выносливости также позволили сформулировать заключение о высокой их эффективности у обоих контингентов обследованных специалистов. До начало тренировочного курса в основных и контрольной группах статическую нагрузку с величиной мышечного усилия 120, 160, 200 и 240 кгс выполнили 100 % обследуемых. Нагрузку с величиной усилия 280 кгс выполнили примерно 23% специалистов (по 7 человек из основных групп и 5 - из контрольной). Из 64 человек обеих групп, которые досрочно прекратили выполнение пробы на ступени 280 кгс, 51 не смог удержать заданное мышечное усилие, а у 13 специалистов (по 5 человек из основных групп и 3 человека из контрольной) зафиксирована неблагоприятная реакция гемодинамики, заключавшаяся в увеличении САД выше 220 мм рт.ст. Проведение статоэргометрической пробы после курса тренировок к гипоксии-гиперкапнии (или их имитации) показало, что мышечную нагрузку 120, 160, 200, 240 кгс также выполнили все обследуемые. Нагрузку 280 кгс не выполнило 4 человека из группы 1 (13%), 2 - из группы 2 (6%) и те же 5 человек из контрольной группы (23%). Характерно, что все лица из основных групп, у которых проба была прекращена на 5-й ступени, заданную статическую нагрузку (280 кгс) в течение 30 с не смогли удержать, а неблагоприятных гемодинамических реакций не наблюдалось. В контрольной группе из 5 человек, не выполнивших последнюю «ступень» нагрузки, у тех же 3 человек, что и при первичном обследовании, нагрузка была прекращена в связи с выходом параметров гемодинамики за пределы допустимых значений.

Важным эффектом проведенных тренировок явилась также оптимизация ортостатической устойчивости. На рис. 5 показана динамика

интегрального показателя ортостатической устойчивости - площади регулирования ортостатической (ПРО), определяемой по результатам оценки динамики ЧСС во время пробы. В исходном состоянии средняя величина ПРО у специалистов всех выделенных групп находилась в пределах средних значений для здоровых лиц (по Н.И. Саповой, 1996), что, как указывалось ранее, рассматривалось нами как недостаточный для выбранных контингентов уровень исследуемого качества. Однако проведение 15-дневного курса тренировок привело к позитивным сдвигам ПРО, причем в группе 2 они оказались достоверно более выраженными, чем в группе 1 (примерно на 12%). В контрольной группе заметных изменений физиологических параметров, отражающих вегетативное обеспечение предложенной нагрузки, выявлено не было.

13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -

Рис. 5. Динамика «площади регулирования ортостатической» (число ударов

пульса) у водолазов и спортсменов сравниваемых групп (М±т) Примечание. Достоверность различий: по сравнению с контрольной группой - + - р<0,05; между основными группами - * - р<0,05; по сравнению с исходным состоянием - л р<0,05.

Исследование динамики умственной работоспособности в сравниваемых группах также выявило ее улучшение у специалистов, прошедших курсы тренировок к гипоксии-гиперкапнии, что может свидетельствовать об оптимизирующем их влиянии на состояние высших психических функций. При этом достоверно лучшие результаты тренировки были зафиксированы в группе лиц, у которых тренировка проводилась в гипербарическом варианте.

Таким образом, основным результатом данной серии исследования явилось подтверждение высокой эффективности использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии в разработанных вариантах и режимах. При этом

Исходное состояние

Окончание тренировок

□ Группа 1 (п=30) □ Группа 2 (п=32) ■ Контроль (п=21)

наиболее эффективным оказался вариант использования тренировок в гипербарическом варианте в связи с сочетанным воздействием на организм трех разномодальных физических факторов, которые индуцируют развитие в организме полиморфных структурно-функциональных сдвигов на основе адаптивной перестройки регуляторных, метаболических и пластических процессов. Указанные феномены закономерно сопровождаются расширением функциональных возможностей организма, повышением его толерантности к внешним воздействиям. В связи с этим прямыми показаниями к использованию данного метода в коррекционных и реабилитационных целях являются разнообразные функциональные отклонения соматического и психического здоровья специалистов с напряженным характером труда, нарушения работоспособности, снижение толерантности организма к неблагоприятным эколого-профессиональным факторам. В результате проведенного исследования нами была разработана оригинальная методика рационального использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии в рамках восстановительных мероприятий, проводимых у водолазов и спортсменов, имеющих признаки снижения функционального потенциала организма.

ВЫВОДЫ:

1. Гипоксически-гиперкапнические воздействия выбранной интенсивности в организме здоровых лиц сопровождаются значительными сдвигами субъективного состояния, приводят к развитию широкого спектра приспособительных реакций, наиболее существенными из которых являются: 3-4-кратное увеличение вентиляции легких, прирост сердечного выброса (в среднем на 5060%), интенсификация микроциркуляции (в среднем на 35-45%). При использовании гипербарического варианта воздействий выраженность всех перечисленных сдвигов оказалась существенно большей, чем при нормобарии, несмотря на эквивалентность состава вдыхаемой газовой смеси.

2. Адаптивные сдвиги при тренировках к гипоксии-гиперкапнии заключались в снижении реактивности показателей кровообращения и внешнего дыхания, в оптимизации микроциркуляции (причем главным образом за счет миогенных механизмов), совершенствовании регуляции вегетативных функций, увеличении кислородной емкости крови. Благоприятные сдвиги функционального состояния оказались

наиболее выраженными у лиц, проходивших тренировки в гипербарическом режиме.

3. В качестве эффективного режима использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии для расширения функциональных возможностей организма здоровых лиц мы предлагаем ежедневные 30-минутные сеансы непрерывного дыхания газовой смесью при парциальном давлении 02 90 мм рт. ст., рС02 - около 15 мм рт. ст. в нормобарическом или гипербарическом (при рабочем давлении 1,5 атм.) вариантах, общая длительность курса 15 сеансов.

4. Применение тренировок в разработанном режиме у водолазов и спортсменов, имеющих признаки снижения функциональных возможностей организма, сопровождается ускорением нормализации субъективного статуса, психоэмоционального фона, умственной работоспособности за счет повышения общего адаптационного потенциала организма, улучшения функционирования высших отделов ЦНС.

5. Использованные варианты тренировок индуцируют развитие адаптивных перестроек регуляторных, метаболических, пластических процессов в организме, что проявляется в экстренном повышении устойчивости к транзиторной гипоксемии-гиперкапнии (в среднем на 20-25%), статической выносливости (в среднем на 1218%), толерантности к гравитационным воздействиям (примерно на 15-25%). Наиболее эффективным вариантом использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии у водолазов и спортсменов, имевших признаки снижения функциональных возможностей организма, является проведение воздействий в гипербарическом режиме.

6. На основании полученных данных разработаны оригинальные методики проведения тренировок к гипоксии-гиперкапнии в нормобарическом и гипербарическом режимах. Прямыми показаниями к применению методик в системе мероприятий восстановительной коррекции являются функциональные нарушения соматического и психического здоровья, снижение профессиональной работоспособности и устойчивости к воздействиям факторов внешней среды. Кроме этого, данная

методика может быть рекомендована к широкому применению в профилактических целях для повышения функциональных возможностей организма специалистов с напряженным и сложным характером труда и в лечебно-реабилитационных целях у различных категорий соматических больных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется внедрить в практическую деятельность физиотерапевтических отделений санаториев и профилакториев, отделений баротерапии многопрофильных стационаров, медицинскую службу спасательных судов ВМФ использование тренировок к гипоксии-гиперкапнии в нормоба-рическом или гипербарическом вариантах для экстренного восстановления функциональных возможностей организма специалистов с напряженным и сложным характером труда.

2. В качестве ориентировочного универсального режима тренировок к гипоксии-гиперкапнии предлагаются ежедневные 30-минутные сеансы дыхания газовой смесью при р02 90 мм рт. ст., рС02 - около 15 мм рт. ст. в нор-мобарическом или гипербарическом (при рабочем давлении 1,5 атм.) вариантах, общая длительность курса 15 сеансов.

3. Индивидуальный режим применения тренировок к гипоксии-гиперкапнии подбирается в зависимости от вида и глубины отклонений функционального состояния и профессиональной работоспособности, сохранности резервных возможностей организма, исходных нарушений психоэмоционального состояния, переносимости гипоксических, гиперкапниче-ских и гипербарических воздействий.

4. Целесообразно внедрить результаты диссертационного исследования в учебные программы пред- и постдипломного образования в медицинских ВУЗах на кафедрах физиотерапии, экстремальной и спортивной физиологии и медицины.

СПИСОК ТРУДОВ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Иванов А.О., Беляев В.Ф., Реуков A.C., Безкишкий Э.Н., Емушин-цев П.А. Комбинированное использование методов баротерапии в комплексном лечении больных пограничной артериальной гипер-тензией // Артериальная гипертензия. - 2011. - № 5. - С. 11-14.

2. Старостин O.A., Безкишкий Э.Н., Емушинцев П.А. Коррекция ас-тено-вегетативных расстройств у лиц опасных профессий путем со-четанного использования разномодальных физических факторов //

М-лы Международной науч. конф. «Актуальные аспекты современной психофизиологии». - СПб., 2011. - С. 56-58.

3. Старостин O.A., Безкишкий Э.Н., Емушинцев П.А., Понкрашов С.А. Эффективность сочетанного использования физиотерапевтических факторов для повышения качества жизни больных нейроцир-куляторной дистонией // М-лы Междунар. науч. конф. «Актуальные аспекты современной психофизиологии». - СПб., 2011. - С. 58-62.

4. Емушинцев П.А., Калоев А.Д., Барачевский Ю.Е., Гусеница С.Г Особенности динамики функционального состояния офицеров-поводников в процессе напряженного рабочего цикла // М-лы Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях». - Ставрополь, 2011.-С.311-315.

5. Емушинцев П.А., Иванов А.О. Применение сочетанного действия физических факторов для оптимизации функционального состояния больных артериальной гипертензией // М-лы Юбил. науч.-практ.конф. ИСПИП им. Р. Валленберга. - Т. 2. - СПб., 2010. - С. 123-125.

6. Безкишкий Э.Н., Емушинцев П.А., Грошилин С.М. Расширение функциональных возможностей организма водолазов путем комбинированного применения ГБО и гипоксической тренировки // М-лы V Всероссийской конф. с Междунар. участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». - Ульяновск, 2011. -С. 111-113.

7. Емушинцев П.А., Грошилин С.М., Тухто C.B., Михайлов A.B. Формирование устойчивости организма тяжелоатлетов к транзитор-ной гипоксемии-гиперкапнии // М-лы V Всероссийской конф. с Междунар. участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». - Ульяновск, 2011. - С. 162-164.

8. Иванов А.О., Барачевский Ю.Е., Гусеница С.Г., Емушинцев П.А. Апробация комбинированного применения физических факторов для коррекции явлений дизадаптации военных моряков // Научные труды ГИУВ МО РФ. - T. XIII. -М., 2011. - С. 145-146.

9. Иванов А.О., Топольсков P.A., Емушинцев П.А., Елисеев Д.Н., Грошилина О.В. Пролонгирование благоприятных эффектов комплексной терапии больных гипертонической болезнью путем использования гипокситерапии и криотерапии // Научные труды ГИУВ МО РФ. - T. XIII. - М., 2011. - С. 147-148.

10. Цыганова Т.Н., Емушинцев П.А., Грошилин С.М. Повышение анаэробной производительности спортсменов путем применения тренировок к гипоксии-гиперкапнии // М-лы IX межвузовской конф. с Междунар. участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении». - Р.-н.-Д., 2010. - С. 108-109.

11. Емушинцев П.А., Цыганова Т.Н., Грошилин С.М. Динамика уровня холестерина в сыворотке крови у здоровых лиц при воздействии

адаптирующих физических факторов // М-лы X межвузовской конф. с Междунар. участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении». - Р.-н.-Д., 2011. - С. 67-71.

Подписано в печать 20.10.2011г. Формат 60x84/16 П.л. 1,56. Уч.-изд.л 1,56. Тир. 100 экз. Отпечатано в типографии ООО «Турусел» 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова д.38. toroussel@mail.ru Зак.№ 13318 от 20.10.2011г.

Актуальность проблемы. Разработка инновационных корригирующих технологий, направленных на сохранение, восстановление и повышение функциональных возможностей организма здорового и больного человека, является основной стратегией современной восстановительной медицины. Крайне важным данное положение представляется в отношении лиц, деятельность которых сопряжена с частными и интенсивными физическими, психическими, информационно-семантическими нагрузками: военнослужащие, спортсмены, спасатели, специалисты МВД и другие. Восстановление и поддержание физического и психического здоровья, профессиональной работоспособности, продление профессионального долголетия подобных категорий специалистов является одной из актуальных проблем современной профессиональной, спортивной, реабилитационной медицины (Шевченко Ю.Л., 2002; Ушаков И.Б., Хоменко М.Н., 2004; Преображенский В.Н. и др., 2005; Цыганова Т.Н., 2004).

В современных условиях данная проблема чаще всего решается применением сильнодействующих фармакологических препаратов, нередко обладающих выраженными и многочисленными побочными эффектами на организм, что крайне нежелательно для перечисленных категорий специалистов, где даже временное снижение надежности деятельности недопустимо (Сапов И.А., 1987; «Руководство по фармакологической коррекции боеспособности.», 1989; Овчинников Б.В., 1992; Шустов Е.Б. и др., 1997; Грошилин С.М. и др., 2010 и др.). В этой связи поиск новых, не медикаментозных средств и методов - физиологических мероприятий, имеющих минимум побочных эффектов и направленных на сохранение, восстановление и поддержание работоспособности, расширение функциональных возможностей организма специалистов со сложным и напряженным характером труда, представляется актуальным и своевременным (Довгуша В.В. и др., 1986; Горанчук В.В. и др., 2003; Иванов А.О. и др., 2008, 2011; Бицадзе Г.М., Цыганова Т.Н., 2010).

В настоящее время в системе профилактических и лечебно-реабилитационных мероприятий, назначаемых с целью восстановления сниженной профессиональной работоспособности и функциональных резервов организма, все чаще применяются методы воздействия на организм, представляющие собой какой-либо фактор физической природы. В ряду таких средств особое место принадлежит физическим факторам «общего» действия, поскольку подобные методы индуцируют позитивные сдвиги на организменном уровне (Меерсон Ф.З. и др., 1988; Пономаренко Г.Н., 2002; Иванов А.О. и др., 2008, 2009; Елисеев Д.Н. и др., 2010). Из таких факторов в профилактических и реабилитационных целях физиологическое обоснование и практическое применение нашли: лечебная физическая культура, гипербарическая оксигенация, ультрафиолетовое облучение, транскраниальная электростимуляция, климатотерапия, бальнеотерапия, низкоинтенсивная ДМВ-терапия и ряд других (Овчинников Б.В., 1992; Пономаренко Г.Н., 1998; Горанчук В.В. и др., 2003; Сысоев В.Н. и др., 2004; Бицадзе Г.М., 201-1; Карабач И.В., 2011 и др.).

К одному из перспективных коррекционных методов в настоящее время относят гипоксические тренировки. Такие отечественные специалисты, как H.A. Агаджанян и соавт. (1970), Ф.З. Меерсон и соавт. (1989), Е.А. Коваленко и соавт. (1990), В.В. Горанчук и соавт. (2003); А.О. Иванов и соавт. (2004), Т.Н. Цыганова (2004, 2008) и др. позволили обосновать данный метод в качестве эффективного способа восстановления профессиональной работоспособности, лечения и профилактики соматических заболеваний.

Однако диапазон тренирующего и лечебного действия гипоксиче-ской гипоксии имеет существенные ограничения. К важнейшему из них относится развитие в организме гипокапнии и газового алкалоза, являющихся крайне нежелательными явлениями, которые резко снижают эффективность гипоксических тренировок (Барбашова З.И., 1960, 1970; Газенко О.Г. и др., 1981; Колчинская А.З., 1994; Иванов А.О. и др., 2001; Раевский И.Н., 2003 и др.). Простым способом их нивелирования является добавление во вдыхаемую газовую смесь СОг, что приводит к сочетанному действию гипоксии и гиперкапнии на организм.

Немногочисленные исследования, проведенные отечественными учеными (Маршак М.Я., 1969; Маскеев K.M. и др., 1984; Сверчкова B.C., 1985; Зверькова В.Е., 1985; Анистратенко Л.Г. и др., 2004, 2005; Грошилин С.М., 2007), показали высокую эффективность гипоксически-гиперкапнических тренировок. Однако, несмотря на очевидную перспективность их использования в профилактических и реабилитационных целях, данный способ немедикаментозного воздействия на организм человека в настоящее время не получил достаточного обоснования и апробации. Недостаточно определены физиологические изменения, происходящие в организме как в результате однократного гипоксически-гиперкапнического воздействия, так и в результате цикла тренировок в целом. В литературе практически отсутствуют систематизированные данные, касающиеся влияния адаптации к условиям гипоксии-гиперкапнии на состояние физической и умственной работоспособности человека. Крайне мало исследований по использованию подобных тренировок для расширения функциональных возможностей организма специалистов, подвергающихся воздействиям различных неблагоприятных эколого-профессиональных факторов.

Кроме этого, в современной литературе практически отсутствуют систематизированные сведения, которые описывают приспособительные реакции, развивающихся при гипоксии-гиперкапнии в условиях гипербарии, несмотря на то что такой вариант использования данного метода представляется весьма перспективным для расширения функциональных возможностей организма лиц с напряженным и сложным характером труда. К подобным категориям специалистов, в частности, можно с уверенностью отнести водолазов и спортсменов, поскольку специфические условия их профессиональной деятельности зачастую сопровождаются развитием в организме именно условий гипоксемии и гиперкапнии, существенно осложняющих эффективность и надежность их деятельности. В этой связи, искусственное повышение толерантности организма к таким факторам внешней среды, как гипоксические и гиперкапнические стимулы, является одним из важнейших направлений физиологического сопровождения деятельности водолазов и спортсменов, тренирующих выносливость (Бухарин В.А. и др., 1994; Грошилин С.М., 2009; Беляев В.Р., 2011).

В связи с вышеизложенным, целью данного исследования явилась оценка эффективности использования гипоксии-гиперкапнии в восстановительной коррекции функциональных резервов организма у водолазов и спортсменов.

Для достижения поставленной решались следующие задачи исследования:

1. На основе оценки экстренных и долгосрочных приспособительных сдвигов в. организме, происходящих, в процессе курса тренировки к гипоксии-гиперкапнии в условиях нормо- и гипербарии, охарактеризовать физиологические и психофизиологические механизмы, лежащие в основе профилактических и реабилитационных эффектов метода.

2. Разработать эффективные режимы использования гипоксически-гиперкапнических воздействий в нормобарических и гипербарических условиях для расширения функциональных возможностей организма человека.

3. Провести сравнительную оценку успешности применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок в целях восстановительной коррекции функциональных резервов у водолазов и спортсменов, испытывающих трудности профессиональной адаптации и акклиматизации.

4. На основании полученных данных разработать показания и методику использования гипоксически-гиперкапнических воздействий в нор-мобарических и гипербарических условиях у водолазов и спортсменов.

Научная новизна:

1. Впервые охарактеризованы физиологические механизмы оздо-равливающих эффектов адаптации к гипоксически-гиперкапническим воздействиям, смоделированным в условиях нормо- и гипербарии.

2. На основе исследованных физиологических механизмов впервые разработаны наиболее эффективные' режимы адаптации к гипоксии-гиперкапнии.

3. Впервые доказана высокая эффективность применения данного метода у водолазов, испытывающих трудности профессиональной адаптации и акклиматизации.

4. Впервые доказано, что применение тренировок к гипоксии-гиперкапнии сопровождается расширением функциональных возможностей организма спортсменов, восстановлением и повышением- их физической и психической работоспособности.

5. Разработана принципиально новая схема применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок у водолазов и спортсменов и их использование в гипербарическом варианте.

6. Впервые определены показания и разработана методика применения различных вариантов гипоксически-гиперкапнических тренировок в качестве окончательного этапа реабилитации у водолазов и спортсменов.

Практическая значимость работы заключается в разработке нового немедикаментозного метода, основанного на использовании тренировок к гипоксии-гиперкапнии (в условиях нормо и гипербарии) и направленного на расширение функциональных возможностей организма спортсменов и водолазов, продление их профессионального долголетия.

Определены правила выбора адекватных режимов тренировок к ги-поксии-гиперкапнии. Разработаны практические рекомендации по использованию данного метода для физиологического сопровождения профессиональной деятельности специалистов с напряженным и сложным характером труда (водолазы; спортсмены, тренирующие выносливость).

Полученные в исследовании факты позволяют предположить возможность широкого использования апробированного метода в профилактических, лечебных и реабилитационных целях у различных категорий специалистов, а также больных с хронической патологией органов и систем.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Физиологические механизмы тренировок к гипоксии-гиперкапнии, проводимых в разработанном режиме, заключаются в развитии в организме человека адаптационных сдвигов со стороны нервной и гуморальной регуляции, систем кровообращения, внешнего дыхания, газотранспортной функции крови, обмена веществ, общей резистентности, что лежит в основе оздоравливающих эффектов данного метода.

2. Проведение тренировок к гипоксии-гиперкапнии у водолазов и спортсменов, имеющих трудности профессиональной адаптации, приводит к оптимизации восстановительных процессов в организме, расширению функциональных возможностей организма, повышению физической и психической работоспособности.

3. Наиболее эффективным из использованных вариантов респираторных воздействий являются .тренировки к гипоксии-гиперкапнии в гипербарическом варианте, что дает возможность рассматривать его в качестве метода выбора на окончательном этапе реабилитации у водолазов и спортсменов.

Реализация работы. Результаты проведенного исследования внедрены в практику повседневной деятельности медицинской службы дивизиона спасательных судов Новороссийской военно-морской базы, в лечебный и реабилитационный процесс в физиотерапевтических отделениях филиалов ФГУ 3 ЦВКГ им. А.А.Вишневского (г. Москва), Главного военного госпиталя Черноморского флота, 1602 ОВКГ Северо-Кавказского военного округа, в клиниках Центра доказательной медицины (Санкт-Петербург). Результаты работы также используются в учебном процессе: на факультете военного обучения РостГМУ; кафедрах экстремальной медицины РостГ-МУ, СПбГМА им. И.И. Мечникова, Ставропольской ГМА и Северного ГМУ. Материалы диссертации внедрены в научные разработки 1-го Центрального научно-исследовательского института МО РФ (С.-Петербург).

Связь диссертации с научно-исследовательскими работами. В диссертации изложены материалы исследований, полученные при непосредственном участии автора в рамках выполнения.плановых комплексных РостГМУ и НИР ВНИИИ МТ.

Апробация работы проводилась на научно-практических конференциях: на 9-й и 10-й межвузовских Международных научно-практических конференциях «Обмен веществ при адаптации и повреждении» (г. Ростов-на-Дону, 2010, 2011); на Юбилейной научно-практической конференции кафедры адаптивной физической культуры ИСПиП им. Р. Валленберга (Санкт-Петербург, 2010); на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях» (Ставрополь, 2011); на V Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2011); на Международном научном конгрессе «Актуальные аспекты современной психофизиологии» (Санкт-Петербург, 2011); заседаниях научно-методического совета ВНИИИМТ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ

ВЫВОДЫ:

1. Гипоксически-гиперкапнические воздействия выбранной интенсивности в организме здоровых лиц сопровождаются значительными сдвигами субъективного состояния, приводят к развитию широкого спектра приспособительных реакций, наиболее существенными из которых являются: 3-4-кратное увеличение вентиляции легких, прирост сердечного выброса (в среднем на 50- 60%), интенсификация микроциркуляции (в среднем на 35-45%). При использовании гипербарического варианта воздействий выраженность всех перечисленных сдвигов оказалась существенно большей, чем при нормобарии, несмотря на эквивалентность состава вдыхаемой газовой смеси.

2. Адаптивные сдвиги, при тренировках к гипоксии-гиперкапнии заключались в снижении реактивности показателей кровообращения и внешнего дыхания, в оптимизации микроциркуляции (причем главным образом за счет миогенных механизмов), совершенствовании регуляции вегетативных функций, увеличении кислородной емкости крови. Благоприятные сдвиги функционального, состояния^ оказались наиболее выраженными у лиц, проходивших тренировки в гипербарическом режиме.

3. В качестве эффективного режима использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии для расширения функциональных возможностей организма здоровых лиц мы предлагаем ежедневные 30-минутные сеансы непрерывного дыхания газовой смесью при парциальном давлении Ог 90 мм рт. ст., рС02 - около 15 мм рт. ст. в нормобарическом или гипербарическом (при рабочем давлении 1,5 атм.) вариантах, общая длительность курса 15 сеансов.

4. Применение тренировок в разработанном режиме у водолазов и спортсменов, имеющих признаки снижения функциональных возможностей организма, сопровождается ускорением нормализации субъективного статуса, психоэмоционального фона, умственной работоспособности за счет повышения общего адаптационного потенциала организма, улучшения функционирования высших отделов ЦНС.

5. Использованные варианты тренировок индуцируют развитие адаптивных перестроек регуляторных, метаболических, пластических процессов в организме, что проявляется в экстренном, повышении устойчивости к транзиторной гипоксемии-гиперкапнии (в среднем на 20-25%), статической выносливости (в среднем на 12-18%); толерантности к гравитационным воздействиям (примерно на 15-25%): Наиболее эффективным вариантом использования тренировок к гипоксии-гиперкапнии у водолазов и спортсменов, имевших признаки снижения функциональных возможностей организма, является проведение воздействий в гипербарическом режиме.

6. На основании полученных данных разработаны оригинальные методики проведения тренировок к гипоксии-гиперкапнии в нормобариче-ском и гипербарическом режимах. Прямыми показаниями к применению методик в системе мероприятий восстановительной коррекции являются функциональные нарушения соматического и психического здоровья, снижение профессиональной работоспособности и устойчивости- к воздействиям факторов внешней среды. Кроме этого, данная' методика может быть рекомендована к широкому применению в профилактических целях для повышения функциональных,возможностей организма специалистов с напряженным и сложным характером труда и в лечебно-реабилитационных целях у различных категорий, соматических больных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется внедрить в практическую деятельность физиотерапевтических отделений санаториев и профилакториев, отделений баротерапии многопрофильных стационаров, медицинскую службу спасательных судов ВМФ использование тренировок к гипоксии-гиперкапнии в нормо-барическом или гипербарическом вариантах для экстренного восстановления функциональных возможностей организма специалистов с напряженным и сложным характером труда.

2. В качестве ориентировочного универсального режима тренировок к гипоксии-гиперкапнии предлагаются ежедневные 30-минутные сеансы дыхания газовой смесью при рОг 90 мм рт. ст., рСОг - около 15 мм рт. ст. в нормобарическом или гипербарическом (при рабочем давлении 1,5 атм.) вариантах, общая длительность курса 15 сеансов.

3. Индивидуальный режим применения тренировок к гипоксии-гиперкапнии подбирается в зависимости от вида и глубины отклонений функционального состояния и профессиональной работоспособности, сохранности резервных возможностей организма, исходных нарушений психоэмоционального состояния, переносимости- гипоксических, гиперкапни-ческих и гипербарических воздействий.

4. Целесообразно внедрить результаты диссертационного исследования в учебные программы пред- и постдипломного образования в медицинских ВУЗах на кафедрах физиотерапии, экстремальной и спортивной физиологии и медицины.