Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Физиологические механизмы, предопределяющие эффективность баротерапии

На правах рукописи

ЛЕВШИН РГБ ОД

Игорь Викторович , . _

- ^ НОЯ ш

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ, ПРЕДОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ БАРОТЕРАПИИ

14.00.32- авиационная, космическая и морская медицина

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Санкт-Петербург 1999

Работа выполнена в Военно-медицинской академии

Научный консультант: доктор медицинских наук профессор Кулешов В.И.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Коваленко Е.А. доктор медицинских наук профессор Довгуша В.В. доктор медицинских наук Чепрасов ВЛО.

Ведущая организация - 40-й Государственный научно-исследовательский институт аварийно-спасательного дела, водолазных и глубоководных работ Министерства обороны Российской Федерации

Защита диссертации состоится »_! ^ 1999 года

в часов на заседании диссертационного совета Д 106.03.01 в Военно-медицинской академии (194044, Санкт-Петербург, ул. Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии.

Автореферат разослан « _1999 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор

АЛЕКСАНДРОВ В.Н.

О/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время баротерапия получила повсеместное распространение как эффективный способ коррекции функционального состояния и работоспособности человека при трудовой деятельности, в спорте, у специалистов морского и летного труда, в авиационной, космической и морской медицине, а также при лечении раненых, больных и пораженных.

В основу разных видов баротерапии положены повышение или понижение парциального давления кислорода, изменение плотности или собственно состава дыхательной газовой смеси (Кулешов В.И., 1996; 1997).

Целесообразность применения баротерапии в хирургии, неврологии, терапии, реанимации, онкологии, гематологии уже не нуждается в дополнительной аргументации (Сиротинин H.H., 1969; Бураковский В.И., Бокерия JI.A., 1974; Миррахимов М.М., 1977; Сапов И.А., 1982; Аксельрод АЛО. с соавт., 1986; Петровский Б.В. с соавт., 1987; Караш Ю.М. с соавт., 1988; Миррахимов М.М., Успенская Е.П., Федосеев Г.Б., 1988; Кулешов В.И., 1991; Лустин С.И., 1994; Разработка комплекса средств и методов..., 1995; Новиков B.C., 1996; Кулешов В.И., Чернов В.И., 1996; Благинин A.A., 1997; Баротерапия в комплексном лечении ..., 1997; Jacobson J.H. et al., 1963; Fasano V.A. et al., 1968; Dahan M. et al. 1988; Kovalenko E.A., 1993; Raficow A.M., 1997; Vasilyev M V. et al., 1997; Yegorova T. et al., 1997 и многие другие). Накопленный за последние годы большой клинический опыт не оставляет сомнений в лечебной эффективности баротерапии. Последние достижения баротерапии, особенно в нашей стране, основываются на уточнении механизмов воздействия на организм повышенного и пониженного атмосферного давления. Вместе с тем, при всех несомненных успехах теоретической и практической баротерапии, в медицине, приходится, к сожалению, признать, что, из-за значительного полиморфизма механизмов

действия измененной газовой среды эффективность лечения не всегда достигает искомых результатов, что и констатировалось в решении 3-ей Всероссийской научно-практической конференции: «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных» (1997 г.).

Отсутствует также единое мнение о том, какие именно виды баротерапии, в первую очередь гипобарическая или гипербарическая наиболее эффективны при конкретных состояниях, нозологических формах, что обусловливает поиск критериев выбора и оптимизации нормирования разных баротерапевтических воздействий.

Весьма очевидной причиной, хотя и редких осложнений и недостаточной эффективности, является нерешенность проблемы учета индивидуальных особенностей реагирования человека, функционирования основных его газотранспортных систем в условиях гипо- или гипербарии, гипо- или гипероксии для целесообразного использования этой информации при назначении баротерапии (Юнкин И.П., Нейман И.Л., 1973; Ефуни С.Н., 1987; Чернов В.И. с соавт., 1994; Сели ера А.И. с соавт., 1990; 1996; Шайденко А.Б., 1998). Далеки также от решения многие неясные аспекты, касающиеся выбора оптимального состава применяемых искусственных дыхательных газовых смесей и технических средств для их применения (Гуляр С.А., 1988; Бойцов С.А. с соавт., 1996; Чернов В.И., 1996; БЬирак А. Е1 а1., 1997).

Таким образом, широкая распространенность баротерапии, имеющиеся случаи осложнений и недостаточной эффективности метода при традиционном подходе к коррекции функционального состояния и лечения заболеваний, неизученность индивидуальных вариантов кислородного обеспечения организма при гипоксии и гипероксии, необходимость использования их для успешного выбора вида, метода, методики и способа баротерапии при лечении и реабилитации морских специалистов и летного

состава определяю! высокую теоретическую, практическую значимость и актуальность исследования.

Цель работы. Обосновать физиологические критерии индивидуальной устойчивости человека к дефициту кислорода, оценить ее значение в выборе гипоксического и гипероксического методов лечения, а также установить безопасность п эффективность лечебного использования нормоксических кислородно-гелиевых и кислородно-азотных газовых смесей в гипербарических условиях.

Основные задачи исследовании:

1. Исследовать физиологический эффект действия дефицита кислорода при рСЬ 0,01 МПа, экспозиции до 30 минут, в гипобарических и нормобарических условиях, а также избытка кислорода при р02 0,25 МПа, экспозиция до 90 минут, определить закономерности направленности основных функциональных сдвигов при дефиците и избытке кислорода.

2. Выявить наиболее информативные показатели функционального состояния организма, характеризующие устойчивость здорового человека к дефициту кислорода.

3. Разработать метод комплексной оценки индивидуальной устойчивости к дефициту кислорода, и с помощью анализа реакций и параметров основных газотранспортных систем организма в условиях изменяемого рОг доказать информативность, достоверность и чувствительность его критериев.

4. Предварительно выяснив толерантность к дефициту кислорода,

определить эффективность гипобарической баротерапии и

оксигенобаротерапии для больных, а также гипоксического и

гипероксического баровоздействий для специалистов флота на основании

анализа функций внешнего дыхания, сердечной деятельности, гемодинамики,

а также умственной, физической работоспособности и субъективного статуса т

испытуемых.

5. Исследовать кислородный режим организма в процессе мониторинга чрескожно определяемого р02 и полученные результаты соотнести с показателями кислотно-основного состояния.

6. Оценить реакции дыхательной, сердечно-сосудистой систем, энергообеспечения мышечной деятельности, а также физическую работоспособность у практически здоровых и больных в ответ на воздействия кислородно-гелиевой и кислородно-азотной искусственных дыхательных газовых смесей в гипербарических условиях.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. При гипероксии повышается, а при гипоксии снижается уровень функционирования дыхательной, сердечно-сосудистой систем, системы крови для поддержания газовых констант организма и саногенетических процессов при конкретных видах баротерапии.

2. Парциальное давление кислорода в тканях при действии измененной газовой среды определяется как внешними факторами, включающими в себя рОг, ее плотность и рЫ2, так и внутренними - состоянием систем дыхания и кровообращения.

3. Проведение курсов воздействия лормоксическими кислородно-гелиевой или кислородно-азотной смесями в условиях гипербарии, состоящего из 10 ежедневных сеансов, является новыми, безопасными и эффективными видами баротерапии.

4. Учет устойчивости человека на дефицит кислорода, определяемой с помощью модифицированного способа обработки оксигемограммы, позволяет назначать проведение наиболее эффективного и показанного вида баротерапии: гипобаротерапии или гипербарической оксигенации.

Научная новизна. В работе дана трактовка разнонаправленное™ показателей функционального состояния у разных людей при конкретных видах баротерапии, что обусловливает дифференцированный подход к

выбору вида баротераневтического воздействия у лиц с различной устойчивостью к дефициту кислорода, т.е. имеющих индивидуальные особенности под/держания кислородного режима организма. Установлено, что здоровому человеку с повышенной и нормальной толерантностью к дефициту кислорода для достижения высокой эффективности коррекции функционального состояния и работоспособности показано гипобарическое гипоксическое воздействие, а лицам с нормальной и пониженной толерантностью — гипербарическая оксигенация.

Впервые обоснован, разработан и применен оригинальный математический анализ оксигемограчмы Е.М.Крепса (1959), регистрируемой в процессе гипоксической пробы, заключающейся в 10-минутном дыхании 10%-ой кислородно-азотной смесыо при нормальном давлении. С помощью методов многомерного статистического анализа полученных данных доказана возможность объективно, достоверно и оперативно в реальный период времени количественно определять индивидуальную толерантность испытуемых к дефициту кислорода, которая и предопределяет выбор вида баротерапии, обеспечивая ее высокую эффективность.

При помощи прямых способов определения р02 в крови впервые установлено, что при дыхании кислородом в течение 60 минут и давлении равном 0,25 МПа, напряжение кислорода в организме существенно увеличивается, развивается дыхательный алкалоз, возрастает артерио-венозная разница по кислороду, а к 90-ой минуте артерио-венозная разница по кислороду значительно уменьшается. Этот феномен патогномоничен началу формирования пограничного состояния с последующим переходом в патологическое - отравление кислородом.

Выявлена высокая прямая корреляционная связь между рСЬ в

артернализованной крови и в коже в условиях дыхания кислородом под г, ап

повышенным давлением. При постоянном мониторинге транскутанно определяемого р02 у здоровых лиц получены новые, ранее неизвестные данные о неадекватном возрастании его величины с 60-ой по 90-ую минуту пролонгированного сеанса ГБО при общем давлении в барокамере 0,25 МПа, что расценивается, как критерий начала токсического действия кислорода в этих условиях.

Впервые оценен характер и дан сравнительный анализ реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, энергообеспечения мышечной деятельности испытуемых в ответ на воздействие нормоксических кислородно-гелиевой и кислородно-азотной газовых смесей в условиях гипербарии. Выявлено, что гелий способен повышать чувствительность Р-рецепторов бронхов к фармакологическим препаратам из группы адреномиметиков, что является важным для применения баротерапии сочетанно с лекарственными средствами.

Теоретическая и практическая значимость работы.

На основе анализа результатов оксигемографии, транскутанной рОг-метрии, параметров кислотно-основного состояния получены новые данные о состоянии и регуляции кислородного режима организма в условиях гипоксии и гипероксии, что существенно расширяет представления о физиологическом и токсическом действии кислорода. Неспособность организма удерживать постоянным парциальное давление кислорода в тканях во время сеанса ГБО, обусловленное прогрессирующим накоплением кислорода в организме, является симптомом перехода физиологического действия в токсическое.

Показано, что приспособление организма к измененному рОг в искусственных газовых средах и функционирование основных газотранспортных систем носит индивидуальный характер. Тем самым обоснован подход к определению индивидуальной устойчивости к дефициту кислорода, которая играет определяющую роль в успешности проведения

гипобарической терапии и гипербарической оксигенации.

Обоснованы и разработаны новые способы гипербарической нормоксической баротерапии с применением искусственных дыхательных газовых смесей, содержащих гелий или азот. По сравнению с традиционной терапией, указанное саногенетическое влияние более эффективно, поскольку оно приводит к более значимому замедлению подключения анаэробных процессов, увеличению резервов дыхательной системы для обеспечения возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.

Разработаны «Методические рекомендации по индивидуальной устойчивости человека дефициту кислорода». Результаты работы позволяют определить в количественном выражении индивидуальную устойчивость человека, используя уравнение:

£2 = 0,89-АнП - 0,9-8ю-0,8-84-0,97-Ь -0,85-Т (1)

Материалы исследования используются в лекциях и на практических занятиях на 1,1У, У1 факультетах Военно-медицинской академии.

Методика определения индивидуальной толерантности к острому кислородному голоданию используется в научной и практической деятельности кафедры ЛОР болезней МАЛО Санкт-Петербурга.

Начиная с 1988 года, до отъезда каждого полярника в Антарктиду, по

методу автора, определяется индивидуальная устойчивость к дефициту

кислорода. Использование метода во многом способствовало проведению

зимовки 34-й Антарктической экспедиции без тяжелых осложнений и

эвакуации больных на прибрежную станцию (акт от 09.10.90 № 36-3068,

Арктический и антарктический НИИ). Результаты исследования отражены в

практикуме и 3 официальных документах, в том числе и в «Методических

рекомендациях «Определение индивидуальной устойчивости к кислородному £ *

голоданию». Результаты работы защищены авторским свидетельством № 1050705 от 01.07.83г. - Способ лечения больных облитерирующим эндартериитом.

Апробация работы. Работа проведена в рамках плановых НИР "Вышина", "Колибри", Военно-медицинской академии и "Обследователь-2" 40-го Государственного НИИ аварийно-спасательного дела, водолазных и глубоководных работ.

Результаты диссертации доложены: на 1У-ой научно-практической конференции ВМФ (Ленинград, 1990); на Научно-практической конференции «Физиологические основы нормирования кислорода при гипербарической оксигенации» (Ленинград, 1990); на 1-ой, 2-ой и 3-ей Международных конференциях «Гипоксия в медицине» (Москва, 1994г., 1996г., 1998г.); на Всероссийской конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 1997г.); на 3-й Всеармейской научно-практической конференции "Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных" (Санкт-Петербург, 1997); на Заседании научно-практического общества баротерапевтов (Санкт-Петербург, 1997). По теме диссертации опубликовано 34 печатных работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 298 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, содержащего 272 отечественных и 107 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 29 таблицами, 32 рисунками, 15 уравнениями, 2 приложениями.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследование физиологических механизмов изменения функционирования основных газотранспортных систем организма человека в ответ на воздействие измененной газовой среды проведено с участием

испытуемых, практически здоровых мужчин в возрасте 20-40 лет. Сеансы баротерапии проводили также больным мужчинам и женщинам в возрасте 3050 лет с хроническими неспецифическими заболеваниями легких. Для решения задач, поставленных в исследовании, было выполнено 6 серий испытаний. Общая характеристика испытаний представлена в таблице 1.

Так как обеспечение газового гомеостаза внутренней среды организма в измененной газовой среде осуществляется, прежде всего, модифицированием функционирования дыхательной, сердечно-сосудистой систем, системы крови, то именно этим обстоятельством был преимущественно обусловлен выбор методик, предназначенных для определения функционального состояния организма в целом, которые представлены в таблице 2.

Регистрацию показателей осуществляли до-, через каждые 15 минут экспозиции и после прекращения воздействия.

Испытания в гипербарических условиях проводили в водолазных барокамерах типа ПДК-2. Рабочий объем барокамеры составлял 7 м3. Создание гипобарических условий осуществлялось в специализированной гипобарической барокамере с рабочим объемом около 2 м3. Сеансы баротерапии проводили в течение 45-90 минут, длительность их зависела от задачи и условий исследования.

По разработанной нами схеме курс терапевтического воздействия

увеличенным парциальным давлением одного из индифферентных газов

(азота или гелия) состоял из 10 сеансов, проводимых 5-6 раз в неделю.

Для статистического подтверждения научной гипотезы из полученных

данных были созданы электронные таблицы с использованием пакета

программ «Microsoft Office» и компонентов «Excel» версии 97 с

последующим статистическим исследованием, графическим отображением

полученных результатов при дополнительном применением пакетов

статистических программ «Statistica 5.0» и «Statgraf 2.1» для «Windows». ¡з 1211

Таблица!

Общая характеристика исследований

1 Серии и задачи исследования Условия и содержание испытаний Давление, компоненты газовой среды, кПа Экспозиция, мин. Число обследованных,чел.

1 2 3 4 5

1. Влияние изменяемых давления, состава газовой среды, экспозиции на функциональное состояние человека Нормальное давление дыхание 10%-ой КАС р=100; р02=Ю 30 16

Дыхание воздухом с примесью 5% СОг р=100; р02=Ю; рСОг=5 30 10

Гипобария р=50; рОг=Ю 30 16

Гипербария р=250; р0г=250 90 25

ГБОи транскутанное действие СОг р=250; р0г=250, СОг-чрескожно 60 9

ГБО с ингаляцией 1% СОг р=250; рСЬ=247,5; рС02=2,5 60 9

II. Выявление индивидуальных особенностей среди испытуемых на дефицит кислорода Кардиореспираторная система р=100; р02=Ю . ю 60

Анализ оксигемограммы р=100; р02=Ю 10 60

Анализ анаэробного порога р=100; р02=Ю 10 60

III. Исследование взаимосвязи показателей оксигемографии с клинико-физиологическими данными Контрольное обследование испытуемых в клинических условиях р=100, р0г=20 Условия стационара 15

1 2 3 4 5

Определение взаимо-

связи показателей

оксигемограммы, р=100, Одно- 60

соматотипов и трофологического р02=20 кратно

статуса испытуемых

1У.Гипобарическое воздействие на Коррекция функционального

испытуемых с различной толерантностью к дефициту состояния с помощью курса гипобарического воздействия у испытуемых с различной р=70, рОг=14 30 мин; 10 сеансов 20

кислорода толерантностью к дефициту кислорода

У.ГБО при различной толерантности к дефициту кислорода Коррекция функционального состояния с помощью курса ГБО у испытуемых с различной толерантностью к дефициту кислорода р=250; р0г=250 60 мин; 10 сеансов 14

Баротерапия с

У1. использованием 45 мин; 10 сеансов

Эффективность применения гипербарической нормоксической р=140; р02=20; рНе=120 27

нормоксических кислородно-гелиевой

видов среды

баротерапии у больных с хроническими заболеваниями Баротерапия с использованием гипербарической нормоксической р=140; р0г=20; р №=120 45 мин; 10 сеансов 15

легких кислородно-азотнои среды

Всего: 416

Результаты исследования На первом этапе исследование носило поисковый характер и задача состояла в оценке влияния измененной газовой среды на функционирование газотранспортных систем и вероятности использования определяемых показателей в качестве информативных критериев индивидуальности реакции

на дефицит кислорода.

Таблица 2

Методики и объем исследования

Методики исследования Число анализируемых показателей Число обследований Общее число обработанных показателей

| Функционального состояния: ] 8 541 4328

Пневмотахометрия*

Тетраполярная реография 6 210 1260

Оксигемография 5 408 2040

I Транскутанная рОг и рССЬ-метрия 2 252 504 |

| Эхокардиография* 7 76 532

Кислотно-основное состояние 6 15 90

Общеклинические, биохимические и иммунологические 19 15 285

9 96 864

Спировелоэршметрия

1 Интегральный показатель работоспособности 6 76 456

стел¡УСв.'р^^^у. - 3 76 228

САН

Спилбергера-Ханина 2 152 304

Всего: 73 1917 10891

При нормобарическом и гипобарическом воздействии в условиях дефицита кислорода у испытуемых обеих групп уже к 15-ой минуте экспозиции определяется достоверное увеличение частоты сердечных сокращений на 12,4% и 16,5%, по сравнению с исходными значениями. К

Обследование испытуемых проводилось в клинике Военно-морской и общей терапии академии совместно с Д.В.Черкашиным.

концу воздействия этот показатель имеет также тенденцию к увеличению по сравнению с обследованием на 15-ой минуте. Подобная динамика наблюдается и в изменении ударного объема сердца. Увеличение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и ударного объема сердца (УОС), естественно, повлекли за собой увеличение и минутного объема кровообращения (МОК). Так, выявляется достоверное увеличение МОК, по сравнению с исходным значением, на всем протяжении экспозиции, при этом, максимальное увеличение отмечается на высоте воздействия, что составляет 151,4% от исходного значения в условиях гипобарии и 141,7% - в условиях нормобарии.

При исследовании кровотока в периферическом отделе (область голени) объемный кровоток достоверно уменьшается, по сравнению с исходными данными, о чем свидетельствует снижение амплитудно-частотного показателя в условиях как гипобарии, так и нормобарии от 0,71+0,05 до 0,58+0,07 и от 0,71+0,05 до 0,59±0,06 с"' (р<0,05), соответственно. Одновременно, увеличивается тонус периферических сосудов, что выражается в уменьшении отношения а Да от 1,05+0,05 до 0,92+0,05 - при гипобарии и от 1,05+0,05 до 0,93+0,06 - при нормобарии. Следствием является увеличение периферического сопротивления кровотоку, что выражается в подъеме уровня инцизуры.

Уже на 15-ой минуте сеанса гипербарической оксигенации (ГБО)

отмечается достоверное уменьшение ЧСС на 13,4%, УОС - на 17,6% и МОК

- на 20,7%, что свойственно сдвигам, обусловленным воздействием

гипероксии (Сорокин П.А., 1960; Жиронкин А.Г., 1972). Наблюдаемое

возрастание показателей объемного кровотока к концу сеанса, на наш взгляд,

может свидетельствовать о проявлении токсического действия кислорода. На

протяжении сеанса достоверно уменьшается кровенаполнение крупных

ветвей артерий, что объясняется спазматическим действием избыточного

кислорода на стенки артерий и отрицательным инотропным влиянием на

миокард. 'ч.аи

При вдыхании кислорода с увеличенным рС02 достоверного уменьшения ЧСС, по сравнению с его исходным значением, не выявляется, а некоторое снижение УОС и МОК значимо менее выражено, чем при дыхании кислородом.

Региональное кровообращение rip i дыхании кислородом под повышенным давлением сопровождается увеличением периферического сопротивления кровотоку (увеличение уроЕня инцизуры от 45,6+6,9% до 66,7+8,2% после 15-минутного дыхания кислородом и до 60,1+8,1% - к 60-ой минуте экспозиции) и повышением тонуса сэсудов (уменьшение отношения аДа от 1,05+0,05 до 0,55+0,06 и до 0,51- 0,07, соответственно этим же периодам экспозиции). При этом, достоверно уменьшается величина пульсового кровенаполнения исследуемой периферической области, о чем свидетельствует снижение реографического индекса. Уменьшается также величина объемного кровотока в единицу времени, по сравнению с исходным ее значением (снижение амплитудно-частотного показателя от 0,71+0,05 до 0,53+0,06 на 15-ой минуте и до 0,52+0,05 - на (>0-ой минуте экспозиции).

В случае пребывания человека в су>.ой углекислотной ванне, при повышенном рСОг над кожей и его чрежожной диффузией вовнутрь (гипероксическая серия с накожным действием С02) вектор градиента и направление транспорта СО2 изменяются по сравнению с обычными, модифицируя дыхательную функцию колеи. В этих условиях эндогенный СО2 уже не элиминирует во внешнюю среду, а, нг оборот, накапливается в тканях и в последующем его избыток выводится через легкие. Диффузия СО2 становится активной, что приводит к насыщению местных тканей диоксидом углерода и, в последующем, - к увеличению содержания его во всем организме. Такое чрескожное воздействие диоксида углерода активирует регионарную гемодинамику, повышая уровень обмена веществ и, соответственно, температуру конечности, противодействуя кислородному спазму сосудов конечностей, способствуя" их лучшей оксигенации.

Полученные результаты подтверждают специфическое действие ССЬ, обоснованное в работах В.И.Кулешова (1991), А.П.Ястребова с соавт. (У^геЬоу Л.Р. е1 а1„ 1997).

Наряду с изменением функционирования сердечно-сосудистой системы в различной по составу газовой среде, существенно трансформируется деятельность и системы внешнего дыхания, как наиболее реактивного блока «первого эшелона» среди други> механизмов приспособления целостного организма. Это также ведет к изме 1ению р02 и рС02 в крови и тканях.

К концу 10-ой минуты экспозиции транскутанно определяемое р02 уменьшается от 52,6+6,5 до 6,6+3,2 мм рт. ст., а в исключительных случаях, у некоторых испытуемых - до 2 мм рт. ст. Через 4 минуты после прекращения воздействия восстановления показателя до исходного не наблюдается. Указанные величины напряжения р02 в исследуемой области позволяют предполагать, что такое уменьшение напряжения кислорода в участке кожи обусловлено перераспределением кровотока в организме в пользу центрального отдела и в ущерб периферии, а в отдельных случаях и полному сосудистому спазму. рС02 в тканях к этому же периоду уменьшается на 20,4%, что свидетельствует об элиминации эндогенного С02, наблюдаемого Л. Л. Шиком в 1968 году, из-за увеличении легочной вентиляции. Использование транскутанной р02-граммы для характеристики индивидуальности реагировани) на дефицит кислород оказалось малоинформативным из-за однотипно минимального р02 в тканях.

Как известно из работ Е.А.Коваленко (1975), В.А.Березовского (1978),

А.З.Колчинской (1983), к объективным показателям оксигенации, помимо

значения р02, относят содержание и процент насыщения крови кислородом

(БаОг), а как интегральный показатель - количество доставляемого

кислорода. В нормальных условиях у здорового человека при

состоятельности систем доставка кислорода тканям общее количество

кислорода в крови зависит, главным образом, от насыщаемости гемоглобина 4»

кислородом. Поэтому в работе использовалась именно оксигемография по Е.М.Крепсу (1959) и были предложены дополнительные оригинальные расчетные индексы оксигемограммы: Бю, 84, 84®, 1] (рис).

Время, иин

Рис. Схема оксигемограммы при гипоксической пробе (10-минутное дыхание 10%-ой КАС).

1. вм — интегрально характеризует динамику содержания оксигемоглобина в ответ на вдыхание газовой смеси, обедненной кислородом. Представляет собой площадь фигуры, ограниченной осями координат и кривой оксигемограммы за все 10 минут экспозиции. У здоровых лиц этот показатель отражает способность организма сохранять одно из важных свойств томеостазиса - насыщение крови кислородом.

2. 84 - фрагмент Бю, дает представление об экстренной реакции (в течение 4 минут) насыщения гемоглобина кислородом при переходе на

дыхание гипоксической газовой смесью.

3. 8/ - этот параметр позволяет оценить экстренную реакцию систем восстановления насыщения гемоглобина кислородом при переходе на дыхание обычным воздухом.

4. Ь — выраженность падения содержания оксигемоглобина при гипоксической пробе, характеризует чувствительность систем, регулирующих уровень кислорода в гемоглобине и степень устойчивости организма к дефициту кислорода, в целом. Значение Ь определяется как «высота трапеции».

Предложенные показатели представляют собой интегральную способность организма регулировать насыщение гемоглобина кислородом при гипоксической пробе, при этом уменьшение площади нами рассматривается как улучшение качества регуляции вышеупомянутой газовой константы гомеостазиса.

В последующем, с применением методов многомерной статистики была выявлена информативность этих, а также некоторых других показателей систем дыхания и гемодинамики в условиях острой гипоксии, которые могут достоверно характеризовать индивидуальную устойчивость к этому воздействию.

В итоге пришли к заключению, что показатели вю, 84, И, АнП и тип конституции представляют собой основные показатели в 1-ой главной компоненте, имеющей максимальный вес, равный 4,5, которая позволяет интерпретировать интегральную величину с вероятностью в 41,02%. Эта главная компонента была названа устойчивостью к дефициту кислорода и определена следующим уравнением, полученным в результате факторного анализа:

П = 0,89-АнП - 0,9-8,о- 0,»-84 - Ь'0,97 - 0,85-т ; (2)

где: Т — конституциональный тип в цифровом представлении,

П - устойчивость индивида к дефициту кислорода в у.е. и в числовом

5-, 1211

выражении для исследованной группы испытуемых она колеблется от -9,11 до +6,56. Другие исследованные показатели имеют малое влияние на величину Q и ими можно пренебречь.

При анализе двух различных и крайних по выраженности типов реакций на дефицит кислорода, полученных при оксигемографии, обращает на себя внимание существенное падение насыщения гемоглобина кислородом у обоих испытуемых уже в течение первой минуты. Однако, ко 2-ой минуте и далее отмечаются различия в темпе выраженности падения содержания оксигемоглобина.

Для распределения испытуемых на группы с разной устойчивостью к дефициту кислорода, применили кластерный анализ по методу Варда (Ward). Для удобства интерпретации результатов было выбрано три кластера. Испытуемые группы I были названы устойчивыми; П - среднеустойчивыми; III — неустойчивыми. Каждая из этих групп обладает особенностями функционирования органов и систем и средними величинами исследуемых показателей.

При проведении исследований в условиях избытка кислорода оксигемограмма оказалась малоинформативной, т.к. по данным Dowal (1966), при величине рОг в крови 130-140 мм.рт.ст. и выше весь гемоглобин превращается в оксигемоглобин и поэтому регистрация изменений становится невозможной. Газовый режим организма оценивался по данным КОС, поскольку кислород, как биологически активный газ, принимает непосредственное участие в поддержании его констант и по транскутанно определяемому рОг.

Пребывание испытуемых в гипероксической среде повлекло за собой накопление кислорода в организме. Об этом свидетельствует высокодостоверное возрастание к 60-ой минуте экспозиции рОг как в артериальной крови (АК) (в 14,7 раз), так и в ВК венозной крови (ВК) (в 1,7 раза), увеличивается и артериовенозная разница (АВР) этого показателя (в

26,2 раза). Особенно обращает на себя внимание артериализация ВК, когда р02 в ней увеличивается от 70,8+3,87 до 88,7+0,56 мм рт.ст. (р<0,01). В АК достоверно увеличивается избыток оснований, в том числе и за счет значимого увеличения на 13,8% количества бикарбонатов. В ВК отмечается лишь тенденция к этому явлению. Однако, как в АК, так и в ВК достоверно увеличивается рН среды, но изменения АВР определяемого показателя рН среды на выявлено. Возрастание указанных параметров КОС дает основание предположить о существенном повышении запасов кислорода в крови и резерва ее щелочности (Говоров А.И., Панин А.Ф., 1967; Тевс Г., 1986). Способствует проявлению этого эффекта и незначительное, но достоверно определяемое уменьшение рСОг крови.

К концу экспозиции некоторые определяемые показатели изменяются более существенно и имеют различия по сравнению с обследованием на 60-ой минуте экспозиции. Кислород в организме продолжает накапливаться, о чем свидетельствует достоверное повышение рОг в АК и, особенно, в ВК по сравнению с исходным значением и значением на 60-ой минуте экспозиции. Насыщение гемоглобина кислородом в АК остается предельным, равным практически 100%, в ВК - приближается к этому предельному значению — 98,8%. В таких условиях АВР по насыщению гемоглобина кислородом уменьшается по сравнению с 60-ой минутой и, по существу, стремится к нулю, свидетельствуя о гомогенации АК и ВК, что может расцениваться как признак развивающейся декомпенсации (Филько О.А., 1987).

Наблюдаемые изменения параметров КОС организма при гипероксии

дают основание предположить, что в этих условиях организмом используется

практически только кислород, растворенный в плазме и, в меньшей мере,

связанный с гемоглобином. С увеличением времени пребывания ВК все более

и более по параметрам газового состава приближается к АК. Насыщение

гемоглобина кислородом ВК достигает значения, равного этому показателю в

АК, при этом АВР существенно уменьшается. Увеличение общего 1"»

содержания кислорода в крови продолжает увеличиваться только за счет растворенной его фазы. Полное блокирование гемоглобина кислородом способствует уменьшению транспорта диоксида "углерода этим путем, что, на наш взгляд, и объясняет уменьшение рС02 в АК и ВК, несмотря на его увеличение в этих условиях в тканях.

В естественной газовой среде обитания по данным Tremper К.К. (1980); Scheller M.S. (1986), полученные при регистрации величины ртк02 близки к истинной величине ра02. В наших исследованиях между этими показателями определяется высокая степень прямой корреляционной связи, равная г = 0,88 (р<0,001). После 60-ой и 90-ой минут дыхания кислородом при повышенном давлении эта корреляционная связь по-прежнему достоверна, однако она становится менее высокой, коэффициент корреляции уменьшается до г = 62 и г = 60 (р<0,05), соответственно. Учитывая такие изменения взаимосвязи определяемых показателей, это следует расцешпъ как уменьшение перфузии в кожных сосудах из-за кислородного спазма и ослабление доставки клеткам кислорода. Тем не менее, даже в условиях существенного изменения периферического кровотока, ртк02 остается высокоинформативным показателем, отражающим величину р(Э2 в артериальной крови.

Дополнительная информация была получена во время мониторинга р02 и рС02 в условиях гипероксии Транскутанно определяемое рОг после компрессии до 0,25 МПа и переключения на дыхание кислородом уже к 15-ой минуте экспозиции 12-кратно возрастает. Устойчивое значение р02 устанавливается к 30-ой минуте воздействия. В дальнейшем на протяжении экспозиции отмечается относительное постоянство определяемого параметра, а к концу изопрессии - тенденция к его увеличению на фоне неизменного давления в дыхательной газовой смеси. Величина рС02, по мере увеличения времени дыхания кислородом возрастает и к 15-ой минуте достигает значимого различия по сравнению с его исходным значением и далее остается увеличенным.

При индивидуальном рассмотрении крайних типов реакции выявляется, что у испытуемого Н. максимальное значение рСЬ достигло 1050 мм рт. ст., в то время как у К. это значение составило лишь 630 мм рт. ст. В конце экспозиции на фоне дыхания неизменным рСЬ в барокамере у испытуемого К. наблюдалось дальнейшее увеличение значения рСЬ, в то время как у испытуемого II. такой динамики отмечено не было. Синусоидальные флюктуации в одном случае выражены, в другом - нет.

Обнаруженные различия максимальных абсолютных значений рОг у испытуемых указывают, что реакция организма на острую нехватку или избыток кислорода, согласно полученным данным, является в существенной мере индивидуально обусловленной реакций индивида и существенно различается мобилизация легочных и сердечно-сосудистых резервных механизмов, обеспечивающих перераспределение крови, которые в условиях гипероксии препятствуют избыточному поступлению кислорода в кровь и уменьшают его доставку к тканям.

В зависимости от конкретной индивидуальной реакции на дефицит кислорода, человек, вероятно, бывает также чувствителен и устойчив в разной степени к другим условиям, в частности, к и увеличенному содержанию кислорода, что диктует необходимость выбора ему оптимального варианта гипоксической или гипероксической баротерапии.

На следующем этапе оценивалась успешность коррекции функционального состояния и работоспособности у испытуемых с различной толерантностью к дефициту кислорода после гипобарической гипоксии и гипербарической оксигенации.

При анализе полученных данных отмечается, что по завершении курса гипобарической баротерапии в группах I и II улучшаются такие показатели, как объем форсированного выдоха за секунду (ОФВ[) от 2,75+0,11 до 3,05+0,12 л и от 2,91+0,12 до 3,11+0,11 л, а также пиковая скорость выдоха (ПСВ) от 4,12+0,12 до 4,38+0,13 л\с и от 4,00±0,13 до 4,22+0,14 л\с,

соответственно. Поскольку они свидетельствуют о скорости воздушного потока, наблюдаемая динамика дает основание утверждать об увеличении бронхиальной проходимости после гипобарического воздействия. Следует заметить, что увеличение максимальной вентиляции легких (МВЛ) в группах I и II отмечается уже после первого сеанса гипобарической баротерапии на 10,3 % и 4,7 %, соответственно. К концу воздействия изменения становятся более существенными и наблюдаются во всех группах испытуемых. Кроме того, выявляется достоверно более высокое значение этого показателя в группе I по сравнению с группой Ш. Время задержки на вдохе после курса из 10 сеансов увеличивается только в группе I от 75,8+10,6 до 87,6+9,4 (р<0,05), в то время как в группах II и III таких изменений не наблюдается.

Очевидно, что гипобарическая баротерапия улучшает вентиляционную способность легких. Однако, наблюдаемые изменения в группах неоднозначны. Они отмечаются и более выражены, преимущественно, в группе испытуемых I, менее — в группе II, а в группе III наблюдается значимое увеличение только показателя МВЛ от 98,4+5,5 до 105,6+5,5 л\мин (р<0,05). При сравнении полученных данных между группами, обращает на себя внимание тенденция к возрастанию показателей ПСВ и пробы Штанге в группе I, по сравнению с группой II и Ш. Тем не менее, они становятся достоверными только при сравнении показателя МВЛ между группами I и III после курса воздействия.

Сердечно-сосудистая система испытуемых группы I, т.е. устойчивых к острому кислородному голоданию, после курса из 10 сеансов гипобаротерапии функционирует экономичнее, так как у них наблюдается более существенное улучшение сократительной функции левого желудочка. Аналогичная тенденция отмечается и в группе II, у лиц с нормальной толерантностью. У представителей группы III, имеющих низкую толерантность к дефициту кислорода, увеличение физиологических резервов сердечно-сосудистой системы и системы крови не существенно.

Во время выполнения заданной физической нагрузки анаэробный порог был достигнут всеми обследуемыми до и после экспозиции. При анализе показателей, отражающих состояние физической работоспособности испытуемых, обращает на себя внимание возрастание индекса степ-теста на 19,8% в группе I и на 14,0% - в группе II, а параметра PWC™ - на 25,9% в группе I и на 16,8% - в группе II. Такая же закономерность отмечается в динамике индекса максимальной достигнутой мощности во время выполнения ступенчатой нагрузки. После курсового воздействия она возрастает на 14,9% в группе I и на 13,2% - в группе П. При сравнении показателей максимальной достигнутой мощности, максимального потребления кислорода и мощности при анаэробном пороге у испытуемых групп I и II, после проведения курса воздействия периодической гипобаротерапии, определяется достоверное замедление подключения анаэробных процессов, по сравнению с исходными данными и данными после одного сеанса. У лиц, относящихся к группе III, неустойчивых к дефициту кислорода, достоверно возрастает лишь максимально достигнутая при нагрузке мощность, в то время как остальные показатели не претерпевают достоверных изменении.

Показатель максимального потребления кислорода значимо увеличивается лишь в группе испытуемых I и только после курса баротерапии. Однако, максимальная достигнутая мощность возрастает после курса у всех волонтеров, в частности, в группе I на 14,9 %, в группе П - на 11,2 % и в группе III - на 8,9 % (р<0,05).

Обращают на себя внимание различия, выявленные между I и III группами • по показателям индекса степ-теста, PWC]7o и достигнутой мощности при АнП, которые подтверждают различную эффективность курса гипобарического воздействия у людей с разными параметрами устойчивости к дефициту кислорода.

Стало быть, трактуя физическую работоспособность испытуемых,

следует отметить, что испытуемых после проведенных сеансов баротерапии она у шгх возрастает. Однако, степень ее увеличения среди лиц всех групп, имеющих различную толерантность к дефициту кислорода, представляется разной. Дифференцировка состоит в следующем: в группах испытуемых II и, особенно, I она достоверно возрастает, но в группе III - значимых ее изменений не выявляется. Одной из причин, повышающих физическую работоспособность, является, по-видимому, более поздняя активация и уменьшение доли участия компенсаторных анаэробных механизмов энергообеспечения и формирующийся структурный след адаптации. Все это приводит к достоверно более выраженному увеличению резервов сердечнососудистой и дыхательной систем у испытуемых для обеспечения все возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.

В группах I и II самочувствие достоверно улучшается уже после первого сеанса, чего не наблюдается в группе испытуемых III. После завершения курса гипобарической баротерапии, значимые изменения наблюдаются уже во всех группах, однако, если среди испытуемых в группах I и II отмечается улучшение этого показателя па 37,8% и на 40,5%, соответственно, то в группе III — наблюдается обратная динамика — достоверное ухудшение на 17,1 %. Некоторое подобие динамики отмечается в изменении субъективного ощущения активности, но настроение испытуемых изменяется менее выражено.

Следует отметить, что испытуемые группы I и II лучше переносили сеансы гипобарической гипоксии, отмечали улучшение самочувствия, появление бодрости и желание работать.

Итак, в результате проведения 10 сеансов гипобаротерапии, изменяются показатели функционирования сердечно-сосудистой системы и системы дыхания, умственной и физической работоспособности, а также самооценка состояния испытуемых. Динамика изменений в группах испытуемых с

высокой и пониженной толерантностью к дефициту кислорода различная, что, на наш взгляд, связано с особенностями реагирования кислородтранспортных систем организма на недостаток кислорода и потенциальной возможностью его компенсации. Причем, у испытуемых,, относящихся к группам с нормальным и, особенно, с высоким уровнем толерантности к дефициту кислорода, выявляется положительная динамика основных исследуемых показателей, в то время как у низкотолерантных испытуемых отмечается отсутствие таковых, в частности ухудшается физическая работоспособность, субъективный статус, характер функционирования систем дыхания и кровообращения. В целом, проведя анализ наблюдаемого феномена, следует предположить, что курсовое гипобарическое воздействи; за счет специфического и неспецифического действия преимущественно активирует функциональные и морфологические резервные возможности организма. Поскольку индивиды, обладающие высокой устойчивостью к дефициту кислорода обладают повышенными резервами, по сравнению с низкоустойчивыми, то такая мобилизация способствует достижению высокой терапевтической эффективности. Активирование имеющихся низких резервов низкоустойчивых лиц неэффективно и приводит к недостаточной успешности баротерапии, а в отдельных случаях наблюдается срыв течения приспособительных процессов, что закономерно ведет к ух>дшению функционального состояния индивида с низкой устойчивостью к дефициту кислорода.

С целью оценки успеиности коррекции функционального состояния и работоспособности испытуемых с различной толерантностью к дефициту кислорода добровольцам провели цикл гипербарической оксигенации (ГБО) из 10 сеансов.

При анализе показателей после 10 сеансов ГБО отмечается снижение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) во всех группах испытуемых: в группе I от 4,51+0,3 до 3,88+0,3 л, во Н-ой группе - от 4,24+0,4 до 3,80+0,4 лив группе

III -от 4,15±0,3 до 3,69+0,35 л (во всех случаях р<0,05). Время задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) достоверно увеличивается: в группе II -28,3%, в группе III - 35,3% (р<0,01). В то же время, в группе I достоверных изменении этого показателя не наблюдается.

Во всех группах отмечается однотипное снижение скоростных показателей системы внешнего дыхания, хараетеризующих бронхиальную проходимость. Полученные изменения, надо полагать, обусловлены, в первую очередь, ваготропным действием гипербарического кислорода, отмеченным рядом работ других авторов (Сапов И.А., 1952; Жиронкин А.Г., 1971; Рафиков A.M. с соавт.,1990). Дополнительно, на функционирование системы внешнего дыхания оказывает влияние и повышенная плотность газовой смеси, увеличивая резистивную нагрузку на дыхание.

Полученные данные, свидетельствуют о том, что к окончанию же курса ГБО в группе I определяется уменьшение частоты сердечных сокращений с 74,3+3,1 до 67,3+4,5 (р<0,05), в группе II - с 73,8+2,1 до 66,2+5,4 (р<0,05), а в группе III - от 72,6+3,2 до 66,3+4,5 ударов в минуту (р<0,05). Достоверных различий показателей ЧСС между группами при этом не определяется.

Диастолический объем левого желудочка у испытуемых группы I не изменяется, по сравнению с исходными значениями и данными после однократного воздействия, в группе II после курса ГБО этот показатель уменьшается с 126,8+2,7 до 121,1+3,1 мл (р<0,05) и в группе III - с 125,3+2,5 до 120,5+2,8 мл (р<0,05). При этом, наблюдаемые изменения достоверно более выражены в группах II и III, по сравнению с группой I. В группах II и III отмечается уменьшение систолического объема левого желудочка на 7,9% и 10,8%, соответственно (р<0,05), по сравнению с исходным его значением.

После курсового воздействия аэробная фаза по продолжительности увеличивается, по сравнению с исходными данными и данными после первого сеанса, возрастает мощность при анаэробном пороге в группе II - на 18,9% и в группе III - на 25,9%. Показатель PWCno достоверно возрастает на

14,4% в группе II и на 25,5% - в группе III, а также, увеличивается максимальная мощность, достигнутая при ступенчатой нагрузке в группе II на 6,9% и в группе III - на 12,5%, при этом в группе III она выше, чем в группе I (р<0,05).

Стало быть, физическая работоспособность при ГБО у всех испытуемых возрастает, но степень ее увеличения при разной толерантности их к дефициту кислорода различная. Так, в группах II и, особенно, III она значимо возрастает, но в группе I существенных изменений большинства показателей не выявлено. Одной из причин, повышающих физическую работоспособность у испытуемых, является, прежде всего, возрастание депонирования кислорода и облегчение макроэргического обеспечения тканей, посредством оптимизации реакций окислительного фосфорилирования. Следствием этого является формирование приспособления к новым условиям: увеличение резервов сердечнососудистой и дыхательной систем для обеспечения возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.

Оценка самочувствия достоверно возрастает уже после первого сеанса ГБО в группах И и III на 20% и 25%, соответственно, (р<0,05), но этого не наблюдается в группе лиц I. После завершения курса ГБО также достоверные изменения становятся более существенными - увеличение показателя самочувствия достигает 22,2% и 54,5%. Подобное же разнообразие отмечается в субъективной оценке изменений возросшей активности испытуемых. Субъективно настроение не изменяется в группе I, но улучшается в группе II на 9,3 % уже после первого сеанса, а к концу курса этот показатель в группе III достигает увеличения на 14,8%, в группе I - на 19,2 % и в группе II - на 26,9 %, соответственно.

В целом, в результате проведения курса ГБО из 10 сеансов, изменяются регистрируемые показатели функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем, умственной и физической работоспособности, а также

самооценка состояния испытуемых. После завершения курса ГБО у всех испытуемых отмечается достоверное улучшение, в общей сложности, большинства показателей их умственной и физической работоспособности, при этом в группе III они более существенные и на первый план выступает положительная их динамика, по сравнению с группой II и, особенно, с группой I. Физиологический механизм данного явления, по-видимому, заключается в специфической, свойственно? индивидам с высокой устойчивостью к дефициту кислорода, выражегной реакции организма на избыток кислорода, выражающейся, прежде б сего, в виде чрезмерного сосудистого спазма. Следствием такой реакции является уменьшение доставки кровью кислорода тканям, несмотря на его даже избыточное содержание в организме.

Одна из задач исследования состояла в оценке терапевтической эффективности новых нетрадиционных способов баротерапии с применением кислородногелиевой и кислородноазотной смесеа у испытуемых с разными свойствами толерантности к дефициту кислорода. Гелий обладает особыми физико-химическими свойствами, что придает смеси малую плотность (уменьшение плотности от 1,932 до 0,549 кг/м3 по сравнению с воздухом при давлении 0,15 МПа) и повышенную вязкость, повышает коэффициент ее диффузии и теплопроводности, улучшает ве -ггиляционно-перфузионные отношения, облегчая оксигенацию тканей (Зальцман Г.Л. с соавт., 1979; Говоруха Т.Н., 1990; Кухлинг X., 1985; Pavlov B.N. et al., 1997).

Для уточнения физиологического механизма действия индифферентных газов на организм, в этих же условиях, но заменив гелий на азот, как более плотный (плотность смеси - 1,912 кг/м3) и с меньшим коэффициентом диффузии газ, провели испытание II - нормоксическую оксигенонитрогенобаротерапию.

Дополнительно, с этой же аелыо, обследовали респираторную функцию системы внешнего дыхания с приемом беротека* (2 аэрозольные дозы по 0,4 мг) - препаратом, относящимся к группе Р-адреномиметиков, что давало возможность оценить влияние указанных дыхательных смесей на чувствительность р-адренорецепторов бронхов.

По сравнению с традиционной терапией, указанное санирующее влияние более эффективно, поскольку оно приводит к более достоверному замедлению подключения анаэробных процессов, увеличению резервов дыхательной системы для обеспечения возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.

Применявшиеся искусственные дыхательные газовые смеси обладают терапевтическим эффектом. Поскольку влияние увеличенного или уменьшенного содержания кислорода на организм отсутствует, то следует, что в основе терапии лежат, главным образом, пониженная плотность искусственной кислородногелиевой газовой среды, которая уменьшает нагрузку на аппарат внешнего дыхания, облегчая его функционирование и транспорт кислорода в направлении цели - клетки. В случае воздействия повышенной плотности - эффект может быть обусловлен стимуляцией аппарата внешнего дыхания, которое обеспечивает дополнительную экспираторную резистивную нагрузку, способствует тренингу системы внешнего дыхания и решает в результате этого следующие лечебные задачи: увеличение общей и избирательной выносливости дыхательной мускулатуры, обеспечение возрастания силы дыхательных мышц, оптимизирование паттерна дыхания и улучшение вентиляционно-перфузионных соотношений.

- Беротек (или Фенотерол), выпускается фирмой «Берингер Ингельхайм», является специфическим бронхоспазмолитиком с преимущественным воздействием на Рг-адренорецепторы бронхов.

Однако, такое влияние будет благоприятным только в том случае, если морфо-функциональные резервы организма достаточно велики и его функциональное состояние позволяет осуществлять дополнительную мобилизация без ущерба для здоровья пациента.

Следует отметить, что мы не исключаем и биологического влияния гелия и азота, обусловленного особыми физико-химическими свойствами. Лечебное действие искусственной дыхательной газовой смеси не ограничивается только действием фактора ее пониженной плотности. Дополнительные представления о физиологическом механизме ее влияния на организм были получены после проведения исследования с курсовым воздействием на испытуемых гипербарической нормоксической кислородно-азотной смеси, когда плотность дыхательной среды была практически одинакова с плотностью кислорода или воздуха в этих условиях, соответственно 1,912 кг/см3 - для смеси и 1,913 кг/см3 - для воздуха (Кухлинг X., 1985). Курс такой баротерапии приводит лишь к повышению объема форсированного выдоха, увеличению индекса Тиффно, а также других скоростных показателей системы внешнего дыхания - МОС50, МОС75 и пиковой скорости выдоха. Повышения активности р-адренорецепторного аппарата бронхов в этом случае не наблюдается.

Допускается предположение о том, что гелий и азот обладают определенной биологической активностью. Следует отметить такое свойство гелия, как способность повышать чувствительность Р-рецепторов бронхов к фармакологическим препаратам из группы адреномиметиков, что является важным в практической деятельности - применении сочетанной терапии.

При этом, терапевтическая эффективность применяемых способов баротерапии одинакова и достаточно высока у представителей различных по устойчивости к дефициту кислорода групп. По-видимому, в случае, если действующим фактором не является увеличенное или уменьшенное парциальное давление кислорода в искусственной газовой среде (как в

рассматриваемых видах баротерапии), организм, как живая система, не включает собственные резервные механизмы, направленные на обеспечение кислородного газового гомеостазиса, эффективность которых предрешается устойчивостью к дефициту кислорода. В этом случае особенности такой толерантности не обусловливают терапевтическую эффективность, а существуют другие физиологические механизмы, предопределяющие индивидуальный подход, используя знания физиологического механизма действия искусственных кислородногелиевых и кислородноазотных нормоксических дыхательных газовых смесей.

По сравнению с традиционной терапией, указанное саногенетическое влияние более эффективно, поскольку оно приводит к более значимому замедлению подключения анаэробных процессов, увеличению резервов дыхательной системы для обеспечения возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.

Следовательно, специфичность ответных реакций испытуемых, обследованных на дефицит кислорода, и последующая успешность проведения гипоксического и гипероксического воздействия у них позволяет заключить, что у испытуемых с лабильными параметрами сердечнососудистой и дыхательной систем, у которых величины устойчивости к острому кислородному голоданию С! составляют от 0 до -9 у.е. и значения показателей Бю и Ь относительно невелики, проведение гипобарической баротерапии для коррекции функционального состояния, сохранения работоспособности, лечения и реабилитации - предпочтительнее, а успешность проведенного мероприятия — высокой. У таких людей преобладает активный и нормальный тип реакции на дефицит кислорода, адекватно увеличиваются напряжение функций систем, специфически ответственных за транспорт кислорода, приводя к гипервентиляции легких, увеличению минутного объема кровообращения и расширению кровеносных сосудов, активации адренергической и гипофизарно-адреналовой системы,

формируя устойчивое приспособление к гипоксической гипоксии. Во время сеанса гипербарической оксигенации у устойчивых индивидов, как и в условиях дефицита кислорода, приспособление к избытку кислорода и поддержание постоянства р02, наряду с другими способами, идет по пути перераспределения сосудистого тонуса за счет спазма артериол и депонирования крови. В этом случае страдает перфузия тканей, т.е. гипербарическая оксигенация им не показана из-за преобладающего рефлекторного действия кислорода, чрезмерного спазма периферических кровеносных сосудов и ухудшения доставки кислорода тканям даже в условиях относительно умеренной гипероксии.

Можно констатировать также, что у лиц с относительно стабильными параметрами сердечно-сосудистой и дыхательной систем во время гипоксической пробы происходит более глубокое падение содержания оксигемоглобина, что характеризует их как лиц с пониженной устойчивостью к дефициту кислорода. Значения индекса О у этой группы составляют от 0 до +9 у.е. и показатели Бю и И являются, как правило, более высокими. У таких людей наблюдается пассивный тип реакции на дефицит кислорода и отсутствует формирование адекватного приспособления к гипоксической гипоксии. Недостаточное или невозможное напряжение основных газотранспортных систем не способно формировать саногенные эффекты гипоксии, что приводит к раннему развитию декомпенсации. Проведение гипобарической баротерапии таким лицам не показано из-за малых резервных возможностей организма и быстрого перехода компенсаторных реакций приспособления из нормальных в патологические декомпенсаторные. При таких особенностях реакций на дефицит кислорода предпочтительнее для коррекции функционального состояния и сохранения работоспособности проводить гипербарическую оксигенацию. В этом случае избыточный кислород, на наш взгляд, будет быстрее и в большем количестве проникать в ткани, не вызывая гуморальной и рефлекторной перестройки

организма, направленной на ограничение его поступления в организм.

Таким образом, при определении показаний и противопоказаний к проведению баротерапии следует учитывать не только функциональное состояние организма человека и нозологическую форму, но и индивидуальные особенности функционирования газотранспортных систем, действие отдельных компонентов дыхательной среды.

В целом, говоря о баротерапии, как современном и эффективном физическом способе лечения, следует иметь в виду многообразие и различие лечебного действия физико-химических факторов измененной газовой среды обитания. Газовая среда является комплексным раздражителем. К факторам, составляющим этот комплекс относятся: измененное парциальное давление кислорода, пониженная или повышенная плотность дыхательной газовой среды; уменьшенное или увеличенное общее давление; наличие гелия или азота, придающих смеси особые свойства и обладающих при повышенном давлении специфическим биологическим действием. Организм имеет различные резервные возможности и индивидуально приспосабливается к внешним действующим факторам, используя конкретный физиологический механизм приспособления, управляя реактивностью системы.

Исходя из этих положений следует, что врач-физиолог или баротерапевт, определяя показания и противопоказания к проведению баротерапии, должен учитывать: параметры функционального состояния организма человека, его индивидуальные особенности реагирования на дефицит кислорода, и, на основе этих знаний, правильно подбирать вид баротерапии, действие отдельных компонентов дыхательной среды для определения их дозы с учетом специфики разных видов баротерапии. В конечном счете, такой подход позволяет целесообразно повышать эффективность применения и успешно реализовать потенциальные возможности баротерапии.

34

ВЫВОДЫ

1. Пребывание в средах с высоким или низким содержанием кислорода вызывает в деятельности дыхательной, сердечно-сосудистой систем и системы крови приспособительные сдвиги противоположных векторов, мобилизуя резервные возможности их функционирования на поддержание постоянства газовых констант организма и, в целом, на саногенез при конкретных видах баротерапии: гипобаротерапии или оксигенобаротерапии.

2. Регулирование кислородных каскадов организмом как в условиях нормального, так и измененного давлений зависит, прежде всего от значений парциального давления кислорода в газовой среде. Транскутанно определяемое напряжение кислорода в большей степени находится в прямой зависимости от величины рОг в смеси и, в меньшей степени, обратно пропорционально плотности газовой среды и рЫг.

3. При дефиците кислорода перераспределяется кровенаполнение центральных и периферических областей в пользу центрального отдела, мобилизуются функциональные резервы организма: возрастает минутный объем дыхания и кровообращения, а при гипероксии проявляется центральное и рефлекторное сосудосуживающее рефлекторное действие кислорода, уменьшается минутный объем кровообращения, в целом, экономизируется деятельность газотранспортных систем.

4. Наружное применение СОг при ГБО способствует улучшению периферического кровотока за счет уменьшения регионарного кислородного спазма. Механизм, приводящий к такому эффекту состоит в диффузии СО2 через кожу внутрь организма, формировании местной гиперкапнии и воздействии диоксида углерода на гладкую мускулатуру стенок артерий, что сопровождается вазодилатацией и увеличением локальной перфузии. При дыхании в условиях ГБО сжатым кислородом с примесью С02 (0,8-1,0%%) различия состояния периферического кровообращения от такового при методе ГБО без примеси СО2 - недостоверны.

5. Нормоксическая гипербарическая оксигеногелиобаротерапия при давлении 0,15 МПа, р02 21 кПа, рНе 79 кПа, экспозиции 45 мин., 10 сеансов является новым безопасным методом гипербаротерапии, вызывающим улучшение функции внешнего дыхания, обеспечивающим более экономную деятельность сердца, а также замедляющим активацию и снижающим долю участия менее эффективных, по сравнению с аэробными, компенсаторных анаэробных механизмов энергообеспечения мышечной деятельности. Гелий, кроме того, потенцирует специфическое бронхолитическое действие беротека, повышая лечебную эффективность его применения.

6. Нормоксическая гипербарическая оксигенонитрогенобаротералия при давлении 0,15 МПа, р02 21 кПа. рИ2 79 кПа, экспозиции 45 мин., 10 сеансов безопасна, улучшает функцию внешнего дыхания, уменьшая количество внешней механической работы, увеличивая глубину дыхания. Эффективность такой баротерапии ниже по сравнению с нормоксической оксигеногелиобаротерапиен из-за исключения актуального действия фактора уменьшенной плотности газовой среды. Положительный эффект этого вида баротерапии обусловлен повышенной плотностью, что обеспечивает дополнительную экспираторную резистивную нагрузку.

7. Оксигемограмма при 10-минутном дыхании 10%-ой кислородно-азотной смесью в условиях нормального давления, формирующего острую гипоксию и стимулирующего массоперенос кислорода вследствие активизации основных газотранспортных систем, интегрально отражает индивидуальную особенность функционирования дыхательной, сердечнососудистой систем и системы крови, а в целом, устойчивость человека к дефициту кислорода. Наиболее информативными показателями методики являются качество регуляции содержания оксигемоглобина (Эю) и выраженность его падения в артериальной крови (И), позволяющие индивидуализировать особенности реакции обследуемых на дозированную гипоксию.

8. Успешность гилобарической баротерапии и оксигенобаротерапии для больных, а также гипоксического и гипероксического баровоздействий для специалистов флота во многом определяется индивидуальными особенностями функционирования газотранспортных систем организма при дозированной гипоксии. Гипобарическая баротерапия в большей степени показана устойчивым и среднеустойчивым к дефициту кислорода и не показана неустойчивым к гипоксии. Гипербарическая оксигенация показана среднеустойчивым и неустойчивым и менее показана устойчивым индивидам. Курсовое корригирующее действие этих видов баротерапии проявляется в повышении умственной и физической работоспособности, более экономной деятельности сердца, увеличении резервов внешнего дыхания и улучшении самочувствия.

9. Успешность разных видов баротерапии во многом определяется индивидуальными особенностями функционирования газотранспортных систем организма при дозированной гипоксии. Гипобарическая баротерапия в большей степени показана устойчивым и среднеустойчивым к дефициту кислорода и не показана неустойчивым к гипоксии. Гипербарическая оксигенация показана среднеустойчивым и неустойчивым и менее показана устойчивым индивидам. Курсовое корригирующее действие этих видов баротерапии проявляется в повышении умственной и физической работоспособности, более экономной деятельности сердца, увеличении резервов внешнего дыхания и улучшении самочувствия.

10. При гипоксии наиболее информативной методикой оценки кислородного режима организма является оксигемограмма, в то время как регистрация напряжения кислорода с помощью накожного датчика малоинформативна, поскольку возникающее при гипоксии перераспределение кровотока приводит к спазму периферических подкожных сосудов, минимизации или прекращению доставки кислорода тканям. В условиях гипероксии транскутанно определяемое напряжение кислорода дает

достаточно полную информацию об индивидуальной реакции человека на избыток кислорода, косвенно, объективно и достоверно (г=0,62) отражая степень сдвига напряжения кислорода в артериальной крови. Оксигемография в этих условиях малоинформативна из-за 100%-ого насыщения гемоглобина крови кислородом и отсутствия каких-либо колебаний содержания оксигемоглобина.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При выполнении профессиональной деятельности морскими специалистами, другим персоналом, работающим в условиях повышенного или пониженного давления, раненым, больным и пораженным необходимо определять и учитывать индивидуальную устойчивость к дефициту кислорода. Количественно она определяется следующим уравнением:

£2 = 0,89-АнП - 0,9-5,о- 0,8-84 - 0,97-Ь - 0,85-Т; (2)

где: £1 - численное значение устойчивости к дефициту кислорода, АнП - величина анаэробного порога при физической нагрузке, Т - тип конституции в числовом выражении, Бю, 54, И - рассчетные параметры оксигемограммы.

Колебания составляют от -9 до +9 у.е. Большей устойчивостью обладают люди с отрицательными значениями Г2, высоким уровнем анаэробного порога при физической нагрузке, гиперстеническим типом конституции и малыми интегральными величинами, характеризующими снижение оксигемоглобина в крови - и Ь. Малые величины Яю и Ь свидетельствуют о высокой, а большие - о низкой толерантности.

2. Назначение курса гипербарической оксигенации или гипобарической баротерапии следует проводить с учетом устойчивости индивида к дефициту кислорода. Гипобарическую баротерапию надлежит проводить лицам, устойчивым и среднеустойчивым, и не следует проводить неустойчивым. Гипербарическая оксигенация показана среднеустойчивым и неустойчивым. Это воздействие менее эффективно для устойчивых к дозированному дефициту кислорода индивидов.

3. При проведении сеансов гипоксических и гипероксических воздействий у морских и других специалистов, пребывающих в процессе выполнения профессиональной деятельности в условиях пониженного или повышенного содержания кислорода, целесообразно осуществлять мониторинг транскутанного р02, функций систем дыхания, кровообращения и крови (МОК, МОД, НЮ2). Регистрация напряжения кислорода с помощью накожного датчика при гипоксической пробе малоинформативна, поскольку возникающее при гипоксии перераспределение кровотока приводит к спазму периферических подкожных сосудов, к минимизации или прекращению доставки кислорода тканям. В условиях гипероксии транскутанно определяемое напряжение кислорода позволяет контролировать кислородный режим организма и, на основе этого, в процессе первого пробного сеанса гипербарической окситенации осуществлять выбор оптимальной дозы кислорода. Оксигемография в этих условиях малоинформативна из-за 100%-ого насыщения гемоглобина крови кислородом и отсутствия какой-либо динамики этого показателя при гипероксии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Регуляция сердечного ритма при дыхании кислородом при атмосферном давлении // Итоговая конф. воен.-науч. об-ва слуш. BMA им. С.М.Кирова.-J1., 1981.-С. 133;

2. Способ лечения больных облитерирующим эндартериитом // A.c. 1050705 А СССР/ Б.З. заявл. 27.05.81. №329 7881/28-13 опубл. 01.07.83 (в соавторстве);

3. Физиологические закономерности и экспериментальная терапия острого отравления кислородом в постгипероксическом периоде // Матер. IX науч. конф. молодых ученых.-Л.:ВМедА.-1986.-С.68-69 (в соавторстве);

4. Состояние обмена веществ в организме человека в условиях гиперкапнии // Актуальн. вопр. физиол., патол. и эпидемиол,- Североморск-1987.-С.22 (в соавторстве);

5. Динамика работоспособности в условиях длительного пребывания в гиперкапнической среде // Актуальн. вопр. физиол., патол. и эпидемиол.-Североморск.-1987.-С.42-43 (в соавторстве);

6. Напряжение углекислого газа и pH крови при пребывании в гиперкапнической среде // Итоговая конф. воен.-науч. об-ва слушателей BMA.-J1.-1987 .-С. 121 (в соавтостве);

7. Рекомендации по сохранению работоспособности плавсостава ВМФ Стран Варшавского Договора // Отчет НИР ВМедА №184.-Л.:1988.-198с (в соавторстве);

8. Физиологическое обоснование режимов оксигенобаротерапии для плавсостава ВМФ // Отчет НИР.-Л.:ВМедА, 1989 - 161с (в соавторстве);

9. Кислотно-основное состояние организма человека при дыхании воздухом с примесью различных концентраций двуокиси углерода // Физиология человека.-№1.-1990.-Т.16, №1.-С.127-132 (в соавторстве);

10.Сохранение работоспособности плавсостава ВМФ // Руководство.-М.:Военное изд-во, 1990.-198с ( в соавторстве);

11. Реабилитация корабельных специалистов после длительных плаваний // Отчет НИР ВМедА -Л.-1991 .-148с (в соавторстве);

12.Сочетанное влияние низких температур и сжатого кислорода на гемодинамику водолаза // Физиологические основы нормирования кислорода при гипербарической оксигенации.-Л.:ВМедА.-С.37-38 (в соавторстве);

13.Биохимические показатели плазмы крови надводного судна // Физиологические основы нормирования кислорода при гипербарической оксигенации.-Л.:ВМедА.-С.118 (в соавторстве);

14.Проницаемость мембран эритроцитов периферической крови при воздействии низкочастотного переменного электромагнитного поля // Патологическая физиология и экспериментальная терапия.-1991.-№9.-С.19-23 (в соавторстве);

15.Реабилитация личного состава корабельных специалистов в плавании и на берегу // СПб: Изд-во в/ч 27177 В.-1993.-110с (в соавторстве);

^.Работоспособность военно-морских специалистов в условиях гипербарии // Военно-проф. работоспособность специалистов флота в экстремальных условиях.-1996.-С. 13-14 (в соавторстве);

17.Индивидуальные различия в ответных реакциях испытуемых при гипоксической гипоксии // Военно-проф. работоспособность специалистов флота в экстремальных условиях.-1996.-С.46 (в соавторстве);

18.Различия в реакции человека на дозированный дефицит кислорода // Военно-проф. работоспособность специалистов флота в экстремальных условиях.-1996.-С.41.

19.Сравнительная эффективность гипобарической гипоксии и ГБО как способов оптимизации физической работоспособности // Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных.-СП6.-1997.-С.97-98.

20.Влияние кислородно-гелиевой гипербарической терапии на диастолическую функцию левого желудочка и состояние легочного кровотока больных хроническими обструктивными заболеваниями легких // Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных.-СПб.-1997.-С.62-63 (в соавторстве);

21.Влияние кислородно-азотной гипербарической терапии на функцию внешнего дыхания больных хроническими обструктивными заболеваниями легких // Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных.-СПб.-1997.-С.62-63 (в соавторстве);

22.Влияние различных котституционных типов и статуса питания на выраженность ответных реакций при гипоксической гипоксии // Актуальные вопросы питания личного состава ВС РФ.-СП6.-1997.-С.66 (в соавторстве);

23 .Военно-медицинские аспекты гипоксии и гипероксии // Отчет НИР ВМедА.-СПб.-1998.-1 Юс (в соавторстве);

24. Физиологические основы выбора баротерапии // Матер. 3 международной конф. «Гипоксия в медицине».-М.,1998.-С.100 (в соавторстве);

25.Исследование функционального состояния и работоспособности персонала в гермообъектах с пожаробезопасной газовой средой // Отчет НИР в/ч 27177.-1997.-165с (в соавторстве);

26.Определение индивидуальной чувствительности к кислородному голоданию//Методические рекомендации -СПб.-1998.-14с (в соавторстве);

27.Кислородный режим организма при ГБО // Диагностика, лечение и реабилитация больных в санаторно-курортных условиях.-СПб, 1998.-С.43-45 (в соавторстве);

28.Сочетание воздействия гипербарического кислорода и диоксида углерода на гемодинамику организма человека // Гипербарическая физиология и медицина.-№4.-1998.-С.32-33 (в соавторстве);

29.Кислородный режим организма при гипербарической оксигенации // Гипербарическая оксигенация.-Воронеж.-1999.-С.58-61 (в соавторстве);

30.Содержание кислорода в тканях организма и его регуляция // Морской медицинский журнал.-№4.-1999.-С.7-11;

31.Устойчивость организма к декомпрессионной болезни, дефициту и избытку кислорода // Морской медицинский журнал.-№4.-1999.-С.11-14 (в соавторстве);

32.Баротерапня при оказании медицинской помощи пострадавшим от чрезвычайных ситуаций // Медицина катастроф.-№3.-С. 18-22. (в соавторстве);

33.Функциональное состояние системы внешнего дыхания человека при авариях на море // Медицина катастроф.-№3.-С.24-26. (в соавторстве);

34.Возможности мониторинга кислорода и диоксида углерода при ГБО // Гипербарическая физиология и медицина.-№2.-1999.-С.9-13 (в соавторстве).