УДК 616-078

СИСТЕМНАЯ РЕАБИЛИТАЦИЯ ДЕТЕЙ В РАЙОНАХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ

В. И. БАДИКОВ^* , О. С. ГЛАЗАЧЕВ^**

1. Введение

В условиях экологического и социального неблагополучия в большинстве регионов России чрезвычайно остра проблема сохранения и укрепления здоровья человека, прежде всего - наименее защищенной части населения - детей и подростков [3, 4]. Особую актуальность, учитывая принципиальную неустранимость химического, радиационного загрязнения больших территорий, приобретает разработка и внедрение эффективных методов реабилитации физиологических функций ребенка [2, 14].

В решении этой проблемы большие перспективы открывает системный подход, в частности - теория функциональных систем П.К.Анохина. Теория функциональных систем L...способствует пониманию, каким образом организм с помощью механизмов саморегуляции поддерживает те или иные жизненно важные показатели, как эти процессы происходят в нормальных и экстремальных условиях...¦ [1, 9]. В целостном организме все время происходит слаженное взаимосодействие множества функциональных систем различных уровней организации - от гомеостатического до поведенческого. В случае, когда все звенья саморегуляции функциональных систем действуют надежно, индивидуум оптимально адаптируется к среде и достигает поведенческих результатов. Однако в условиях стрессорных нагрузок, действия неблагоприятных экологических факторов механизмы саморегуляции могут оказаться недостаточными, и в таких случаях наблюдаются различные по степени и продолжительности отклонения определенных гомеостатических показателей от нормального уровня. Именно в этих ситуациях - начальных стадиях формирования хронической патологии - могут быть эффективны реабилитационные мероприятия, оказывающие свои эффекты через внешние, часто - искусственные звенья саморегуляции функциональных систем гомеостатического уровня [12].

Одним из путей направленной коррекции физиологических функций и психоэмоционального статуса может служить перспективная новая методика интервальной нормобарической гипоксической тренировки - ИГТ [6, 15]. Метод основан на перекрестных защитных эффектах адаптации, когда приспособление к действию одного фактора - гипоксии (тренировка функциональной системы оптимизации газового состава крови через звено внешнего дыхания) повышает резистентность организма к повреждающим воздействиям совершенно других факторов - к предельной физической нагрузке, стрессу, интоксикациям, радиации [8]. Известен опыт использования этого метода в лечении взрослых пациентов, для специальной подготовки спортсменов [5, 10]. Значительно меньше работ о применении ИГТ в педиатрической практике, для коррекции экопатогенных состояний, функциональных расстройств психосоматической этиологии.

Для выявления системных эффектов интервальной гипоксической нормобарической тренировки с целью направленной коррекции физиологических функций растущего организма проведено динамическое трехкратное комплексное обследование школьников г. Новомосковска Тульской области (район напряженной экологической обстановки с плотностью радионуклидного загрязнения до 10 Ки/км²). Всего обследовано 84 школьника 10-12 лет. Группа из 44 детей проходили курс оздоровления по обычной программе, включающей: диетпитание, витаминофитопрофилактику, лечебную физкультуру, закаливание (дети контрольной группы Б), другая группа (40 детей) на этом фоне дополнительно прошла курс ИГТ (экспериментальная группа А).

Курс ИГТ состоял из 17-18 процедур длительностью 30-50 минут (по нарастающей), дыхание осуществлялось в циклично-фракционном режиме: 4-5 минут вдыхание смеси с 11,5% содержанием О₂, затем - вдыхание в течение 3-5 минут атмосферного воздуха, после этого - следующий цикл и т. д. Суммарное время дыхания гипоксической смесью в течение одного сеанса постепенно увеличивалось с 16 минут до 35 минут.

Комплексное обследование включало психологическое и психофизиологическое тестирование, регистрацию кардиореспираторных и вегетативных параметров с помощью компьютерного прибора LМИР-05¦, измерение параметров внешнего дыхания - ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ₁, проведение пробы Штанге (ПШ), степ-эргометрию с расчетом показателей физической работоспособности - PWC170 и МПК - абсолютных и в пересчете на массу тела, оценку параметров кровообращения - ЧСС, САД, ДАД, СГД и динамики сердечно-сосудистой реактивности с применением холодовой пробы [5]. Этапы обследования выполнены: непосредственно до прохождения 30-дневного оздоровительного курса в профилактории, сразу по его окончании и через 30-35 дней после оздоровления (для выявления отдаленных эффектов гипоксической тренировки).

Для создания гипоксических смесей использовали гипоксикатор с мембранным газораспределением, рассчитанный на двух пациентов, и фотоплетизмографические пульсоксиметры фирмы LHypoxia-Medical¦ LTD (Россия-Швейцария). У всех детей до и после курса ИГТ проводили гипоксический тест для выявления индивидуальной чувствительности к гипоксии (вдыхание в течение 10 минут газовой гипоксической смеси с 11,5% содержанием О₂). В процессе гипоксической пробы отслеживали состояние ребенка, измеряли исходно и в динамике теста АД, ЧД, ЧСС, регистрировали насыщение (сатурацию) крови кислородом (SaO₂,%), реоэнцефалограмму. Полученные цифровые значения физиологических показателей организованы в базу данных и обработаны с использованием компьютерных программ статистического, корреляционного и факторного анализов LStatistica for Windows¦.

2. Результаты

В работе установлено, что нормобарическая гипоксическая тренировка в импульсном режиме феноменологически положительно влияет на психоэмоциональный, вегетативный статус и физическую работоспособность обследуемых школьников (табл. 1). Так, после курса ИГТ достоверно возросли все регистрируемые объемные показатели функции внешнего дыхания - ЖЕЛ - на 8,5%, ФЖЕЛ - на 14,8%, ОФВ₁- на 14,3%. К концу реабилитационного курса у школьников, проходивших ИГТ, отмечено существенное (P<0,05) снижение значений САД, ДАД, ЧСС по сравнению с исходными повышенными данными, достоверное увеличение показателя времени произвольной задержки дыхания (ПШ с 38,12,1 с до 44,42,0 с), свидетельствующее о повышении устойчивости нервных центров к гипоксии и, косвенно, - об увеличении мощности кардиореспираторных механизмов. Отмеченные сдвиги параметров сохранялись и через месяц после курса реабилитации. В контрольной группе динамика параметров ЧСС, САД, ПШ, внешнего дыхания в курсе реабилитации была несущественной.

После курса ИГТ в группе А отмечено снижение значений показателей - вегетативных коррелятов психоэмоционального напряжения - индекса напряжения ИН на 36,1% (Р<0,1) и индекса неравномерности дыхания (Н) на 11,2% (Р<0,05). Отмеченные сдвиги, отражающие нормализацию вегетативного статуса школьников, сохранялись и через месяц после курса ИГТ в отличие от группы контроля (табл. 1).

Достаточно наглядным подтверждением эффективности гипокситренировки оказалась динамика вегетативной реактивности на гипоксический тест (ГТ), проводимый до и после курса реабилитации (табл. 2). При анализе изменений вегетативных параметров в гипоксическом тесте до прохождения курса ИГТ в обеих группах отмечен максимальный прирост ЧСС в среднем на 30,5% (в группе А - на 30,74,1%, в группе Б - на 31,23,6%) (табл. 1 и 2). Значения минутной легочной вентиляции (МОД) у всех школьников последовательно возрастали к 5-ой (на 5,62,3%) и 10-ой минутам (на 9,42,9%) теста. Таблица 1

Динамика вегетативных и психофизиологических показателей у детей в курсе интервальной гипоксической тренировки (Мm)

		Этапы регистрации
Показатели		I До курса ИГТ	II После курса ИГТ	III Через 1 месяц
1. ЧДД, дв./мин.	А Б	18,20,6 19,50,5	19,20,9 21,00,9	20,70,6 20,10,6
2. ЧСС, уд./мин.	А Б	84,12,2 87,11,6	81,01,6 86,62,1	79,01,6 82,81,8
3. САД, мм.рт.ст.	А Б	104,72,2 97,42,2	97,71,3 100,51,8	94,11,3 97,81,7
4. ДАД, мм.рт.ст.	А Б	70,81,8 62,31,8	62,61,3 62,31,5	60,11,1 61,81,4
5. СГД, мм.рт.ст.	А Б	82,11,9 74,11,8	74,01,2 75,01,4	71,61,1 73,81,3
6. ЖЕЛ, л	А Б	2,3410,068 2,0950,092	2,5260,071 2,1620,078	2,5600,078 2,2110,074
7. ФЖЕЛ, л	А Б	1,9950,100 1,6320,091	2,2910,079 1,7090,058	2,1950,078 1,7780,075
8. ОФВ₁, л	А Б	1,8830,103 1,6120,084	2,1540,065 1,6390,058	2,0040,062 1,6870,066
9. ПШ, с	А Б	38,12,1 37,92,5	44,42,0 39,72,1	51,12,8 42,32,8
10. ИН, усл.ед.	А Б	160,825,3 173,128,8	102,112,3 145,314,0	130,114,1 176,828,0
11. ВИК, %	А Б	13,43,8 27,82,2	21,72,4 27,24,8	23,52,4 22,12,9
12. H, усл. ед.	А Б	7,50,8 8,60,8	7,80,7 10,70,8	9,91,1 9,51,1
13. ВР, мс	А Б	34815 32714	31312 31016	28710 31114
14. ОШ, шт.	А Б	2,00,2 2,170,23	1,250,2 1,820,22	1,370,15 1,550,21
15. ККУТ, усл.ед.	А Б	1,610,2 1,510,2	0,900,16 1,540,15	1,31 0,17 1,590,18
16. ТТ, усл. ед.	А Б	205,111,3 194,18,5	253,79,1 234,010,1	260,15,2 240,19,1
17. SaO₂ min, %	А Б	75.351.34 79.331.40	80.821.36** 73.134.28	82.351.5 75.23.8
18. ЧСС max, уд/мин	А Б	104.403.17 102.173.47	98.452.35 102.53.41	95.252.6 103.42.4

Примечание: А - группа школьников, прошедших курс ИГТ, Б - контрольная группа; - достоверность раз-личий при Р<0,05 и выше в одной группе между I и II этапами, - между II и III этапами, - между I и III этапами. - достоверность различий при Р<0,05 и выше между группами на одном этапе обследования.

При обследовании детей после прохождения курса ИГТ степень снижения SaO₂ в группе А была значительно менее выражена, чем при первом проведении гипоксического теста и достоверно отличалась от максимального снижения SaO₂в группе контроля, составив соответственно 80,821,36% и 73,134,28% (табл. 1). То есть под влиянием повторяющихся гипоксических стимулов в курсе ИГТ у школьников группы А происходит повышение устойчивости к дозированной острой гипоксии.

После курса ИГТ в группе А произошло также существенное снижение степени прироста ЧСС и достоверная тенденция к увеличению МОД на фоне дозированной гипоксии. В контрольной группе Lпрофиль¦ изменения ЧСС и МОД на гипоксический тест практически не изменился, существенно отличаясь от результатов опытной группы (табл. 2). В целом выявленные изменения Lре-активности¦ параметров SaО_2, ЧСС, МОД в динамике ГТ до и после курса гипоксической тренировки можно характеризовать как проявление большей экономичности вегетативного Lответа¦ на острую гипоксию. Подобные проявления эффективности ИГТ по результатам использования ГТ описаны и другими исследователями, но в отношении взрослых [13].

При анализе динамики реоэнцефалографических параметров у школьников группы А отмечены более выраженные оптимизирующие сдвиги мозговой гемодинамики и реактивности мозговых сосудов на гипоксию по сравнению с подростками, проходящими курс реабилитации по обычной программе. Повысилось пульсовое кровенаполнение мозговых сосудов (прирост значений РИ на 23,42,8%, Р<0,05), увеличился тонус артериол и венул (прирост ДИ_РЭГ на 16,73,5% и ДСИ_РЭГ на 14,63,6) и его устойчивость к гипоксическим стимулам при исходно выявляемых признаках сосудистой гипотонии практически у всех детей, проживающих в условиях радиоэкологического неблагополучия [11]. Принципиально важным является также выявленный факт оптимизации психофизиологических функций школьников - под влиянием ИГТ улучшилась способность адекватной дифференцировки раздражителей при выполнении теста сложной сенсомоторной реакции - улучшилось время реакции ВР, снизилось количество ошибок (ОШ). После курса ИГТ значительно повысилась психомоторная работоспособность школьников по результатам теппинг-теста - показатель ТТ вырос с 205,1 11,3 до 253,7 9,1 усл.ед., снизились психомоторные проявления психоэмоциональной напряженности - коэффициент координации установочного тремора (ККУТ) уменьшился с 1,61 0,2 усл. ед. до 0,9 0,16 усл. ед. (в контроле - без существенной динамики) (табл. 1).Таблица 2

Изменения Sa0₂, МОД и ЧСС в динамике гипоксического теста ГТ (11% О₂) до и после курса ИГТ (Мm)

Параметры	Груп-па	До курса ИГТ	После курса ИГТ
SaO₂	А Б	19.41.6 (79,4 %) 17.8 2.1(81.4 %)	15.41.5 (82,9 %)* 22.12.3 (74,6 %)
МОД л/мин	А Б	0,460,2 (111%) 0,550,22 (112 %)	1,00,4 (121 %)* 0,60,3 (114 %)
ЧСС, уд/мин	А Б	23,12,3 (131,2 %) 21.8 2.7(130,6 %)	18,11,9 (120,2 %)* 23.4 2.9 (132,4 %)

Примечание: * - достоверность различий от исходных изменений в одной группе при Р<0,05; в скобках - данные, выраженные в процентах от величины показателя до действия гипоксии, принятой за 100%

Под влиянием курса ИГТ отмечена тенденция к возрастанию физической работоспособности, аэробных возможностей подростков - значимо повысились значения показателей PWC170/МТ на 7,8% (Р<0,05), МПК/МТ на 8,2% (Р<0,05), более экономным стало вегетативное обеспечение нагрузки - после курса ИГТ у 85% школьников отмечен нормотонический тип реактивности (в контрольной группе - только в 54% случаев). Таким образом, многократные интервальные гипоксические воздействия оказывают, в соответствии с принципом перекрестных эффектов адаптации, тренирующие влияния на физиологические функции организма, повышая их резервные возможности и, как итог, интегральную устойчивость организма к гипоксии, другим стрессовым факторам.

Для исследования системных механизмов мультиэффекторных взаимосвязей вегетативных и психофизиологических параметров в курсе реабилитации с использованием ИГТ был применен факторный анализ по методике LВаримакс¦ (рис. 1). При этом выделение каждого фактора трактовали как функциональный Lинтеграл¦ максимально взаимосвязанных эффекторов и механизмов регуляции, а порядковый номер фактора отражал Lприоритетный вклад¦ констелляции коррелирующих эффекторов в обеспечение гомеостатических функций. Таким образом, на каждом этапе исследования были выделены отдельные Lблоки¦ (факторы) наиболее тесно связанных физиологических параметров: доминирующего и субдоминирующих (в иерархической последовательности) уровней.

Результаты проведенных нами корреляционного и факторного анализов динамики параметров вегетативного и психофизиологического статуса школьников в курсе реабилитации показали, что эффекты ИГТ проявляются также в характере перестроек мультипараметрических взаимоотношений изученных показателей функциональных систем (ФС), обеспечивающих гомеостазис детского организма (рис. 1). Так, исходно в обеих группах в структуре взаимодействия эффекторов и показателей результатов изученных ФС выделялось 7 факторов при одинаковой плотности значимых корреляций (соответственно 120 и 124). Функциональное значение доминирующей и первой субдоминирующей структур было сходным - объединение респираторных и аэробных показателей (1-ый фактор), параметров вегетативной регуляции и хронотропной функции сердца (2-ой фактор) с максимальным количеством внутрисистемных корреляций. Остальные уровни субдоминирования включали связи психофизиологических показателей с определяющими их уровень параметрами вегетативной регуляции. Выявленные соотношения эффекторов были расценены нами как проявление напряжения и его реализации через нейрогуморальные механизмы на психофизиологическом уровне, некоторой дезорганизации взаимосвязей эффекторов разных ФС в обеспечении физической работоспособности детского организма.

Включение ИГТ в курс реабилитации оказало оптимизирующее воздействие на характер полипараметрических отношений эффекторов. Так, в экспериментальной группе общее число корреляций несколько возросло (со 120 до 126) за счет увеличения средней силы и слабых межсистемных связей, отражающих взаимообусловленность эффекторов разных ФС (САД-МПК, ВИК-ЖЕЛ, ИН-ЧСС, ЖЕЛ), их влияние на интегральные параметры работоспособности школьников (ОФВ₁-PWC₁₇₀, ИН-МПК, ЧД-ТТ) и одновременного ослабления сильных внутрисистемных связей (ИН-АМо, ЧСС-ВИК, ЖЕЛ-ОФВ₁). В факторной структуре реорганизация доминирующего функционального блока произошла за счет включения в его состав дополнительного числа показателей, что отражает интеграцию респираторно-гемодинамических функций и их совокупное влияние на физическую работоспособность (МПК, PWC₁₇₀) и гипоксическую устойчивость (ПШ) (рис. 1, А). По нашему мнению, описанные сдвиги являются многомерным (мультисистемным) выражением повышения Lэффективности¦ и Lуравновешенности¦ работы эффекторов - основных системно-количественных критериев оптимизации состояния ФС гомеостатического уровня [7].

Особенности мультипараметрических взаимодействий, вызванные ИГТ, сохранялись и через месяц после курса реабилитации. В отсроченный период в факторной структуре ведущими оставались 1-ый и 2-ой Lблоки¦, интегрирующие основные эффекторы, обеспечивающие кардиреспираторно-гемодинамический гомеостазис (общее число факторов снизилось с 7 до 6). Вегетативные параметры сохраняли тесные связи с показателями физической работоспособности (МПК, PWC₁₇₀). В то же время, психофизиологические показатели теряли связи с параметрами нейрогуморальных регуляций (исчезли связи ЧД-ТТ, Н-ВР, ККУТ), что свидетельствует о снижении эмоционального напряжения и его проявлений на психофизиологическом уровне.

А Б

Рис. 1. Особенности многосвязного взаимодействия кардиореспираторных, нейрогуморальных и психофизиологических показателей у детей контрольной (А) и экспериментальной (Б) групп в курсе реабилитации с использованием интервальной гипоксической тренировки. Цифрами 1,0-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5-0,4 обозначены факторные веса отдельных показателей

В группе контроля реорганизация полипараметрических отношений была принципиально иной и заключалась в восстановлении их исходной структуры через месяц после курса реабилитации. Так, число значимых корреляций возросло на 22% - до 154. Параметр ВИК имел 14 корреляций с другими показателями (сразу после курса реабилитации - только 6), что, вероятно, отражает напряжение регуляции гомеостазиса. Факторная структура взаимоотношений параметров также максимально приближалась к таковой до курса реабилитации как по количеству вычленяемых функциональных Lблоков¦ - 7, так и по их составу (рис. 1, Б). В ведущее объединение эффекторов (1-ый фактор) вновь были включены показатели аэробных возможностей организма (МПК, PWC₁₇₀), связанные только с эффекторами респираторного гомеостазиса (без участия гемодинамических показателей). Субдоминирующие структуры последовательно отражали напряженность взаимосвязей (с высокими весовыми коэффициентами 0,85-0,9) между показателями вегетативной регуляции и психофизиологическими параметрами (Н-КЧСМ, ИН-ТТ-ККУТ). Отмеченный регресс взаимодействий эффекторов отражает, вероятно, нивелирование эффектов курса реабилитации по обычной программе в контрольной группе школьников через 30 дней после его завершения.

3. Заключение

Таким образом, установлено, что интервальная нормобарическая гипоксическая тренировка, воздействуя через внешнее звено ФС поддержания газового состава крови, оказывает неспецифические адаптационные эффекты на вегетативно-гумо-ральный и психофизиологический статус младших школьников, проживающих в регионе экологического неблагополучия. Курс ИГТ не только позитивно влияет на динамику отдельных вегетативных и психофизиологических функций, но и оптимизирует системные взаимоотношения функциональных систем, обеспечивающих гомеостазис детского организма. Это проявляется в эффекторной консолидации межсистемных отношений респираторных, кардиальных, гемодинамических исполнительных механизмов и снижении жестко заданной напряженности взаимодействия показателей, относящихся к функциональной системе внешнего дыхания (внут-рисистемных связей). Интегральные показатели адаптации - гипоксическая устойчивость и аэробныевозможности организма становятся Lопорными точками¦ в полипараметрической интеграции, объединяя все анализируемые кардиореспираторные исполнительные механизмы с минимальной нейрогуморальной активацией.

Специфика мультипараметрических реорганизаций взаимодействия функциональных систем и интегральных показателей физической работоспособности, психоэмоционального статуса у школьников может служить надежным системным критерием эффективности курса реабилитации с использованием ИГТ.

Литература

Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем.- М., 1975.- 447 с.
Баранов А.А., Щеплягина Л.А., Балева Л.С. Научные исследования в области медицинской защиты детей в связи с аварией на Чернобыльской атомной станции // Матер. и детство.- 1992.- ¦ 12.- С.3-5.
Баранов А.А. Особенности состояния здоровья детей и подростков в современных условиях: справка к заседанию Президиума Р АМН.- М.: Р АМН, 1996.- 5 с.
Вельтищев Ю.Е. Экопатология десткого возраста // Педиатрия.- 1995.- ¦ 4.- С.26-33.
Глазачев О.С., Ткачук Е.Н., Бадиков В.И.,Федянина Н.Г., Эль-Ямани М.М. Влияние гипоксических тренировок на здоровье школьников, проживающих в экологически неблагоприятных регионах // Физиология человека.- 1996.- Т.22, ¦ 1.- С.88-93.
Колчинская А.З. Использование ступенчатой адаптации к гипоксии в медицине // Вестник Р АМН.- 1997.- ¦ 5.- С.12-18.
Меделяновский А.Н. Функциональные системы, обеспечивающие гомеостаз // Функциональные системы организма.- М., 1987.- С.77-97.
Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: Защитные перекрестные эффекты адаптации.- М., 1993.- 421 с.
Судаков К.В. Теория функциональных систем: истоки, этапы развития, экспериментальные доказательства, общие постулаты.- М., 1996.- 95 с.
Ткачук Е.Н., Горбаченков А.А., Колчинская А.З. и др. Адаптация к интервальной гипоксической тренировке с целью профилактики и лечения // Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации.- М.: Гипоксия Медикал Лтд., 1993.- С.303-331.
Тупицын И.О. Дети Чернобыля. Эколого-физиологический аспект.- М.: НИИ ВФ РАО, 1996.- 168 с.
Фудин Н.А., Хадарцев А.А. Современные возможности реабилитации и оздоровления населения, проживающего в экологически неблагоприятных зонах // Вестник новых медицинских технологий.- Тула, 1995, ¦ 3-4.- С.25-32.
Цветкова А.М. Использование корреляционного анализа для оценки эффективности интервальной гипоксической тренировки // Гипоксия в медицине: Материалы 2-ой Международной конференции.- Hypoxia Medical J.- 1996.- ¦ 2.- С.94.
Яремчук Г.Н., Ревенко С.Н. Метод реабилитации лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС // Традиционные и нетрадиционные методы оздоровления детей: Тез. докл. 6-ой Межд. конф.- Смоленск, 1997.- С.251.
Potapov V. Hypoxia as essential Healing factor in clinical medicine in Russia // Townsend letter for doctors and patients.- 1996.- ¦ 5.- P.88-91.

SYSTEMIC REHABILITATION OF CHILDREN IN ECOLOGICALLY-UNHEALTHY REGIONS BY MEANS OF NORMOBARIC HYPOXIA

O. S. GLAZACHEV, V. I. BADICOV

Summary

It was shown, that an interval normobaric hypoxic training acted via an external zone of the functional system supporting a blood gas composition and exerted nonspecific adaptive influence on a vegetohumoral and psychophysiological status of junior schoolchildren who lived in an ecologically-unhealthy region.

Бадиков Владимир Иванович, 1937 года рождения. Окончил Ижевский медицинский институт. Доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологии ММА им. И.М.Сеченова. Автор более 130 научных работ по проблемам физиологических механизмов эмоций и мотиваций, системных коррелятов эмоционального стресса у человека, донозологической диагностики и реабилитации детей и взрослых.