Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.03.03 – нормальная физиология. – Институт геронтологии АМН Украины, Киев, 2008.
Диссертация посвящена механизмам возрастных особенностей устойчивости организма к гипоксическому стрессу, а также разработке методов повышения устойчивости к гипоксии людей пожилого возраста.
Цель исследования – выяснение механизмов снижения устойчивости к действию гипоксии у людей пожилого возраста и разработка подходов к ее повышению.
В диссертационной работе представлены новые данные, раскрывающие механизмы снижения устойчивости к гипоксии в пожилом возрасте, разработаны методы повышения устойчивости к гипоксии людей пожилого возраста.
Комплексно изучены вентиляторный и гемодинамический ответы на гипоксию, реакция на гипоксический стресс диффузионной способности и равномерности вентиляции легких, кислородтранспортной функции крови, микроциркуляции, обмена кислорода в тканях, симпатоадреналовой и про-антиоксидантной систем, вегетативной активности у людей пожилого возраста.
При старении в ответ на гипоксическое воздействие развивается более выраженная артериальная гипоксемия при одинаковом уровне гипоксии. Также у людей пожилого возраста снижается порог переносимости гипоксии, развивается тканевая гипоксия и накопление лактата в ответ на гипоксическое воздействие. Это свидетельствует о снижении устойчивости к гипоксии людей пожилого возраста и обусловлено снижением эффективности легочного газообмена вследствие уменьшения диффузионной способности и равномерности вентиляции легких; недостаточным вентиляторным и гемодинамическим ответом на гипоксию вследствие снижения эффективности хеморефлекса и чувствительности синусового узла сердца к вегетативным влияниям; недостаточной реакцией на гипоксию кислородтранспортной функции крови; снижением эффективности обмена кислорода в тканях вследствие возрастных нарушений микроциркуляции и развитием дисфункции эндотелия.
Выяснено, что полиморфизм HІF-1б не может объяснить широкий спектр индивидуальных вариаций вентиляторного ответа на гипоксию.
Установлено, что люди пожилого возраста реагируют на гипоксический стресс более значительным выбросом катехоламинов и кортизола, по сравнению с молодыми людьми.
Показано, что у людей пожилого возраста при гипоксическом стрессе нарушается про-антиоксидантный баланс и развивается оксидативный стресс.
Показано, что для обеспечения максимальной эффективности и безопасности при проведении гипоксических тренировок необходимо индивидуально подбирать тренирующий уровень гипоксического воздействия путем проведения гипоксической пробы с контролем субъективного самочувствия и мониторированием основных параметров вентиляции, гемодинамики и газообмена.
Обоснована эффективность применения гипоксических тренировок и триметилгидразиния пропионата для повышения устойчивости к гипоксии и коррекции гипоксических сдвигов у людей пожилого возраста. Показано, что применение гипоксических тренировок и триметилгидразиния пропионата повышает устойчивость к гипоксическому стрессу и оказывает положительное воздействие на организм у людей пожилого возраста. Это обусловлено повышением вентиляторного и гемодинамического ответа на гипоксию, а также повышением диффузионной способности и равномерности вентиляции легких, улучшением кислородтранспортной функции крови и микроциркуляции, активацией процессов тканевого дыхания как при дыхании воздухом, так и при гипоксическом стрессе после курса гипоксических тренировок. Применение триметилгидразиния пропионата также приводит к повышению устойчивости к гипоксии людей пожилого возраста, но не настолько значительно, как при применении гипоксических тренировок. Повышение устойчивости к гипоксии у людей пожилого возраста под влиянием триметилгидразиния пропионата обусловлено улучшением микроциркуляции и функции эндотелия, тканевого дыхания как при дыхании воздухом, так и при гипоксическом влиянии. Повышение устойчивости к гипоксии людей пожилого возраста после применения триметилгидразиния пропионата также связано с повышением гемодинамического ответа на гипоксию. Триметилгидразиния пропионат не уступает гипоксическим тренировкам по эффективности влияния на микроциркуляцию, обмену кислорода в тканях и гемодинамического ответа на гипоксию у людей пожилого возраста. Показано, что применение гипоксических тренировок положительно влияет на содержание катехоламинов в плазме крови у людей пожилого возраста. В тоже время, применение триметилгидразиния пропионата не оказывает влияние на содержание катехоламинов и кортизола в плазме крови и их реакцию на гипоксию у людей пожилого возраста. Как гипоксические тренировки, так и триметилгидразиния пропионат улучшают вегетативную регуляцию и вегетативный баланс, приводят к уменьшению функционального возраста, положительно влияют на суточный профиль артериального давления у людей пожилого возраста. Показано, что как гипоксические тренировки, так и триметилгидразиния пропионат положительно влияют на состояние про-антиоксидантной системы организма у людей пожилого возраста как при дыхании воздухом, так и при гипоксическом стрессе.
Применение как гипоксических тренировок, так и триметилгидразиния пропионата приводит к повышению физической и психомоторной работоспособности, улучшают субъективное состояние, хорошо переносятся и не влияют отрицательно на лабораторные показатели крови у людей пожилого возраста.
Ключевые слова: гипоксический стресс, старение, гипоксические тренировки, триметилгидразиния пропионат.
Перелік умовних скорочень
ІНГТ – інтервальні нормобаричні гіпоксичні тренування;
МПН – максимально переносиме навантаження, Вт;
ОШШК – об'ємна швидкість шкіряного кровотоку, мл/хв•100 г;
ПОС – периферичний опір судин, дин•с•см-5;
РВЛ – рівномірність вентиляції легень (час розведення гелію), хв;
ТП – триметилгідразінію пропіонат;
ВЕ – надлишок або дефіцит буферних основ, ммоль/л;
BP – артеріальний тиск, мм рт. ст.;
BPs – систолічний артеріальний тиск, мм рт. ст.;
BPd – діастолічний артеріальний тиск, мм рт. ст.;
сНСО3 – вміст бікарбонатів у крові, ммоль/л;
DLco – дифузійна спроможність легень, яка визначена методом стійкого стану за окисом вуглецю, мл/хв/мм рт. ст.;
DO2 – доставка кисню, л/хв•мл O2/л;
FVC – форсована життєва ємкість легень, л;
HF – високочастотні коливання серцевого ритму, мс2;
HIF – (hypoxy inducible factor) гіпоксія індуцибельний фактор;
HR – число серцевих скорочень, хв-1;
HRV (heart rate variability) – варіабельність ритму серця;
LF – низькочастотні коливання серцевого ритму, мс2;
MEF50 – швидкість видиху на рівні 50% об'єму видиху, л/с;
Р50 – величина РаО2, при якій гемоглобін насичений киснем на 50%, мм рт.ст.;
рН – кислотність крові;
РО2 – напруга кисню, мм рт. ст.;
РаО2 – напруга кисню в артеріальній крові, мм рт. ст.;
РаСО2 – напруга вуглекислого газу в артеріальній крові, мм рт. ст.;
Q – хвилинний серцевий викид, л/хв;
SpО2 – сатурація крові (відсоток оксигемоглобіну),%.
[1]У порівнянні з людьми у віці 20-29 років, р<0,05; (∆VE/∆SpО2)max – максимальна вентиляторна відповідь за весь час гіпоксії; (∆VE/∆SpО2)10 хв – максимальна вентиляторна відповідь протягом перших 10 хвилин гіпоксії; (∆VE/∆SpО2)20 хв – максимальна вентиляторна відповідь в період від 10 до 20 хвилини гіпоксії; ∆ 10 хв – зсуви відповідного показника протягом перших 10 хвилин гіпоксії; ∆ 20 хв – зсуви відповідного показника в період від 10 до 20 хвилини гіпоксії
[2]У порівнянні з показниками людей I групи відповідного віку, р<0,05
[3]р< 0,05 у порівнянні з показниками людей I групи відповідного віку; # – р < 0,05 у порівнянні з показниками молодих людей відповідної групи; РаО2 – напруга кисню в артеріальній крові; РаСО2 – напруга вуглекислого газу в артеріальній крові; рН – кислотність крові; сНСО3 – вміст бікарбонатів у крові; ВЕ – надлишок або дефіцит буферних основ; Д – зсув показника
[4]розходження з показниками молодих людей достовірні, p<0,05; # – зсуви достовірні, p<0,05; SpO2 – сатурація крові киснем; СаО2 – вміст кисню в крові; Hb – гемоглобін; Q – хвилинний серцевий викид; DO2 – доставка кисню; Р50 – величина РаО2, при якій гемоглобін насичений киснем на 50%; VО2 – споживання кисню організмом за одну хвилину; CаО2-СvО2 – артеріовенозна різниця по кисню; Д – зсув показника
[5]* – розходження з показниками молодих людей достовірні, p<0,05; # – зсуви достовірні, p<0,05