У відповідь на гіпоксичний стрес у людей похилого віку спостерігається посилення вільнорадикальних процесів. Про це свідчить достовірне збільшення у них в крові концентрації продуктів ТБК при гіпоксичному впливі (ДТБК = 0,05±0,07 нмоль/л у молодих і 0,35±0,10 нмоль/л у похилих, p < 0,05). При цьому виявлений взаємозв'язок між розвитком артеріальної гіпоксемії і посиленням утворення вільних радикалів. Має місце достовірна кореляція (r = 0,5; p = 0,001) зсувів SpО2 зі зсувами продуктів ТБК.
Активація процесів ПОЛ у людей похилого віку при гіпоксичному стресі обумовлена порушеннями в дихальному ланцюзі, утворенням лактату і локальним підкисленням внутрішньоклітинного середовища, а також вираженою реакцією симпатоадреналової системи у людей похилого віку.
Незважаючи на посилення вільнорадикальних процесів у людей похилого віку, що розвивається у відповідь на гіпоксичний вплив, активність антиоксидантної системи при цьому знижується (∆СОД = 0,16±0,11 у.е. у молодих і -0,82±0,13 у.е. у похилих, p<0,05; ∆КАТ = - 0,29±0,10 моль/л у молодих і -0,64±0,06 моль/л у похилих, p<0,05).
Зміни процесів ПОЛ і антирадикального захисту при гіпоксичному стресі у людей похилого віку мають складний генез. Розвиток вираженої артеріальної гіпоксемії, мікроциркуляторні порушення і порушення перфузії тканин, які відбуваються при гіпоксичному стресі у людей похилого віку, ведуть до зниження доставки О2 тканинам і розвитку вторинної тканинної гіпоксії та порушенню роботи дихального ланцюга. Внаслідок цього може виникати зростання утворення вільних радикалів О2. Поряд із цим, порушення дихального ланцюга і нестача О2 приводять до утворення лактату, локальному підкисленню, що теж сприяє утворенню вільних радикалів і викликає зниження активності ферментів антирадикального захисту. Інакше кажучи, з одного боку, гіпоксичний вплив викликає збільшення утворення продуктів ПОЛ. З іншого боку, зниження активності ферментів антирадикального захисту при гіпоксичному стресі, зменшує інактивацію продуктів ТБК, що теж сприяє накопиченню продуктів ПОЛ.
Вікове зниження стійкості до гіпоксії обґрунтовує необхідність розробки методів корекції гіпоксичних станів і підвищення стійкості до гіпоксії в старості. Тому завданням нашої роботи також була розробка методів підвищення стійкості до гіпоксії у людей похилого віку.
Одним з таких методів є інтервальні нормобаричні гіпоксичні тренування – дихання повітрям зі зниженою концентрацією О2 при нормальному атмосферному тиску.
В основі методу лежить розвиток в організмі комплексу адаптивних реакцій у відповідь на гіпоксичній стрес [Березовський В.Я. та ін., 2000; Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О., 2003; Елизаров А.Н., 1999; Меерсон Ф.З. та ін., 1989; Стрелков Р.Б., Чижов А.Я., 2001; Bavis R.W., Kolchinskaya A.Z. et al., 1998; Mack K.J., Olson E.B., 2001; Clark S.A. et al.,2004; Fletcher E.C., 2001; Glaus T.M. et al., 2004; Serebrovskaya T.V. et al., 1999]. Це призводить до підвищення стійкості організму до несприятливих чинників зовнішнього середовища.
Гіпоксичні тренування створюють сприятливі умови для синтезу ряду протекторних органічних речовин і підвищення активності основних антиоксидантних ферментів (СОД, КАТ, глутатіонпероксидаза), попереджають активацію вільнорадикального окислювання, що супроводжує різні запальні процеси й стрес [Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О., 2003; Меерсон Ф.З. та ін., 1989; Foster G.E. et al., 2005; Levine B.D., 2002; Meerson F.Z., 1993; Neubauer J.A., 2001; Richalet J.P., Robach P., Herry J.P., 1999].
Однак, незважаючи на досить широке використання ІНГТ у профілактичній, клінічній і спортивній медицині протягом останніх десятиліть, досвід застосування цього методу в людей похилого віку недостатній.
У вікових гіпоксичних порушеннях гомеостазу, зниженні стійкості до гіпоксії при старінні і розвитку вікової патології важлива роль належить оксидативному стресу, обумовленому перекисному окислюванню ліпідів мембран і вільнорадикальному ушкодженню клітинних структур [Агаджанян Н.А., Чижов А.Я., 2003;Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О., 2003; Лукьянова Л.Д., 2000; Медведев Ю.В., Толстой А.Д., 2000; Fatouros I.G et. al., 2004; Inoue M. et al., 1999]. У цьому зв'язку для підвищення стійкості до гіпоксії обґрунтованим є застосування засобів, що мають антиоксидантну і антигіпоксантну активність.
До сучасних антигіпоксантів відноситься триметилгідразінію пропіонат (“мілдронат”, “Grindex”, Латвія) [Калвиньш И.Я., 2001; Мкртчян В.Р., 2003; Оковитый С.В.,2004]. За своєю структурою ТП є синтетичним аналогом попередника біосинтезу карнітіну – гамма-бутіробетаіна. ТП, як і карнітін, бере участь в енергетичному обміні клітин і попереджає активацію реакцій гліколізу, які домінують в умовах тканинної гіпоксії, а тому має цитопротекторну дію [Калвиньш И.Я., 2001; Мкртчян В.Р., 2003; Оковитый С.В.,2004; Hayashi Y. et al., 2000].
Тому обґрунтовано застосування ТП для корекції гіпоксичних порушень гомеостазу і підвищення стійкості до гіпоксії у людей похилого віку.
Таким чином, був вивчений вплив ІНГТ та ТП на стійкість до гіпоксії, а також на адаптаційні можливості і функціональні резерви організму людей похилого віку.
Результати досліджень показали, що після проведення курсу ІНГТ підвищився поріг переносимості гіпоксії – обстежувані люди похилого віку досягали більш низького рівня вмісту О2 у вдихуваному повітрі (∆О2 = -1,87 ±0,17%, p<0,05). Це говорить про підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку під впливом ІНГТ.
Підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку після курсу ІНГТ, як показали отримані дані, обумовлено підвищенням вентиляторної відповіді на гіпоксію. Так, після курсу ІНГТ у людей похилого віку достовірно виросло співвідношення ∆VE/∆SpО2 при гіпоксичній пробі з 12% О2 протягом двадцяти хвилин, що відображає вентиляторну відповідь на гіпоксію (-0,11±0,010 до та -0,14±0,009 після курсу ІНГТ, p<0,05).
Одним з механізмів підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку під впливом ІНГТ є збільшення гемодинамічної відповіді на гіпоксію. Справді, після курсу ІНГТ у людей похилого віку збільшилося співвідношення ДHR/ДSpО2 при диханні 12% О2 протягом двадцяти хвилин, що відображає гемодинамічну відповідь на гіпоксію (-0,62±0,02 до и -0,83±0,02 після курсу ІНГТ, p < 0,05).
Збільшення вентиляторної та гемодинамічної відповідей на гіпоксію після курсу ІНГТ у людей похилого віку, ймовірно, обумовлено підвищенням ефективності хеморефлексу.
Важливими механізмами дії ІНГТ, які обумовлюють підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку є поліпшення функції зовнішнього дихання. Дійсно, під впливом ІНГТ у людей похилого віку відмічалося достовірне підвищення показників вентиляційної функції легень і бронхіальної прохідності (∆FVC = 0,58±0,13 л, ∆MEF50 = 0,82±0,23 л/с після курсу ІНГТ, p<0,05).
Також після курсу ІНГТ у людей похилого віку відзначалося підвищення РВЛ і DLco як при диханні повітрям (DLco = 18,11±0,27 мл/хв/мм рт. ст. до та 19,57±0,25 мл/хв/мм рт. ст. після курсу ІНГТ, p < 0,05), так і при диханні 12% О2 протягом двадцяти хвилин (ДDLco = 1,12±0,11 мл/хв/мм рт. ст. до та 1,87±0,13 мл/хв/мм рт. ст. після курсу ІНГТ, p<0,05).
Варто сказати, що застосування ІНГТ у людей похилого віку приводило до поліпшення кисневотранспортної функції крові (при диханні повітрям DO2 = 71,54±2,31 л/хв•мл O2/л до та 80,04±2,27 л/хв•мл O2/л після курсу ІНГТ, p < 0,05; при гіпоксії ДDO2 = -5,21±1,16 л/хв•мл O2/л до та -1,13±0,28 л/хв•мл O2/л після курсу ІНГТ, p < 0,05), функції ендотелію та мікроциркуляції (при диханні повітрям ОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = 5,72±0,32 мл/хв•100 г до та 7,09±0,34 мл/хв•100 г після курсу ІНГТ, p < 0,05; при гіпоксії ДОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = -0,71±0,10 мл/хв•100 г до та -0,27±0,07 мл/хв•100 г після курсу ІНГТ, p < 0,05), активації процесів тканинного дихання (при диханні повітрям рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = 30,6±1,0 мм рт. ст. до та 37,9±0,8 мм рт. ст. після курсу ІНГТ, p < 0,05; при гіпоксії ∆рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = -5,8±0,6 мм рт. ст. до та -2,2±0,5 мм рт. ст. після курсу ІНГТ, p < 0,05) як при диханні повітрям, так і при реакції на гіпоксичний вплив.
Застосування ТП теж приводило до підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку (після курсу ТП у них підвищився поріг переносимості гіпоксії: ∆О2 = -1,04±0,16%, p<0,05), але не настільки значно як при застосуванні ІНГТ. Однак це не можна пояснити підвищенням вентиляторної відповіді на гіпоксію, поліпшенням вентиляційної функції легень, оскільки вентиляторна відповідь на гіпоксію (∆VE/∆SpО2 = -0,10±0,009 до та -0,11±0,010 після курсу ТП, ns) і вентиляційна функція легень (∆FVC = -0,01±0,01 л, ∆MEF50 = 0,02±0,07 л/с) у людей похилого віку, як показали дослідження, після застосування ТП не змінюється. Не впливав ТП при застосуванні у людей похилого віку і на РВЛ, DLсо (при диханні повітрям DLco = 18,34±0,41 мл/хв/мм рт. ст. до та 18,53±0,21 мл/хв/мм рт. ст. після курсу ТП, ns; при гіпоксії ДDLco = 1,14±0,14 мл/хв/мм рт. ст. до та 1,12±0,13 мл/хв/мм рт. ст. після курсу ТП, ns) і кисневотранспортну функцію крові (при диханні повітрям DO2 = 70,73±4,05 л/хв•мл O2/л до та 71,45±3,77 л/хв•мл O2/л після курсу ТП, ns; при гіпоксії ДDO2 = -5,23±1,24 л/хв•мл O2/л до та -5,25±1,14 л/хв•мл O2/л після курсу ТП, ns) як при диханні повітрям, так і при гіпоксичному впливі. Підвищення стійкості до гіпоксії у людей похилого віку під впливом ТП можна пояснити поліпшенням мікроциркуляції та функції ендотелію (при диханні повітрям ОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = 5,78±0,44 мл/хв•100 г до та 7,14±0,30 мл/хв•100 г після курсу ТП, p < 0,05; при гіпоксії ДОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = -0,69±0,12 мл/хв•100 г до та -0,23±0,06 мл/хв•100 г після курсу ТП, p < 0,05), обміну О2 у тканинах (при диханні повітрям рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = 28,2±0,3 мм рт. ст. до та 36,0±0,4 мм рт. ст. після курсу ТП, p<0,05; при гіпоксії ∆рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = -6,0±0,7 мм рт. ст. до та -2,4±0,6 мм рт. ст. після курсу ТП, p < 0,05) при диханні повітрям і гіпоксичному впливі. Підвищення стійкості до гіпоксії у людей похилого віку під впливом ТП можна пояснити поліпшенням мікроциркуляції та функції ендотелію (при диханні повітрям ОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = 5,78±0,44 мл/хв•100 г до та 7,14±0,30 мл/хв•100 г після курсу ТП, p < 0,05; при гіпоксії ДОШШК на піку післяоклюзійної реактивної гіперемії = -0,69±0,12 мл/хв•100 г до та -0,23±0,06 мл/хв•100 г після курсу ТП, p < 0,05), обміну О2 у тканинах (при диханні повітрям рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = 28,2±0,3 мм рт. ст. до та 36,0±0,4 мм рт. ст. після курсу ТП, p < 0,05; при гіпоксії ∆рівень зниження РО2 за увесь час перетискання = -6,0±0,7 мм рт. ст. до та -2,4±0,6 мм рт. ст. після курсу ТП, p < 0,05) при диханні повітрям і гіпоксичному впливі. Підвищення стійкості до гіпоксії людей похилого віку після застосування ТП також обумовлено збільшенням гемодинамічної відповіді на гіпоксію як при безперервно зростаючій гіпоксії, так і при диханні 12% О2 протягом двадцяти хвилин (ДHR/ДSpО2 = -0,63±0,01 до та -0,84±0,01 після курсу ТП, p < 0,05).