При цьому, в основному, страждає утилізація О2 тканинами. Свідченням цьому є достовірна зміна у людей похилого віку при гіпоксичному стресі показників проби з перетисканням, що відображають споживання О2 тканинами: збільшення латентного періоду зниження РО2 , зменшення кута зниження РО2 , а також зниження рівня зниження РО2 за перші дві хвилини і весь час перетискання. При цьому виявлена залежність між віком і зрушеннями рівня зниження РО2 за весь час перетискання (r = -0,52; p = 0,002). Вираженість порушень обміну О2 у тканинах при гіпоксичному стресі у людей похилого віку залежить від ступеня артеріальної гіпоксемії. Про це свідчить виявлена кореляційна залежність між зсувами латентного періоду і зсувами SpО2 (r = 0,64; p = 0,001), зсувами рівня зниження РО2 за весь час перетискання і зсувами SpО2 (r = 0,48; p = 0,005).
У відповідь на гіпоксичний стимул поряд з посиленням функції дихальної системи, газообміну в легенях, кисневотранспортної функції крові та обміну кисню в тканинах посилюється і функція серцево-судинної системи організму. Дослідження показали, що у відповідь на гіпоксію відбувається достовірне збільшення HR, BP, Q і зниження HRV в усіх вікових групах. Зсуви HR у відповідь на гіпоксичний вплив не змінюються з віком. Підтвердженням цьому є відсутність залежності максимального приросту HR від віку людей при гіпоксичній пробі (r = 0,003; p = 0,98). Але у людей похилого віку розвивається більш виражена артеріальна гіпоксемія при гіпоксичному впливі, як було відмічено вище. При цьому у людей похилого віку повинна була б спостерігатися більш виражена реакція HR на гіпоксію, однак цього не відбувається. Про це свідчить менше значення у похилих (у порівнянні з молодими) співвідношення ДHR/ДSpО2 , що відображаєреакцію HR на одиницю зсувів сатурації (-0,94±0,07 і -0,62±0,07 у молодих і похилих, відповідно, р < 0,05). Недостатня реакція HR на гіпоксію в похилому віці, мабуть, пов'язана з віковим зниженням чутливості синусового вузла до вегетативних впливів. Подібне припущення знаходить підтвердження в значному зниженні потужності низькочастотних коливань серцевого ритму (LF) і високочастотних коливань серцевого ритму (HF) з віком, які обумовлені вегетативними впливами на синусовий вузол. Отримані дані свідчать про зниження з віком компенсаторної реакції на гіпоксію з боку серцево-судинної системи.
У людей похилого віку при гіпоксичному стресі спостерігається більш виражене зростання BPs (на 5,50±0,38 мм рт. ст. і 8,91±0,45 мм рт. ст. у молодих і похилих, відповідно, p < 0,05), відношення LF/HF (відображає симпатичну активність ВНС) (0,12±0,05 і 0,72±0,20 у молодих і похилих відповідно, p < 0,05), що свідчить про більшу напруженість у них симпатоадреналової системи. Підвищення BP і ПОС у людей похилого віку у відповідь на гіпоксію свідчить про периферичний вазоспазм і централізацію гемодинаміки.
Подовження часу гіпоксичного впливу (до 20 хвилин) не приводило до подальшого зростання HR і BP як у молодих, так і у людей похилого віку. Це знаходить відображення у відсутності розходжень між зсувами HR і співвідношення ДHR/ДSpО2 на 10 і 20 хвилинах, а також відсутності розходжень між зсувами систолічного і діастоличного BP на 10 і 20 хвилинах гіпоксичного впливу в усіх вікових групах.
У групах молодих і людей похилого віку зі зниженням SpО2 нижче 80% реакція HR на гіпоксію (∆HR/∆SpО2 = -0,77±0,06 і -0,55±0,06, у молодих і похилих, відповідно) достовірно менша, у порівнянні з групою, де SpО2 знижувалася до 80% (∆HR/∆SpО2 = -1,02±0,06 і -0,80±0,05, у молодих і похилих, відповідно). Причому, у групі осіб зі зниженням SpО2 нижче 80% реакція HR у людей похилого віку була менш вираженою, ніж у молодих людей.
Серед усіх обстежених можна виділити дві групи: з реакцією BP на гіпоксію (64,9% обстежених) і з відсутністю реакції на гіпоксію (35,1% обстежених). Однак, якщо у людей похилого віку відсутність зростання BP при гіпоксичному впливі відмічалася в 23,5%, то серед людей молодого віку вже в 48,4%.Подібні зміни BP обумовлені сумарною дією двох чинників. З одного боку, артеріальна гіпоксемія викликає зниження BP внаслідок розширення артеріол і збільшення кровотоку. З іншого боку, у відповідь на гіпоксію відбувається активація симпатоадреналової системи, підвищення HR і BP. Дія цих двох чинників носить компенсаторний характер і спрямована на перерозподіл кровотоку на користь життєво важливих органів. Більш виражений ріст BP у людей похилого віку зв'язаний, очевидно, з більшою активацією в них симпатоадреналової системи у відповідь на гіпоксію. Про це свідчить більше збільшення в них при гіпоксичному стресі показників HRV, що відображають симпатичну активність – LF/HF, а також ∆(LF/HF). Однак, збільшення тривалості гіпоксичної експозиції до подальшої активації симпатичної активності не призводить.
У відповідь на гіпоксію в молодому віці ПОС знижується (ДПОС = -134±58 дин•с•см-5 , p < 0,05). Це забезпечує більш сприятливі гемодинамічні умови доставки кисню на периферію. Навпаки, у похилому віці у відповідь на гіпоксичний вплив ПОС підвищується (ДПОС = 315±81 дин•с•см-5 , p < 0,05). Подібні зміни пов'язані як з меншим приростом Q, так і з більш вираженою гіпертензивною реакцією на гіпоксію у похилих. Отримані дані свідчать про розвиток периферичного вазоспазму у людей похилого віку у відповідь на гіпоксію, що й спричиняє централізацію гемодинаміки. Збільшення Q недостатньо компенсує зниження доставки кисню до тканин у людей похилого віку. Про це свідчить розвиток вторинної тканинної гіпоксії і активація анаеробного метаболізму. Як говорилося вище, при гіпоксичній пробі у людей похилого віку достовірно зростає рівень лактату, у той час як у молодих людей цей показник практично не змінюється.
При безперервно зростаючому гіпоксичному впливі компенсаторне збільшення HR знижується з віком (ДHR/ДSpО2 = -0,96±0,02 і -0,15±0,02 у молодих і похилих, відповідно, р < 0,05), причому у людей похилого віку відбувається тільки при легкому і помірному ступені гіпоксії. Реакція BP у відповідь на безперервно зростаючу гіпоксію у людей похилого віку полягає в більшому зростанні BPs , у порівнянні з молодими (ДBPs /ДSpО2 = -0,22±0,08 і -0,58±0,10, у молодих і похилих відповідно, р < 0,05), при легкому і помірному ступені гіпоксії. Однак при вираженій гіпоксії подальшого збільшення BP не спостерігається. Це також свідчить про більшу напруженість симпатоадреналової системи і швидкої виснажливості хеморефлексу у людей похилого віку.
В похилому віці гемодинамічна компенсація гіпоксії є менш ефективною внаслідок недостатнього росту загального кровотоку і його перерозподілу на користь життєво важливих органів, навіть вже при помірному ступені гіпоксії. Недостатня ефективність гемодинамічної відповіді є важливим чинником зниження стійкості організму до гіпоксії при старінні.
Дослідження також показали, що при гіпоксії у людей похилого віку, на відміну від молодих людей, погіршується мікроциркуляція. Про це свідчить зниження у них при гіпоксичному впливі об'ємної швидкості шкіряного кровотоку передпліччя (-0,04±0,04 мл/хв•100 г і -0,19±0,08 мл/хв•100 г, зсуви у молодих і похилих відповідно, p < 0,05).
У відповідь на гіпоксію реакція системи мікроциркуляції проявляється в перерозподілі кровотоку на користь життєво важливих органів (зокрема, головного мозку) – централізація гемодинаміки. При цьому централізація гемодинаміки більш виражена у людей похилого віку. Про це свідчить залежність зсувів об'ємної швидкості шкіряного кровотоку в області чола від віку при гіпоксичному впливі (r = 0,52; p<0,001). Поряд із цим, централізація гемодинаміки при гіпоксичному стресі залежить від вираженості артеріальної гіпоксемії (r = - 0,60; р < 0,001).
У людей похилого віку порушення мікроциркуляції в умовах гіпоксії пов'язані з дисфункцією ендотелію і симпатичними вегетативними впливами. При цьому вираженість ендотеліальної дисфункції на рівні мікроциркуляторної судинної ланки визначається артеріальною гіпоксемією (r = 0,52; p<0,001). Тому при старінні у відповідь на гіпоксичний вплив спостерігається більш значна дисфункція ендотелію (r = -0,46; p<0,001) і централізація гемодинаміки. Це свідчить про зниження з віком компенсаторних можливостей системи мікроциркуляції у відповідь на гіпоксію.
Продовження гіпоксичного впливу (до 20 хвилин) у людей молодого віку не приводило до змін шкіряного кровотоку в області передпліччя. Про це свідчить відсутність у них змін об'ємної швидкості шкіряного кровотоку передпліччя не тільки на 10 хвилині (∆ОШШК = -0,08±0,10 мл/хв•100 г в області передпліччя, ns), але і на 20 хвилині (∆ОШШК = -0,07±0,11 мл/хв•100 г в області передпліччя, ns) дихання гіпоксичною сумішшю.
При цьому, якщо у людей молодого віку через 10 хвилин гіпоксичного впливу відзначалася незначна централізація гемодинаміки (зсув ОШШК в області чола до 10 хвилини гіпоксії склав 0,47±0,21 мл/хв•100 г, p < 0,05), то продовження гіпоксичного впливу (до 20 хвилин) подальшого зростання об'ємної швидкості шкіряного кровотоку в області чола у молодих людей не викликало (зсув ОШШК в області чола до 20 хвилини гіпоксії склав 0,48±0,24 мл/хв•100 г, p < 0,05).
Кровоток на рівні периферичної судинної ланки у людей похилого віку при збільшенні тривалості гіпоксичного впливу (до 20 хвилин) подальших змін не перетерплював. Інакше кажучи, у людей похилого віку погіршення мікроциркуляції і централізація гемодинаміки відбулися вже до 10 хвилини гіпоксії і при продовженні гіпоксичного впливу вже не змінювалися. Про це свідчить відсутність розходжень між зсувами об'ємної швидкості шкіряного кровотоку в області передпліччя (і в області чола) між 10 і 20 хвилиною гіпоксичного впливу у людей похилого віку.
Аналіз отриманих даних дозволив встановити, що реакція симпатоадреналової системи у відповідь на гіпоксію проявляється у викиді стрес-гормонів (кортизолу, катехоламінів). Свідченням цьому є достовірні зсуви концентрації катехоламінів і кортизолу при гіпоксичному стресі у людей всіх віків. Оскільки при старінні розвивається більш значна артеріальна гіпоксемія, реакція симпатоадреналової системи на гіпоксичний стрес в похилому віці більш виражена. Дійсно, як показали проведені дослідження, зсуви вмісту катехоламінів і кортизолу на гіпоксичний стрес у людей похилого віку достовірно більше, у порівнянні з молодими людьми (∆НА = 0,30±0,04 нмоль/мл у молодих і 0,53±0,03 нмоль/мл у похилих, p < 0,05; ∆А = 0,54±0,04 нмоль/мл у молодих і 0,78±0,03 нмоль/мл у похилих, p < 0,05; ∆кортизол = 181,22±14,25 нмоль/мл у молодих і 236,30±11,38 нмоль/мл у похилих, p < 0,05). При гіпоксичному впливі виявлений взаємозв'язок між вираженістю артеріальної гіпоксемії і реакцією симпатоадреналової системи. Так, відзначена залежність між зсувами вмісту в крові кортизолу і SpО2 (r = 0,52, p = 0,001), а також зсувами концентрації адреналіну і SpО2 (r = 0,51, p = 0,001). Незважаючи на більш виражену реакцію симпатоадреналової системи у людей похилого віку, що розвивається у відповідь на гіпоксичний стимул, гемодинамічна відповідь при цьому не збільшується. Це обумовлено зниженням чутливості синусового вузла серця до симпатоадреналових впливів.
При старінні підвищується утворення вільних радикалів. Тривале і інтенсивне утворення вільних радикалів при старінні призводить до посиленої витрати антиоксидантів. Це може приводити до дефіциту антиоксидантів. Дійсно, як показали проведені дослідження, у людей похилого віку відмічається зниження активності СОД (9,62±0,32 у.е. у молодих і 8,25±0,21 у.е. у похилих, p < 0,05) і КАТ (45,13±1,42 моль/л у молодих і 39,14±1,13 моль/л у похилих, p < 0,05).
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
8-09-2015, 19:08