Патофизиологическое обоснование использования интервальной гипоксической тренировки в реабилитации детей с бронхиальной астмой

На правах рукописи

ШХАГУМОВ КАЗБЕК ЮРЬЕВИЧ

ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ В РЕАБИЛИТАЦИИ ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 7 ФЕВ 2011

Владикавказ - 2011

4854293

Работа выполнена на кафедре нормальной и патологической физиологии Кабардино-Балкарского госуниверситета и в Республиканском детском социально-реабилитационном центре «Радуга».

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

ИВАНОВ Анатолий Беталович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

ХЕТАГУРОВА Лариса Георгиевна

доктор биологических наук, профессор АРХИПЕНКО Юрий Владимирович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Кубанский государственный

медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита состоится « » МШ'ШдД 2011 г. в УУ часов на заседании диссертационного совета' Д 208.095.01 при ГОУ ВПО «СевероОсетинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (362019,г. Владикавказ, ул. Пушкинская, 40).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «Д^-» , Лк/ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук

И. Г. Джиоев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Детская бронхиальная астма в последние годы превратилась в актуальную медико-биологическую проблему на фоне тенденции роста аллергической заболеваемости (Чуча-лин А.Г., 2008). Одно из первых мест в структуре аллергической заболеваемости детей принадлежит бронхиальной астме, в основе которой лежит аллергическое воспаление бронхов, сопровождающееся их гиперреактивностыо (Балаболкин И.И., 2003). Лекарственные средства при бронхиальной астме не всегда эффективны и часто имеют множество побочных эффектов.

Исходя из вышеизложенного, встает вопрос об использовании немедикаментозных методов лечения бронхиальной астмы, одним из которых является нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка, не вызывающая неблагоприятных побочных эффектов и осложнений.

При наличии разрозненных данных о влиянии санаторно-курортного лечения (Якушенко М.Н., 1999) и интервальной гипокси-ческой тренировки на организм детей с бронхиальной астмой (Бору-каева И.Х., 2006), в литературе отсутствуют сведения о комбинированном методе лечения. Восполнение этого пробела является весьма актуальным теоретическим и практическим вопросом.

Перечисленное выше определяет актуальность исследований. Предлагаемый комбинированный метод оказывает существенное влияние на функциональное состояние системы дыхания, кислородные режимы организма, биоэлектрическую активность коры головного мозга, умственную и физическую работоспособность детей с бронхиальной астмой различной степени тяжести.

Цель работы: выявить патофизиологические механизмы эффективности применения нормобарической гипоксии для лечения детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести с последующей разработкой комбинированного метода лечения, включающего санаторно-курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать функциональную систему дыхания (ФСД) и кислородные режимы организма (КРО) у детей, страдающих бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести.

2. Выявить изменения показателей функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической актив-

ности головного мозга, умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой в результате общепринятого санаторно-курортного лечения.

3. Определить патофизиологические механизмы эффективности комбинированного метода лечения, включающего санаторно - курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку в реабилитации детей с бронхиальной астмой.

4. Исследовать влияние комбинированного метода лечения на состояние биоэлектрической активности коры головного мозга у детей с бронхиальной астмой.

5. Оценить состояние умственной и физической работоспособности детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести в результате общепринятого санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего ИГТ.

Научная новизна. Впервые изучено влияние комбинированного метода лечения, включающего санаторно-курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку на организм детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести. Дана сравнительная характеристика изменений функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической активности коры головного мозга, состояния умственной и физической работоспособности у данной категории больных после санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения.

Исследована динамика функциональных показателей системы дыхания в предлагаемых условиях у детей с бронхиальной астмой. В результате интервальной гипоксической тренировки возрастает способность тканей утилизировать кислород. Увеличивается экономичность кислородных режимов организма, возрастают бронхиальная проходимость и кровоснабжение альвеол, диффузионная поверхность и диффузионная способность легких.

Обнаружено, что в результате адаптации к гипоксии в курсе комбинированного метода лечения нормализуется биоэлектрическая активность коры головного мозга, умственная и физическая работоспособность детей с бронхиальной астмой.

Научная и практическая значимость. В результате проведенных исследований получены новые данные, патофизиологически обосновывающие эффективность применения комбинированного метода в лечении детей с бронхиальной астмой.

Полученные нами результаты помогут сократить курс лечения и снизят фармакологическую нагрузку на организм, могут быть использованы в педиатрических клиниках, детских оздоровительных центрах, а также при изучении курса нормальной и патологической физиологии, педиатрии в профилированных высших учебных заведениях.

Внедрение. Результаты диссертационного исследования внедрены в лечебную практику Республиканского детского социально-реабилитационного центра «Радуга» (г. Нальчик, КБР). Основные положения диссертации используются в НИР кафедры и в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий по патологической физиологии на кафедре нормальной и патологической физиологии Кабардино-Балкарского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. У детей с бронхиальной астмой отмечается ухудшение состояния функциональной системы дыхания, системы кровообращения, дыхательной функции крови и кислородных режимов организма, уменьшается скорость поэтапной доставки кислорода и его потребление.

2. Биоэлектрическая активность головного мозга детей, страдающих бронхиальной астмой, отражает гипоксическое состояние коры больших полушарий головного мозга.

3. Адаптация к пониженному р02 во вдыхаемом воздухе в курсе интервальной гипоксической тренировки улучшает состояние функциональной системы дыхания у детей, больных бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести.

4. Сочетание традиционного санаторно-курортного лечения с ИГТ оказывает благотворное влияние на организм и приводит к улучшению показателей умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждались: на Международной конференции «Экспертные системы интегральной оценки состояния организма здоровых и больных, гипоксия, деструктивное и конструктивное действие на организм, эффективность использования адаптации к гипоксии в медицине и спорте» (г. Нальчик, 23-25 мая 2005г.); на VI международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (г. Москва, 8-10 декабря 2005г.); на международном конгрессе сту-

дентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива» (г. Нальчик, 2006-2007гг.); на II международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития» (г. Нальчик, 14-18 мая 2007г.); на VII Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем» (г. Санкт-Петербург, 28 сентября - 2 октября 2009г.); на XXI съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Калуга, 20 Юг).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 9 работ, в том числе, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ («Вестник РУДН», «Международный журнал по иммунореабилитации» и «Известия КБНЦ РАН»).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописи, состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, трех глав собственных данных с обсуждением результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 217 источников, из них 40 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 31 таблицами, 17 рисунками.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Обследовано 136 детей в возрасте от 8 до 11 лет (второе детство) с бронхиальной астмой. Все больные были разделены на 2 группы:

1 группа - дети с бронхиальной астмой легкой степени (66 больных),

2 группа - дети с бронхиальной астмой средней степени тяжести (70 больных). Больные 1 и 2 группы прошли курс нормобарической интервальной гипоксической тренировки. Из них 40 детей 8-11 лет, больных бронхиальной астмой разной степени тяжести, проходили только курс общесанаторного лечения без ИГТ. Обследование проводилось в период относительной ремиссии. В контроле обследовалось 35 здоровых детей, проходивших курс ИГТ на фоне санаторно-курортного лечения.

Показатели состояния функциональной системы дыхания исследовали с использованием волюметра УЕВ МЕОКММЕСНМК (Германия), содержание кислорода во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе определяли на газоанализаторе "ИНСОВТ" (Санкт-Петербург), потребление кислорода по Дуглас-Холдейну, артериальное давление (АД) по Короткову, насыщение артериальной крови ки-

слородом (Sa02) и частота сердечных сокращений (ЧСС) регистрировали на аппарате пульсоксиметр фирмы "Sensor- Medicus" (США). Определение минутного объема кровообращения (МОК) у детей проводили по методике JIM. Пугиной. Содержание гемоглобина в крови определяли гемиглобиноцианидным методом на аппарате ФЭК-М.

В курсе ИГТ гипоксия создавалась с помощью аппарата «Trade Medical». Курс нормобарической интервальной гипоксической тренировки включал 15 сеансов, в каждом из них - 4 серии пятиминутных гипоксических воздействий с пятиминутными интервалами дыхания комнатным воздухом с нормальным содержанием кислорода (20,9%).

Регистрация биопотенциалов различных участков коры головного мозга проводилась на 19-канальном электроэнцефалографе с компьютерной обработкой данных.

Исследование умственной работоспособности проводилось по тестам В.А. Анфимова, лабиринту Торндайка, физической работоспособности методом приседания.

Статистическую обработку результатов проводили методом вариационной статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Состояние функциональной системы дыхания у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести в условиях нор-моксии и гипоксии.

В результате проведенных исследований были выявлены следующие изменения функциональной системы дыхания: частота дыхания и дыхательный объем у детей, больных бронхиальной астмой легкой степени тяжести достоверно не отличались от здоровых сверстников. Минутный объем дыхания был снижен на 222,0±2,3 мл/мин (табл.1). У детей, больных бронхиальной астмой средней степени тяжести отмечалось снижение МОД на 506,0±7,1 мл/мин. Частота дыхания (ЧД) была увеличена на 4,0±1,0 дых/мин. Сниженный минутный объем дыхания обусловливал у больных бронхиальной астмой меньшую скорость поступления кислорода в альвеолы. Все это приводит к уменьшению диффузионной поверхности, нарушению газообмена в легких и ухудшению поступления кислорода в кровь.

У всех детей с бронхиальной астмой была нарушена дыхательная функция крови. Количество гемоглобина в крови у детей с астмой легкой степени тяжести было снижено на 12,3±0,3 г/л, а у детей со

Таблица 1

Показатели внешнего дыхания, дыхательной функции крови, напряжения и потребления кислорода у детей с БА разной степени тяжести и здоровых .. , ____(М±т), п=32_______

Показатели Здоровые Больные легкой степени тяжести Больные средней степени тяжести

МОД, мл/мин 5390,0±45,5 5168,0±43,2** 4884,0±38,4***

ЧД, в 1 мин 20,0±1,0 22,0±1,3 24,0±1,0**

ДО, мл 270,4±13,5 235,7±12,7 204,3±10,2

НЬ, г/л 137,8±1,5 125,5±1,8* 120,3±1,9**

КЕК, мл/л 184,6±6,5 168,2±5,7* 161,2±3,6**

8а02, % 97,7±0,5 96,5±0,8 94,5±0,7***

Ра02, мм.рт.ст. 94,3±2,5 86,5±2,1* 71,4±1,7***

Ру02, мм.рт.ст. 36,5±1,5 40,7±1,7 45,1±1,9***

П02, мл/мин 158,3±5,5 139,2±4,7* 102,7±2,8***

* - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 по сравнению с показателями здоровых

среднетяжелой астмой на 17,5±0,4 г/л. Кислородная емкость крови (КЕК) была снижена соответственно на 16,4±0,8 мл/л и 23,4±2,9 мл/л. Насыщение артериальной крови кислородом было снижено у детей со среднетяжелой астмой на 3,2±0,2% У детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести наблюдалась артериальная гипоксемия. У детей с астмой легкой степени тяжести скорость потребления кислорода была снижена на 19,1±0,8 мл/мин. по сравнению с показателями здоровых сверстников. У детей, больных бронхиальной астмой средней степени тяжести, было выявлено снижение данного показателя на 55,6±2,7 мл/мин.

У детей с астмой легкой степени тяжести отмечалось снижение напряжения кислорода в артериальной крови на 7,8±0,4 мм.рт.ст., а напряжение кислорода в венозной крови было повышено незначительно. У детей со среднетяжелой астмой наблюдалось уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови на 22,9±0,8 мм.рт.ст. и возрастание напряжения кислорода в венозной крови на 8,6±0,4 мм.рт.ст.

Таким образом, напряжение кислорода в венозной крови было повышено в обеих группах, что являлось следствием сниженной утилизации кислорода тканями из артериальной крови.

Отклонение от нормальных значений перечисленных показателей обусловило особенности кислородных режимов организма боль-

ных бронхиальной астмой. Уменьшенное содержание гемоглобина и кислорода в артериальной крови являются факторами, обусловливающими меньшую скорость доставки кислорода к тканям, что может быть причиной снижения потребления кислорода и развития тканевой гипоксии.

Изменения, полученные нами при исследовании функциональной системы дыхания после санаторно-курортного лечения, были недостоверными для улучшения снабжения организма больных кислородом, поэтому другой группе больных был проведен комбинированный метод лечения (КМЛ). КМЛ включает в себя современный метод лечения гипоксических состояний - нормобарическую интервальную гипоксическую тренировку (ИГТ) и санаторно-курортное лечение.

У всех больных бронхиальной астмой после комбинированного метода лечения улучшилось состояние всех звеньев функциональной системы дыхания. У детей с астмой легкой степени тяжести произошло увеличение минутного объема дыхания на 157,0±2,4 мл/мин. У больных среднетяжелой астмой дыхательный объем увеличился на 35,0±0,1 мл., частота дыхания снизилась на 4,0±0,2 дых/мин (табл.2).

Таблица 2

Изменение показателей внешнего дыхания, дыхательной функции крови, напряжения и потребления кислорода у детей, больных БА разной тяжести после КМЛ

Показатели Больные БА легкой степени тяжести Больные БА средней степени тяжести

до КМЛ после КМЛ до КМЛ после КМЛ

МОД, мл/мин 5168,0±43,2 5325,0±45,6* 4884,0±38,4 4886,0±31,4

ЧД, в 1 мин 22,0±1,3 20,5±1,1 24,0±1,0 20,0±0,8**

ДО, мл 235,7±12,7 260,1±14,1 204,3±10,2 239,3±10,3*

НЬ, г/л 125,5±1,8 130,4±1,7* 120,3±1,9 126,1±1,5**

КЕК, мл/л • 168,2±5,7 174,7±1,9* 161,2±3,6 168,9± 1,7**

8а02, % 96,5±0,8 97,0±0,7 94,5±0,7 96,8±0,8*

Ра02, мм.рт.ст. 86,5±2,1 88,2±1,8 71,4±1,7 82,6±2,1**

Ру02, мм.рт.ст. 40,7±1,7 39,1±1,5 45,1±1,9 38,9±2,2**

П02, мл/мин 139,2±4,7 169,0±3,5** 102,7±2,8 124,6±2,]**

* - р<0,05, ** - р<0,01 - по сравнению с показателями до КМЛ

Улучшение легочной вентиляции привело к нормализации процессов оксигенации крови, что сопровождалось улучшением показателей дыхательной функции крови: возросло содержание гемоглобина в крови больных в среднем на 5,5±0,2 г/л, соответственно увеличилась КЕК, насыщение и напряжение кислорода в артериальной крови и его потребление тканями.

Существенным явилось достоверное увеличение скорости потребления кислорода у всех больных с бронхиальной астмой в среднем на 21,'4±1,5%.

Изменения перечисленных показателей функциональной системы дыхания свидетельствуют об улучшении снабжения организма кислородом на всех этапах его массопереноса: улучшилась скорость поэтапной доставки кислорода в легкие, альвеолы, скорость транспорта кислорода артериальной кровью.

Эти особенности функции внешнего дыхания, кровообращения, дыхательной функции крови обеспечили изменения кислородных режимов организма больных бронхиальной астмой после курса ИГТ. Важным результатом комбинированного метода лечения с ИГТ явилось снижение степени артериальной гипоксемии.

В результате проведенного комбинированного метода лечения, включающего ИГТ, произошло достоверное улучшение основных показателей кислородных режимов организма, в результате чего улучшилось обеспечение организма кислородом, которое напрямую зависит от состояния ФСД.

2. Состояние биоэлектрической активности головного мозга у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести в условиях нормоксии и гипоксии.

У детей с бронхиальной астмой особенности функциональной системы дыхания, уменьшение скорости поэтапной доставки кислорода к органам и тканям, сниженное парциальное давление кислорода в артериальной крови оказали влияние на высший центр управления ФСД - кору головного мозга, что проявляется в изменении биоэлектрической активности коры больших полушарий.

ЭЭГ у детей с бронхиальной астмой легкой степени тяжести практически не отличалась от здоровых сверстников. Это объясняется мало выраженными у них изменениями функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма во время ремиссии. В

связи с чем у данной группы больных исследование ЭЭГ после ги-покситерапии не проводилось.

У 65% детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести наблюдались изменения ЭЭГ, свидетельствующие о вовлечении в патологический процесс структур головного мозга, нарушениях корко-во-подкорковых взаимоотношений.

В таблице 3 показаны индексы ритмов ЭЭГ у детей со среднетя-желой астмой. Индекс альфа - ритма у детей со среднетяжелой астмой был снижен практически во всех отведениях. Наибольшее снижение индекса альфа - ритма наблюдалось в левой (Р3) и правой (Рд) теменных долях на 7,9±1,0% и 12,3±1,2% соответственно, а также в центральной области (С2) на 8,2±0,4% и в левой височной области на 7,3±0,6% по сравнению со здоровыми сверстниками.

Индекс бета - ритма у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести был снижен практически во всех отведениях, но более выраженное изменение данного индекса отмечалось в затылочных областях на 1,1 ±0,1%, в левой височной и лобной областях на 0,95±0,08%.

Индекс тета - ритма у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести был повышен во всех отведениях. Наибольшее увеличение индекса наблюдалось в левом и правом затылочных областях на 5,5±0,3% и 4,3±0,4% соответственно, а также в правой теменной и центральной областях на 5,6±0,1%.

Индекс дельта - ритма у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести был повышен практически во всех отведениях. Наибольшее изменение индекса дельта - ритма отмечалось в левой теменной области на 10,9±0,8% и лобных областях на 8,2±0,2% • (табл. 3).

Таким образом, проведенные исследования показывают, что у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести имеется преобладание медленных волн (дельта - и тета - ритмов) биоэлектрической активности коры головного мозга, снижение суммарной быстрой активности ЭЭГ (альфа - и бета - ритмов) по сравнению со здоровыми сверстниками. .

У детей с бронхиальной астмой после окончания 21-дневного курса санаторно-курортного лечения наметилась положительная динамика в состоянии биоэлектрической активности коры головного мозга (р>0,05).

Таблица 3

Индекс ритмов ЭЭГ у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести ..____ (М±т), п=32 _______

Отведения Индекс, %

алъфа- бета- тета- дельта-

о, 26,95±0,9** 3,78±0,13*** 29,76±1,6* 37,06±1,0*

о2 27,3 8±0,4** 3,24±0,15*** 30,64±1,1* 36,09±1,6*

Рз 30,04±0,7*** 3,48±0,08* 24,27±1,0* 39,21±1,9***

Р4 24,18±0,4*** 3,91±0,09*, 32,41±1,2** 37,82±1,5**

С2 23,63±0,9*** 2,57±0,07* 34,52±1,4** 38,63±1,7**

Т3 22,72±1,0*** 3,78±0,14** 28,64±1,0* 41,64±1,1**

т4 29,46±1,1** 2,87±0,12*** 28,14±0,7* 38,19±1,2*

Из 12,32±0,4*** 2,11±0,18** 28,87±0,7* 54,7Ш,4***

Р4 19,72*0,8*** 2,72±0,11*** 28,32±0,7* 48,44±1,7***

* - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 по сравнению с показателями здоровых

После комбинированного метода лечения, включающего ИГТ, у больных бронхиальной астмой произошла нормализация биоэлектрической активности коры больших полушарий. Зональные различия амплитуд колебаний приблизились к норме, т.е. выявилась положительная динамика изменения электрической активности коры головного мозга

Нормализация и синхронизация ЭЭГ произошла в результате улучшения доставки кислорода на всех этапах его массопереноса, возрастания количества потребляемого мозгом кислорода.

После комбинированного метода лечения у детей, страдающих бронхиальной астмой средней степени тяжести, возрос индекс суммарной быстрой активности (альфа - и бета - ритмов) (рис. 1), уменьшился индекс тета - и дельта - волн. Такое снижение суммарной медленной активности коры больших полушарий больных свидетельствовало об уменьшении гипоксии головного мозга (рис, 2).

Таким образом, после проведения комбинированного метода лечения, включающего ИГТ, у детей с бронхиальной астмой происходит синхронизация биопотенциалов практически во всех долях коры головного мозга. Сглаживается асимметрия распределения ритмов в отведениях ЭЭГ.

01 02 РЗ Р4 С; 13 Т4 Н Я I *-яльф»доКМЛ -1льф»- поел« НМЛ /

а-

05 02 РЗ Р4 О ТЗ Т-1 fЗ Г4 -б«гя-доКМЛ -»-бет*- поел« КМЛ

Рис. 1. Индекс альфа - и бета-ритмов ЭЭГ у детей со среднетяжелой астмой после КМЛ

01 02 РЗ Р4 О ТЗ Т4 РЗ ■ ' 30 * . --....." !

01 02 РЗ Р4 а ТЗ 74 РЗ Р4 ! - --»ет»-доКЫД -м- т«м- поел« КМЛ д«льт»-доКМЛ -д«льт* поел» КМЛ '

Рис. 2. Индекс тета - и дельта-ритмов ЭЭГ у детей со среднетяжелой астмой после КМЛ

3. Состояние умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести в условиях нормоксии и гипоксии.

При исследовании состояния умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести были выявлены отклонения показателей от их возрастной нормы. Эти отклонения были более выражены у детей с бронхиальной астмой средней степени тяжести. У детей с бронхиальной астмой была снижена концентрация и иррадиация возбудительного и тормозного процессов, их сила и подвижность.

Все дети после обследования прошли курс санаторно-курортного лечения, после чего показатели умственной и физической работоспособности имели тенденцию к улучшению (р>0,05).

Количество Количество знаков ошибок

8 до КМЛ «после КМЛ

Б А легкой степени тяжести

Количество

знаков »доКМЛ

Количество ошибок 5 посла КМЛ

Тест №2

БА средней степени тяжести

Количество зн акое

Количество ошибок

Количество знаков

Количество ошибок

Количество знаков

Количество ошибок

И до КМЛ а после КМЛ

БА легкой стеиени тяжести

В до КМЛ В после КМЛ

Тест №3

БА средней степени тяжести

а до КМЛ 3» после КМЛ

БА легкой степени тяжести

Количество 1Наков

Я до КМЛ

Количество ошибок 5 после КМЛ

БА средней степени тяжести

Рис. 3. Изменение показателей умственной работоспособности у детей с БА разной степени тяжести после КМЛ

После комбинированного метода лечения, включающего ИГТ, у детей с бронхиальной астмой достоверно улучшились показатели умственной и физической работоспособности. Значительно увеличилось количество знаков при выполнении тестов №№1,2,3, при одновременном снижении количества ошибок (рис. 3).

Таким образом, в результате комбинированного метода лечения, включающего ИГТ, повысилась концентрация и иррадиация возбудительного и тормозного процессов, улучшилась их сила и подвижность.

У детей с бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести после комбинированного метода лечения произошло значительное улучшение показателей физической работоспособности. В частности, снизились АД, ЧСС и ЧД до и после нагрузки, а также уменьшилось время восстановления их исходных значений (табл. 4).

Таблица 4

Изменения показателен физической работоспособности у детей,

больных бронхиальной астмой разной степени тяжести, после комбинированного метода лечения, включающего ИГТ ______(М±т), п=32 _________

Больные БА легкой Больные БА средней

Показатели степени тяжести степени тяжести

До КМЛ После КМЛ До КМЛ После КМЛ

До нагрузки 97,4±1,7/ 92,5±1,8/ 103,5±1,9/ 98,4*1,6/*

АД, мм.рт.ст. 61,7±1,5 56,8±1,7* 64,2±1,9 59,1±1,5*

После нагрузки 109,1 ±3,1/ 65,3±2,5 103,9*2,4/ 59,7±2,1 113,7±2,9/ 69,1 ±2,3 106,2±1,9*/ 63,1±1,8*

Время восст-я (сек) 122,7±2,9 117,5±2,3 128,1±2,7 121,3±1,9*

ЧСС, уд/мин До нагрузки 91,7±3,6 84,6±2,7 95,1±2,8 88,3±1,7*

После нагрузки 114,4±5,1 106,1 ±3,4 121,3±2,4 115,8±1,1*

Время восст-я (сек) 131,2±4,3 124,7±2,9 143,4±2,7 134,8±2,1*

До нагрузки 22,0±1,3 20,5±1,1 24,0±1,0 20,0±0,8*

ЧД После нагрузки 27,5±1,3 23,2±1,4* 29,6±1,5 25,6±1,2*

Время восст-я (сек) 118,7±2,1 113,5±2,3 123,2±2,1 117,9±1,5*

* - р<0,05 - по сравнению с показателями до КМЛ

Полученные результаты исследования показали, что комбинированный метод лечения оказывает положительное влияние на состояние детей с бронхиальной астмой. Отмечается улучшение функционального состояния физиологических систем организма у детей с бронхиальной астмой, что объясняется нормализацией показателей биоэлектрической активности коры больших полушарий, функциональ-

Рис. 4. Патофизиологическое обоснование эффективности ИГТ у детей с БА

ной системы дыхания, кислородных режимов организма, умственной и физической работоспособности.

Таким образом, доказана высокая эффективность применения комбинированного метода лечения с интервальной гипоксической тренировкой в реабилитации детей с бронхиальной астмой.

ВЫВОДЫ

1. Выявлено ухудшение состояния различных звеньев функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести. Функциональные затраты на обеспечение организма кислородом у детей с бронхиальной астмой выше, чем у здоровых сверстников.

2. В результате санаторно-курортного лечения выявлена положительная динамика изменений функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической активности головного мозга, умственной и физической работоспособности.

3. Сочетание санаторно-курортного лечения с интервальной гипоксической тренировкой приводит к значительному улучшению показателей функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма, на основании которых определены патофизиологические механизмы их эффективности.

4. Использование интервальной гипоксической тренировки в реабилитации детей с бронхиальной астмой, находящихся на санаторно-курортном лечении, нормализует показатели биоэлектрической активности головного мозга, умственную и физическую работоспособность.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Интервальная гипоксическая тренировка существенно улучшает состояние детей, больных бронхиальной астмой и может быть рекомендована для применения в лечебных и санаторно-курортных учреждениях здравоохранения.

Для определения индивидуальной непереносимости гипоксии и эффективности лечения всем больным необходимо проведение двухступенчатого гипоксического теста в первый и последний дни лечения.

Интервальная гипоксическая тренировка должна включать 15 сеансов, в каждом из них - 4 серии пятиминутных гипоксических воздействий с пятиминутными интервалами дыхания атмосферным

воздухом с нормальным содержанием кислорода (20,9% 02). В курсе интервальной гипоксической тренировки следует использовать ступенчатую адаптацию к гипоксии. Содержание кислорода в гипоксиче-ских смесях (ГС): у больных легкой степени тяжести - в первые 5 сеансов - 14%, во вторые - 13%, в третьи - 12%; у больных средней степени тяжести 16%, 15% и 14% соответственно.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шхагумов, К.Ю. Возможно ли лечение вирусного гепатита нормобарической интервальной гипоксической тренировкой / К.Ю. Шхагумов // Материалы международной конференции «Экспертные системы интегральной оценки состояния организма здоровых и больных, гипоксия, деструктивное и конструктивное действие на организм, эффективность использования адаптации к гипоксии в медицине и спорте». - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН. - 2005. - Т.2. -С.143-146.

2. Шхагумов, К.Ю. Влияние гипоксической тренировки на биоэлектрическую активность головного мозга и общее состояние организма больных остеохондрозом / К.Ю. Шхагумов, A.A. Молов // Материалы VI международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке». -М.: РУДН, 2005. - С.549-550.

3. Шхагумов, К.Ю. Влияние интервальной гипоксической тренировки на состояние функциональной системы дыхания и кислородные режимы организма больных инсулинозависимым сахарным диабетом / К.Ю. Шхагумов // Материалы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Нальчик: КБГУ, 2006. - Т.З. - С.94-96.

4. Шхагумов, К.Ю. Действие нормобарической интервальной гипоксической тренировки на функциональное состояние организма детей и подростков / А.Г. Шокуева, К.Ю. Шхагумов // Материалы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Нальчик: КБГУ, 2007. - Т.4. - СП5-11.

5. Шхагумов, К.Ю. Исследование особенностей фоновой динамики омега-потенциала у детей с эндемическим зобом / А.Б. Иванов, К.Ю. Шхагумов, А.Г. Шокуева // Материалы второй международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН. - 2007. - Т.З. - С.45-46.

6. Шхагумов, К.Ю. Коррекция неврологических нарушений при аутоиммунном тиреоидите у детей и подростков методом гипоксите-рапии / З.Х. Абазова, К.Ю. Шхагумов // Вестник РУДН, серия «Медицина». - М. - 2007. - №6. - С.411-414.

7. Шхагумов, К.Ю. Изменение иммунологической реактивности у больных хроническим обструктивным бронхитом после курса ИГТ /И.Х. Борукаева, К.Ю. Шхагумов // «Международный журнал по иммунореабилитации». - 2009. - T.l 1., №1. - С.41.

8. Шхагумов, К.Ю. Комбинированный метод лечения с интервальной гипокситерапией в реабилитации детей с бронхиальной астмой / И.Х. Борукаева, А.Б. Иванов, К.Ю. Шхагумов // Журнал «Известия КБНЦ РАН». -Нальчик. -2010. - №4(36). -С.101-109.

9. Шхагумов, К.Ю. Пространственная организация биопотенциалов и снабжение кислородом мозга при гипоксии у детей школьного возраста / А.Б. Иванов, К.Ю. Шхагумов // Тезисы докладов XXI съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова. - Калуга. -2010.-С.238-239.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление

БА - бронхиальная астма

ДО - дыхательный объем

ИГТ - интервальная гипоксическая тренировка

КЕК - кислородная емкость крови

КМЛ - комбинированный метод лечения

МОД - минутный объем дыхания

П02 - потребление кислорода

СКЛ - санаторно-курортное лечение

ФСД - функциональная система дыхания

ЧД - частота дыхания

ЭЭГ - электроэнцефалограмма

О) - левая затылочная доля

02 ~ правая затылочная доля

Р3 - левая париетальная доля

Р4 - правая париетальная доля

Cz - центральная доля

Т3 - левая теменная доля

Т4 _ правая теменная доля

F3 - левая фронтальная доля

F4 - правая фронтальная доля

Сдано в набор 17.01.2011. Подписано в печать 18.01.2011. Гарнитура Times. Печать трафаретная. Формат 60х84'/16. Бумага писчая. Усл. п.л. 1. Тираж 100.

Типография ФГОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В. М. Кокова» 360030 г. Нальчик, ул. Тарчокова, 1а

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ И КИСЛОРОДНЫХ РЕЖИМОВ ОРГАНИЗМА У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АДАПТАЦИИ К ГИПОКСИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Представление о функциональной системе дыхания и кислородных режимах организма.

1.2. Современные аспекты этиологии, патогенеза и лечения бронхиальной астмы у детей.

1.3. Интервальная гипоксическая тренировка и ее использование в лечении детей с бронхиальной астмой.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ, МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 3. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ В УСЛОВИЯХ НОРМОКСИИ И ГИПОКСИИ.

3.1. Состояние функциональной системы дыхания у детей с бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести в условиях нормоксии.

3.2. Изменение состояния функциональной системы дыхания у детей с бронхиальной астмой в результате общепринятого санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего интервальную гипоксическую тренировку.

ГЛАВА 4. СОСТОЯНИЕ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ В УСЛОВИЯХ НОРМОКСИИ И ГИПОКСИИ.

4.1. Особенности электроэнцефалограммы у детей с бронхиальной астмой в условиях нормоксии.

4.2. Особенности электроэнцефалограммы у детей с бронхиальной астмой после санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего интервальную гипоксическую тренировку.

ГЛАВА 5. СОСТОЯНИЕ УМСТВЕННОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ В УСЛОВИЯХ НОРМОКСИИ И ГИПОКСИИ.

5.1. Состояние умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой в условиях нормоксии.

5.2. Состояние умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой после санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего интервальную гипоксическую тренировку.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. Бронхиальная астма у детей является одной из актуальных проблем современной медицины. За последние годы она превратилась в медико-биологическую проблему, имеющую первостепенное значение, так как имеется тенденция к росту аллергической заболеваемости. Одно из первых мест в структуре аллергической заболеваемости у детей принадлежит бронхиальной астме, которая рассматривается как хроническое заболевание, в основе которого лежит аллергическое воспаление бронхов, сопровождающееся их гиперреактивностью [15, 17, 36, 170, 193].

В последние годы выявлена тесная связь детской и взрослой бронхиальной астмы. Детская бронхиальная астма продолжается у взрослых в 6080% случаев, в основном у детей с бронхиальной астмой легкой степени тяжести симптомы астмы исчезают с возрастом. В различные периоды детского возраста бронхиальная астма во многих аспектах принципиально отличается от такового у взрослых. Однако, необходимо выработка единых подходов в диагностике и лечении этого заболевания, что позволит снизить летальность и инвалидизацию больных [16, 39, 140, 212].

Многие исследователи считают, что выздоровление при бронхиальной астме является лишь стойкой клинической ремиссией, которая может перерасти в обострение под действием различных факторов [160, 164, 199]. Поэтому изыскание различных методов лечения и профилактики бронхиальной астмы в детском возрасте является весьма актуальным. К сожалению, лекарственные средства при бронхиальной астме не всегда эффективны и часто имеют множество побочных эффектов. Исходя из вышеизложенного, встает вопрос об использовании немедикаментозных методов лечения бронхиальной астмы и выявлении патогенетических механизмов их эффективности, одним из которых является нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка, не вызывающая неблагоприятных побочных эффектов и осложнений.

При бронхиальной астме страдает одна из важнейших систем организма - функциональная система дыхания, включающая в себя органы внешнего дыхания, которые осуществляют газообмен, органы кровообращения и кроветворения, обеспечивающие транспорт дыхательных газов к клеткам и тканям. Нарушение хотя бы одного из ее отделов может сопровождаться тканевой гипоксией [2, 8, 105, 110, 181, 194].

Фармакотерапия бронхиальной астмы в основном направлена на патогенетическое звено болезни и мало влияет на функциональную систему дыхания. Исследование влияния интервальной гипоксической тренировки в сочетании с санаторно-курортным лечением на функциональную систему дыхания, страдающую при бронхиальной астме, биоэлектрическую активность головного мозга, умственную и физическую работоспособность больных детей является весьма актуальным.

Адаптация к гипоксии в горных условиях широко применялась на протяжении нескольких десятков лет в лечении больных с заболеваниями ,орга- * нов дыхания [89, 96, 146,148, 190, 206].

В настоящее время некоторыми' авторами показана эффективность лечения бронхиальной астмы у детей адаптацией к гипоксии в курсе нормоба-рической интервальной гипоксической тренировки [137, 138, 142, 153,154].

При наличии разрозненных данных о влиянии санаторно-курортного лечения [176], интервальной гипоксической тренировки на организм детей с бронхиальной астмой [33, 34], недостатка кислорода в условиях среднегорья и высокогорья [89-105,146, 147, 148, 171], в литературе отсутствуют сведения о влиянии комбинированного метода лечения, включающего санаторно-курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку на состояние функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрическую активность коры головного мозга, умственную и физическую работоспособность у детей с бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести. Восполнение этого пробела является весьма актуальным и в теоретическом, и в практическом плане.

Так как чаще адаптация к гипоксии проводится в санаторно-курортных условиях, для оценки эффективности интервальной гипоксической тренировки необходимо учитывать влияние, оказываемое лечением в санатории. Также важно выявить патофизиологические аспекты эффективности комбинированного метода лечения, включающего общепринятое санаторно-курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку.

Перечисленное выше и определяет актуальность исследований у детей с бронхиальной астмой.

Цель работы: выявить патофизиологические механизмы эффективности применения нормобарической гипоксии для лечения детей с бронхиальной астмой с последующей разработкой комбинированного метода лечения, включающего санаторно-курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать функциональную систему дыхания (ФСД) и кислородные режимы организма (КРО) у детей, страдающих бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести.

2. Выявить изменения показателей функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической активности головного мозга, умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой в результате общепринятого санаторно-курортного лечения.

3. Определить патофизиологические механизмы эффективности комбинированного метода лечения, включающего санаторно - курортное лечение и интервальную гипоксическую тренировку в реабилитации детей с бронхиальной астмой.

4. Исследовать влияние комбинированного метода лечения на состояние биоэлектрической активности коры головного мозга у детей с бронхиальной астмой.

5. Оценить состояние умственной и физической работоспособности детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести в результате общепринятого санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего ИГТ.

Научная новизна. Впервые изучено влияние комбинированного метода лечения, включающего санаторно-курортное лечение и интервальную ги-поксическую тренировку на организм детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести. Также дана сравнительная характеристика изменений функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической активности коры головного мозга, состояния умственной и физической работоспособности у данной категории больных после санаторно-курортного и комбинированного метода лечения.

Охарактеризованы изменения состояния функциональной системы дыхания, системы кровообращения, дыхательной функции крови, кислородных режимов организма у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести.

Выявлено, что в результате адаптации к пониженному парциальному давлению кислорода во вдыхаемом воздухе в курсе ИГТ, у детей с бронхиальной астмой улучшается функция органов дыхания, кровообращения, дыхательная функция крови, возрастает скорость поэтапной доставки кислорода к органам и тканям. В результате интервальной гипоксической тренировки возрастает способность тканей утилизировать кислород, следствием чего является снижение функциональных затрат на обеспечение организма кислородом, также увеличивается экономичность кислородных режимов организма, возрастают бронхиальная проходимость, кровоснабжение альвеол и диффузионная способность легких.

Доказано, что в результате адаптации к гипоксии в курсе комбинированного метода лечения нормализуется биоэлектрическая активность коры головного мозга.

Выявлено улучшение состояния умственной и физической работоспособности детей с бронхиальной астмой в результате общепринятого санаторно-курортного лечения и комбинированного метода лечения, включающего ИГТ.

Научно-практическая значимость. В результате проведенных исследований получены новые данные, патофизиологически обосновывающие эффективность применения комбинированного метода в лечении детей с бронхиальной астмой.

Полученные нами результаты помогут сократить курс лечения и снизят фармакологическую нагрузку на организм, могут быть использованы в педиатрических клиниках, детских оздоровительных центрах, а также при изучении курса нормальной и патологической физиологии, педиатрии в профилированных высших учебных заведениях.

Внедрение. Результаты диссертационного исследования внедрены в лечебную практику Республиканского детского социально-реабилитационного центра «Радуга» (г. Нальчик, КБР). Основные положения диссертации используются в НИР кафедры и в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий по патологической физиологии на кафедре нормальной и патологической физиологии Кабардино-Балкарского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. У детей с бронхиальной астмой отмечается ухудшение состояния, функциональной системы дыхания: внешнего дыхания, системы кровообращения, дыхательной функции крови и кислородных режимов организма, уменьшается скорость поэтапной доставки кислорода и его потребление.

2. Биоэлектрическая активность головного мозга детей, страдающих бронхиальной астмой, отражает гипоксическое состояние коры больших полушарий головного мозга.

3. Адаптация к пониженному рОг во вдыхаемом воздухе в курсе интервальной гипоксической тренировки улучшает состояние функциональной системы дыхания у детей, больных бронхиальной астмой легкой и средней степени тяжести.

4. Сочетание традиционного санаторно-курортного лечения с ИГТ оказывает благотворное влияние на организм и приводит к улучшению показателей умственной и физической работоспособности у детей с бронхиальной астмой.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждались: на Международной конференции «Экспертные системы интегральной оценки состояния организма здоровых и больных, гипоксия, деструктивное и конструктивное действие на организм, эффективность использования адаптации к гипоксии в медицине и спорте» (г. Нальчик, 23-25 мая 2005г.); на VI международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (г. Москва, 8-10 декабря 2005г.); на международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива» (г. Нальчик, 20062007гг.); на II международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития» (г. Нальчик, 14-18 мая 2007г.); на VII Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем» (г. Санкт-Петербург, 28 сентября - 2 октября 2009г.); на XXI съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Калуга, 20 Юг).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 9 работ, в том числе, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ («Вестник РУДН», «Международный журнал по иммунореабили-тации» и «Известия КБНЦ РАН»),

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, объекта и методов исследований, 3-х глав собственных исследований, обсуждения результатов и заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа иллюстрирована 31 таблицами, 17 рисунками. Указатель литературы содержит 217 источников, из них 40 иностранных авторов.

102 ВЫВОДЫ

1. Выявлено ухудшение состояния различных звеньев функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма у детей с бронхиальной астмой разной степени тяжести. Функциональные затраты на обеспечение организма кислородом у детей с бронхиальной астмой выше, чем у здоровых сверстников.

2. В результате санаторно-курортного лечения выявлена положительная динамика изменений функциональной системы дыхания, кислородных режимов организма, биоэлектрической активности головного мозга, умственной и физической работоспособности.

3. Сочетание санаторно-курортного лечения с интервальной гипоксической тренировкой приводит к значительному улучшению показателей функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма, на основании которых определены патофизиологические механизмы их эффективности.

4. Использование интервальной гипоксической тренировки в реабилитации детей с бронхиальной астмой, находящихся на санаторно-курортном лечении, нормализует показатели, биоэлектрической активности головного мозга, умственную и физическую работоспособность.