Введение к работе
Актуальность проблемы. Бронхиальная астма (БА) является одним из самых распространенных хронических заболеваний детского и зрелого возраста. В связи с высокой распространенностью бронхиальной астмы во всем мире изучение патогенеза и разработка новых методов лечения остается одной из важнейших проблем современной медицины. По данным экспертов ВОЗ, число больных бронхиальной астмой в 2010 году во всем мире достигло 400 миллионов человек. За последние 50 лет в России распространенность бронхиальной астмы возросла в 20 раз и составляет 8-9 %, в Кабардино-Балкарии – 7-8 %. Смертность от бронхиальной астмы составляет 3-4%, при тяжелой степени тяжести 6-7% (Чучалин А.Г., Балаболкин И.И., Ковзель Е.Ф., Шогенова М.С., 2009).
Работы, посвященные изучению бронхиальной астмы, обычно ограничиваются описанием бронхиальной проходимости, артериальной гипоксемией и гиперкапнией. Меньшее внимание в литературе уделяется исследованию основных звеньев функциональной системы дыхания, кислородного режима организма, прооксидантной и антиоксидантной систем, биоэлектрических потенциалов головного мозга и электрофизиологических свойств миокарда при бронхиальной астме. Весьма противоречивы имеющиеся данные об изменениях иммунологического статуса при бронхиальной астме. Недостаточно представлены сведения о диагностических возможностях такого неинвазивного метода обследования, как сбор и исследование конденсата выдыхаемого воздуха. В настоящее время отсутствует классификация дыхательной недостаточности, которая удовлетворяла бы клиницистов и патофизиологов. Поэтому восполнение имеющегося пробела и разработка патогенетически обоснованной классификации дыхательной недостаточности актуальна и в теоретическом, и в практическом аспекте.
Не менее значимым для клинической медицины является поиск эффективных безлекарственных способов лечения бронхиальной астмы, основанных на знании патогенеза. Важность решения этой задачи для практической медицины несомненна не только из-за высокой распространенности этой патологии среди населения разного возраста, но и из-за тех серьезных осложнений, к которым она приводит при отсутствии своевременного лечения.
Адаптация к гипоксии в горах на протяжении многих лет успешно использовалась для лечения больных бронхиальной астмой (Сиротинин Н.Н., Шогенцукова Е.А., Якушенко М.Н., Хутуева С.Х.). Более простым и доступным средством улучшения функциональной системы дыхания является интервальная гипоксическая тренировка (ИГТ), которая в настоящее время широко применяется в лечении бронхо-легочных заболеваний (Александров О.В., Виницкая Р.С., Стручков П.В., 2000, Геппе Н.А., 2002, Давыдов Э.Г., 2006). Однако в доступной литературе недостаточно освещены вопросы о состоянии основных звеньев функциональной системы дыхания, биохимических показателях конденсата выдыхаемого воздуха, прооксидантной и антиоксидантной систем у больных бронхиальной астмой различных возрастных групп после интервальной гипоксической тренировки.
Несмотря на широкое применение интервальной гипоксической тренировки в лечении бронхиальной астмы, до сих пор отсутствуют данные о хронобиологических особенностях влияния интервальной гипоксической тренировки на организм больных бронхиальной астмой. Исходя из вышеизложенного, актуальным является выявление патофизиологических механизмов эффективности ИГТ в лечении больных бронхиальной астмой с учетом хронобиологических особенностей адаптации к гипоксии.
Другим немедикаментозным методом лечения больных бронхиальной астмой является энтеральная оксигенотерапия. Несмотря на то, что многие авторы используют оксигенотерапию в лечении различных заболеваний (Агапитова Л.Э., Жилин Ю.Н., Намазова Л.С., 2006, Ильин А.Г., Симонова О.И., 2007), до сих пор остаются недостаточно изучены механизмы влияния энтеральной оксигенотерапии на функциональную систему дыхания, кислородный режим организма, биохимические показатели конденсата выдыхаемого воздуха, состояние перекисного окисления липидов и активность антиоксидантной системы, биоэлектрические потенциалы головного мозга при бронхиальной астме.
Комбинированное применение адаптации в гипоксии и энтеральной оксигенотерапии было осуществлено еще в середины прошлого века по предложению академика Н.Н. Сиротинина. Однако до сих пор в доступной литературе отсутствуют данные о сочетанном использовании интервальной гипоксической тренировки и энтеральной оксигенотерапии в лечении бронхиальной астмы, не дано патофизиологическое обоснование эффективности комбинированного применения таких патогенетически разнонаправленных методов лечения, как гипокситерапия и оксигенотерапия в лечении больных бронхиальной астмой разной степени тяжести. Таким образом, несомненно, требовались более глубокие исследования для выявления патофизиологических механизмов эффективности комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапии в лечении и реабилитации больных бронхиальной астмой. Все вышесказанное и определило цель настоящего исследования.
Цель исследования:
Расширить представления о патогенезе бронхиальной астмы и внести дополнения в классификацию дыхательной недостаточности, осуществить интегральную оценку состояния организма больных бронхиальной астмой, выявить эффективность и патогенетические механизмы комбинированного применения интервальной гипоксической тренировки и энтеральной оксигенотерапии с учетом хронобиологических особенностей адаптации к гипоксии.
Задачи исследования:
1. Охарактеризовать особенности состояния основных звеньев функциональной системы дыхания: функции внешнего дыхания, системы кровообращения, кислородтранспортной функции крови, прооксидантной и антиоксидантной систем, биоэлектрических потенциалов головного мозга, электрофизиологических свойств миокарда и иммунологической реактивности при бронхиальной астме разной степени тяжести.
2. Изучить хронобиологические особенности изменения состояния функциональной системы дыхания и кислородного режима организма при бронхиальной астме.
3. Расширить представления о патогенезе бронхиальной астмы и внести дополнения в классификацию дыхательной недостаточности с учетом выявленных изменений функциональной системы дыхания и кислородного режима организма при бронхиальной астме.
4. Охарактеризовать патофизиологические механизмы, обусловливающие эффективность применения интервальной гипоксической тренировки при бронхиальной астме.
5. Выявить хронобиологические особенности адаптации к гипоксии в процессе интервальной гипоксической тренировки при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести.
6. Определить эффективность и патофизиологические механизмы применения энтеральной оксигенотерапии при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести.
7. Выявить эффективность и патогенетические механизмы комбинированного применения интервальной гипоксической тренировки и энтеральной оксигенотерапии при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести и провести сравнительный анализ эффективности интервальной гипоксической тренировки, энтеральной оксигенотерапии и комбинированного метода.
Научная новизна.
Впервые изучены патогенетические механизмы и показана эффективность комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапии при бронхиальной астме разной степени тяжести у больных различных возрастных групп.
Проведена интегральная оценка состояния больных бронхиальной астмой с учетом выявленных изменений состояния функциональной системы дыхания, кислородного режима организма, прооксидантной и антиоксидантной систем, биоэлектрических потенциалов головного мозга, электрофизиологических свойств миокарда, иммунологической реактивности, биохимических показателей конденсата выдыхаемого воздуха, на основе чего разработана схема патогенеза бронхиальной астмы. Выявлены особенности течения бронхиальной астмы у больных разного возраста.
Впервые на основании полученных результатов внесены патогенетически обоснованные дополнения в классификацию дыхательной недостаточности.
Впервые изучены изменения биохимических показателей конденсата выдыхаемого воздуха при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести после адаптации к гипоксии в курсе интервальной гипоксической тренировки.
Установлено, что проведение интервальной гипоксической тренировки у больных бронхиальной астмой улучшает бронхиальную проходимость, снижает интенсивность перекисного окисления липидов и активирует антиоксидантную систему, нормализует дыхательную функцию крови и иммунологический статус, улучшает распределение биопотенциалов головного мозга.
Впервые выявлены хронобиологические особенности адаптации к гипоксии в процессе интервальной гипоксической тренировки при бронхиальной астме разной степени тяжести.
Впервые изучено воздействие энтеральной оксигенотерапии на функциональную систему дыхания: состояние внешнего дыхания, системы кровообращения, дыхательной функции крови, скорость поэтапной доставки кислорода и кислородный режим организма больных бронхиальной астмой. Впервые выявлены изменения биохимических показателей конденсата выдыхаемого воздуха и состояние прооксидантной и антиоксидантной систем при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести после энтеральной оксигенотерапии.
Впервые дано патофизиологическое обоснование эффективности комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапии в лечении бронхиальной астмы. Доказано, что применение гипокситерапии и энтеральной оксигенотерапии приводит к улучшению основных звеньев функциональной системы дыхания, кислородного режима организма, повышению скорости транспорта кислорода артериальной кровью, скорости и интенсивности потребления кислорода, нормализации биоэлектрических потенциалов головного мозга.
Впервые доказано протекторное действие комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапией на иммунологический статус и состояние прооксидантной и антиоксидантной систем при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести.
Впервые после комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапии обнаружено увеличение объема экспирата и изменение биохимических показателей конденсата выдыхаемого воздуха - уменьшение активности лактатдегидрогеназы, рост рН, снижение содержания общих белков и липидов, что в целом свидетельствует о компенсации характерной для бронхиальной астмы гипоксии в легочной ткани. Комбинированное применение ИГТ и энтеральной оксигенотерапии оказалось более эффективным, чем любая из тренировок, использованная по отдельности.
Научно-практическая значимость работы.
На основании большого количества полученных показателей разработана экспертная система оценки состояния организма больных бронхиальной астмой, позволяющая осуществить комплексный анализ состояния больных, провести диагностику и определить эффективность проводимого лечения. Внесенные дополнения в классификацию дыхательной недостаточности, основанные на патогенетических особенностях изменения ФСД и кислородного режима организма при бронхиальной астме, применяются в практической медицине и учебном процессе.
Внедрены в практику здравоохранения немедикаментозные методы лечения - интервальная гипоксическая тренировка, в результате которой происходит адаптация организма к гипоксии и энтеральная оксигенотерапия. Впервые изучены хронобиологические аспекты применения ИГТ и предложена оптимальная схема ее проведения при бронхиальной астме с учетом хронобиологических особенностей адаптации к гипоксии.
Апробирован и внедрен в практику новый метод комбинированного применения интервальной гипоксической тренировки и энтеральной оксигенотерапии при бронхиальной астме легкой и средней степени тяжести.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
При бронхиальной астме ухудшается состояние основных звеньев функциональной системы дыхания, кислородного режима организма, повышается интенсивность перекисного окисления липидов и снижается активность антиоксидантной системы, уменьшается скорость транспорта кислорода артериальной кровью и его потребление, приводящие к преобладанию суммарной медленноволновой активности (дельта-ритм и тета-ритм) на электроэнцефалограмме и свидетельствующие о наличии тканевой гипоксии при бронхиальной астме средней степени тяжести.
-
Обнаруженные изменения конденсата выдыхаемого воздуха: уменьшение объема экспирата, увеличение его поверхностного натяжения, содержания в нем общих белков и липидов, повышение активности лактатдегидрогеназы и смещение рН конденсата в кислую сторону, имеют важное диагностическое значение для определения степени тяжести заболевания и свидетельствуют о наличии вторичной тканевой гипоксии у больных бронхиальной астмой средней степени тяжести.
-
Патофизиологическими механизмами эффективности интервальной гипоксической тренировки в лечении больных бронхиальной астмой являются механизмы адаптации к сниженному парциальному давлению кислорода во вдыхаемом воздухе, нормализация состояния ФСД и кислородного режима организма, что привело к улучшению иммунологического статуса, уменьшению интенсивности перекисного окисления липидов и активации антиоксидантной системы при бронхиальной астме.
-
Энтеральная оксигенотерапия улучшила кислородтранспортную функцию крови, в результате чего нормализовался кислородный режим организма, биоэлектрические потенциалы головного мозга, электрофизиологические свойства миокарда и иммунологический статус у больных бронхиальной астмой.
-
В результате комбинированного применения ИГТ и энтеральной оксигенотерапии улучшилась бронхиальная проходимость, скорость транспорта кислорода на всех этапах, скорость и интенсивность потребления кислорода, повысилась экономичность дыхания и кровообращения, что привело к увеличению суммарной быстроволновой активности и снижению медленноволновой активности на ЭЭГ и свидетельствовало об уменьшении гипоксии при бронхиальной астме средней степени тяжести.
-
Комбинированное применение гипокситерапии в процессе ИГТ и энтеральной оксигенотерапии способствовало нормализации гуморального и клеточного звеньев иммунитета при бронхиальной астме.
-
Комбинированный метод с интервальной гипоксической тренировкой и энтеральной оксигенотерапией привел к уменьшению интенсивности процессов перекисного окисления липидов, о чем свидетельствовало снижение концентрации малонового диальдегида в крови и повышение активности ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы и глютатионпероксидазы, что обусловило уменьшение накопления продуктов перекисного окисления липидов в бронхиальном дереве, усиление защиты мембран от повреждающего действия активных форм кислорода.
Личный вклад автора.
Автором лично собран большой фактический материал, проведены лабораторные, функциональные, инструментальные исследования здоровых и больных бронхиальной астмой. Самостоятельно проведен гипоксический тест у всех обследованных больных. Автором лично осуществлено обследование состояния функциональной системы дыхания, кислородного режима организма, сбор и исследование конденсата выдыхаемого воздуха у больных бронхиальной астмой. Принимала непосредственное участие в проведении процедуры ИГТ и энтеральной оксигенотерапии. Самостоятельно проведена статистическая обработка полученных результатов.
Внедрение результатов исследования.
Основные результаты исследования внедрены в работу Базового Республиканского Детского Социально-Реабилитационного Центра «Радуга», санатория МВД РФ «Нальчик», Республиканской клинической больницы г. Нальчика, детской поликлиники №1 г. Нальчика. Результаты исследований используются в учебном процессе кафедры нормальной и патологической физиологии, факультетской терапии медицинского факультета Кабардино-Балкарского государственного университета, о чем имеются соответствующие акты внедрения.
Апробация работы и публикации.
Результаты исследования докладывались на 2-м Всероссийском форуме «III тысячелетие. Пути к здоровью нации» (Москва, 2002), на международной конференции «Автоматизированный анализ гипоксических состояний организма и эффективности их коррекции» (Москва–Нальчик, 2003), на четвертой международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в ХХI веке» (Москва, 2003), на втором международном симпозиуме «Проблемы ритмов в естествознании» (Москва, 2004), на четвертой Российской конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (с международным участием) (Москва, 2005), на VII международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в ХХI веке» (Москва, 2006), на международной конференции «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (Афины, 2007), на III международном конгрессе «Практикующий врач» (Сочи, 2007), на Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» «Концепция болезней цивилизации» (Москва, 2007), на первом Российском съезде по хронобиологии и хрономедицине с международным участием (Владикавказ, 2008). Апробация диссертационной работы состоялась на совместном заседании кафедр нормальной и патологической физиологии, нормальной и патологической анатомии, факультетской терапии, общей врачебной практики, геронтологии, общественного здоровья и здравоохранения, инфекционных болезней, микробиологии, вирусологии и иммунологии, общей хирургии, госпитальной хирургии, детских болезней, акушерства и гинекологии медицинского факультета Кабардино-Балкарского государственного университета и отдела мультиагентных систем Института информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН. По материалам диссертации опубликовано 54 печатных работ, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики больных и методов исследования, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Диссертация изложена на 295 страницах машинописного текста, содержит 60 таблиц и 28 рисунков. Список литературы включает 379 источника (из них 101 иностранный автор).
