Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время баротерапия получила повсеместное распространение как эффективный способ коррекции функционального состояния и работоспособности человека при трудовой деятельности, в спорте, у специалистов морского и летного труда, в авиационной, космической и морской медицине, а также при лечении раненых, больных и пораженных.
В основу разных видов баротерапии положены повышение или понижение парциального давления кислорода, изменение плотности или собственно состава дыхательной газовой смеси (Кулешов В.И., 1996; 1997).
Целесообразность применения баротерапии в хирургии, неврологии, терапии, реанимации, онкологии, гематологии уже не нуждается в дополнительной аргументации (Сиротинин Н.Н., 1969; Бураковский В.И., Бокерия Л.А., 1974; Миррахимов М.М., 1977; Сапов И.А., 1982; Аксельрод АЛО. с соавт., 1986; Петровский Б.В. с соавт., 1987; Караш Ю.М. с соавт., 1988; Миррахимов М.М., Успенская Е.П., Федосеев Г.Б., 1988; Кулешов В.И., 1991; Лустин СИ., 1994; Разработка комплекса средств и методов..., 1995; Новиков B.C., 1996; Кулешов В.И., Чернов В.И., 1996; Благинин А.А., 1997; Баротерапия в комплексном лечении ..., 1997; Jacobson J.H. et al., 1963; Fasano V.A. et al., 1968; Dahan M. et al. 1988; Kovalenko E.A., 1993; Raficow A.M., 1997; Vasilyev M.V. et al., 1997; Yegorova T. et al., 1997 и многие другие). Накопленный за последние годы большой клинический опыт не оставляет сомнений в лечебной эффективности баротерапии. Последние достижения баротерапии, особенно в нашей стране, основываются на уточнении механизмов воздействия на организм повышенного и пониженного атмосферного давления. Вместе с тем, при всех несомненных успехах теоретической и практической баротерапии, в медицине, приходится, к сожалению, признать, что, из-за значительного полиморфизма механизмов
2 действия измененной газовой среды эффективность лечения не всегда достигает искомых результатов, что и констатировалось в решении 3-ей Всероссийской научно-практической конференции: «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных» (1997 г.).
Отсутствует также единое мнение о том, какие именно виды баротерапии, в первую очередь гипобарическая или гипербарическая наиболее эффективны при конкретных состояниях, нозологических формах, что обусловливает поиск критериев выбора и оптимизации нормирования разных баротерапевтических воздействий.
Весьма очевидной причиной, хотя и редких осложнений и недостаточной эффективности, является нерешенность проблемы учета индивидуальных особенностей реагирования человека, функционирования основных его газотранспортных систем в условиях гипо- или гипербарии, гипо- или гипероксии для целесообразного использования этой информации при назначении баротерапии (Юнкин И.П., Нейман И.Л., 1973; Ефуни С.Н., 1987; Чернов В.И. с соавт., 1994; Селивра А.И. с соавт., 1990; 1996; Шайденко А.Б., 1998). Далеки также от решения многие неясные аспекты, касающиеся выбора оптимального состава применяемых искусственных дыхательных газовых смесей и технических средств для их применения (Гуляр С.А., 1988; Бойцов С.А. с соавт., 1996; Чернов В.И., 1996; Shupak A. Et al., 1997).
Таким образом, широкая распространенность баротерапии, имеющиеся случаи осложнений и недостаточной эффективности метода при традиционном подходе к коррекции функционального состояния и лечения заболеваний, неизученность индивидуальных вариантов кислородного обеспечения организма при гипоксии и гипероксии, необходимость использования их для успешного выбора вида, метода, методики и способа баротерапии при лечении и реабилитации морских специалистов и летного
состава определяю! высокую теоретическую, практическую значимость и актуальность исследования.
Цель работы. Обосновать физиологические критерии индивидуальной устойчивости человека к дефициту кислорода, оценить ее значение в выборе гипоксического и гнпероксического методов лечения, а также установить безопасность п эффективность лечебного использования нормоксических кислородно-гелиевых и кислородно-азотных газовых смесей в гипербарических условиях.
Основные задачи исследовании:
-
Исследовать физиологический эффект действия дефицита кислорода при рСЬ 0,01 МПа, экспозиции до 30 минут, в гипобарических и нормобарических условиях, а также избытка кислорода при рОг 0,25 МПа, экспозиция до 90 минут, определить закономерности направленности основных функциональных сдвигов при дефиците и избытке кислорода.
-
Выявить наиболее информативные показатели функционального состояния организма, характеризующие устойчивость здорового человека к дефициту кислорода.
-
Разработать метод комплексной оценки индивидуальной устойчивости к дефициту кислорода, и с помощью анализа реакций и параметров основных газотранспортных систем организма в условиях изменяемого рОг доказал информативность, достоверность и чувствительность его критериев.
4. Предварительно выяснив толерантность к дефициту кислорода,
определить эффективность гипобарической баротерапии и
оксигенобаротерапии для больных, а также гипоксического и
гнпероксического баровоздействий для специалистов флота на основании
анализа функций внешнего дыхания, сердечной деятельности, гемодинамики,
а также умственной, физической работоспособности и субъективного статуса
і*
4 испытуемых.
5. Исследовать кислородный режим организма в процессе мониторинга
чрескожно определяемого рОг и полученные результаты соотнести с
показателями кислотно-основного состояния.
6. Оценить реакции дыхательной, сердечно-сосудистой систем,
энергообеспечения мышечной деятельности, а также физическую
работоспособность у практически здоровых и больных в ответ на воздействия
кислородно-гелиевой и кислородно-азотной искусственных дыхательных
газовых смесей в гипербарических условиях.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
При гипероксии повышается, а при гипоксии снижается уровень функционирования дыхательной, сердечно-сосудистой систем, системы крови для поддержания газовых констант организма и саногенетических процессов при конкретных видах баротерапии.
-
Парциальное давление кислорода в тканях при действии измененной газовой среды определяется как внешними факторами, включающими в себя рОг, ее плотность и рЫг, так и внутренними - состоянием систем дыхания и кровообращения.
-
Проведение курсов воздействия нормоксическими кислородно-гелиевой или кислородно-азотной смесями в условиях гипербарии, состоящего из 10 ежедневных сеансов, является новыми, безопасными и эффективными видами баротерапии.
-
Учет устойчивости человека на дефицит кислорода, определяемой с помощью модифицированного способа обработки оксигемограммы, позволяет назначать проведение наиболее эффективного и показанного вида баротерапии: гипобаротерапии или гипербарической оксигенации.
Научная новизна. В работе дана трактовка разнонаправленное показателей функционального состояния у разных людей при конкретных видах баротерапии, что обусловливает дифференцированный подход к
5 выбору вида баротераневтического воздействия у лиц с различной
устойчивостью к дефициту кислорода, т.е. имеющих индивидуальные
особенности под/держания кислородного режима организма. Установлено, что
здоровому человеку с повышенной и нормальной толерантностью к дефициту
кислорода для достижения высокой эффективности коррекции
функционального состояния и работоспособности показано гипобарическое
гипоксическое воздействие, а лицам с нормальной и пониженной
толерантностью — гипербарическая оксигенация.
Впервые обоснован, разработан и применен оригинальный математический анализ оксигемограчмы Е.М.Крепса (1959), регистрируемой в процессе гипоксической пробы, заключающейся в 10-минутном дыхании 10%-ой кислородно-азотной смесью при нормальном давлении. С помощью методов многомерного статистического анализа полученных данных доказана возможность объективно, достоверно и оперативно в реальный период времени количественно определять индивидуальную толерантность испытуемых к дефициту кислорода, которая и предопределяет выбор вида баротерапии, обеспечивая ее высокую эффективность.
При помощи прямых способов определения рОг в крови впервые установлено, что при дыхании кислородом в течение 60 минут и давлении равном 0,25 МПа, напряжение кислорода в организме существенно увеличивается, развивается дыхательный алкалоз, возрастает артерио-венозная разница по кислороду, а к 90-ой минуте артерио-венозная разница по кислороду значительно уменьшается. Этот феномен патогномоничен началу формирования пограничного состояния с последующим переходом в патологическое - отравление кислородом.
Выявлена высокая прямая корреляционная связь между рСЬ в
артернализованной крови и в коже в условиях дыхания кислородом под г, all
повышенным давлением. При постоянном мониторинге транскутанно определяемого рОї у здоровых лиц получены новые, ранее неизвестные данные о неадекватном возрастании его величины с 60-ой по 90-ую минуту пролонгированного сеанса ГБО при общем давлении в барокамере 0,25 МПа, что расценивается, как критерий начала токсического действия кислорода в этих условиях.
Впервые оценен характер и дан сравнительный анализ реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, энергообеспечения мышечной деятельности испытуемых в ответ на воздействие нормоксических кислородно-гелиевой и кислородно-азотной газовых смесей в условиях гипербарии. Выявлено, что гелий способен повышать чувствительность Р-рецепторов бронхов к фармакологическим препаратам из группы адреномиметиков, что является важным для применения баротерапии сочетанно с лекарственными средствами.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основе анализа результатов оксигемографии, транскутанной рОг-метрии, параметров кислотно-основного состояния получены новые данные о состоянии и регуляции кислородного режима организма в условиях гипоксии и гипероксии, что существенно расширяет представления о физиологическом и токсическом действии кислорода. Неспособность организма удерживать постоянным парциальное давление кислорода в тканях во время сеанса ГБО, обусловленное прогрессирующим накоплением кислорода в организме, является симптомом перехода физиологического действия в токсическое.
Показано, что приспособление организма к измененному рОг в искусственных газовых средах и функционирование основных газотранспортных систем носит индивидуальный характер. Тем самым обоснован подход к определению индивидуальной устойчивости к дефициту кислорода, которая играет определяющую роль в успешности проведения
7 гипобарической терапии и гипербарической оксигенации.
Обоснованы и разработаны новые способы гипербарической нормоксической баротерапии с применением искусственных дыхательных газовых смесей, содержащих гелий или азот. По сравнению с традиционной терапией, указанное саногенетическое влияние более эффективно, поскольку оно приводит к более значимому замедлению подключения анаэробных процессов, увеличению резервов дыхательной системы для обеспечения возрастающих при физической работе метаболических потребностей в кислороде.
Разработаны «Методические рекомендации по индивидуальной устойчивости человека дефициту кислорода». Результаты работы позволяют определить в количественном выражении индивидуальную устойчивость человека, используя уравнение:
fi = 0,89-Ann-0,9-Sio-0,8-S4-0,97-h -0,85-Т (1)
Материалы исследования используются в лекциях и на практических занятиях на I, IY, YT факультетах Военно-медицинской академии.
Методика определения индивидуальной толерантности к острому кислородному голоданию используется в научной и практической деятельности кафедры ЛОР болезней МАЛО Санкт-Петербурга.
Начиная с 1988 года, до отъезда каждого полярника в Антарктиду, по методу автора, определяется индивидуальная устойчивость к дефициту кислорода. Использование метода во многом способствовало проведению зимовки 34-й Антарктической экспедиции без тяжелых осложнений и эвакуации больных на прибрежную станцию (акт от 09.10.90 № 36-3068, Арктический и антарктический НИИ). Результаты исследования отражены в практикуме и 3 официальных документах, в том числе и в «Методических рекомендациях «Определение индивидуальной устойчивости к кислородному
8 голоданию». Результаты работы защищены авторским свидетельством №
1050705 от 01.07.83г. - Способ лечения больных облитерирующим
эндартериитом.
Апробация работы. Работа проведена в рамках плановых НИР "Вышина", "Колибри", Военно-медицинской академии и "Обследователь-2" 40-го Государственного НИИ аварийно-спасательного дела, водолазных и глубоководных работ.
Результаты диссертации доложены: на IY-ой научно-практической конференции ВМФ (Ленинград, 1990); на Научно-практической конференции «Физиологические основы нормирования кислорода при гипербарической оксигенации» (Ленинград, 1990); на 1-ой, 2-ой и 3-ей Международных конференциях «Гипоксия в медицине» (Москва, 1994г., 1996г., 1998г.); на Всероссийской конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 1997г.); на 3-й Всеармейской научно-практической конференции "Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных" (Санкт-Петербург, 1997); на Заседании научно-практического общества баротерапевтов (Санкт-Петербург, 1997). По теме диссертации опубликовано 34 печатных работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 298 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, содержащего 272 отечественных и 107 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 29 таблицами, 32 рисунками, 15 уравнениями, 2 приложениями.