Теоретические основы гипокситерапии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В обзоре обсуждаются структура и физиология функциональной системы кислородного обеспечения, возможности её саморегуляции и роль в поддержании оптимального для метаболического гомеостаза организма уровня газов в крови. Представлены современные данные о функционировании периферических (артериальных) и центральных (медуллярных) хеморецепторов, механизмы восприятия содержания кислорода, углекислого газа и рН, связь с афферентными нервными окончаниями. Показаны пути и центры хемосенсорного рефлекса в различных отделах головного мозга. Описаны закономерности реагирования различных звеньев системы кислородного обеспечения на экзогенные и эндогенные гипоксические стимулы. Продемонстрирована роль внутриклеточных HIF-зависимых и HIF-независимых путей в реализации адаптивных реакций поддержания оптимального метаболизма. Обсуждены клеточные механизмы, претендующие на роль адаптивных при гипоксии/реоксигенации в условиях интервальной нормобарической гипоксической терапии.

Обзор современных представлений и анализ результатов исследований физиологии функциональной системы кислородного обеспечения, её структурно-функционального состояния и молекулярной регуляции в условиях экзогенной гипоксии позволит обратить внимание на целесообразность дальнейших рандомизированных клинических исследований интервальной нормобарической гипокситерапии как метода реабилитации больных с хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Об авторах

Григорий Анатольевич Игнатенко

Донецкий государственный медицинский университет имени М. Горького

Автор, ответственный за переписку.
Email: secretary@dnmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3611-1186
SPIN-код: 3893-0662
Scopus Author ID: 57223894993
ResearcherId: Q-2716-2017

доктор медицинских наук, профессор

Донецкая Народная Республика, 283003, Донецк, пр. Ильича, д. 16

Список литературы

  1. Саютина Е.В., Осадчук М.А., Романов Б.К., и др. Кардиореабилитация и вторичная профилактика после перенесённого острого инфаркта миокарда: современный взгляд на проблему // Российский медицинский журнал. 2021. Т. 27, № 6. С. 571–587. doi: 10.17816/0869-2106-2021-27-6-571-587
  2. Mc Namara K., Alzubaidi H., Jackson J.K. Cardiovascular disease as a leading cause of death: how are pharmacists getting involved? // Integr Pharm Res Pract. 2019. Vol. 8. P. 1–11. doi: 10.2147/IPRP.S133088
  3. Timmis A., Vardas P., Townsend N., et al. European Society of Cardiology: cardiovascular disease statistics 2021 // Eur Heart J. 2022. Vol. 43, N 8. P. 716–799. doi: 10.1093/eurheartj/ehab892
  4. Ким И.В., Бочкарева Е.В., Варакин Ю.Я. Единство подходов к профилактике ишемической болезни сердца и цереброваскулярных заболеваний // Профилактическая медицина. 2015. Т. 18, № 6. С. 24–33. doi: 10.17116/profmed201518624-33
  5. Глущенко В.А., Ирклиенко Е.К. Сердечно-сосудистая заболеваемость — одна из важнейших проблем здравоохранения // Медицина и организация здравоохранения. 2019. Т. 4, № 1. С. 56–63.
  6. Толпыгина С.Н., Марцевич С.Ю. Исследование ПРОГНОЗ ИБС. Новые данные по отдаленному наблюдению // Профилактическая медицина. 2016. Т. 19, № 1. С. 30–36. doi: 10.17116/profmed201619130-36
  7. Medina-Leyte D.J., Zepeda-García O., Domínguez-Pérez M., et al. Endothelial dysfunction, inflammation and coronary artery disease: potential biomarkers and promising therapeutical approaches // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22, N 8. P. 3850. doi: 10.3390/ijms22083850
  8. Бубнова М.Г., Аронов Д.М. Кардиореабилитация: этапы, принципы и международная классификация функционирования (МКФ) // Профилактическая медицина. 2020. Т. 23, № 5. С. 40–49. doi: 10.17116/profmed20202305140
  9. Аронов Д.М. Основы кардиореабилитации // Кардиология: новости, мнения, обучение. 2016. № 3. С. 104–110.
  10. Пупырева Е.Д., Балыкин М.В. Механизмы кислородного обеспечения организма спортсменов в покое и при нагрузках максимальной мощности // Ульяновский медико-биологический журнал. 2013. № 1. С. 124–130.
  11. Алексеева Т.М., Ковзелев П.Д., Топузова М.П., и др. Гиперкапнически-гипоксические дыхательные тренировки как потенциальный способ реабилитационного лечения пациентов, перенесших инсульт // Артериальная гипертензия. 2019. Т. 25, № 2. С. 134–142. doi: 10.18705/1607-419X-2019-25-2-134-142
  12. Николаева А.Г. Использование адаптации к гипоксии в медицине и спорте. Витебск : ВГМУ, 2015.
  13. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Туманова С.В. Антигипертензивная эффективность интервальной нормобарической гипокситерапии у больных хроническим гломерулонефритом и стенокардией // Нефрология. 2007. Т. 11, № 3. С. 64–69.
  14. Игнатенко Г.А., Денисова Е.М., Сергиенко Н.В. Гипокситерапия как перспективный метод повышения эффективности комплексного лечеия коморбидной патологии // Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2021. Т. 6, № 4. С. 73–80.
  15. Борукаева И.Х., Абазова З.Х., Иванов А.Б., Шхагумов К.Ю. Интервальная гипокситерапия и энтеральная оксигенотерапия в реабилитации пациентов с хронической обструктивной болезнью легких // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019. Т. 96, № 2. С. 27–32. doi: 10.17116/kurort20199602127
  16. Глазачев О.С., Геппе Н.А., Тимофеев Ю.С., и др. Индикаторы индивидуальной устойчивости к гипоксии — путь оптимизации применения гипоксических тренировок у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020. Т. 65, № 4. С. 78–84. doi: 10.21508/1027-4065-2020-65-4-78-84
  17. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Зубрицкий К.С., и др. Влияние разных режимов терапии на проявления аритмического синдрома у больных сахарным диабетом 2-го типа // Медико-социальные проблемы семьи. 2021. Т. 26, № 4. С. 49–56.
  18. Залетова Т.С. Интервальная гипоксическая терапия в кардиологии и диетологии // Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. 2022. № 4. С. 32–34.
  19. Игнатенко Г.А., Дубовая А.В., Науменко Ю.В. Возможности применения нормобарической гипокситерапии в терапевтической и педиатрической практиках // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022. Т. 67, № 6. С. 46–53. doi: 10.21508/1027-4065-2022-67-6-46-53
  20. Navarrete-Opazo A., Mitchell G.S. Recruitment and plasticity in diaphragm, intercostal, and abdominal muscles in unanesthetized rats // J Appl Physiol (1985). 2014. Vol. 117, N 2. P. 180–188. doi: 10.1152/japplphysiol.00130.2014
  21. Rozova E.V., Mankovskaya I.N., Mironova G.D. Structural and dynamic changes in mitochondria of rat myocardium under acute hypoxic hypoxia: role of mitochondrial ATP-dependent potassium channel // Biochemistry (Mosc). 2015. Vol. 80, N 8. P. 994–1000. doi: 10.1134/S0006297915080040
  22. Vogtel M., Michels A. Role of intermittent hypoxia in the treatment of bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary disease // Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2010. Vol. 10, N 3. P. 206–213. doi: 10.1097/ACI.0b013e32833903a6
  23. https://libmonster.com/index.php [интернет]. Sudakov K. Functional systems of the organism. London: Libmonster, 2018 [дата обращения: 11.05.2023]. Доступ по ссылке: https://libmonster.com/m/articles/view/FUNCTIONAL-SYSTEMS-OF-THE-ORGANISM/
  24. Injarabian L., Scherlinger M., Devin A., et al. Ascorbate maintains a low plasma oxygen level // Sci Rep. 2020. Vol. 10, N 1. P. 10659. doi: 10.1038/s41598-020-67778-w
  25. Iturriaga R., Alcayaga J., Chapleau M.W., Somers V.K. Carotid body chemoreceptors: physiology, pathology, and implications for health and disease // Physiol Rev. 2021. Vol. 101, N 3. P. 1177–1235. doi: 10.1152/physrev.00039.2019
  26. Milloy K.M., White M.G., Chicilo J.O.C., et al. Assessing central and peripheral respiratory chemoreceptor interaction in humans // Exp Physiol. 2022. Vol. 107, N 9. P. 1081–1093. doi: 10.1113/EP089983
  27. Prabhakar N.R., Peng Y.J., Yuan G., Nanduri J. Reactive oxygen radicals and gaseous transmitters in carotid body activation by intermittent hypoxia // Cell Tissue Res. 2018. Vol. 372, N 2. P. 427–431. doi: 10.1007/s00441-018-2807-0
  28. Prabhakar N.R., Semenza G.L. Regulation of carotid body oxygen sensing by hypoxia-inducible factors // Pflugers Arch. 2016. Vol. 468, N 1. P. 71–75. doi: 10.1007/s00424-015-1719-z
  29. Semenza G.L., Prabhakar N.R. The role of hypoxia-inducible factors in carotid body (patho) physiology // J Physiol. 2018. Vol. 596, N 15. P. 2977–2983. doi: 10.1113/JP275696
  30. López-Barneo J. Neurobiology of the carotid body // Handb Clin Neurol. 2022. Vol. 188. P. 73–102. doi: 10.1016/B978-0-323-91534-2.00010-2
  31. Guyenet P.G., Stornetta R.L., Souza G.M.R., et al. The retrotrapezoid nucleus: central chemoreceptor and regulator of breathing automaticity // Trends Neurosci. 2019. Vol. 42, N 11. P. 807–824. doi: 10.1016/j.tins.2019.09.002
  32. Городецкая И.В. Физиология дыхания. Витебск: ВГМУ, 2012.
  33. Сафонов В.А. Регуляция внешнего дыхания // Вестник Сургутского государственного университета. 2009. № 2. С. 25–34.
  34. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I // Архив патологии. 2021. Т. 83, № 2. С. 52–61. doi: 10.17116/patol20218302152
  35. López-Barneo J., Ortega-Sáenz P. Mitochondrial acute oxygen sensing and signaling // Crit Rev Biochem Mol Biol. 2022. Vol. 57, N 2. P. 205–225. doi: 10.1080/10409238.2021.2004575
  36. Iturriaga R., Del Rio R., Alcayaga J. Carotid body inflammation: role in hypoxia and in the anti-inflammatory reflex // Physiology (Bethesda). 2022. Vol. 37, N 3. P. 128–140. doi: 10.1152/physiol.00031.2021
  37. Zera T., Moraes D.J.A., da Silva M.P., et al. The logic of carotid body connectivity to the brain // Physiology (Bethesda). 2019. Vol. 34, N 4. P. 264–282. doi: 10.1152/physiol.00057.2018
  38. Iturriaga R. Translating carotid body function into clinical medicine // J Physiol. 2018. Vol. 596, N 15. P. 3067–3077. doi: 10.1113/JP275335
  39. Morin R., Goulet N., Mauger J.F., Imbeault P. Physiological responses to hypoxia on triglyceride levels // Front Physiol. 2021. Vol. 12. P. 730935. doi: 10.3389/fphys.2021.730935
  40. Salvagno M., Coppalini G., Taccone F.S., et al. The normobaric oxygen paradox: hyperoxic hypoxic paradox: a novel expedient strategy in hematopoiesis clinical issues // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 1. P. 82. doi: 10.3390/ijms24010082
  41. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., и др. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию // Ульяновский медико-биологический журнал. 2023. № 2. С. 6–29. doi: 10.34014/2227-1848-2023-2-6-29
  42. Prabhakar N.R., Semenza G.L. Adaptive and maladaptive cardiorespiratory responses to continuous and intermittent hypoxia mediated by hypoxia-inducible factors 1 and 2 // Physiol Rev. 2012. Vol. 92, N 3. P. 967–1003. doi: 10.1152/physrev.00030.2011
  43. Choudhry H., Harris A.L. Advances in hypoxia-inducible factor biology // Cell Metab. 2018. Vol. 27, N 2. P. 281–298. doi: 10.1016/j.cmet.2017.10.005
  44. Liu Z., Wu Z., Fan Y., Fang Y. An overview of biological research on hypoxia-inducible factors (HIFs) // Endokrynol Pol. 2020. Vol. 71, N 5. P. 432–440. doi: 10.5603/EP.a2020.0064
  45. Zhang L., Cao Y., Guo X., et al. Hypoxia-induced ROS aggravate tumor progression through HIF-1α-SERPINE1 signaling in glioblastoma // J Zhejiang Univ Sci B. 2023. Vol. 24, N 1. P. 32–49. doi: 10.1631/jzus.B2200269
  46. Puri Sh., Panza G., Mateika J.H. A comprehensive review of respiratory, autonomic and cardiovascular responses to intermittent hypoxia in humans // Exp Neurol. 2021. Vol. 341. P. 113709. doi: 10.1016/j.expneurol.2021.113709
  47. Cai M., Chen X., Shan J., et al. Intermittent hypoxic preconditioning: a potential new powerful strategy for COVID-19 rehabilitation // Front Pharmacol. 2021. Vol. 12. P. 643619. doi: 10.3389/fphar.2021.643619
  48. Prabhakar N.R., Peng Y.J., Nanduri J. Adaptive cardiorespiratory changes to chronic continuous and intermittent hypoxia // Handb Clin Neurol. 2022. Vol. 188. P. 103–123. doi: 10.1016/B978-0-323-91534-2.00009-6
  49. Mansfield K.D., Guzy R.D., Pan Y., et al. Mitochondrial dysfunction resulting from loss of cytochrome c impairs cellular oxygen sensing and hypoxic HIF-alpha activation // Cell Metab. 2005. Vol. 1, N 6. P. 393–399. doi: 10.1016/j.cmet.2005.05.003
  50. Reiterer M., Eakin A., Johnson R.S., Branco C.M. Hyperoxia reprogrammes microvascular endothelial cell response to hypoxia in an organ-specific manner // Cells. 2022. Vol. 11, N 16. P. 2469. doi: 10.3390/cells11162469
  51. Sprick J.D., Mallet R.T., Przyklenk K., Rickards C.A. Ischaemic and hypoxic conditioning: potential for protection of vital organs // Exp Physiol. 2019. Vol. 104, N 3. P. 278–294. doi: 10.1113/EP087122
  52. Ашагре С.М., Борукаева И.Х. Действие пониженного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе в гипоксическом тесте на больных гипертонической болезнью // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 3. С. 99. doi: 10.17513/spno.31725
  53. Brugniaux J.V., Coombs G.B., Barak O.F., et al. Highs and lows of hyperoxia: physiological, performance, and clinical aspects // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2018. Vol. 315, N 1. P. R1–R27. doi: 10.1152/ajpregu.00165.2017
  54. Кутепов Д.Е., Жигалова М.С., Пасечник И.Н. Патогенез синдрома ишемии-реперфузии // Казанский медицинский журнал. 2018. Т. 99, № 4. С. 640–644. doi: 10.17816/KMJ2018-640
  55. Soares R.O.S., Losada D.M., Jordani M.C., et al. Ischemia/reperfusion injury revisited: an overview of the latest pharmacological strategies // Int J Mol Sci. 2019. Vol. 20, N 20. P. 5034. doi: 10.3390/ijms20205034
  56. Неймарк М.И. Синдром ишемии-реперфузии // Хирургия. Журнал имени Н.И. Пирогова. 2021. № 9. С. 71–76. doi: 10.17116/hirurgia202109171
  57. Минакина Л.Н., Гольдапель Э.Г., Усов Л.А. Влияние лигандов аденозиновых рецепторов и гипоксического прекондиционирования на показатели основного обмена мозговой ткани в эксперименте // Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2018. Т. 118, № 7. С. 54–58. doi: 10.17116/jnevro20181187154
  58. Ma C., Zhao Y., Ding X., Gao B. Hypoxic training ameliorates skeletal muscle microcirculation vascular function in a Sirt3-dependent manner // Front Physiol. 2022. Vol. 13. P. 921763. doi: 10.3389/fphys.2022.921763
  59. Lukyanova L.D., Kirova Y.I. Mitochondria-controlled signaling mechanisms of brain protection in hypoxia // Front Neurosci. 2015. Vol. 9. P. 320. doi: 10.3389/fnins.2015.00320
  60. Hess M.L., Manson N.H. Molecular oxygen: friend and foe. The role of the oxygen free radical system in the calcium paradox, the oxygen paradox and ischemia/reperfusion injury // J Mol Cell Cardiol. 1984. Vol. 16, N 11. P. 969–985. doi: 10.1016/s0022-2828(84)80011-5
  61. Milliken A.S., Nadtochiy S.M., Brookes P.S. Inhibiting succinate release worsens cardiac reperfusion injury by enhancing mitochondrial reactive oxygen species generation // J Am Heart Assoc. 2022. Vol. 11, N 13. P. e026135. doi: 10.1161/JAHA.122.026135.
  62. Prag H.A., Gruszczyk A.V., Huang M.M., et al. Mechanism of succinate efflux upon reperfusion of the ischaemic heart // Cardiovasc Res. 2021. Vol. 117, N 4. P. 1188–1201. doi: 10.1093/cvr/cvaa148

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2023


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».