Assessment of the effect of long-term continuous stay in the artificial hypoxic gas-air environment at normal atmospheric pressure on the functional state of the cardiovascular system

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In the vast majority of clinical cases, hypoxia and hypoxia are considered as negative pathological processes that require urgent correction with subsequent pharmacological support for the restoration of functioning, and in some cases, the structure of the involved organ and system. The loss of full functionality as a result of local or general exposure to the hypoxia is confirmed by numerous studies. However, there are research data showing that subliminal exposure to hypoxia can be used as a positive adaptation factor, which increases the overall health of the body, stamina, and tolerance to physical load. This mechanism is actively used in training athletes of different levels of functional fitness, sports and ages. There is a question of balance of adaptive and damaging properties of hypoxia. Threshold values at which the hypoxic state will have positive adaptive or negative — damaging properties are not clearly defined at the moment. The key criterion for a hypoxic environment is the concentration of oxygen in the inhaled air. At the same time, physiological or pathophysiological response to changes in concentration is purely individual and primarily depends on the parameters of homeostasis. This issue is relevant because clinical manifestations characteristic of the hypoxic state develop in patients with different forms of coronary heart disease. The purpose of our study was an attempt to document the functional changes from the cardiovascular system of healthy individuals with prolonged continuous exposure to artificial hypoxic conditions while maintaining normal atmospheric pressure using standard diagnostic methods that are generally available.

About the authors

Andrei V. Lyubimov

Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: lyubimov_av@mail.ru

PhD, Senior Doctor, Department of Military Marine Therapy

Russian Federation, St. Petersburg

Andrei O. Ivanov

Association for Cultivation and Producing of the Monitoring Systems

Email: ivanoff65@mail.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Senior Researcher. Association for Cultivation and Producing of the Monitoring Systems

Russian Federation, St. Petersburg

Eduard N. Bezkishkii

Admiral Makarov State University of Marine and River Fleet

Email: bez1970@mail.ru

PhD, Head of Medical Service. Admiral Makarov State University of Marine and River Fleet

Russian Federation, St. Petersburg

Pavel G. Shakhnovich

Burdenko Chief Military Clinical Hospital

Email: p_shakhnovich@mail.ru

Dr. Med. Sci., Head of Cardiology Department

Russian Federation, Moscow

Dmitrii V. Cherkashin

Kirov Military Medical Academy

Email: cherk@yandex.ru

Dr. Med. Sci., Head, Department of Military Marine Therapy

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Go AS, Mozaffarian D, Roger VL, et al. Heart disease and stroke statistics-2013 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 2013;127: e6-e245. doi: 10.1161/CIR.0b013e31828124ad.
  2. Schoen FJ, Mitchell RN. The Heart. In: Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease. Ed by V. Kumar, A.K. Abbas, N. Fausto, J.C. Aster. Philadelphia: Saunders; 2010. P. 529-587.
  3. Rezkalla SH, Kloner RA. Preconditioning in humans. Heart Fail Rev. 2007;12:206.
  4. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. От идеи С.П. Боткина о «предвоздействии» до феномена прекондиционирования. Перспективы применения феноменов ишемического и фармакологического прекондиционирования // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2016. - Т. 14. - № 1. - С. 4-28. [Zarubina IV, Shabanov PD. From the S.P. Botkinʼs idea of “preexposure” to preconditioning phenomenon. Perspectives for use of phenomena of ischemic and pharmacological preconditioning. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2016;14(1):4-28. (In Russ.)]. doi: 10.17816/RCF1414-28.
  5. Любимов А.В., Шабанов. П.Д. Ишемия, реперфузия и прекондиционирование: традиционные и новые подходы в лечении инфаркта мокарда // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2016. - Т. 14. - № 3. - С. 3-11. [Lyubimov AV, Shabanov PD. Ischemia, reperfusion and preconditioning: traditional and new approaches for treatment of myocardial infarction. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2016;14(3):3-11. (In Russ.)]. doi: 10.17816/RCF1433-11.
  6. Charles E, Murry BS, Robert B, et al. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 1986;74(5):1124-1136. doi: 10.1161/01.CIR.74.5.1124.
  7. Любимов А.В., Черкашин Д.В., Аланичев А.Е. Перспективы кардиопротекции с помощью ишемического прекондиционирования: гипоксия-индуцируемый фактор 1 - возможный молекулярный механизм и мишень для фармакотерапии // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2017. - № 6. - С. 139-147. [Lyubimov AV, Cherkashin DV, Alanichev AE. Cardiocytoprotection perspectives with ischemic preconditioning: hypoxia-induced factor 1 - possible molecular mechanism and target for pharmacotherapy. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2017;(6):139-147. (In Russ.)]. doi: 10/15829/1728-8800-2017-6-139-147.
  8. Виноградов А.Ф., Иванова О.В., Салова Н.В. Антигипоксанты: обоснование и возможности применения в педиатрической практике (обзор литературы) // Верхневолжский медицинский журнал. - 2010. - Т. 8. - № 3. - С. 7-10. [Vinogradov AF, Ivanova OV, Salova NV. Antigipoksanti: obosnovanie i vjzmojnosti primenenia v pediatricheskoy praktike (obzor literaturi). Verhnevoljskiy Med. Jurnal. 2010;8(3):7-10. (In Russ.)]
  9. Марышева В.В. Антигипоксанты аминотиолового ряда // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2007. - Т. 5. - № 1. - С. 17-27. [Marisheva VV. Antigipoksanti aminotiolovogo ryada. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2007;5(1):17-27. (In Russ.)]
  10. Ignarro LJ, Byrns RE, Buga GM, Wood KS. Endothelium-derived relaxing factor from pulmonary artery and vein posses pharmacological and chemical proper ties identical to those of nitric oxide radical. Circ Res. 1987;61:866-879. doi: 10.1161/01.RES.61.6.866.
  11. Balligand JL, Ungureanu-Longrois D, Simmons WW, et al. Induction of NO synthase in rat cardiac microvascular endothelial cells by IL-1 beta and IFN-gamma. Am J Physiol. 1995;268(3). Pt. 2: H1293-H1303.
  12. Balligand JL, Ungureanu-Longrois D, Simmons WW, et al. Cytokine-inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression in cardiac myocytes. Characterization and regulation of iNOS expression and detection of iNOS activity in single cardiac myocytes in vitro. J Biol Chem. 1994;269(44):27580-27588.
  13. Gallo MP, Malan D, Bedendi I, et al. Regulation of cardiac calcium current by NO and cGMP-modulating agents. Pflugers Arch. 2001;441(5):621-628. doi: 10.1007/s004240000475.
  14. Ванин А.Ф. Динитрозильные комплексы и S-нитрозотиолы - две возможные формы стабилизации и транспорта оксида азота в биосистемах // Биохимия. - 1998. - Т. 63. - № 7. - С. 924-938. [Vanin AF. Dinitrozil’nye kompleksy i S-nitrozotioly- dve vozmozhnye formy stabilizacii i transporta oksida azota v biosistemah. Biohimiya. 1998;63(7):924-938. (In Russ.)]
  15. Стокле Ж.К., Мюлле Б., Андрианцитохайна Г., Клещев А. Гиперпродукция оксида азота в патофизиологии кровеносных сосудов // Биохимия. - 1998. - Т. 63. - № 7. - С. 976-983. [Stokle ZH-K, Myulle B, Andriancitohajna G, Kleshchev A. Giperprodukciya oksida azota v patofiziologii krovenosnyh sosudov. Biohimiya. 1998;(7):976-983. (In Russ.)]
  16. Szasz T, Thakali K, Fink GD, Watts SW. A comparison of arteries and veins in oxidative stress: producer, destroyers, function, and disease. Experimental Biology and Medicine. 2007; 232:27-37.
  17. Xie Y-W, Kaminski PM, Wolin MS. Inhibition of rat cardiac muscle contraction and mitochondrial respiration by endogenous peroxynitrite formation during posthypoxic reoxygenation. Circ Res. 1998;82:891-897. doi: 10.1161/01.RES.82.8.891.
  18. Реутов В.П. Цикл окиси азота в организме млекопитающих // Успехи биологической химии. - 1995. - Т. 35. - С. 189-228. [Reutov VP. Cikl okisi azota v organizme mlekopitayushchih. Uspekhi biol himii. 1995;(35):189-228. (In Russ.)]
  19. Реутов В.П. Биохимическое предопределение NO-синтазной и нитритредуктазной компонент цикла оксида азота // Биохимия. - 1999. - Т. 64. - № 5. - С. 634-651. [Reutov VP. Biohimicheskoe predopredelenie NO-sintaznoj i nitritreduktaznoj komponent cikla oksida azota. Biohimiya. 1999;64(5): 634-651. (In Russ.)]
  20. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Каюшин Л.П. Медико-биологические аспекты циклов оксида азота и супероксидного анион-радикала // Вестник РАМН. - 2000. - № 4. - C. 35-41. [Reutov VP, Sorokina EG, Kayushin LP. Mediko-biologicheskie aspekty ciklov oksida azota i superoksidnogo anion-radikala. Vestnnik RAMN. 2000;(4):35-41. (In Russ.)]
  21. Реутов В.П. Цикл оксида азота в организме млекопитающих и принцип цикличности // Биохимия. - 2002. - Т. 67. - № 3. - С. 353-376. [Reutov VP. Cikl oksida azota v organizme mlekopitayushchih i princip ciklichnosti. Biohimiya. 2002;67(3):353-376. (In Russ.)]
  22. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын Н.С. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. - М.: Наука, 1997. [Reutov VP, Sorokina EG, Ohotin VE, Kosicyn NS. Ciklicheskie prevrashcheniya oksida azota v organizme mlekopitayushchih. Moscow: Nauka; 1997. (In Russ.)]
  23. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Косицын Н.С., Охотин В.Е. Проблема оксида азота в биологии и медицине и принцип цикличности: ретроспективный анализ идей принципов и концепций. - М.: Едиториал УРСС, 2003. [Reutov VP, Sorokina EG, Kosicyn NS, Ohotin VE. Problema oksida azota v biologii i medicine i princip ciklichnosti: retrospektivnyj analiz idej principov i koncepcij. Moscow: Editorial URSS; 2003. (In Russ.)]
  24. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Косицын Н.С., и др. Что можно назвать самым главным в проблеме оксида азота на данном этапе развития биологии и медицины? // Пурины и монооксид азота. Регуляторная функция в организме. - Минск: Технопринт, 2003. - C. 102-105. [Reutov VP, Sorokina EG, Kosicyn NS, Ohotin VE. Problema oksida azota v biologii i medicine i princip ciklichnosti: retrospektivnyj analiz idej principov i koncepcij. Moscow: Editorial URSS; 2003. (In Russ.)]
  25. Cosby K, Partovi KS, Crawford JH, et al. Nitrite reduction to nitric oxide by deoxyhemoglobin vasodilates the human circulation. Nature medicine. 2003;9(12):1498-1505. doi: 10.1038/nm954.
  26. Реутов В.П., Ажипа Я.И., Каюшин Л.П. Кислород как ингибитор нитритредуктазной активности гемоглобина // Известия АН СССР. Сер. «Биология». - 1983. - № 3. - С. 408-418. [Reutov VP, Azhipa YAI, Kayushin LP. Kislorod kak ingibitor nitritreduktaznoj aktivnosti gemoglobina. Izv. AN SSSR Ser Biol. 1983;(3):408-418. (In Russ.)]
  27. Зарубина И.В. Современные представления о патогенезе гипоксии и ее фармакологической коррекции // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2011. - Т. 9. - № 3. - С. 31-48. [Zarubina IV. Modern view on pathogenesis of hypoxia and its pharmacological correction. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2011;9(3):31-48. (In Russ.)]
  28. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. - СПб.: Н-Л, 2004. [Zarubina IV, Shabanov PD. Molekulyarnaya farmakologiya antigipoksantov. Saint Petersburg: N-L; 2004. (In Russ.)]
  29. Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция / Материалы V Рос. конф. с междунар. участием. - М., 2008. - 128 с. [Gipoksiya: mekhanizmy, adaptaciya, korrekciya. In: Mat. 5 Ros. konf. s mezhdunar. uchastiem. Moscow; 2008. 128 p. (In Russ.)]

Copyright (c) 2018 Lyubimov A.V., Ivanov A.O., Bezkishkii E.N., Shakhnovich P.G., Cherkashin D.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 


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».