Принцип работы ИГГТ

Принцип данной терапии (ИГГТ) основан на феномене, известном как гипероксически-гипоксический парадокс. Он заключается в том, что чередование периодов гипоксии (недостатка кислорода) и гипероксии (избытка кислорода) приводит к улучшению адаптационных возможностей организма и стимулирует различные физиологические процессы¹.

Чтобы лучше понять смысл и эффективность этой терапии, нужно знать о роли кислорода в организме в целом, а также влияние гипоксии и гипероксии на функциональность органов и систем человека.

Роль кислорода в организме 

Кислород является жизненно важным элементом для функционирования человеческого организма². Он участвует в процессе клеточного дыхания, обеспечивая энергией все клетки. Кислород необходим для производства АТФ (аденозинтрифосфата) — молекулы, которая служит основным энергетическим «топливом» для клеток. Без достаточного уровня кислорода происходит нарушение процессов метаболизма, что может привести к различным заболеваниям и ухудшению общего состояния здоровья.

Транспорт кислорода в организме: от легких к тканям 

Кислород поступает в организм через дыхательные пути при вдохе. В альвеолах легких происходит обмен газов между воздухом и кровью. Молекулы кислорода диффундируют через тонкую стенку альвеолы и капилляра в кровь благодаря разнице парциальных давлений кислорода в воздухе и крови. Когда кислород попадает в кровь, он связывается с гемоглобином, находящимся в эритроцитах. Гемоглобин состоит из четырех субъединиц, каждая из которых может присоединить одну молекулу кислорода. Этот комплекс называется оксигемоглобином.   

Оксигенированная кровь (насыщенная кислородом) транспортируется по артериям ко всем органам и тканям тела. Кровь движется под давлением, создаваемым сердцем, которое перекачивает ее по большому кругу кровообращения. При прохождении крови через капилляры тканей, кислород отделяется от гемоглобина и переходит в ткани. Внутри клеток кислород используется для окисления органических веществ (глюкозы, жирных кислот и др.) в процессе дыхания. Этот процесс обеспечивает высвобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток. Продуктами этого процесса являются углекислый газ, вода и энергия в виде АТФ.

Гипоксия: концепция воздействия и терапевтический потенциал

Гипоксия — это патологическое состояние, характеризующееся недостатком кислорода в тканях и органах, необходимым для их нормального функционирования. Такая ситуация может развиваться в результате различных факторов, включая, но не ограничиваясь^2,3,4:

• снижением парциального давления кислорода в окружающем воздухе;
• нарушениями легочной вентиляции — при заболеваниях, при повышенных нагрузках и так далее;
• изменениями в работе клеток (от железодефицитной и пернициозной анемии до оксидативного стресса);
• проблемами с микроциркуляцией. 

Опасности гипоксии 

Недостаток кислорода в тканях приводит к нарушению энергетического обмена, вызывая ряд метаболических сбоев. Основные последствия гипоксии включают:

1. активацию анаэробного метаболизма, что приводит к накоплению молочной кислоты и, как следствие, к метаболическому ацидозу. 
2. при длительной гипоксии возникают значительные повреждения митохондрий, других органоидов клеток, что может вызвать функциональные нарушения органов и систем, а также привести к клеточной гибели. 

Наиболее чувствительны к дефициту кислорода нейроны, кардиомиоциты и клетки почек. Казалось бы, «все плохо!», гипоксию (общее содержание кислорода в тканях) и гипоксемию (снижении кислорода в артериальной крови) допускать нельзя, но… Как говорил Парацельс: 

Полезные аспекты гипоксии 

Несмотря на очевидные негативные эффекты, контролируемая (кратковременная) гипоксия имеет терапевтическое применение. В области спортивной физиологии тренировки в условиях пониженного содержания кислорода:

• увеличивают выработку эритропоэтина;
• повышают количество красных кровяных клеток;
• улучшают кислородную емкость крови;
• повышают выносливость спортсменов. 

Исследования показывают, что  кратковременная гипоксия может индуцировать механизм адаптивного ответа, который включает активацию сигнализирующих путей и защитных генов.

Гипероксия: ее особенности и терапевтический потенциал

Гипероксия — это состояние, характеризующееся избыточным содержанием кислорода в организме, когда парциальное давление кислорода (PaO2) превышает нормальные физиологические уровни. Это может происходить вследствие:

• избыточного введения кислорода, например, при лечении в кислородных палатках;
• состояний и заболеваний, которые нарушают нормальный обмен газов;
• погружения на глубину. 

Избыточное поступление кислорода токсично, оно приводит к повреждениям клеток и тканей. Одним из наиболее критичных эффектов является оксидативный стресс, вызванный чрезмерным образованием свободных радикалов, что может приводить к повреждению клеточных мембран, ДНК и белков. Длительное пребывание в условиях гипероксии вызывает повреждение легочной ткани  — острый респираторный дистресс—синдром (ОДРС).

Однако дозированная гипероксия имеет и полезные терапевтические свойства:

• при лечении некоторых острых состояний;
• отравлении угарным газом;
• для ускорения заживления ран;
• увеличения метаболической активности и улучшения капиллярного кровоснабжения (в условиях контролируемой гипероксии). 

Механизмы действия ИГГТ 

В основе работы гипокси-гиперокситерапии — активация различных биохимических и физиологических реакций.

• Активация антиоксидантных систем, защита клеток от окислительного стресса.
• Улучшение микроциркуляции, расширение капиллярного русла, лучшее снабжение тканей кислородом и питательными веществами.
• Стимуляция работы митохондрий. 
• Повышение выработки иммунных клеток и антител.
• Восстановление функций органов и систем на клеточном уровне. 

Как работает ИГГТ

1. Гипероксическая фаза: пациент дышит чистым кислородом под повышенным давлением, что приводит к насыщению крови кислородом выше нормы. Это способствует улучшению оксигенации тканей и стимулирует образование новых кровеносных сосудов (ангиогенез).
2. Гипоксическая фаза: после этого следует период дыхания воздухом с низким содержанием кислорода, имитирующий условия высокогорья. Это тренирует организм адаптироваться к недостатку кислорода, улучшает работу дыхательной системы и повышает устойчивость клеток к гипоксическим состояниям.

Для проверки эффективности методики проводились клинические исследования, публикуются систематические обзоры. Так, в исследовании от 2017 (Глазачев и соавт.) выяснилось, что ИГГТ вызывает положительные изменения в здоровье пациентов с ишемической болезнью сердца, улучшая их физическую активность, липидный профиль и общее качество жизни.

Влияние прерывистого воздействия ИГГТ на физическую работоспособность 

ИГГТ может положительно влиять на физическую работоспособность, особенно у пожилых людей. Улучшение связано с адаптацией сердечно-сосудистой и мышечной систем, включая регулирование воспалительных процессов, ангиогенез, оптимизацию гликолиза и транспортировки глюкозы, а также улучшение работы митохондрий.

Физические упражнения в сочетании с процедурами ИГГТ:

• эффективны для реабилитации пожилых пациентов;
• обеспечивают меньший механический стресс по сравнению с тренировками в обычных условиях при одинаковой интенсивности;
• у молодых спортсменов с синдромом перетренированности улучшают физическую работоспособность. 

ИГГТ может значительно увеличить пиковое потребление кислорода у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями на 12,6–43,2% (примерно 1,8–6,0 мл O2/мин/кг). Увеличение на 3,5 мл O2/мин/кг поддерживает работу сердца,  а прирост в 6% показал снижение риска смертности на 5% даже при сердечной недостаточности. Более того: исследования показали, что потребление кислорода увеличилось на 6% даже спустя три недели воздействия. 

В исследовании 2022 года под руководством Chen et al. участие приняли 11 пловцов. Результаты показали, что ИГГТ терапия снизила повреждающие последствия мышечных травм и боль.

Влияние ИГГТ на когнитивные функции

Недавние исследования показали положительное влияние терапии на нейрокогнитивное здоровье. Данные показывают:

• увеличение кровотока в мозге;
• снижение сосудистых факторов риска;
• уменьшение влияния предикторов гипертонии и ожирения;
• противовоспалительные эффекты, улучающие нейрогенезу (выработку нервных клеток);
• снижение гибели нейронов.  

Исследование Bayer et al. показало улучшение когнитивных показателей  у тех пациентов, которые сочетали ИГГТ с мультимодальным тренировочным подходом. То есть, сочетание ИГГТ и тренировок давало лучшие результаты. Исследование Serebrovska et al. обнаружило, что когнитивные функции улучшились на следующий день после IHHE, что связано с уменьшением гибели нейронов и подавление активности бета-амилоида (его «подозревают» в развитии болезни Альцгеймера). 

Влияние прерывистого воздействия гипоксии и гипероксии на гематологические, метаболические и гемодинамические параметры

Прерывистое воздействие гипоксии и гипероксии демонстрирует положительное влияние на гематологические и метаболические параметры, Исследования показывают, что ИГГТ может:

• способствовать улучшению липидного профиля в крови;
• воздействовать на факторы, регулирующие аппетит и обмен глюкозы и липидов;
• повышать концентрацию гемоглобина;
• повышает усвоение глюкозы и чувствительность к инсулину у пациентов с диабетом 2 типа и метаболическим синдромом. Например, в одном исследовании у пациентов с преддиабетом отмечено снижение уровня глюкозы натощак и в тесте на толерантность к глюкозе после трех недель ИГГ.

ИГГТ, особенно в сочетании с физическими упражнениями, эффективна для снижения как систолического, так и диастолического давления за счет сосудистой адаптации и снижения активности симпатической нервной системы. Три исследования продемонстрировали, что ИГГТ может снижать систолическое давление на 2,9% до 13,9% и диастолическое давление на 9,0% до 14,0%.  

Снижение систолического давления хотя бы на 10 мм рт. ст. от имеющего повышенного уменьшает риск серьезных сердечно-сосудистых событий на 20%, а уровень сердечно-сосудистых заболеваний — на 17–40%. 

Описание методики и процедур

Обычно курс ИГГТ состоит из нескольких сеансов, проводимых ежедневно или через день. Продолжительность одного сеанса составляет около 40 минут. В общих чертах рекомендации по частоте проведения ИГГТ включают:

• Начальный этап. Тем, кто делает курс впервые, рекомендован курс 10−15 процедур, интервал между которыми в днях определяет врач (в среднем процедуры рекомендованы через день). 
• Поддерживающий режим. После завершения начального этапа частота сеансов может быть уменьшена до 2–3 раз в неделю. Поддерживающие курсы обычно проводятся в течение нескольких месяцев для закрепления результатов.
• Периодичность курсов. Для достижения стойкого эффекта рекомендуется проходить повторные курсы ИГГТ каждые 3–6 месяцев. Далее длительность и периодичность таких курсов также определяются индивидуально.
• Интервальная гипокси-гипероксическая тренировка — это специфическая форма  тренировки, при которой пациенты вдыхают гипоксические газовые смеси с пониженным уровнем кислорода (в среднем 10 — 14%) в течение нескольких минут (от 3 до 7), после чего следует кратковременная фаза гипероксий (в среднем 30 — 40%).

Частоту и длительность проведения ИГГТ определяет врач. Как и у любых процедур у метода ИГГТ есть ряд ограничений и противопоказаний.
 
ИГГТ способствует улучшению физиологических функций и общей физической работоспособности. Это доступный способ для поддержания здоровья и реабилитации у физически активных людей, и тех, кто вынужден решать повседневные задачи в условиях хронического стресса.