Применение патентованного метода холодо-гипокси-гиперкапнической тренировки для оздоровления студентов из экологически неблагополучного региона

 В начале третьего тысячелетия проблема экологической безопасности приобрела особую остро­ту, ее решение осознается мировым сообществом как важный фактор выживания человечества. Не случайно Президент РК Н.А.Назарбаев отмечал: «Необходимо применять нарастающие усилия в том, чтобы наши граждане были здоровыми на протяжении всей своей жизни и их окружала здоровая природная среда» [1].

Экология — социальная наука и в ее смысловом центре находится человек со своими требова­ниями к среде обитания. Угроза экологической безопасности возникает именно из-за нерегулируемо­го и постоянно возрастающего антропогенного давления на природу, увеличения степени отчуждения человека от нее, разрушения среды обитания. Основными источниками поступления в атмосферу уг­лекислого и угарного газа, диоксида серы, метана, оксидов азота и др. являются сжигание ископаемо­го топлива, выжигание лесов и выбросы промышленных предприятий.

Загрязнение воздушного бассейна не проходит для людей бесследно, большое влияние оказыва­ют выбросы производств на здоровье населения, особенно детей. В условиях воздействия атмосфер­ных загрязнителей наблюдается повышенная заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых и легочных заболеваний, поражения желудочно-кишечного тракта, снижение иммунобиологической реактивности организма, угнетение ферментативной деятельности и функциональные сдвиги в цен­тральной нервной системе [2].

Положительным терапевтическим эффектом обладает метод холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия (ХГВ), разработанный в лаборатории структурно-функциональных адаптаций НИИ фи­зиологии им. А.А.Ухтомского СПбГУ [3]. По данным Т.И.Барановой и соавторов [4], адаптация к ХГВ сопровождается уменьшением тонуса резистивных сосудов в состоянии покоя, что отражает улучшение кровоснабжения. Во время ХГВ после адаптации реактивность периферических сосудов конечностей и легочных сосудов увеличивается, что выражается в возрастании их тонуса, а дилята-торная реакция резистивных сосудов мозга несколько падает. Перераспределение крови в организме в результате реализации «нырятельной реакции», усиление коронарного и мозгового кровотока по­зволяют нормализовать деятельность мозга и сердечно-сосудистой системы при воздействии нагру­зок. После ХГВ наблюдались оптимизация физического состояния, улучшение биохимических пара­метров, гормонального статуса организма, что позволило рекомендовать его для клинической прак­тики как адекватный способ профилактики и немедикаментозного лечения различных заболеваний [4, 5]. В связи с этим целью данного исследования явилось использование метода ХГВ для оздоров­ления студентов из экологически неблагополучного региона.

Материалы и методы исследования

Работу проводили на базе биолого-географического факультета Карагандинского государствен­ного университета им. Е.А.Букетова в рамках соглашения о сотрудничестве с биолого-почвенным факультетом Санкт-Петербургского государственного университета. Методика ХГВ была любезно предоставлена лаборатории для внедрения авторами патента [6].

В исследовании принимали участие 40 студентов в возрасте 17-22 лет, не имеющих выраженных нарушений в состоянии здоровья. Исследования проводили в первой половине дня (с 9 ⁰⁰ до 14 ⁰⁰ ча­сов) индивидуально с каждым студентом. Студенты были распределены в 2 группы: 1 группа — сту­денты из экологически благополучного района (Юго-Восток, г. Караганда), 2 группу составили сту­денты, постоянно проживающие в г. Темиртау, где функционирует мощный промышленный ком­плекс «Миттал Стил Темиртау», расположенный в черте города.

ХГВ проводили в положении лежа на кушетке на животе, так как в этом положении достигается наименьшее мышечное напряжение. Сосуд с водой при погружении поднимается до уровня кушетки.

ХГВ проводили три раза последовательно, на спокойном выдохе погружением лица в воду, тем­пература которой ниже температуры воздуха на 10-12 °С. Интервал между погружениями составлял 2 мин. Длительность первого погружения лимитируется первым позывом к вдоху, последующие по­гружения осуществляются на волевом усилии. Но длительность их должна быть такова, чтобы по прекращении апноэ частота сердечных сокращений не превышала исходного уровня. Тренировка длилась в течение трех недель. Для каждого студента был разработан индивидуальный график.

В состоянии покоя, перед погружением, во время погружения и в процессе восстановления по прекращении апноэ регистрировали ЭКГ (во втором стандартном отклонении) и артериальное давле­ние. Запись ЭКГ осуществляли на компьютеризированном комплексе для анализа вариабельности сердечного ритма «Варикард».

За основу классификации типов нырятельной реакции принят характер развития рефлекторной брадикардии во время апноэ с погружением лица в воду: латентный период, скорость нарастания, выраженность, время появления максимального кардиоинтервала. В зависимости от индивидуальной особенности сердечно-сосудистой системы на ХГВ испытуемые делились на 4 типа [7]: высокореак­тивный, реактивный, парадоксальный, ареактивный.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Excel.

Результаты и их обсуждение

Нырятельная реакция у человека обусловлена комплексом одновременно действующих факто­ров: гипоксии, гиперкапнии и холода и является результатом сложного взаимодействия рефлектор­ных, физиологических и психологических процессов [8].

Первое погружение является краткосрочным стрессом. Оно характеризуется коротким временем апноэ, тахикардией, увеличение скорости нарастания брадикардии.

При втором погружении у студентов прослеживается увеличение времени апноэ, латентного пе­риода развития брадикардии, уменьшение скорости нарастания брадикардии.

По данным, полученным в ходе проведения ХГВ, выяснилось, что к высокореактивному типу реагирования относится 17 % студентов из 1 группы (рис. 1), среди студентов 2 группы — 64 % (рис. 2). К реактивному типу относится 66 % студентов из экологически благополучного региона, а из города Темиртау — всего лишь 18 %. К ареактивному типу реагирования у исследуемых 1 и 2 групп относится примерно одинаковый процент студентов, 17 и 18 % соответственно. 

Для людей с высокореактивным типом реагирования, а таких во 2 группе (64 %), характерно бы­строе развитфие брадикардии, но длительность апноэ невысокая. Короткий латентный период разви­тия и высокая скорость нарастания брадикардии свидетельствуют о низком пороге активации так­тильных и холодовых рецепторов лица и носовых ходов, что характерно для активизации симпатиче­ского звена вегетативной нервной системы и является косвенным показателем напряженности регу-ляторных систем.

Для реактивного типа характерно постепенное развитие брадикардии и достаточно длительное. Длительный латентный период развития брадикардии и постепенный характер ее развития свиде­тельствуют о высоком пороге тактильных и холодовых рецепторов кожи, и в целом об устойчивости организма к холоду и менее выраженной напряженности регуляторных систем.

Ареактивный тип реагирования, встречающийся достаточно редко, проявляется отсутствием ка­ких-либо изменений в ответ на ХГВ и характеризуется высоким порогом активации холодовых ре­цепторов кожи лица, хеморецепторов сосудистого русла и низкой чувствительностью к повышенной концентрации угольной кислоты. В нашем исследовании подобный тип реагирования отмечался в обеих группах студентов в небольшом проценте случаев.

Исходя из полученных данных можно утверждать, что в исходной группе студентов из города Темиртау, где больше высокореактивных и меньше реактивных, отмечается напряженность регуля-торных систем.

После проведения тренировки были получены следующие результаты. В группе студентов из экологически неблагополучного региона распределение по типу реагирования претерпело изменения и приняло следующий вид: количество студентов с реактивным типом увеличилось в 2 раза и соста­вило 36 %. Число студентов высокореактивного типа осталось без изменений. Студенты с ареактив-ным типом реагирования после 3-недельной ХГВ тренировки не выявились (рис. 3).

В контрольной группе распределение по типам реагирования после тренировочного процесса также претерпело существенное изменение. Так, число студентов с высокореактивным типом реаги­рования уменьшилось на 7 % от исходного и составило 10 %. Число студентов с реактивным типом реагирования составило 90 %, что на 24 % больше исходного значения (рис. 4). Так же как и в опыт­ной группе, в контроле после тренировок не обнаружилось студентов с ареактивным типом реагиро­вания. 

Таким образом, длительный тренировочный процесс улучшает состояние функциональных сис­тем и снижает порог активации холодовых рецепторов кожи лица и носовых ходов. Этим, по-видимому, объясняется отсутствие студентов с ареактивным типом и переход их в группу с реактив­ным типом реагирования.

Парадоксальный тип реагирования организма на ХГВ среди обследуемых групп студентов не обнаруживался как при первичном обследовании, так и после тренировок.

Для суждений о состоянии сердечно-сосудистой системы мы провели комплексную оценку ва­риабельности сердечного ритма с помощью аппаратного комплекса «Варикард».

Комплексная оценка вариабельности сердечного ритма может осуществляться по показателю ак­тивности регуляторных систем (ПАРС). Он вычисляется в баллах (от 1 до 10) по специальному алго­ритму, учитывающему статистические показатели, показатели гистограммы и данные спектрального анализа кардиоинтервалов. ПАРС позволяет дифференцировать различные степени напряжения регу-ляторных систем [9]. На основании анализа значений ПАРС могут быть диагностированы пять функ­циональных состояний.

Необходимо отметить, что ПАРС особенно привлекателен тем, что дает возможность использо­вания анализа вариабельности сердечного ритма для оценки вегетативного гомеостаза, соотношения активностей симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и состоя­ния барорефлекторной функции [10].

Нами определялась степень напряжения регуляторных систем (ПАРС) у студентов обеих групп во время регистрации фоновых показаний («фон») и в процессе ХГВ («нырок»). Оптимальное напря­жение регуляторных систем во время записи «фона» встречалось у 17 % испытуемых из 1 группы (табл. 1) и у 9 % — из 2 группы (табл. 2). Во время «нырка» у студентов 1 группы названный показа­тель не был зарегистрирован, а во 2 группе он составил столько же процентов, как и в «фоне».

Умеренное напряжение регуляторных систем во время записи «фона» в контрольной группе не выявилось, а во время «нырка» оно составило 33 %. В опытной группе умеренное напряжение встре­чалось у 27 % студентов при фоновой записи, в то время как при «нырке» не наблюдалось.

Выраженное напряжение регуляторных систем наблюдалось у 83 % студентов Юго-Востока на «фоне», но оно не прослеживалось во время погружения. У 37 % студентов из города Темиртау вы­раженное напряжение регистрировалось во время записи «фона» и у 18 % — при погружении.

Перенапряжения регуляторных систем в контроле во время записи «фона» не наблюдалось, а в период «нырка» оно регистрировалось у 67 % студентов. В опытной группе перенапряжение регуля-торных систем наблюдалось у 27 % студентов, а во время «нырка» — у 45 % студентов.

Истощение регуляторных систем у студентов Юго-Востока не встречалось, а у студентов из го­рода Темиртау наблюдалось при «нырке» в 28 % случаев.

Согласно результатам, полученным после трехнедельной тренировки, значения оптимального напряжения регуляторных систем не изменились у исследуемых обеих групп. По остальным показа­телям произошли изменения.

После тренировочного процесса в контрольной группе обследуемых ПАРС распределился сле­дующим образом. Оптимальное и выраженное напряжение регуляторных систем отмечалось у 17 % соответственно при «фоновом» измерении, а умеренное напряжение регуляторных систем — в 66 % случаев, что в целом отражает положительную динамику процесса. После «нырка» показатели рас­пределились иначе, отражая выраженную активизацию регуляторных систем у большинства обсле­дуемых, что адекватно отражает реакцию организма на «ныряние». Следовательно, можно предпо­ложить, что тренировочный процесс мобилизует и тренирует регуляторные системы, вызывая их аде­кватную активизацию при стрессовых воздействиях.

Наряду с этим реакция регуляторных систем у студентов из опытной группы имеет иную на­правленность. Если при «фоновом» исследовании у большинства студентов (46 %) отмечалось уме­ренное напряжение, а у 18 % перенапряжение регуляторных систем и у 27 % выраженное напряже­ние, то во время «нырка» перенапряжение регуляторных систем составило 37 %, а истощение — 9 %, что меньше исходных величин, которые составляли 45 и 28 % соответственно. Чрезмерная активиза­ция регуляторных систем у студентов опытной группы при «фоновом» исследовании, которая выра­жалась в большом проценте случаев выраженного напряжения (27 %) и перенапряжения (18 %) регу-ляторных систем, является свидетельством напряженного функционирования систем организма, воз­можно, обусловленного экстремальной средой обитания.

После тренировочного процесса количество студентов с истощением регуляторных систем после «нырка» уменьшилось почти в 3 раза, а с перенапряжением — в 1,2 раза.

Таким образом, проведенные исследования позволяют утверждать, что регуляторные системы большинства студентов, проживающих в экологически неблагополучном регионе (городе Темиртау), находятся в состоянии выраженного напряжения и перенапряжения (64 %), о чем свидетельствуют «фоновые» измерения. Однократная нагрузка в виде нырка не только значительно активизирует ре-гуляторные системы, но и приводит к перенапряжению (у 45 % студентов) и истощению (у 28 % сту­дентов) регуляторных систем. После тренировочного процесса уровень истощения и перенапряжения регуляторных систем значительно снижается, что свидетельствует о благотворном оздоровительном эффекте немедикаментозного метода холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия.