Применение гипербарической оксигенации для восстановления спортсменов, в том числе ранее перенесших COVID-19, в условиях среднегорья

ВВЕДЕНИЕ

Гипербарическая оксигенация (ГБО) — это искусственное увеличение кислородной емкости крови за счет дополнительного растворения кислорода в плазме в результате повышения парциального напряжения кислорода во вдыхаемой газовой смеси вследствие увеличения общего барометрического давления внешней среды [1][2]. При ГБО, проводимой с субоптимальной или оптимальной дозой, организм переходит в качественно новое состояние, характеризуемое экономичностью (гипофункцией) физиологических систем [3][4].

В связи с началом пандемии новой коронавирусной инфекции COVID-19 возникла необходимость в применении методов, препятствующих развитию осложнений данного заболевания, проявляющихся в виде гипоксии, дополнительной кислородной поддержки [5]. Возник вопрос безопасности применения ГБО у пациентов с COVID-19. Включение в комплексную терапию при COVID-19 ежедневных сеансов (не менее 4) ГБО в «мягких» режимах (1,4–1,6 атм.) показало свою безопасность и предварительный положительный эффект на субъективное состояние обследованных пациентов и динамику насыщения крови кислородом [6].

Применение ГБО для повышения функциональных возможностей спортсменов в целом ряде работ показало положительный эффект, заключающийся в улучшении функционального состояния и повышении физической и умственной работоспособности [7–10]. В условиях утомления, вызванного физической нагрузкой, ГБО может увеличить снабжение кислородом системы скелетных мышц, что может активировать клеточную активность, увеличить синтез аденозинтрифосфата и способствовать метаболическому клиренсу веществ, вызывающих утомление [9].

Согласно исследованиям А.Г. Щурова ГБО может применяться в различных видах спорта с целью быстрейшего устранения утомления, являющегося следствием выполненной нагрузки, в качестве предварительной стимуляции работоспособности перед тренировкой или соревнованиями, а также для профилактики и устранения нарушений функционирования органов и систем из-за чрезмерного физического перенапряжения [8]. Следовательно, имеются данные, показывающие эффективность применения ГБО для восстановления пациентов после COVID-19, а также восстановления спортсменов после физических нагрузок. Однако в доступных источниках не было найдено данных о применении ГБО для восстановления спортсменов, тренирующихся в условиях гипобарической гипоксии (условия среднегорья), а также восстановления в данных условиях спортсменов, ранее перенесших COVID-19.

Цель исследования — выявление эффектов применения гипербарической оксигенации для восстановления спортсменов, в том числе ранее перенесших COVID-19, в условиях среднегорья по данным исследования систем дыхания и кровообращения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование эффектов ГБО при подготовке спортсменов в условиях среднегорья проводилось в период учебно-тренировочных сборов на высоте 1240 метров в России у 39 спортсменов высокой квалификации (возраст — 21,5 (18; 25) года, спортивная квалификация — кандидаты в мастера спорта и мастера спорта; смешанные группы по видам спорта: самбо, лыжные гонки, фигурное катание, гандбол), из них 27 женщин (16 — основная группа (ОГ), 11 — контрольная группа (КГ)) и 12 мужчин (7 ОГ и 5 КГ).

Как показали проведенные нами ранее исследования, в период тренировок в среднегорье без применения специальных средств восстановления (ГБО) у спортсменов могут наблюдаться напряжение адаптационных механизмов, усиление симпатической активности и центральной гемодинамики, что особенно выражено у спортсменов, ранее переболевших COVID-19 [11][12]. В связи с тем что эти данные уже опубликованы, в данной работе деление на ОГ и КГ основывалось только на наличии в анамнезе COVID-19. Следовательно, спортсмены, ранее перенесшие COVID-19, были отнесены к ОГ, а не болевшие — к КГ. Все спортсмены, участвовавшие в исследовании, принимали ГБО.

Критерии включения: высокая квалификация спортсменов, высокие тренировочные нагрузки в условиях среднегорья.

Критерии исключения: отказ от участия в исследовании, острые заболевания и травмы, наличие противопоказаний к ГБО (наличие в анамнезе эпилепсии, клаустрофобии, гипертермии, неконтролируемой артериальной гипертонии, гипотонии, синусита, нарушения проходимости евстахиевых труб и каналов, соединяющих придаточные пазухи носа с внешней средой, повышенной чувствительности к кислороду).

Курс процедур ГБО проводился в барокамере «БароОкс 1.0» с использованием маски «Ковидиен ЛЛс» (США) в предустановленной программе со следующими параметрами: избыточное давление — 30 кПа,
содержание кислорода — 93 ± 2%, расход воздуха — 45 л/мин, скорость компрессии/декомпрессии — 6 кПа/мин. Длительность одной процедуры — 30 мин, курс — не менее 7 процедур (1 процедура в сутки), положение тела — полулежа.

Исследование показателей центральной гемодинамики, вариабельности ритма сердца (ВСР) и кислорода (нарушение поглощения кислорода из системы микроциркуляции и сатурация крови) проводилось на приборе «ESTECK System Complex» (LD Technology, США). Спирометрические показатели спортсменов определяли с помощью спирометра «Carefusion MicroLab Mk8» (Южный Уэльс, Великобритания).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью компьютерной программы «Statistica 13.0». Сравнение показателей между основной и контрольной группами проводилось с помощью критерия Манна — Уитни, сравнение показателей основной и контрольной групп при применении у них ГБО в динамике — с помощью непараметрического критерия Вилкоксона. Показатели представлены в виде медиан и квартилей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При анализе данных воздействия ГБО сравнивались показатели спортсменов до ГБО (исходный уровень), сразу после применения ГБО, через 10 мин после применения ГБО и после курса из 7 сеансов ГБО. Исходные показатели ОГ и КГ статистически значимо не различались. По данным параметров ВСР у женщин по динамике частоты сердечных сокращений (ЧСС) статистически значимых изменений не выявлено, но у всех женщин (болевших и не болевших COVID-19) имелась тенденция к снижению ЧСС через 10 мин после ГБО по сравнению с исходным уровнем (рис. 1А).

Такая же положительная тенденция наблюдалась и для показателя мощности быстрых высокочастотных волн HF, который повышался через 10 мин после ГБО у спортсменок, ранее не болевших COVID-19 (до — 758,38 (585,11; 1015,1) мс²; через 10 мин после — 1734,57 (998,57; 2086,71) мс²).

Показатель мощности низкочастотных волн LF у спортсменок, ранее не болевших COVID-19, имел тенденцию к снижению после курса ГБО (до — 731,07 (505,87; 984,3) мс²; сразу после 1-гo сеанса — 711,66 (441,24; 894,39) мс²; через 10 мин после 1-го сеанса — 808,8 (619,2; 1086,15) мс²; после курса — 426,23 (265,4; 940,66) мс²).

Показатель мощности очень медленных волн VLF, отражающий работу самого медленного уровня регуляции — надсегментарного или энергометаболического, у спортсменок, ранее перенесших COVID-19, снижался к концу курса (до курса — 665,65 (592,54; 921,07) мс²; после курса — 541,47 (371,01; 840,89) мс², p < 0,05). У спортсменок, ранее не болевших COVID-19, также отмечалась тенденция к снижению этого показателя после курса ГБО, в то время как после 1-го сеанса он повышался (до — 665,24 (618,97; 848,75) мс²; сразу после 1-гo сеанса — 695,94 (639,81; 992,72) мс²; через 10 мин после 1-го сеанса — 1219,29 (577,34; 1759,04) мс²; после курса — 620,17 (414; 712,03) мс²). Также у женщин, ранее не болевших COVID-19, имеется тенденция к снижению индекса напряжения (ИН) сразу после 1-го сеанса ГБО (до — 100,3 (73,8; 128,2) усл. ед.; сразу после 1-гo сеанса — 81,55 (39,7; 111,5) усл. ед.; через 10 мин после 1-го сеанса — 48,35 (44,9; 113,35) усл. ед.; после курса — 107,3 (65,1; 149,4) усл. ед.).

При анализе показателей центральной гемодинамики у женщин, ранее перенесших COVID-19, после первого сеанса выявлено снижение систолического артериального давления АДс (до — 117 (111; 120) мм рт. ст.; сразу после 1-гo сеанса — 109 (104; 115) мм рт. ст., p < 0,03; через 10 мин после 1-го сеанса — 114 (107; 117) мм рт. ст., p < 0,05; после курса — 114 (108; 122,5) мм рт. ст.) (рис. 1Б). Снижался показатель нарушения поглощения кислорода из системы микроциркуляции VO₂ (до — 320 (310; 320) мл/мин/м²; сразу после 1-гo сеанса — 130 (130; 180) мл/мин/м², p < 0,001; через 10 мин после 1-го сеанса — 130 (130; 130) мл/мин/м², p < 0,001; после курса — 320 (310; 330) мл/мин/м²).

У женщин, не имеющих в анамнезе COVID-19, наблюдалось снижение индекса жесткости, характеризующего давление крови в крупных артериях, и в одном сеансе, и после курса процедур ГБО (до — 6,22 (5,26; 6,86) м/c; сразу после 1-гo сеанса — 6,02 (5,27; 6,29) м/c, p < 0,05; через 10 мин после 1-го сеанса — 6,15 (6,02; 6,62) м/c; после курса — 5,94 (5,24; 6,56) м/c, p < 0,05). После первого сеанса в этой же группе снизились показатели ПСС (до — 1207,6 (1132,9; 1243,8) МПа×с/м³; сразу после 1-гo сеанса — 1180,3 (975,5; 1243,5) МПа×с/м³,
p < 0,05; через 10 мин после 1-го сеанса — 1062,9 (823,15; 1330,2) МПа×с/м³, p < 0,05; после курса — 1156,6 (1074,3; 1342,5) МПа×с/м³ (рис. 34)) и артериального диастолического давления (АДд) (до — 67 (64; 74) мм рт. ст., p < 0,05; сразу после 1-гo сеанса — 64 (59,5; 69,5) мм рт. ст., p < 0,05; через 10 мин после 1-го сеанса — 65,5 (61,5; 70) мм рт. ст.; после курса — 64 (61; 69)) мм рт. ст.).

По показателям функции внешнего дыхания у женщин, ранее перенесших COVID-19, существенных изменений при применении ГБО не наблюдалось, за исключением показателей МОС 50 (объемная скорость воздушного потока в момент выдоха 50% форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ)), который значимо снижался (до — 4,99 (4,42; 5,83) л; сразу после — 4,66 (4,09; 5,62) л, p < 0,01), по-видимому, вследствие расслабления дыхательных мышц. У женщин, не имеющих ранее в анамнезе COVID-19, после курса ГБО статистически значимо снижалась ФЖЕЛ (до — 4,25 (4; 4,77) л; после курса — 4,13 (3,85; 4,53) л, p < 0,02).

Сравнение показателей ВСР в ходе сеансов ГБО у мужчин, ранее болевших COVID-19, выявило статистически значимое повышение мощности очень медленных волн VLF (p < 0,05) (рис. 2А). У мужчин-спортсменов, ранее не болевших COVID-19, имелась тенденция к снижению ИН после курса ГБО (до — 96,2 (61,5; 141,1) усл. ед.; сразу после 1-гo сеанса — 95,6 (86,6; 95,8) усл. ед.; через 10 мин после 1-го сеанса — 90,2 (56,3; 103) усл. ед.; после курса — 70,45 (59,2; 82,8) усл. ед.) (рис. 2Б).

По показателям центральной гемодинамики (табл. 1) сразу после 1 сеанса ГБО снижалось ПСС (p < 0,05), после курса данный показатель возвращался к исходным величинам. Имелась тенденция к снижению АДс и АДд. Так же, как и у женщин, у мужчин-спортсменов, ранее болевших COVID-19, под действием ГБО статистически значимо снижался показатель нарушения поглощения кислорода из системы микроциркуляции VO₂. Показатели спирометрии у мужчин, как ранее перенесших, так и не имеющих в анамнезе COVID-19, статистически значимо не изменились. У мужчин-спортсменов, ранее не болевших COVID-19, в ходе сеанса и курса ГБО статистически значимых различий по показателям ВСР и центральной гемодинамики не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Учеными ранее было отмечено, что в условиях ГБО наступает не только ускоренное восстановление организма, но и расширение физиологических резервов [8]. Показатель сатурации крови и индекс насыщения тканей имели значимые различия между группами, использовавшими ГБО и нормобарическую оксигенацию [13]. Однако в зарубежной литературе имеются данные, описывающие не всегда эффективное применение ГБО для восстановления работоспособности спортсменов и восстановления после спортивных травм [14][15], что, по-видимому, обусловлено различным протоколом процедур.

В нашем исследовании в условиях среднегорья было установлено, что применение ГБО не оказывает однозначного положительного эффекта на увеличение функциональных возможностей организма, а скорее способствует релаксации. Показатели сатурации после ГБО не изменились (до и после были в пределах нормы), но после 1-го сеанса снижался показатель нарушения поглощения кислорода из системы микроциркуляции, что свидетельствует о благоприятном влиянии и необходимом насыщении тканей кислородом. Положительные эффекты ГБО больше проявлялись у женщин, в частности в виде увеличения парасимпатической активности после всего курса. Общее состояние, вызванное усилением тонуса парасимпатического отдела ВНС у женщин, приводило к расслабляющему влиянию, в том числе и на дыхательные мышцы.

В настоящее время известны следующие модели проведения тренировок на разных высотах. Классическим подходом считается модель «Жить высоко — тренироваться высоко», когда спортсмены живут и тренируются на одном и том же уровне горной местности [12][16]. Существует модель горной подготовки, использующий гипероксию «Жить высоко — тренироваться низко с дополнительным кислородом». При данном варианте спортсмены проживают в среднегорье, но тренируются на моделированном уровне моря с помощью приема дополнительного кислорода в виде ингаляций [17]. Развивая направления горной подготовки спортсменов и используя полученные нами данные, мы предлагаем новую модель подготовки, обозначенную нами как «Жить высоко — тренироваться высоко — восстанавливаться с ГБО».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение ГБО в условиях среднегорья является безопасным и эффективным методом восстановления организма, в том числе у спортсменов, ранее перенесших COVID-19, однако применение одного сеанса не оказывает срочного положительного эффекта увеличения функциональных возможностей систем кровообращения и дыхания, данный метод эффективен при курсовом применении (не менее 7 сеансов). После 1-го сеанса ГБО динамика функциональных показателей у спортсменов, как болевших, так и не болевших COVID-19, под воздействием ГБО в условиях тренировок в среднегорье проявлялась снижением сосудистого тонуса, АД и гиперадаптивной реакцией. После всего курса положительные эффекты ГБО проявлялись в виде увеличения парасимпатической активности и были более выражены у женщин, что у них приводило к расслабляющему влиянию, в том числе и на дыхательные мышцы. У всех спортсменов улучшалось насыщение тканей кислородом. В целом данный метод рекомендуется для общего восстановления организма после тренировочного дня, микро- и мезоцикла и в межсезонный период подготовки, но не рекомендуется непосредственно перед тренировочными занятиями и соревнованиями.