Способ определения адаптационной устойчивости человека к гипоксии

 

Изобретение относится к биологии и медицине, в частности для быстрого и безвредного определения индивидуальной приспосабливаемости человека к недостатку кислорода. Сущность изобретения состоит в том, что определяют уровень адаптационной способности человека к недостатку кислорода путем произвольной задержки дыхания испытуемого при погружении лица в воду, температура которой ниже температуры окружающего воздуха не менее, чем на 10 - 20°С, осуществляют запись электрокардиограмм, сопоставляют полученные электрокардиограммы, определяют по ним латентный период и интенсивность брадикардии и по этим величинам судят об устойчивости к гипоксии. Изобретение может быть использовано в научно-исследовательских и лечебно-диагностических целях, в том числе для профессионального отбора лиц, работающих в условиях ограниченного доступа кислорода воздуха. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к биологии, физиологии труда, спортивной медицине, предназначается для быстрого и безвредного определения индивидуальной приспосабливаемости человека к недостатку кислорода и может быть использовано в научно-исследовательских, диагностических и лечебных целях, в том числе для профессионального отбора лиц, работающих в условиях ограниченного доступа кислорода воздуха: летчиков, космонавтов, водолазов, аквалангистов, подводников, альпинистов и спелеологов, работников горячих цехов и т.д.

Известен способ определения адаптационной способности человека к гипоксии путем определения активности аэробных фракций ЛДГ (лактатдегидрогиназа) в первый и четвертый дни исследования, во время которого испытуемому ежедневно, в течение четырех дней, предлагается дыхание через спирограф с исходным объемом воздуха 3-3,5 л с содержанием кислорода 20,9% , подключаемым поглотителем СО₂, и быстродействующим анализатором кислорода типа МХ-6202, с последующим определением индекса адаптоспособности по приросту минутного объема дыхания на 4-й день исследования к 1-у дню, и активности фракции ЛДГ в эти же сроки. Этот способ растягивает время исследования до четырех дней, требует специальной аппаратуры и реактивов, связан с повреждением кожных покровов испытуемых и взятием проб крови.

Известно также, что у млекопитающих, ведущих водный и полуводный образ жизни, при нырянии и связанной с этим гипоксией возникают сложные изменения автоматизма сердца, возбудимости и проводимости сердечной мышцы, отражающиеся в электрокардиограмме (ЭКГ). В частности наблюдается так называемый "нырятельный" рефлекс", выражающийся в появлении брадикардии, выраженного замедления частоты сердечных сокращений (ЧСС). Эти явления возникают в результате комбинированного воздействия недостатка кислорода, избытка СО₂, пониженной температуры и давления воды на соответствующие рецепторы. Указанный феномен имеет место и у некоторых людей и используется в клинической практике для нормализации сердечной деятельности.

Целью изобретения является сокращение времени исследования и повышение точности и безвредности определения адаптационной устойчивости человека к недостатку кислорода.

Поставленная цель достигается тем, что тестом на адаптационную устойчивость организма является время развития определенных изменений ЭКГ человека в ответ на погружение его лица в воду, температура которой на 10-20^оС ниже температуры окружающего воздуха. Изменения эти возникают в результате комбинированного действия недостатка кислорода и избытка углекислого газа в сочетании с раздражением холодовых и тактильных рецепторов кожи лица практически здоровых людей, что позволяет использовать этот метод в качестве экспресс-анализа устойчивости и адаптационной способности испытуемых. Данными исследованиями было доказано, что у человека в зависимости от его индивидуальных особенностей, адаптационной способности к недостатку кислорода и степени тренированности время развития и восстановления частоты сердечных сокращений (ЧСС), изменения ЭКГ могут быть тестом на развитие репарационных процессов организма в ответ на гипоксию - т.е. на адаптационную устойчивость.

Тестирование пациентов осущствляется следующим образом. На конечности испытуемого, сидящего перед столом с заполненным водой широким сосудом, накладывают обычным способом отводящие электроды кардиографа любого типа. Температура воды в сосуде должна быть на 10-20^оС ниже температуры воздуха помещения, в котором проводится тестирование. Пациента инструктируют о порядке проведения эксперимента. После регистрации исходной ЭКГ в течение 30-60 с пациенту надлежит на нормальном (т.е. на формированном) выдохе опустить лицо в воду и находиться в состоянии погружения 10 и более секунд, по желанию испытуемого, но ни в коем случае не до появления дискомфортного состояния: после "выхода" из воды нормальное дыхание должно восстанавливаться немедленно. Пациент не должен также, находясь в "погруженном" состоянии, постепенно выдыхать воздух и совершать дыхательные движения диафрагмы. Эти особенности "ныряния" особо оговариваются при предварительном инструктаже пациента. Регистрация ЭКГ производится непрерывно в течение всего периода погружения лица пациента в воду и еще в течение минуты после "выхода" из воды. Затем с интервалами 1-5 мин производятся повторные записи ЭКГ до полного восстановления исходного ритма сердечных сокращений. После этого производится повторный "нырок" с регистрацией. Обычно достаточно трех- четырехкратного погружения лица в воду для получения необходимого объема информации об адаптивных особенностях испытуемого.

Анализ ЭКГ проводят обычным методом с графической регистрацией динамики ЧСС. Тестом на устойчивость к гипоксии является скорость возникновения брадикардии в результате комбинированного воздействия на рецепторы организма холодной воды и недостатка кислорода при задержке дыхания, интенсивность снижения ЧСС, появление характерных изменений зубцов ЭКГ и скорость восстановления исходной ЭКГ. Иногда отмечается самопроизвольное, неосознаваемое испытуемым увеличение продолжительности пребывания в воде при повторных "нырках".

На фиг. 1 представлена реакция первого типа ("А - начало, Б - конец нырка"); на фиг. 2 - реакция второго типа: "предстартовое повышение ЧСС с выраженным латентным периодом развития брадикардии (А - начало, Б - конец "нырка", отметка времени 1 с).

На основании экспериментов, проделанных на ряде испытуемых разного возраста, пола и степени тренированности к физическим и иным нагрузкам, при которых резко возрастает потребность организма в кислороде, все пациенты могут быть разделены на четыре типа.

Далее представлены результаты экспериментов на группе испытуемых из 21 человека в возрасте от 20 до 68 лет, практически здоровых, в том числе двух мастеров спорта, четырех человек, занимавшихся в течение ряда лет "моржеванием"; остальные в настоящее время не занимаются систематически спортом, но сохранил хорошую форму.

Типы реакции испытуемых представлены в таблице.

К ПЕРВОЙ ГРУППЕ условно отнесли испытуемых, наиболее быстро адаптирующихся. В эту группу входят преимущественно испытуемые, занимающиеся разными видами спорта в настоящее время (независимо от возраста), или занимавшиеся спортом несколько лет тому назад и не утратившие спортивных навыков к значительным физическим нагрузкам. Брадикардия у этих испытуемых развивается с весьма коротким латентным периодом, в течение нескольких секунд. При этом в начале "нырка" наблюдается незначительное увеличение ЧСС. Столь же быстро происходит восстановление ЧСС почти до исходного уровня (см.фиг.1). Подобные изменения ЭКГ демонстрировали испытуемые с ярко выраженным парасимпатическим типом нервной системы. В данной выборке к первой группе относятся четыре испытуемых. Примером реакции первого типа может быть ЭКГ, зарегистрированная у спортсменки - волейболистки.

РЕАКЦИЯ ВТОРОГО ТИПА характерна увеличением ЧСС в "предстартовом" состоянии, когда испытуемый полностью подготовился к "нырку". Это учащение в равной мере может проявляться и в том случае, когда "нырок" осуществляется испытуемым произвольно, по собственному выбору момента погружения, и тогда, когда "нырок" осуществляется по команде экспериментатора, после предварительной команды - приготовиться. Реакции подобного типа приведены на фиг. 2. К этому типу реакций относится преимущественно симпатотоники с легко возбудимой нервной системой. В данной выборке таких испытуемых было два человека.

РЕАКЦИЯ ТРЕТЬЕГО ТИПА характеризуется быстрым развитием брадикардии в течение нескольких секунд без предварительного изменения ЧСС. Подобные реакции наблюдаются преимущественно у испытуемых среднего возраста, не занимающихся систематически спортом. В нашей выборке к третьему типу реакций отнесены восемь испытуемых.

К ЧЕТВЕРТОМУ ТИПУ РЕАКЦИЙ можно отнести испытуемых, у которых не возникала брадикардия при "нырках". Как правило - это были люди старше пятидесяти лет, но и у лиц более молодого возраста "нырятельный рефлекс" может отсутствовать. В то же время у испытуемых старше пятидесяти лет брадикардия может быть прекрасно выражена.

Особое значение имеют изменения ЭКГ во время и после "нырка". Например, исследована динамика ЭКГ в исходном состоянии, во время "нырка" и после него непрерывно в течение одной минуты, можно наблюдать начальное увеличение ЧСС в течение первых 9 с, развитие брадикардии до конца "нырка" и практически немедленное восстановление ЧСС после "выхода" из воды и возобновления дыхания. При этом отмечается одиночная экстрасистола через 2 с после "нырка". Экстрасистолы разного происхождения отмечаются иногда и в других опытах как после погружения лица в воду, так и в период восстановления исходного ритма сердца. Например, ярко выражена желудочковая экстрасистолия при погружении в первых опытах испытуемой И., мастера спорта, победительницы ряда соревнований, человека с безукоризненным здоровьем, что подтверждает мысль о том, что подобные изменения ЭКГ являются нормальной реакцией сердца на гипоксию в сочетании с раздражением соответствующих рецепторов лица. В результате "нырков" изменяется не только ритм сердечных сокращений. Например, выражено исчезновение R-волны вместе с возникновением брадикардии.

Исследована динамика ЭКГ испытуемого Б., относящегося к четвертой группе нашей классификации. Несмотря на то, что в процессе четырех последовательных "нырков" ЧСС заметно не изменялась, следует отметить несомненное благоприятное влияние процедуры исследования на электрокардиограмму пациента, так как весьма сниженная в начале опыта желудочковая реакция к концу опыта значительно выросла, амплитуда комплекса QRS увеличилась почти вдвое и зубец R стал, как и полагается во втором стандартном отведении, больше зубца Т. Наблюдаемая в указанном опыте нормализация формы и величины зубцов ЭКГ подтверждает мнение некоторых исследователей о благотворном терапевтическом влиянии "нырятельного рефлекса" на организм испытуемых.

На основании полученных экспериментальных данных брадикардия, возникающая в результате погружения лица испытуемого в воду при температуре на 10-20^оС ниже температуры окружающего воздуха, вагусного происхождения, т.е. возникает в результате активации парасимпатической нервной системы. Поэтому в представляемых материалах данная реакция наиболее выражена у лиц с преобладанием активности вагосимпатической нервной системы. Возникновение в ЭКГ на фоне нормального ритма экстрасистол и других указанных выше "нарушений", вазоконстрикция периферических сосудов и усиление мозгового и коронарного кровотока в результате перераспределения, подтверждают общность механизмов адаптации к кислородной недостаточности у млекопитающих, ведущих водный и полуводный образ жизни, с одной стороны, и проявление компенсаторных реакций при погружении лица в воду у человека - с другой стороны.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДАПТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА К ГИПОКСИИ, заключающийся в определении уровня адаптационной способности человека к недостатку килорода, отличающийся тем, что уровень определяют путем произвольной задержки дыхания испытуемого при погружении лица в воду, температура которой ниже температуры окружающего воздуха не менее чем на 10 - 20^oС, осуществляют непрерывную запись электрокардиограммы до и после погружения лица испытуемого в воду, производят сопоставление полученных электрокардиограмм, определяют по ним латентный период и интенсивность брадикардии и по этим величинам судят об устойчивости к гипоксии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3