Теоретические основы гипокситерапии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В обзоре обсуждаются структура и физиология функциональной системы кислородного обеспечения, возможности её саморегуляции и роль в поддержании оптимального для метаболического гомеостаза организма уровня газов в крови. Представлены современные данные о функционировании периферических (артериальных) и центральных (медуллярных) хеморецепторов, механизмы восприятия содержания кислорода, углекислого газа и рН, связь с афферентными нервными окончаниями. Показаны пути и центры хемосенсорного рефлекса в различных отделах головного мозга. Описаны закономерности реагирования различных звеньев системы кислородного обеспечения на экзогенные и эндогенные гипоксические стимулы. Продемонстрирована роль внутриклеточных HIF-зависимых и HIF-независимых путей в реализации адаптивных реакций поддержания оптимального метаболизма. Обсуждены клеточные механизмы, претендующие на роль адаптивных при гипоксии/реоксигенации в условиях интервальной нормобарической гипоксической терапии.

Обзор современных представлений и анализ результатов исследований физиологии функциональной системы кислородного обеспечения, её структурно-функционального состояния и молекулярной регуляции в условиях экзогенной гипоксии позволит обратить внимание на целесообразность дальнейших рандомизированных клинических исследований интервальной нормобарической гипокситерапии как метода реабилитации больных с хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Григорий Анатольевич Игнатенко

Донецкий государственный медицинский университет имени М. Горького

Автор, ответственный за переписку.
Email: secretary@dnmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3611-1186
SPIN-код: 3893-0662
Scopus Author ID: 57223894993
ResearcherId: Q-2716-2017

доктор медицинских наук, профессор

Донецкая Народная Республика, 283003, Донецк, пр. Ильича, д. 16

Список литературы

  1. Саютина Е.В., Осадчук М.А., Романов Б.К., и др. Кардиореабилитация и вторичная профилактика после перенесённого острого инфаркта миокарда: современный взгляд на проблему // Российский медицинский журнал. 2021. Т. 27, № 6. С. 571–587. doi: 10.17816/0869-2106-2021-27-6-571-587
  2. Mc Namara K., Alzubaidi H., Jackson J.K. Cardiovascular disease as a leading cause of death: how are pharmacists getting involved? // Integr Pharm Res Pract. 2019. Vol. 8. P. 1–11. doi: 10.2147/IPRP.S133088
  3. Timmis A., Vardas P., Townsend N., et al. European Society of Cardiology: cardiovascular disease statistics 2021 // Eur Heart J. 2022. Vol. 43, N 8. P. 716–799. doi: 10.1093/eurheartj/ehab892
  4. Ким И.В., Бочкарева Е.В., Варакин Ю.Я. Единство подходов к профилактике ишемической болезни сердца и цереброваскулярных заболеваний // Профилактическая медицина. 2015. Т. 18, № 6. С. 24–33. doi: 10.17116/profmed201518624-33
  5. Глущенко В.А., Ирклиенко Е.К. Сердечно-сосудистая заболеваемость — одна из важнейших проблем здравоохранения // Медицина и организация здравоохранения. 2019. Т. 4, № 1. С. 56–63.
  6. Толпыгина С.Н., Марцевич С.Ю. Исследование ПРОГНОЗ ИБС. Новые данные по отдаленному наблюдению // Профилактическая медицина. 2016. Т. 19, № 1. С. 30–36. doi: 10.17116/profmed201619130-36
  7. Medina-Leyte D.J., Zepeda-García O., Domínguez-Pérez M., et al. Endothelial dysfunction, inflammation and coronary artery disease: potential biomarkers and promising therapeutical approaches // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22, N 8. P. 3850. doi: 10.3390/ijms22083850
  8. Бубнова М.Г., Аронов Д.М. Кардиореабилитация: этапы, принципы и международная классификация функционирования (МКФ) // Профилактическая медицина. 2020. Т. 23, № 5. С. 40–49. doi: 10.17116/profmed20202305140
  9. Аронов Д.М. Основы кардиореабилитации // Кардиология: новости, мнения, обучение. 2016. № 3. С. 104–110.
  10. Пупырева Е.Д., Балыкин М.В. Механизмы кислородного обеспечения организма спортсменов в покое и при нагрузках максимальной мощности // Ульяновский медико-биологический журнал. 2013. № 1. С. 124–130.
  11. Алексеева Т.М., Ковзелев П.Д., Топузова М.П., и др. Гиперкапнически-гипоксические дыхательные тренировки как потенциальный способ реабилитационного лечения пациентов, перенесших инсульт // Артериальная гипертензия. 2019. Т. 25, № 2. С. 134–142. doi: 10.18705/1607-419X-2019-25-2-134-142
  12. Николаева А.Г. Использование адаптации к гипоксии в медицине и спорте. Витебск : ВГМУ, 2015.
  13. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Туманова С.В. Антигипертензивная эффективность интервальной нормобарической гипокситерапии у больных хроническим гломерулонефритом и стенокардией // Нефрология. 2007. Т. 11, № 3. С. 64–69.
  14. Игнатенко Г.А., Денисова Е.М., Сергиенко Н.В. Гипокситерапия как перспективный метод повышения эффективности комплексного лечеия коморбидной патологии // Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2021. Т. 6, № 4. С. 73–80.
  15. Борукаева И.Х., Абазова З.Х., Иванов А.Б., Шхагумов К.Ю. Интервальная гипокситерапия и энтеральная оксигенотерапия в реабилитации пациентов с хронической обструктивной болезнью легких // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019. Т. 96, № 2. С. 27–32. doi: 10.17116/kurort20199602127
  16. Глазачев О.С., Геппе Н.А., Тимофеев Ю.С., и др. Индикаторы индивидуальной устойчивости к гипоксии — путь оптимизации применения гипоксических тренировок у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020. Т. 65, № 4. С. 78–84. doi: 10.21508/1027-4065-2020-65-4-78-84
  17. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Зубрицкий К.С., и др. Влияние разных режимов терапии на проявления аритмического синдрома у больных сахарным диабетом 2-го типа // Медико-социальные проблемы семьи. 2021. Т. 26, № 4. С. 49–56.
  18. Залетова Т.С. Интервальная гипоксическая терапия в кардиологии и диетологии // Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. 2022. № 4. С. 32–34.
  19. Игнатенко Г.А., Дубовая А.В., Науменко Ю.В. Возможности применения нормобарической гипокситерапии в терапевтической и педиатрической практиках // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022. Т. 67, № 6. С. 46–53. doi: 10.21508/1027-4065-2022-67-6-46-53
  20. Navarrete-Opazo A., Mitchell G.S. Recruitment and plasticity in diaphragm, intercostal, and abdominal muscles in unanesthetized rats // J Appl Physiol (1985). 2014. Vol. 117, N 2. P. 180–188. doi: 10.1152/japplphysiol.00130.2014
  21. Rozova E.V., Mankovskaya I.N., Mironova G.D. Structural and dynamic changes in mitochondria of rat myocardium under acute hypoxic hypoxia: role of mitochondrial ATP-dependent potassium channel // Biochemistry (Mosc). 2015. Vol. 80, N 8. P. 994–1000. doi: 10.1134/S0006297915080040
  22. Vogtel M., Michels A. Role of intermittent hypoxia in the treatment of bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary disease // Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2010. Vol. 10, N 3. P. 206–213. doi: 10.1097/ACI.0b013e32833903a6
  23. https://libmonster.com/index.php [интернет]. Sudakov K. Functional systems of the organism. London: Libmonster, 2018 [дата обращения: 11.05.2023]. Доступ по ссылке: https://libmonster.com/m/articles/view/FUNCTIONAL-SYSTEMS-OF-THE-ORGANISM/
  24. Injarabian L., Scherlinger M., Devin A., et al. Ascorbate maintains a low plasma oxygen level // Sci Rep. 2020. Vol. 10, N 1. P. 10659. doi: 10.1038/s41598-020-67778-w
  25. Iturriaga R., Alcayaga J., Chapleau M.W., Somers V.K. Carotid body chemoreceptors: physiology, pathology, and implications for health and disease // Physiol Rev. 2021. Vol. 101, N 3. P. 1177–1235. doi: 10.1152/physrev.00039.2019
  26. Milloy K.M., White M.G., Chicilo J.O.C., et al. Assessing central and peripheral respiratory chemoreceptor interaction in humans // Exp Physiol. 2022. Vol. 107, N 9. P. 1081–1093. doi: 10.1113/EP089983
  27. Prabhakar N.R., Peng Y.J., Yuan G., Nanduri J. Reactive oxygen radicals and gaseous transmitters in carotid body activation by intermittent hypoxia // Cell Tissue Res. 2018. Vol. 372, N 2. P. 427–431. doi: 10.1007/s00441-018-2807-0
  28. Prabhakar N.R., Semenza G.L. Regulation of carotid body oxygen sensing by hypoxia-inducible factors // Pflugers Arch. 2016. Vol. 468, N 1. P. 71–75. doi: 10.1007/s00424-015-1719-z
  29. Semenza G.L., Prabhakar N.R. The role of hypoxia-inducible factors in carotid body (patho) physiology // J Physiol. 2018. Vol. 596, N 15. P. 2977–2983. doi: 10.1113/JP275696
  30. López-Barneo J. Neurobiology of the carotid body // Handb Clin Neurol. 2022. Vol. 188. P. 73–102. doi: 10.1016/B978-0-323-91534-2.00010-2
  31. Guyenet P.G., Stornetta R.L., Souza G.M.R., et al. The retrotrapezoid nucleus: central chemoreceptor and regulator of breathing automaticity // Trends Neurosci. 2019. Vol. 42, N 11. P. 807–824. doi: 10.1016/j.tins.2019.09.002
  32. Городецкая И.В. Физиология дыхания. Витебск: ВГМУ, 2012.
  33. Сафонов В.А. Регуляция внешнего дыхания // Вестник Сургутского государственного университета. 2009. № 2. С. 25–34.
  34. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I // Архив патологии. 2021. Т. 83, № 2. С. 52–61. doi: 10.17116/patol20218302152
  35. López-Barneo J., Ortega-Sáenz P. Mitochondrial acute oxygen sensing and signaling // Crit Rev Biochem Mol Biol. 2022. Vol. 57, N 2. P. 205–225. doi: 10.1080/10409238.2021.2004575
  36. Iturriaga R., Del Rio R., Alcayaga J. Carotid body inflammation: role in hypoxia and in the anti-inflammatory reflex // Physiology (Bethesda). 2022. Vol. 37, N 3. P. 128–140. doi: 10.1152/physiol.00031.2021
  37. Zera T., Moraes D.J.A., da Silva M.P., et al. The logic of carotid body connectivity to the brain // Physiology (Bethesda). 2019. Vol. 34, N 4. P. 264–282. doi: 10.1152/physiol.00057.2018
  38. Iturriaga R. Translating carotid body function into clinical medicine // J Physiol. 2018. Vol. 596, N 15. P. 3067–3077. doi: 10.1113/JP275335
  39. Morin R., Goulet N., Mauger J.F., Imbeault P. Physiological responses to hypoxia on triglyceride levels // Front Physiol. 2021. Vol. 12. P. 730935. doi: 10.3389/fphys.2021.730935
  40. Salvagno M., Coppalini G., Taccone F.S., et al. The normobaric oxygen paradox: hyperoxic hypoxic paradox: a novel expedient strategy in hematopoiesis clinical issues // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 1. P. 82. doi: 10.3390/ijms24010082
  41. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., и др. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию // Ульяновский медико-биологический журнал. 2023. № 2. С. 6–29. doi: 10.34014/2227-1848-2023-2-6-29
  42. Prabhakar N.R., Semenza G.L. Adaptive and maladaptive cardiorespiratory responses to continuous and intermittent hypoxia mediated by hypoxia-inducible factors 1 and 2 // Physiol Rev. 2012. Vol. 92, N 3. P. 967–1003. doi: 10.1152/physrev.00030.2011
  43. Choudhry H., Harris A.L. Advances in hypoxia-inducible factor biology // Cell Metab. 2018. Vol. 27, N 2. P. 281–298. doi: 10.1016/j.cmet.2017.10.005
  44. Liu Z., Wu Z., Fan Y., Fang Y. An overview of biological research on hypoxia-inducible factors (HIFs) // Endokrynol Pol. 2020. Vol. 71, N 5. P. 432–440. doi: 10.5603/EP.a2020.0064
  45. Zhang L., Cao Y., Guo X., et al. Hypoxia-induced ROS aggravate tumor progression through HIF-1α-SERPINE1 signaling in glioblastoma // J Zhejiang Univ Sci B. 2023. Vol. 24, N 1. P. 32–49. doi: 10.1631/jzus.B2200269
  46. Puri Sh., Panza G., Mateika J.H. A comprehensive review of respiratory, autonomic and cardiovascular responses to intermittent hypoxia in humans // Exp Neurol. 2021. Vol. 341. P. 113709. doi: 10.1016/j.expneurol.2021.113709
  47. Cai M., Chen X., Shan J., et al. Intermittent hypoxic preconditioning: a potential new powerful strategy for COVID-19 rehabilitation // Front Pharmacol. 2021. Vol. 12. P. 643619. doi: 10.3389/fphar.2021.643619
  48. Prabhakar N.R., Peng Y.J., Nanduri J. Adaptive cardiorespiratory changes to chronic continuous and intermittent hypoxia // Handb Clin Neurol. 2022. Vol. 188. P. 103–123. doi: 10.1016/B978-0-323-91534-2.00009-6
  49. Mansfield K.D., Guzy R.D., Pan Y., et al. Mitochondrial dysfunction resulting from loss of cytochrome c impairs cellular oxygen sensing and hypoxic HIF-alpha activation // Cell Metab. 2005. Vol. 1, N 6. P. 393–399. doi: 10.1016/j.cmet.2005.05.003
  50. Reiterer M., Eakin A., Johnson R.S., Branco C.M. Hyperoxia reprogrammes microvascular endothelial cell response to hypoxia in an organ-specific manner // Cells. 2022. Vol. 11, N 16. P. 2469. doi: 10.3390/cells11162469
  51. Sprick J.D., Mallet R.T., Przyklenk K., Rickards C.A. Ischaemic and hypoxic conditioning: potential for protection of vital organs // Exp Physiol. 2019. Vol. 104, N 3. P. 278–294. doi: 10.1113/EP087122
  52. Ашагре С.М., Борукаева И.Х. Действие пониженного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе в гипоксическом тесте на больных гипертонической болезнью // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 3. С. 99. doi: 10.17513/spno.31725
  53. Brugniaux J.V., Coombs G.B., Barak O.F., et al. Highs and lows of hyperoxia: physiological, performance, and clinical aspects // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2018. Vol. 315, N 1. P. R1–R27. doi: 10.1152/ajpregu.00165.2017
  54. Кутепов Д.Е., Жигалова М.С., Пасечник И.Н. Патогенез синдрома ишемии-реперфузии // Казанский медицинский журнал. 2018. Т. 99, № 4. С. 640–644. doi: 10.17816/KMJ2018-640
  55. Soares R.O.S., Losada D.M., Jordani M.C., et al. Ischemia/reperfusion injury revisited: an overview of the latest pharmacological strategies // Int J Mol Sci. 2019. Vol. 20, N 20. P. 5034. doi: 10.3390/ijms20205034
  56. Неймарк М.И. Синдром ишемии-реперфузии // Хирургия. Журнал имени Н.И. Пирогова. 2021. № 9. С. 71–76. doi: 10.17116/hirurgia202109171
  57. Минакина Л.Н., Гольдапель Э.Г., Усов Л.А. Влияние лигандов аденозиновых рецепторов и гипоксического прекондиционирования на показатели основного обмена мозговой ткани в эксперименте // Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2018. Т. 118, № 7. С. 54–58. doi: 10.17116/jnevro20181187154
  58. Ma C., Zhao Y., Ding X., Gao B. Hypoxic training ameliorates skeletal muscle microcirculation vascular function in a Sirt3-dependent manner // Front Physiol. 2022. Vol. 13. P. 921763. doi: 10.3389/fphys.2022.921763
  59. Lukyanova L.D., Kirova Y.I. Mitochondria-controlled signaling mechanisms of brain protection in hypoxia // Front Neurosci. 2015. Vol. 9. P. 320. doi: 10.3389/fnins.2015.00320
  60. Hess M.L., Manson N.H. Molecular oxygen: friend and foe. The role of the oxygen free radical system in the calcium paradox, the oxygen paradox and ischemia/reperfusion injury // J Mol Cell Cardiol. 1984. Vol. 16, N 11. P. 969–985. doi: 10.1016/s0022-2828(84)80011-5
  61. Milliken A.S., Nadtochiy S.M., Brookes P.S. Inhibiting succinate release worsens cardiac reperfusion injury by enhancing mitochondrial reactive oxygen species generation // J Am Heart Assoc. 2022. Vol. 11, N 13. P. e026135. doi: 10.1161/JAHA.122.026135.
  62. Prag H.A., Gruszczyk A.V., Huang M.M., et al. Mechanism of succinate efflux upon reperfusion of the ischaemic heart // Cardiovasc Res. 2021. Vol. 117, N 4. P. 1188–1201. doi: 10.1093/cvr/cvaa148

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2023


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия  ПИ № ФС 77 - 86296 от 11.12.2023 г. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80632 от 15.03.2021 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах