Влияние "БОС-пульс"-тренингов на гипоксическую устойчивость

Введение. Как известно, стрессовая реакция в значительной степени реализуется через вегетативную нервную систему (ВНС). Однако избыточная или недостаточная реактивность может стать причиной дисфункциональных расстройств. Нарушения реактивности и равновесия ВНС проявляются, когда физиологические изменения, реализуемые в процессе борьбы или бегства, возникают при отсутствии реальной физической опасности [1, 2]. Для восстановления баланса реактивности ВНС с помощью снижения активности симпатической нервной системы или усиления активности парасимпатической активно применяются технологии с биологической обратной связью (БОС) [3–5]. Эти технологии находят применение в лечении различных состояний, таких как головная боль напряжения, мигрень [6–8], нейрогенная дисфункция мочевого пузыря [9], синдром раздраженного кишечника [10, 11], нарушения сна [12], синдром хронической усталости [12], гипервентиляционный синдром и др. [14, 15]. В ряде работ установлено, что БОС формирует способность подавлять вегетативные физиологические реакции на отрицательные эмоциогенные раздражители [16–18].

Несмотря на то что управление ритмом сердца с помощью БОС изучено достаточно хорошо, исследователями чаще всего описывается и оценивается прямой эффект адаптивного биоуправления на тренируемую функцию. Так как технология БОС несет в себе широкие возможности, а механизм управления сердечной деятельностью имеет сложную, многоуровневую организацию, возникает вопрос о влиянии БОС-тренировок на другие элементы вегетативного контроля. Иначе говоря, тренировка одних компонентов вегетативного управления, возможно, приводит к формированию других условных взаимосвязей элементов вегетативного контроля (косвенный эффект тренировок). Однако механизм формирования и индивидуальные особенности возникающих реакций не до конца раскрыты, что делает этот вопрос весьма актуальным.

Цель исследования. Изучение косвенного влияния цикла БОС-тренингов по управлению артериальным пульсом на гипоксическую устойчивость и состояние ВНС у здоровых людей с учетом индивидуальных особенностей реагирования.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 54 здоровых студента высшего учебного заведения: 28 девушек и 26 юношей. Возраст испытуемых составил от 19 до 23 лет.

До начала исследования проводились антропометрия (измерение росто-весовых показателей, расчет индекса массы тела (ИМТ)), психологическое тестирование с использованием: а) шкалы эмоциональной возбудимости [19], б) клинического опросника для выявления и оценки невротических состояний [20], в) теста по пяти факторам осознанности (FFMQ – Five Facet Mindfulness Questionnaire), адаптированного в России [21], г) опросника FCB-TI Я. Стреляу [22].

Исследование проходило в 3 этапа. На первом этапе в течение 3 дней в состоянии покоя проводилась 5-минутная запись частоты сердечных сокращений (ЧСС) и RR-интервалов с помощью прибора «БОС-пульс» с программным обеспечением BFB-test и Vira (НИИМББ, Россия). Затем проводилась гипоксическая стресс-проба (дыхание газовой смесью 10±0,2 % О2 в течение 10 мин) при помощи гипоксикатора «Тибет-4» (разработ- ка на базе НИИФФМ, патент РФ № 24098 от 27.07.2002), датчика ДК-21 и анализатора кислорода ПГК-06-25Р1 (ЗАО «Инософт», Россия). Фиксировались в исходном состоянии и далее через каждые 30 с систолическое (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) (механическим тонометром со встроенным фонендоскопом CS-105 (ООО «СиЭс Медика», Россия), ЧСС и длительность RR-интервалов, содержание кислорода во вдыхаемой смеси (О2, %); через каждые 15 с определялась сатурация кислорода в крови (SpO2, %), измеряемая пульсоксиметром Armed YX302 (ООО «Медимпорт», Россия). ЧСС записывалась 5 мин в исходном состоянии, последние 5 мин гипоксии и первые 5 мин фазы восстановления.

На втором этапе испытуемые проходили курс функционального управления с использованием БОС, включающий в себя 15 ежедневных тренировочных занятий. Каждая тренировка состояла из регистрации исходного состояния (5-минутная запись ЧСС и RR-интервалов) и 4 игр по 5 мин каждая, общей длительностью 25–30 мин. Испытуемые обучались на компьютеризированном комплексе «БОС-пульс» с помощью игры Vira, в которой нужно было победить соперника, осознанно уменьшая ЧСС, достигая большего расслабления в т.ч. с помощью медленного спокойного дыхания (водолаз игрока должен погружаться быстрее соперника, а скорость погружения зависит от ЧСС игрока: чем ниже ЧСС, тем быстрее движется водолаз) [6, 23].

На третьем этапе проводилась повторная гипоксическая стресс-проба, а также в течение 3 последующих дней проводилась фоновая 5-минутная запись ЧСС и RR-интервалов в состоянии покоя при нормоксии.

В работе использовались следующие статистические методы. Для непараметрического сравнения выбран U-тест Манна–Уитни. Частоты встречаемости сравнивали по одностороннему χ2-критерию. Для сравнения двух нормально распределенных выборок использовали t-критерий Стьюдента для зависимых и независимых переменных.

Исследование одобрено локальным этическим комитетом НИИФФМ, проведено без риска для здоровья обследуемых, в соответствии с Хельсинкской декларацией.

В настоящем сообщении приводятся результаты, касающиеся только динамики физиологических реакций.

Результаты и обсуждение. По показателям успешности БОС-тренингов добровольцы ретроспективно были подразделены на группы «снижающих» ЧСС (С) и «неснижающих» (Н). Успешность определялась как среднее арифметическое «успешностей» каждого тренинга на основе длительности RR-интервалов [23].

Группы девушек состояли из 20 и 8 чел. соответственно и имели различия по результатам психологических тестов. С-девушки отличались достоверно более низким уровнем тревоги (p=0,018), общей эмоциональности (p=0,012), эмоциональной возбудимости (p=0,030), высоким баллом безоценочного отношения к своему опыту (p=0,037). Также выявлены на уровне тенденции меньшие значения эмоциональной реактивности (p=0,065) и большие - контроля над эмоциями (p=0,069). Таким образом, можно предположить, что девушки Н-группы более склонны к нейротизму, повышенной тревожности и самоосуждению.

У юношей С-группа состояла из 15 чел., Н-группа - из 11. С-группа отличалась достоверно более высокой фобией (p=0,042) и низким контролем эмоций (p=0,028), но при этом высоким баллом нереагирования (p=0,036). Также выявлена тенденция к более высокой истерии у лиц этой группы (p=0,082). Данные результаты не совпадают с таковыми у девушек, а в некоторых тестах они диаметрально противоположны.

Антропометрические методы позволили обнаружить достоверно (p=0,002) меньший ИМТ у С-девушек. По результатам других работ ИМТ отрицательно коррелирует с ЧСС и положительно - с личностной и ситуативной тревожностью [24, 25], что согласуется с данным исследованием. Не выявлено различий между группами юношей по этому показателю. Также был проведен анализ ЧСС по RR-интервалам исходно перед каждой тренировкой БОС. Результаты параметра «RR-средняя» всех испытуемых в рамках одного тренировочного дня разделяли по принципу M±0,25S%: коридор средних значений - «Me-dium RR», низкие и высокие значения обозначались как «Low RR» и «High RR» соответственно. Распределение по RR-интервалам представлено на рис. 1. Результаты девушек достоверно различаются (p=0,027) по группам, у юношей достоверных различий не выявлено, но тенденция сохранена при уровне значимости p=0,078.

Таким образом, большинство испытуемых обоих полов в С-группах имели исходно более низкие значения длительности RR-интервалов, т.е. высокую ЧСС, и, напротив, Н-группа характеризовалась преимущественно высокими значениями RR и низкой ЧСС. Можно считать, что вегетативный баланс у испытуемых С-группы в значительной степени смещен в сторону симпатикотонии по сравнению с группой Н. В связи с этим результаты вполне закономерны, поскольку смысл тренировки заключался в произвольном снижении ЧСС, что гораздо легче сделать от высоких значений, нежели от низких. Данная картина позволяет заключить, что значимым параметром для успешности управления ритмом сердца является его исходная величина, зависящая от баланса активности отделов ВНС. Важно отметить, что значения ЧСС покоя до и после курса БОС-тре-нингов в группах не отличались (р>0,1), что свидетельствует о сохранении исходного баланса активности отделов ВНС в покое.

Также на первом этапе исследования была проведена оценка устойчивости к гипоксии: максимальное снижение SpO2 до 86 % оценивалось как высокая гипоксическая резистентность и принималась за первый тип; SpO2 в границах от 75 до 85 % оценивали как среднюю резистентность и относили ко второму типу; снижение сатурации ниже 75 % оценивали как низкую гипоксическую резистентность и относили к третьему типу.

При анализе распределения степени резистентности к гипоксии у всех испытуемых (табл. 1) было выявлено практически двукратное снижение количества низкорезистентных лиц у девушек и среднерезистентных - в группе Н-юношей, хотя статистически достоверными являются только измене- ния в С-группе девушек, вероятно, по причине малой выборки С-группы, а у Н-юно-шей изменения носят характер тенденции. Между тем у Н-девушек количество высоко резистентных по сравнению с С-девушками выросло сильнее (р=0,06), что, вероятно, свя- зано с более высоким уровнем парасимпатической активности ВНС у Н-группы, при котором создается резерв диапазона вариабельности сердечных сокращений, используемый для более адекватной компенсации при гипоксическом воздействии [26].

Рис. 1. Распределение в группах по исходной средней длительности интервалов RR

Таблица 1

Распределение в группах девушек и юношей по устойчивости к гипоксии, %

Группа	I тип резистентности		II тип резистентности		III тип резистентности
	До БОС-тренинга	После БОС	До БОС-тренинга	После БОС	До БОС-тренинга	После БОС
С-девушки	5	10	30	55*	65	35*
Н-девушки	13	38**	25	25	63	38
С-юноши	47	47	53	53	-	-
Н-юноши»	36	64***	64	36***	-	-

Примечание. * – р≤0,05 по сравнению с состоянием до БОС-тренингов; ** – р=0,06 изменения до и после тренинга между группами С и Н; *** – р=0,09 – уровень тенденции по сравнению с состоянием до БОС-тренингов.

Повторная гипоксическая проба позволила констатировать отсутствие каких-либо изменений в группе С-юношей. Сравнение резистентности между группами юношей показало существенный прирост высокорезистентных в группе Н-юношей по сравнению с группой С-юношей (р=0,01).

Данный факт может указывать на увеличение резервных возможностей организма, проявляемых в условиях острого гипоксического стресса. Вероятно, БОС-тренинг приводит к изменениям в реактивности ВНС, что подтверждается снижением реакции АД на гипоксию: в данном исследовании было выявлено, что БОС-тренинг во всей группе привел к устойчивому снижению как систолического, так и диастолического АД (табл. 2) в периоде восстановления после гипоксии. Можно было бы предположить, что первое значение АД (до тренинга и до гипоксического теста) было выше за счет эффекта новизны, показанного ранее [27], однако гипотензивное влияние БОС на АД проявлялось и после гипоксического теста.

Таблица 2

Влияние курса БОС-тренинга на АД перед гипоксией и на 5-й мин после гипоксии

Показатель	Перед гипоксией		После гипоксии
	До БОС	После БОС	До БОС	После БОС
САД (±SD), мм рт. ст.	118,5 (11,3)	114,1 (9,6)**	115,6 (11,5)	110,0 (9,8)**
ДАД (±SD), мм рт. ст.	74,9 (9,5)	72,1 (8,9)*	75,6 (7,7)	73,1 (7,9)*

Примечание. * - p<0,03; ** - p<0,001; t-тест для зависимых переменных, сравнение до и после курса БОС .

Заключение. Известно, что сосудосуживающее действие симпатического возбуждения при гипоксии противостоит сосудорасширяющему воздействию локальной гипоксемии в большом круге кровообращения (в т.ч. адаптивной гиперемии в головном мозге), способствуя системной гипертензии и повышенному сосудистому сопротивлению [28]. Приведенные результаты свидетельствуют об адаптивных процессах ВНС: после гипоксического стресса симпатическая активация носит менее выраженный характер по сравнению с состоянием до БОС-тренингов.

В исследовании показано снижение у испытуемых АД в покое и в ответ на гипоксический стресс-тест (в периоде восстановления) после курса БОС-тренингов. На основании данных о снижении АД можно сделать вывод о повышении адаптационных возможностей ВНС в результате БОС-тренингов, что проявляется в снижении симпатической ак- тивации после гипоксии, т.е. более быстром восстановлении, и в увеличении устойчивости к гипоксии по показателям сатурации крови кислородом.

Обнаруженное повышение адаптивности ответа на гипоксию под действием БОС-тре-нинга актуально, с одной стороны, для лиц, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а с другой -для здоровых лиц, занимающихся горными восхождениями, при авиаперелетах, в пожилом возрасте [29]. Биоуправление ритмом сердца позволяет обучаться произвольному контролю ЧСС, корректирует работу ВНС, приводит к расширению адаптивных возможностей и адекватной реакции в условиях стресса. Особо стоит отметить, что у некоторых индивидуумов БОС-тренинг не оказывает влияния на реактивность ВНС, что, возможно, связано с их психофизиологическими характеристиками.