OXYGENATION, A METHOD OF BIOCORRECTION OF HYPOXIC CONDITIONS IN DIABETES MELLITUS
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.096
ОКСИГЕНАЦИЯ – МЕТОД БИОКОРРЕКЦИИ ГИПОКСИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
Обзорная статья
Черетаев И.В.1,*, Акимова М.И.2
1 ORCID: 0000-0003-1852-4323;
2 ORCID: 0000-0001-6626-6467;
1 Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, Россия;
2 Санаторий «Сакрополь», Саки, Россия
* Корреспондирующий автор (5612178[at]ukr.net)
Аннотация
В обзоре на основе современных литературных данных обоснованы и обобщены физиологические основы проведения биокоррекции гипоксических состояний при сахарном диабете (СД) методом оксигенации.
В статье акцентируется внимание на том, что оксигенация является универсальным патогенетическим методом ликвидации всех форм гипоксии, наблюдающихся при декомпенсированном СД. На конкретных примерах рассмотрена целесообразность применения сеансов оксигенации в лечебной биокоррекции СД в практике санаторно-курортных оздоровительных процедур.
Отмечается, что для достижения максимального положительного эффекта рекомендовано использование метода оксигенации в комплексе с профилактическим питанием на основе микро- и макроэлементов, омега-3 жирных кислот и в сочетании с индивидуально подобранной физической нагрузкой.
Ключевые слова: оксигенация, биокоррекция, гипоксия, сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания.
OXYGENATION, A METHOD OF BIOCORRECTION OF HYPOXIC CONDITIONS IN DIABETES MELLITUS
Review article
Cheretaev I.V.1, *, Akimova M.I.2
1 ORCID: 0000-0003-1852-4323;
2 ORCID: 0000-0001-6626-6467;
1 V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Russia;
2 Sanatorium “Sakropol”, Saki, Russia
* Corresponding author (5612178[at]ukr.net)
Abstract
In the review, on the basis of modern literature data, the physiological foundations of the diabetes mellitus (DM) biocorrection in hypoxic conditions in by the method of oxygenation are substantiated and generalized.
The article focuses on the fact that oxygenation is a universal pathogenetic method of eliminating all forms of hypoxia observed in decompensated DM. The expediency of using oxygenation sessions in the therapeutic biocorrection of DM in the practice of sanatorium-resort wellness procedures is considered on specific examples.
It is noted that in order to achieve the maximum positive effect, it is recommended to use the oxygenation method in combination with preventive nutrition based on micro- and macronutrients, omega-3 fatty acids and in combination with individually selected physical activity.
Key words: oxygenation, biocorrection, hypoxia, diabetes mellitus, cardiovascular diseases.
Введение
Сахарный диабет (СД) является одним из самых древних заболеваний, известных человеку, он известен уже не менее 3000 лет. СД признан одной из основных причин почти всех сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1]. К 2030 г. вероятную смертность от ССЗ оценивают около 24,2 млн. человек в год [2]. В 2011 г СД в мире болели 366 млн. человек, к 2030 году этот показатель должен вырасти до 552 млн. [3]. СД стал причиной 4,6 млн. смертей в 2011 г. По оценкам, к 2030 г. СД 2-го типа будет иметь 439 млн. человек [3].
Одним из ведущих факторов, вызывающих изменение метаболических процессов при СД, является гипоксия различного происхождения [4], поэтому в качестве метода биокоррекции СД в ряде санаторных учреждений предлагается использовать оксигенацию – физиотерапевтический метод, основанный на дыхании воздухом с повышенным содержанием кислорода. В научной литературе присутствуют обзорные работы, посвящённые оксигенации как методу биокоррекции нарушений головного мозга [4], [5], однако подобные обзоры относительно биокоррекции СД методом оксигенации отсутствуют, хотя к настоящему времени в данной области накоплено существенное количество экспериментальных работ, которые требуют анализа и обобщения имеющейся в них информации.
Цель данного обзора – обобщить современные литературные сведения и результаты экспериментальных работ о физиологических основах биокоррекции гипоксических состояний при СД методом оксигенации.
Основная часть
Обычный атмосферный воздух содержит 21% О2, а используемый в окситерапии, обогащенный кислородом – 90,0-99,9%. Вдыхание обогащенного кислородом воздуха может производиться через маску из кислородного баллона или в закрытых камерах. Различают два типа оксигенации: нормобарическую (при атмосферном давлении, НБО) и гипербарическую (при давлении выше атмосферного, ГБО) [5], [6].
Из-за сильных противопоказаний и пожароопасности ГБО проводится подготовленным медперсоналом с допуском к работе с такими системами [5]. НБО предполагает лечебное применение газовых смесей с повышенным содержанием кислорода при нормальном атмосферном давлении (1,1-1,4 атм.). Данный метод почти не имеет противопоказаний и используется в рекреационных учреждениях и в SРА-салонах [6]. Более того, в исследовании уровня свободных радикалов было установлено, что ингаляции кислорода под давлением 1,3 атм. с 30% концентрацией О2 безопасны и не связаны с развитием окислительного стресса [6].
НБО восстанавливает работу клеток мозга, предотвращает патологические изменения и воспалительные процессы в ЦНС, нормализует микроциркуляцию крови в сосудах мозга и других органах [8]. Ускоряется интеллектуальное развитие, возрастают физические возможности. У детей отмечается значительное улучшение интеллектуальных и речевых возможностей, памяти и скорости ассоциативного мышления, улучшается мелкая моторика рук [5], [8]. Сегодня НБО повсеместно вытесняет ГБО и используется в профилактических (общее оздоровление, косметология, подготовка к оперативным вмешательствам и наркозу), реабилитационных (от купирования абстинентного синдрома до восстановления физической активности профессиональных спортсменов), и в лечебных целях (профилактика инсультов и инфарктов) [5], [8], [9].
Сущность положительного эффекта баротерапии становится понятной при изучении изменения содержания СО2 в выдыхаемом воздухе и капиллярной крови, являющейся интегральной характеристикой энергетического обмена в организме [10], [11]. Установлено достоверное снижение содержания СО2 в выдыхаемом воздухе у людей с сосудистыми заболеваниями мозга. После применения баротерапии наблюдалась устойчивая нормализация данного показателя в выдыхаемом воздухе и снижение метеочувствительности у пациентов с сосудисто-мозговыми заболеваниями [5], [6].
Проведенные исследования показали, что НБО и ГБО являются патогенетической терапией при гипоксии и ишемии мозга и незаменимы как при ишемическом инсульте, так и при геморрагическом [8], [9].
В работах было показано [12], [13], [14] что терапия ГБО приводит к более ранней и стойкой компенсации углеводного обмена, снижает концентрация продуктов ПОЛ, сохраняет структурно-функциональную целостность клеточных мембран. Данные авторы также обосновали целесообразность включения метода ГБО в терапию декомпенсированного СД. Что касается НБО, то в отношении данных процессов теоретически она должна обладать похожими эффектами при большем профиле безопасности по сравнению с ГБО в отношении изменений прооксидантного статуса организма.
Как известно [4], [15], [16], ведущим фактором, вызывающим изменение метаболических процессов при диабете, является гипоксия различного происхождения (артериально-гипоксемическая гипоксия – обусловлена патологиями альвеолярно-капиллярной мембраны; гемическая гипоксия – возникает из-за активации свободно-радикального окисления, накопления гликированного гемоглобина и вызванных этими процессами нарушений кислородтранспортной функции эритроцитов; циркуляторная гипоксия – обусловлена диабетическими микроангиопатиями и патологическими нарушениями системы гемостаза), а также индуцируемые ей повреждающие воздействия свободных радикалов на мембраны клеток. Так, гиперхолестеринемия при диабете способствует нарушению процессов микроциркуляции, возрастанию активности тромбоцитов и спазму артерий, снижает насыщение тканей кислородом. Дефицит О2 в клетках при гипоксии приводит к тяжёлым нарушениям обмена глюкозы и ишемическому повреждению органов и тканей. Механизм возникновений этих повреждений протекает в несколько этапов:
1) в клетках аэробный метаболизм глюкозы перестраивается на анаэробный, из-за активно протекающих процессов гликолиза накапливается молочная кислота (диабетический лактоацидоз) и в меньшей степени пирувата;
2) наблюдается дефицит глюкозы из-за увеличения её расхода в реакциях гликолиза для нормального обеспечения клеток энергией АТФ;
3) дефицит пирувата и глюкозы замедляет интенсивность обмена глюкозы, из-за этого в клетках быстро и значительно снижается концентрация АТФ;
4) из-за дефицита АТФ нарушается активный транспорт катионов Na+, K+ и Са2+ и клетки теряют способность поддерживать на должном уровне мембранный концентрационный градиент этих важнейших катионов;
5) накапливается внутриклеточный кальций, возникает явление эксайтотоксичности, в результате запускаются процессы ПОЛ, приводящие к разрушению и гибели β-клеток из-за роста проницаемости мембран, гипоксия является дополнительно облегчает и ускоряет образование активных форм кислорода, повреждающих мембраны;
6) из-за гибели β-клеток снижается функциональная активность их рецепторов и блокируется действие инсулина;
7) образуется замкнутый круг, в котором первичный дефект действия инсулина способствует в дальнейшем развитию гипоксии.
Недостаток кислорода снижает эффекты инсулина на уровне клетки, вызывает гликемию и усугубляет энергодефицит тканей. Гипоксия является основной причиной макро- и микрососудистых поражений и осложнений при СД, а анемия, являясь основной причиной гипоксии, существенно увеличивает смертность от ССЗ [17], [18]. Поэтому устранение или снижение дефицита О2 является одним определяющих условий для биокоррекции патологических состояний, возникающих при СД.
Биокоррекция СД с использованием метода оксигенации должна обязательно включать индивидуально подобранную физическую активность; сбалансированное низкокалорийное питание, не содержащее много углеводов, транс-жиров, но обогащённое омега-3 жирными кислотами (ЖК); методы обогащения и насыщения тканей кислородом, например, ГБО или НБО, для снижения энергодефицита β-клеток и клеток других тканей, предотвращения их гибели [19]. Это связано с тем, что резистентность к инсулину при СД 2 типа коррелирует с ожирением и отсутствием физической активности, а управление питанием является ключевым компонентом долгосрочного здоровья и качества жизни людей с СД. В соответствии с источниками [1], [3], процесс управления питанием при СД должен быть согласован с уровнем микро- и макроэлементов человека, его физической активностью, образом жизни и медицинскими потребностями.
Данные немецких исследователей [19] свидетельствуют, что индивидуальная системная биокоррекция у больных СД 2-го типа, включавшая сочетанную терапию с применением 1-2-часовых двигательных тренировок с индивидуально подобранной интенсивностью движений (10 сеансов), лечебного комплекса Нановит с омега-3 жирными кислотами и 9 сеансов гипероксии в течение 40 минут с 26-% содержанием O2 оказывает положительное влияние на микроциркуляторные показатели таких больных. Наши собственные исследования [20], основанные на комплексном подходе 20-дневного применения НБО и лечебного комплекса Нановит у пациентов санатория с индивидуально подобранной физической активностью в соответствии со значениями дыхательного коэффициента также подтвердили эффективность такого комплексного метода санаторно-курортного лечения против негативных проявлений СД, поскольку после его использования улучшались показатели гликемии и липидного профиля плазмы крови, снижался индекс атерогенности. Эти результаты свидетельствуют о снижении данным методом индивидуальной биокоррекции, основанным на оксигенации и лечебном питании минеральными компонентами и омега-3 жирными кислотами, риска возникновения сосудистых патологий, в частности, микро- и ангиопатий, атеросклеротических поражений сосудов.
Заключение
Оксигенация является универсальным патогенетическим методом ликвидации всех форм гипоксии, наблюдающихся при декомпенсированном СД: артериально-гипоксемической, гемической, циркуляторной (нарушения в системе микроциркуляции) и тканевой, проявляющейся нарушениями промежуточного обмена. Поэтому применение сеансов оксигенации целесообразно в лечебной биокоррекции СД в практике санаторно-курортных оздоровительных процедур.
Рядом исследователей для достижения максимального положительного эффекта рекомендовано использование метода оксигенации в комплексе с профилактическим питанием на основе микро- и макроэлементов, омега-3 жирных кислот и в сочетании с индивидуально подобранной физической нагрузкой.
Конфликт интересов Не указан. | Conflict of Interest None declared. |
Список литературы / References
- Аметов А. С. Сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания / А. С. Аметов, И. О. Курочкин, А. А. Зубков // Русский медицинский журнал. – 2014. – № 13. – С. 954–959.
- Оганов Р. Г. Сердечно-сосудистые заболевания в начале XXI века: медицинские, социальные, демографические аспекты и пути профилактики / Р. Г. Оганов // Федеральный справочник. Здравоохранение России. – 2012. – Т. 13. – С. 257–264.
- Olokoba A. B. Type 2 Diabetes Mellitus: A Review of Current Trends / A. B. Olokoba, O. A. Obateru, L. B. Olokoba // Oman Medical Journal. – 2012. – V. 27, №4. – P. 269–273.
- Агаджанян Н. А. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии / Н. А.Агаджанян, А. И. Елфимов. – М. : Медицина, 1986. – 272 с.
- Гусев Е. И. Баротерапия в комплексном лечении ишемии и гипоксии мозга : пособие для врачей / Е. И. Гусев, Н. В. Казанцева. – М. : Издательство НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН, 2001. – 71 с.
- Климко В. В. Применение нормоксической баротерапии в оздоровительных и лечебно-реабилитационных учреждениях»: методические рекомендации / В. В. Климко, А. В. Шакула, В. Е. Юдин. – М. : РОВ ВММРКФ, 2015. – 38 с.
- Le Roux P. Normoxia and Hyperoxia in Neuroprotection / Le Roux P. // Yearbook Int. CareMed. – 2014. – P. 449–461.
- Казанцева Н. В. Нормоксическая компрессия в лечении инсульта / Казанцева Н. В. // Журнал неврологии и психиатрии. – 2014. – №2. – С. 42–51.
- Влияние нормоксической лечебной компрессии на микроциркуляцию при остром инсульте / Н. В. Казанцева, Н. А. Волкова, Л. Д. Макарова и др. // Журнал неврологии и психиатрии (Приложение Инсульт). – 2005. – №13. – С. 25–29.
- Айдаркин Е. К. Применение интегральных методов оценки здоровья человека в комплексных обследованиях / Е. К. Айдаркин, Л. Н. Иваницкая, М. И. Леднова // Валеология. – 2007. – №1. – С. 75–79.
- Апанасенко Г. Л. Максимальная аэробная способность как критерий оптимальности онтогенеза / Г. Л. Апанасенко // Физиология человека. – 2010. – Т. 36, №1. – С. 67–73.
- Лагутина А. А. Гипербарическая оксигенация в комплексной интенсивной терапии декомпенсированных форм сахарного диабета / А. А. Лагутина, Д. Г. Еременко, С. А. Беляевский // Гипербарическая физиология и медицина. – 2003. – №4. – С. 21–28.
- Лагутина А. А. Интенсивная терапия сахарного диабета с использованием гипербарической оксигенации / А. А. Лагутина, Д. Г. Еременко, С. А. Беляевский // Вестник интенсивной терапии. – 2003. – №5. – С. 189–190.
- Лагутина А. А. Состояние клеточных мембран при сахарном диабете и его изменение под воздействием гипербарического кислорода / А. А. Лагутина, Д. Г. Еременко, С. А. Беляевский // Анестезиология и реаниматология. – 2004. – №3. – С. 57–58.
- Kayser B. Hypoxia, energy balance and obesity: from pathophysiological mechanisms to new treatment strategies / B. Kayser, S. Verges // Obes. Rev. – 2013 – V. 14, №7 – P. 579–592.
- Занозина О. В. Свободно-радикальное окисление при сахарном диабете 2-го типа: источники образования, составляющие, патогенетические механизмы токсичности / О. В. Занозина, Н. Н. Боровков, Т. Г. Щербатюк // Современные технологии в медицине. – 2010. – №3. – С. 104–112.
- Angelousiac A. Anaemia, a common but often unrecognized risk in diabetic patients: A review / A. Angelousiac, E. Larger // Diabetes & Metabolism. – 2015. – V. 41, №1 – P. 18–27.
- Исмаилова К. И. Анемия у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа / Исмаилова К. И. // Медицинские новости. – 2018. – №4. – С. 80–82.
- Schulz J. Individuelle systemische Biokorrektur – adjuvantes behandlungsverfahren beim Diabetes mellitus Typ II / J. Schulz, S. Heymann, U. Fuchs, M. Sturm, R. Klopp // Archiv Euromedica. – 2013. – V. 3, №2. – P. 40–44.
- Cheretaev I. Effect of combined normoxic barotherapy and individual systemic biocorrection on blood carbohydrate and lipid metabolism indicators in men and women with type 2 diabetes mellitus / I. Cheretaev, M. Akimova // European Journal of Clinical Investigation. – 2021. – V. 51, P. 1. – P. 55-56.
Список литературы на английском языке / References in English
- Ametov A. S. Saharnyj diabet i serdechno-sosudistye zabolevaniya [Diabetes mellitus and cardiovascular diseases] / A. S. Ametov, I. O. Kurochkin, A. A. Zubkov // Russkij medicinskij zhurnal [Russian Medical Journal]. – 2014. – № 13. – P. 954–959. [in Russian]
- Oganov R. G. Serdechno-sosudistye zabolevaniya v nachale XXI veka: medicinskie, socialnye, demograficheskie aspekty i puti profilaktiki [Cardiovascular diseases at the beginning of the XXI century: medical, social, demographic aspects and ways of prevention] / R. G. Oganov // Federalnyj spravochnik. Zdravoohranenie Rossii [Federal Directory. Healthcare of Russia]. – 2012. – V. 13. – P. 257–264. [in Russian]
- Olokoba A. B. Type 2 Diabetes Mellitus: A Review of Current Trends / A. B. Olokoba, O. A. Obateru, L. B. Olokoba // Oman Medical Journal. – 2012. – V. 27, № 4. – P. 269–273.
- Aghajanyan N. A. Body functions in conditions of hypoxia and hypercapnia [Funkcii organizma v usloviyah gipoksii i giperkapnii] / N. A. Aghajanyan, A. I. Elfimov. – M. : Medicine, 1986. – 272 p. [in Russian]
- Gusev E. I. Baroterapiya v kompleksnom lechenii ishemii i gipoksii mozga : Posobie dlya vrachej [Barotherapy in the complex treatment of ischemia and hypoxia of the brain: a guide for doctors] / E. I. Gusev, N. V. Kazanceva. – M. : publishing house NCSSKH im. A. N. Bakuleva RAMN, 2001. – 71 p. [in Russian]
- Klimko V. V. Primenenie normoksicheskoj baroterapii v ozdorovitelnyh i lechebno-reabilitacionnyh uchrezhdeniyah»: metodicheskie rekomendacii [The use of normoxic barotherapy in health-improving and medical-rehabilitation institutions: methodological recommendations] / V. V. Klimko, A. V. Shakula, V. E. Yudin. – M. : ROV VMMRKF, 2015. – 38 p. [in Russian]
- Le Roux P. Normoxia and Hyperoxia in Neuroprotection / Le Roux P. // Yearbook Int. Care Med. – 2014. – P. 449–461.
- Kazanceva N. V. Normoksicheskaya kompressiya v lechenii insulta [Normoxic compression in the treatment of stroke] / Kazanceva N. V. // Zhurnal nevrologii i psihiatrii [Journal of Neurology and Psychiatry]. – 2014. – №2. – P. 42–51. [in Russian]
- Kazanceva N. V. Vliyanie normoksicheskoj lechebnoj kompressii na mikrocirkulyaciyu pri ostrom insulte [Effect of normoxic therapeutic compression on microcirculation in acute stroke] / N. V. Kazanceva, N. A. Volkova, L. D. Makarova [i dr.]. // Zhurnal nevrologii i psihiatrii (Prilozhenie Insult) [Journal of Neurology and Psychiatry (Appendix Stroke)]. – 2005. – №13. – P. 25–29. [in Russian]
- Ajdarkin E. K. Primenenie integralnyh metodov ocenki zdorov'ya cheloveka v kompleksnyh obsledovaniyah [Application of integral methods for assessing human health in complex surveys] / E. K. Ajdarkin, L. N. Ivanickaya, M. I. Lednova // Valeologiya [Valeology]. – 2007. – №1. – P. 75–79. [in Russian]
- Apanasenko G. L. Maksimal'naya aerobnaya sposobnost' kak kriterij optimal'nosti ontogeneza [Maximum aerobic capacity as a criterion of optimal ontogenesis] / G. L. Apanasenko // Fiziologiya cheloveka [Human Physiology]. – 2010. – V. 36, №1. – P. 67–73. [in Russian]
- Lagutina A. A. Giperbaricheskaya oksigenaciya v kompleksnoj intensivnoj terapii dekompensirovannyh form saharnogo diabeta [Hyperbaric oxygenation in the complex intensive care of decompensated forms of diabetes mellitus] / A. A. Lagutina, D. G. Eremenko, S. A. Belyaevskij // Giperbaricheskaya fiziologiya i medicina [Hyperbaric Physiology and Medicine]. – 2003. – №4. – P. 21–28. [in Russian]
- Lagutina A. A. Intensivnaya terapiya saharnogo diabeta s ispolzovaniem giperbaricheskoj oksigenacii [Intensive therapy of diabetes mellitus with the use of hyperbaric oxygenation] / A. A. Lagutina, D. G. Eremenko, S. A. Belyaevskij // Vestnik intensivnoj terapii [Bulletin of intensive care]. – 2003. – №5. – P. 189–190. [in Russian]
- Lagutina A. A. Sostoyanie kletochnyh membran pri saharnom diabete i ego izmenenie pod vozdejstviem giperbaricheskogo kisloroda [The state of cell membranes in diabetes mellitus and its changes under the influence of hyperbaric oxygen] / A. A. Lagutina, D. G. Eremenko, S. A. Belyaevskij // Anesteziologiya i reanimatologiya [Anesthesiology and intensive care]. – 2004. – №3. – P. 57–58. [in Russian]
- Kayser B. Hypoxia, energy balance and obesity: from pathophysiological mechanisms to new treatment strategies / B. Kayser, S. Verges // Obes. Rev. – 2013 – V. 14, №7 – P. 579–592.
- Zanozina O. V. Svobodno-radikalnoe okislenie pri saharnom diabete 2-go tipa: istochniki obrazovaniya, sostavlyayushchie, patogeneticheskie mekhanizmy toksichnosti [Free-radical Oxidation at a Diabetes Mellitus of the 2nd Type: Sources of Formation, Components, Pathogenetic Mechanisms of Toxicity] / O. V. Zanozina, N. N. Borovkov, T. G. Sherbatyuk // Sovremennye tekhnologii v medicine [Modern Technologies in Medicine] . – 2010. – №3. – P. 104–112. [in Russian]
- Angelousiac A. Anaemia, a common but often unrecognized risk in diabetic patients: A review / A. Angelousiac, E. Larger // Diabetes & Metabolism. – 2015. – V. 41, №1 – P. 18–27.
- Ismailova K. I. Anemiya u pacientov s saharnym diabetom 2-go tipa [Anemia in patients with type 2 diabetes mellitus] / K. I. Ismailova // Meditsinskie Novosti [Medical News]. – 2018. – №4. – P. 80–82. [in Russian]
- Schulz J. Individuelle systemische Biokorrektur – adjuvantes behandlungsverfahren beim Diabetes mellitus Typ II / J. Schulz, S. Heymann, U. Fuchs, M. Sturm, R. Klopp // Archiv Euromedica. – 2013. – V. 3, №2. – P. 40–44.
- Cheretaev I. Effect of combined normoxic barotherapy and individual systemic biocorrection on blood carbohydrate and lipid metabolism indicators in men and women with type 2 diabetes mellitus / I. Cheretaev, M. Akimova // European Journal of Clinical Investigation. – 2021. – V. 51, S. 1. – P. 55-56.