Гипоксия является наиболее общей проблемой во многих областях знаний. Она проявляется при многих болезнях, при больших физических нагрузках в трудовых процессах и спорте, при нахождении в горах и высоких широтах [2, с. 117].
Несмотря на наличие достаточного количества методик и лекарственных препаратов, способных снизить влияние гипоксии на организм, продолжается интенсивный поиск факторов и способов защиты, применяемых как в комплексной терапии, так и индивидуально.
Один из подходов к решению проблемы нарушения энергетического обмена клеток и тканей основан на использовании адаптации к гипоксии. Достаточно давно установлено, что неспецифическая резистентность, развивающаяся в процессе адаптации к гипоксии, играет существенную роль в снижении воздействия на организм неблагоприятных факторов внешней среды, профилактике и лечении ряда заболеваний [4, с. 27].
Газовый состав крови играет ключевую роль в оценке физиологического статуса человека, находящегося в условиях высокогорья. Параметрами оксигенации артериальной крови являются парциальное давление кислорода (pО2), насыщение крови кислородом (SaO2) и концентрация гемоглобина.
Хотя все параметры важны, рО2 в первую очередь отражает поступление кислорода из легких, а SaO2 указывает на степень использования транспортной емкости крови. Ключевым параметром, определяющим степень поглощения кислорода, является парциальное давление кислорода (pО2).
Транспорт кислорода, т. е. количество кислорода, транспортируемое литром артериальной крови, зависит в основном от концентрации гемоглобина (Hb) в крови, парциального давления кислорода в артериальной крови (pО2) и насыщения кислородом артериальной крови SaO2 [1, с.1282].
SaO2 – насыщение (сатурация) кислородом – процентное содержание оксигемоглобина в гемоглобине, способном переносить кислород. Величина SaO2 позволяет оценить уровень оксигенации гемоглобина, или диссоциации оксигемоглобина. Нормальное значение SaO2 указывает на достаточное использование реальной способности к транспорту кислорода, низкое SaO2 (если снижение SaO2 происходит спонтанно) является причиной нарушения поглощения кислорода [1, с.1283].
Адаптационные резервы здоровья в организме быстро совершенствуются в импульсном режиме воздействия гипоксии, т.к. при этом с заданной условиями нагрузки частотой в тканях происходит смена гипоксии на гипероксию и наоборот. В результате этого между уровнем активных оксидантов и формированием антиоксидантной защиты наступает динамическое равновесие на клеточном уровне биологической интеграции, что по современным представлениям является основой совершенствования резервов адаптационных возможностей организма [3, с. 292].
Цель исследования – изучение динамики сатурации кислорода в условиях высокогорной импульсной (разовой) гипоксии.
Методы и объекты исследования: в исследовании принимали участие 11 практически здоровых людей (добровольцев) в возрасте 22-23 лет.
Проведено пять серий исследования в рамках одного выезда – до восхождения на Эльбрус – г. Нальчик (высота 512 м), на поляне «Азау-1» (высота 2300м), в условиях высокогорья на станции «Мир» (3500 м), спуск после восхождения на поляне «Азау-2» и в г. Нальчике (высота 512 м). Исследование проводилось в импульсном режиме – пять дней с интервалом в один день между ними.
Статистическая обработка полученных данных произведена с помощью программы Microsoft Excel 2003. Определяли достоверность различий между данными в фоне, опыте и последействии на основе расчета t-критерия Стьюдента. Достоверность результатов оценивали по уровню значимости р<0,05. Для измерения динамики насыщения крови кислородом (SaO2) во время исследования использовали метод пульсоксиметрии (пульсоксиметр – модель ЭЛОКС — 01М).
Результаты исследования: фоновые значения SaO2, полученные в первый день исследования были равны в среднем 97,41±0,05%. При подъеме в горы, изучение результатов выявило достоверное снижение средних значений SaO2 в диапазоне от 92,01±0,19% (рис.1) на поляне («Азау-1») и до 84,26±0,35% на станции («Мир»). Возвращение на поляну «Азау-2» и в г. Нальчик привело к повышению сатурации кислорода соответственно до 93,54±0,11% и 95,97± 0,03%.
Таким образом, отмечается тенденция к снижению показателей SaO2 при наборе высоты на уровнях Фон – «Азау-1» – «Мир», а также повышение значений сатурации кислорода по возвращении на «Азау-2» и в г. Нальчик.
На второй день исследования фоновые показатели SaO2 были равны в среднем 97,02±0,04% (рис. 2). При подъеме на станции «Азау-1» и «Мир», показатели сатурации кислорода несколько снизились до значений, равных 92,60±0,20% и 86,38±0,16% соответственно. Снижение высоты над уровнем моря характеризовалось возрастанием уровня SaO2 на станции «Азау-2» и в г. Нальчике соответственно с 92,46±0,19% до 95,80±0,07%.
Фоновые данные SaO2, полученные на третий день исследования равнялись в среднем 96,62±0,04%. Набор высоты выявил сохранение тенденции к снижению SaO2, диапазон значений составлял от 93,55±0,14% и до 88,04±0,30% на поляне «Азау-1» и «Мир» соответственно. Спуск на станцию «Азау-2» и в г. Нальчик показал достоверное увеличение сатурации кислорода, причем параметры, полученные по итогам пульсоксиметрии практически совпадают (94,10± 0,30% «Азау-2» и 94,17±0,07% г. Нальчик).
Таким образом, отмечается достоверное снижение показателей сатурации кислорода при повышении высоты на поляне «Азау-1» и станции «Мир», по сравнению с фоном, и увеличение параметров SaO2 на поляне «Азау-2», и по приезде в г. Нальчик.
Рисунок 3. Значения SaO2 в третий день исследования.
На четвертый день исследования фоновые значения SaO2 равнялись в среднем 97,35±0,06%. При подъеме на высоту отмечалось уменьшение показателя сатурации кислорода, достигающего — 92,73±0,11% и 86,90±0,30% (поляна «Азау-1» и станция «Мир» соответственно). Снижение высоты над уровнем моря сопровождалось увеличением SaO2 до 94,07±0,14% на поляне «Азау-2» и далее до 95,97±0,03% в г. Нальчике.
Таким образом, полученные результаты сохраняют тенденцию к снижению уровня SaO2 при изменении высоты на уровнях Фон – «Азау-1» – «Мир», а также к повышению значений сатурации кислорода после спуска на «Азау-2» и в г. Нальчик.
На пятый день исследования фоновые значения исследуемого показателя достигают в среднем 96,93±0,03%. На поляне «Азау-1» – станции «Мир» отмечается снижение уровня SaO2, в диапазоне от 92,85±0,16% и до 86,99±0,23% соответственно. При спуске на поляну «Азау-2», значение сатурации крови удерживается на уровне 92,92±0,15%.
Рисунок 4. Значения SaO2 в четвертый день исследования.
По возвращении в г. Нальчик, показатель SaO2 нормализуется и становится равным 96,67±0,09%.
Таким образом, все значения SaO2 не отличаются от показателей предыдущих выездов, т. е. достоверно снижаются на поляне «Азау-1» – станции «Мир», в сравнении с Фоном, повышаясь, однако на станции «Азау-2» и в г. Нальчик.
Следовательно, во время всех выездов отметилось достоверное снижение значений SaO2 на уровнях «Азау-1» и «Мир», по сравнению с фоновыми значениями, а также увеличение показателей сатурации кислорода при спуске на станцию «Азау-2» и в г. Нальчик. Интересные колебания SaO2 обнаружились на станции «Мир», при которых отмечается повышение параметров во время каждого выезда, вплоть до стабилизации уровня SaO2 на последнем выезде. Однако, по результатам, полученным во втором выезде, отмечается увеличение сатурации кислорода на станции «Мир» на 2,12% по сравнению с данными первого выезда. Кроме того, значение SaO2 на станции «Мир» соответствующее 88,04% является пиком, при котором происходит закрепление адаптации, что имеет большое значение, так как обнаруживается, что для закрепления адаптации достаточно 3 дней. На четвертый день исследования достоверно отмечается некоторое снижение параметров SaO2 на станции «Мир», по сравнению с параметрами третьего выезда. Данные, полученные на пятый день исследования, стабилизировались и удерживались на уровне, близком к значениям SaO2 четвертого выезда.
Рисунок 5. Значения SaO2 в пятый день исследования.
Значения SaO2 на 3, 6 и 9 дни последействия равны в среднем 96,28±0,09%; 96,66±0,08%; 96,66±0,05% соответственно, что свидетельствует о снижении сатурации кислорода относительно фонового значения (97,41±0,05%) и стабилизации данного показателя на шестой день последействия на определенном уровне 96,66±0,08%. Эти изменения уровня SaO2 говорят о том, что в условиях последействия в организме происходит усиление антиоксидантной защиты.
Рисунок 6. Значения SaO2 в последействии.
Список литературы:
- Арабова З. У., Шукуров Ф. А. Оценка параметров оксигенации в условиях высокогорья// Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. — № 4. – Т. 17. — 2012. — С. 1282-1284.
- Борисенко Н. С., Головина А. С. Реакции дыхательной системы человека на нормобарическую гипоксическую гипоксию// Вестник Российской военно-медицинской академии. — № 1. — 2010. — С. 117-126.
- Вондимтека Т. Д., Шаов М. Т., Пшикова О. В. Изменение адаптационного потенциала организма в условиях высокогорья и субтропического климата под воздействием физических упражнений// Вестник Самарского центра РАН. Проблемы прикладной экологии. — 2014. — С. 291-295.
- Макаренко А. Н., Карандеева Ю. К. Адаптация к гипоксии как защитный механизм при патологических состояниях// Вестник проблем биологии и медицины. — №2. – Т. 1. — 2013. — С. 27-32.[schema type=»book» name=»ИЗМЕНЕНИЕ САТУРАЦИИ КИСЛОРОДА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ГИПОКСИИ» author=»ИЗМЕНЕНИЕ САТУРАЦИИ КИСЛОРОДА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ГИПОКСИИ» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-21″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)» ebook=»yes» ]