Кислородное голодание мозга

Широко известно, что кислород жизненно необходим практически всем живым существам для поддержания жизни. Но, современные мегаполисы далеки от экологически положительных условий. Постоянно работающие заводы, выхлопы транспорта и проблемы с экологией это факторы, снижающие качество вдыхаемого воздуха.

Кислородное голодание: причины возникновения и симптомы

Кислородное голодание – гипоксия – это пониженное содержание уровня кислорода в организме или отдельных органах и тканях. Это достаточно тяжелое заболевание, требующее лечения. И в отличие от других патологических состояний организма, кислородное голодание можно контролировать, а соответственно полностью вылечить.

Существует ряд причин, которые могут вызвать гипоксию:

— снижение кислородного объема в воздухе, например, при длительном нахождении в плохо проветриваемом помещении;

— отравление продуктами горения (при пожаре);

— нарушение работы дыхательных органов (травмы грудной клетки, астма, опухоли);

— большая кровопотеря;

— прием некоторых лекарственных препаратов;

— заболевания сердечно-сосудистой системы, например, ишемия;

— злоупотребление вредными привычками, в частности курением.

Основными симптомами кислородного голодания считаются:

— повышенная возбудимость нервной системы, вялость, неспособность выполнения простых задач, перепады настроения, развитие депрессивного состояния;

— головокружение, тошнота, рвота, обморочные состояния, судороги;

— учащенное сердцебиение;

— нарушение зрения, темнота в глазах;

— изменение цвета кожных покровов;

— общее физическое недомогание.

Гипоксия мозга у взрослых и детей

Мозг — наиболее нуждающийся в кислороде орган человеческого организма. Кислород в мозг попадает через сложную систему кровоснабжения, а затем утилизируется его клетками. Любые нарушения в этой системе приводят к кислородному голоданию.

Кислородное голодание мозга у взрослых может развиться вследствие различных травм и заболеваний – при инсультах, перитоните или при ожогах. Такое состояние характеризуется снижением давления, головокружением, тошнотой, учащенным сердцебиением, потерей сознания. , последствиях и лечении Вы можете узнать из нашей статьи.

У детей к состоянию гипоксии может привести ожоги, в том числе химические, сердечная недостаточность, отек гортани как следствие аллергической реакции. Но, как правило, диагноз кислородное голодание малышам ставится при рождении. Это достаточно частая патология новорожденных, развитие которой может спровоцировать как сама беременная (курение), так и другие факторы (порок внутриутробного развития). Подробную информации о гипоксии при беременности можно узнать из видео.

Лечение кислородного голодания

При лечении гипоксии важно выявит основную причину. В случае, когда гипоксия вызвана аллергической реакцией, по возможности устранить аллерген. Если причиной является отравление угарным газом, обеспечить пострадавшему приток свежего воздуха. В любом случае, до прибытия медицинского работника, при проявлении симптомов гипоксии необходимо:

1. Обеспечить приток свежего воздуха.
2. Освободить пострадавшего от одежды.
3. По необходимости, устранить воду из легких.
4. Принять необходимые меры для остановки кровотечений.
5. Выполнить непрямой массаж сердца и искусственное дыхание.

Увеличение кислорода в организме в домашних условиях

Лечение гипоксии, особенно с применением лекарственных препаратов, осуществляется под строгим контролем лечащего врача. Но, с целью профилактики приступов гипоксии, а также увеличения количества поступающего в организм кислорода, необходимо организовать такой образ жизни, который бы предусматривал:

1. Правильное питание.

Кровь является поставщиком кислорода в организм. Чем чище сосуды, по которым двигается кровь, тем быстрее она циркулирует, а значит, тем лучше работает тот или иной орган. Значит, необходимо обеспечить организм таким питанием, которое бы не «засоряло» кровеносные сосуды.

1. Умеренные физические нагрузки и выполнение дыхательной гимнастики.

Вместо посиделок за компьютером или телевизором больше находитесь на свежем воздухе. Больше ходите пешком. Чаще проветривайте помещение, в котором находитесь, а особенно в котором спите.

1. Наладьте распорядок трудового дня.

При сидячей и малоподвижной работе устраивайте разгрузочные перерывы для разминки. Это поможет избежать застоя крови в сосудах.

1. Соблюдайте режим отдыха.

Для нормального функционирования организма, ему необходимо в среднем 8 часов сна. Избегайте долгих посиделок. Старайтесь ложиться спать в одно и то же время.

1. Откажитесь от вредных привычек.

Злоупотребление вредными привычками, в частности курением, несет в себе опасность насыщения организма вредными веществами – токсинами и канцерогенами. Учащается дыхание, а вследствие, клетки крови перестают воспринимать кислород.

1. Сведение к минимуму стрессовых ситуаций.

Перевозбуждение мозга нарушает функционирование нейронов, и приводит к снижению восстановительной функции организма.

В каких органах кровь насыщается кислородом? Ответ на данный вопрос знает далеко не каждый. Однако абсолютно всем известно, что значительное понижение уровня этого газа в крови человека чревато различными заболеваниями сосудов, дыхательной системы и сердечной мышцы.

В каких органах кровь насыщается кислородом?

Чтобы ответить на этот вопрос, следует сначала вспомнить школьную тему по анатомии «Большой круг кровообращения». Ведь именно во время этого процесса ткани организма насыщаются всеми необходимыми веществами и кислородом. А происходит это следующим образом: из левого желудочка сердечной мышцы постепенно поступает по артериям ко всем органам тела. В результате большого круга в капиллярах происходит своеобразный газообмен. Другими словами, кислород из крови переходит в ткани, а углекислый поступает из тканей в кровь. При этом красные тельца становятся венозными и по полым венам поступают в правое предсердие, а после этого и в правый желудочек.

Насыщение крови кислородом происходит в легких. Об этом знает практически каждый школьник. Кстати, этот элемент переносится ко всем внутренним органам и тканям не только при помощи нашего природного насоса - сердца, но благодаря специальным белкам-переносчикам, которые содержатся в красных тельцах или так называемых эритроцитах. В медицине их принято называть гемоглобином. Именно он показывает степень и уровень насыщения крови кислородом.

Норма кислорода в крови

В каких органах кровь насыщается кислородом, мы выяснили. Однако сразу же возникает следующий вопрос о том, какова его норма. Стоит заметить, что в нормальном состоянии практически весь гемоглобин связывается с кислородом. При этом сам показатель насыщения варьируется в пределах от 96% до 99%. Если этот уровень снижается и становится меньше 95%, то у человека наблюдаются тяжелые формы заболеваний сосудов, дыхательной системы и сердечной мышцы. Кроме того, при выраженной анемии (то есть при значительном понижении уровня гемоглобина) больной может замечать и другие изменения в организме (например, слабость, ухудшения состояния ногтей, кожи и пр.).

Если у больного наблюдаются хронические заболевания легких и сердца, то такое отклонение свидетельствует об обострении болезни. В этой ситуации следует сразу же обратиться к специалистам. В случае если насыщение крови кислородом замедляется на фоне пневмонии, гриппа, простуды и других острых респираторных инфекций, то это свидетельствует о довольно тяжелом течении болезни.

Ложное занижение уровня кислорода

О том, в каких органах кровь насыщается кислородом, мы рассказали чуть выше. Сейчас же следует отметить, что во время медицинского обследования существует несколько факторов, которые нередко приводят к ложному занижению нормального уровня красных телец. Поэтому для правильной постановки диагноза крайне важно провести несколько лабораторных измерений подряд.

Пульсоксиметрия: суть метода, показания и применение, норма и отклонения

Одним из основных показателей нормально функционирующего организма является насыщенность артериальной крови кислородом . Этот параметр отражается на числе эритроцитов, а определить его помогает пульсоксиметрия (пульсовая оксиметрия).

Вдыхаемый воздух попадает в легкие, где имеется мощнейшая сеть капилляров, поглощающих кислород, столь необходимый для обеспечения многочисленных биохимических процессов. Как известно, кислород не отправляется в «свободное плавание», иначе клетки не смогли бы ее получить в достаточном количестве. Для доставки этого элемента к тканям природой предусмотрены переносчики – эритроциты.

Каждая молекула гемоглобина, находящаяся в красной кровяной клетке, способна связать 4 молекулы кислорода, а средний процент насыщенности эритроцитов кислородом называют сатурацией. Этот термин хорошо знаком анестезиологам, которые по параметру сатурации оценивают состояние пациента во время наркоза.

Если гемоглобин, используя все свои резервы, связал все четыре молекулы кислорода, то сатурация будет 100%. Совершенно необязательно, чтобы этот показатель был максимальным, для нормальной жизнедеятельности достаточно иметь его на уровне 95-98% . Такой процент насыщения вполне обеспечивает дыхательную функцию тканей.

Случается, что сатурация падает, и это всегда признак патологии, поэтому игнорировать показатель нельзя, особенно, при болезнях легких, во время хирургических вмешательств, при отдельных видах лечения. Контролировать насыщение крови кислородом призван прибор пульсоксиметр , а мы далее разберемся, как он работает и каковы показания для его применения.

Принцип пульсоксиметрии

В зависимости от того, насколько насыщен гемоглобин кислородом, меняется длина световой волны, которую он способен поглотить. На этом принципе основано действие пульсоксиметра, состоящего из источника света, датчиков, детектора и анализирующего процессора.

Источник света излучает волны в красном и инфракрасном спектре, а кровь поглощает их в зависимости от числа связанных гемоглобином кислородных молекул. Связанный гемоглобин улавливает инфракрасный поток, а неоксигенированный – красный. Не поглощенный свет регистрируется детектором, аппарат подсчитывает сатурацию и выдает результат на монитор. Метод неинвазивный, безболезненный, а его проведение занимает всего 10-20 секунд.

Сегодня применяется два способа пульсоксиметрии:

1. Трансмиссионная.
2. Отраженная.

При трансмиссионной пульсоксиметрии световой поток проникает сквозь ткани, поэтому для получения показателей сатурации излучатель и воспринимающий датчик нужно располагать с противоположных сторон, между ними – ткань. Для удобства проведения исследования датчики накладывают на небольшие участки тела – палец, нос, ушная раковина.

Отраженная пульсоксиметрия предполагает регистрацию световых волн, которые не поглощаются оксигенированным гемоглобином и отражаются от ткани. Этот метод удобен для применения на самых разных участках тела, где датчики расположить друг напротив друга технически невозможно либо расстояние между ними будет слишком велико для регистрации световых потоков – живот, лицо, плечо, предплечье. Возможность выбора места исследования дает большое преимущество отраженной пульсоксиметрии, хотя точность и информативность обоих способов примерно одинакова.

Неинвазивная пульсоксиметрия имеет некоторые недостатки, в числе которых — изменение работы в условиях яркого света, движущихся объектов, наличия красящих веществ (лак для ногтей), необходимость точного позиционирования датчиков. Погрешности в показаниях могут быть связаны с неправильным наложением устройства, шоком, гиповолемией у пациента, когда прибор не может уловить пульсовую волну. Отравление угарным газом и вовсе может показывать стопроцентную сатурацию, в то время как гемоглобин насыщен не кислородом, а СО.

Области применения и показания к пульсоксиметрии

В человеческом организме предусмотрены «запасы» пищи и воды, но кислород в нем не хранится, поэтому уже через несколько минут с момента прекращения его поступления начинаются необратимые процессы, ведущие к гибели. Страдают все органы, а в большей степени – жизненно важные.

Хронические нарушения оксигенации способствуют глубоким расстройствам трофики, что отражается на самочувствии. Появляются головные боли, головокружение, сонливость, ослабляется память и мыслительная деятельность, появляются предпосылки к аритмиям, инфарктам, гипертензии.

Врач на приеме или при осмотре больного на дому всегда «вооружен» стетоскопом и тонометром, но хорошо бы иметь при себе портативный пульсоксиметр, ведь определение сатурации имеет огромное значение для широкого круга пациентов с патологией сердца, легких, системы крови. В развитых странах эти приборы используют не только в клиниках: врачи общей практики, кардиологи, пульмонологи активно применяют их в повседневной работе.

К сожалению, в России и других странах постсоветского пространства пульсоксиметрия проводится исключительно в отделениях реанимации, при лечении больных, находящихся в шаге от смерти. Это связано не только с дороговизной аппаратов, но и с недостаточной осведомленностью самих врачей о важности измерения сатурации.

Определение оксигенации крови служит важным критерием состояния пациента при проведении наркоза, транспортировке тяжело больных пациентов, во время хирургических операций, поэтому широко применяется в практике анестезиологов и реаниматологов.

Недоношенные новорожденные, имеющие вследствие гипоксии высокий риск повреждения сетчатки глаза и легких, также нуждаются в пульсоксиметрии и постоянном контроле сатурации крови.

В терапевтической практике пульсоксиметрия применяется при патологии органов дыхания с их недостаточностью, нарушениях сна с остановкой дыхания, предполагаемом цианозе разной этиологии, в целях контроля терапии хронической патологии.

Показаниями к проведению пульсоксиметрии считают:

• Дыхательную недостаточность вне зависимости от ее причин;
• Оксигенотерапию;
• Анестезиологическое пособие при операциях;
• Послеоперационный период, особенно, в сосудистой хирургии, ортопедии;
• Глубокую гипоксия при патологии внутренних органов, системы крови, врожденных аномалиях эритроцитов и др.;
• Вероятный синдром ночных апноэ (остановка дыхания), хроническая ночная .

Ночная пульсоксиметрия

В ряде случаев возникает необходимость в измерении сатурации ночью. Некоторые состояния сопровождаются остановкой дыхания, когда пациент спит, что представляется весьма опасным и даже грозит гибелью. Такие ночные приступы апноэ нередки у лиц с высокой степенью ожирения, патологией щитовидной железы, легких, гипертонией.

Больные, страдающие нарушениями дыхания во сне, жалуются на ночной храп, плохой сон, дневную сонливость и чувство недосыпания, перебои в сердце, головную боль. Эти симптомы наталкивают на мысли о вероятной гипоксии во время сна, подтвердить которую можно только с помощью специального исследования.

Компьютерная пульсоксиметрия, проводимая ночью, занимает много часов, во время которых контролируется сатурация, пульс, характер пульсовой волны. Прибор определяет концентрацию кислорода за ночь до 30 тысяч раз, сохраняя в памяти каждый показатель. Совершенно необязательно, чтобы пациент находился в это время в больнице, хотя зачастую этого требует его состояние. При отсутствии риска для жизни со стороны основного заболевания, пульсоксиметрию проводят дома.

Алгоритм пульсоксиметрии во сне включает:

1. Фиксацию датчика на пальце и воспринимающего устройства на запястье одной из рук. Прибор включается автоматически.
2. На протяжении всей ночи пульсоксиметр остается на руке, и всякий раз, как пациент проснется, это фиксируется в специальном дневнике.
3. Утром, проснувшись, больной снимает прибор, а дневник отдает лечащему врачу для анализа полученных данных.

Анализ результатов проводится за промежуток с десяти часов вечера и до восьми утра. В это время пациент должен спать в комфортных условиях, с температурой воздуха около 20-23 градусов. Перед сном исключается прием снотворных препаратов, кофе и чая. Любое действие – пробуждение, прием медикаментов, приступ головной боли – фиксируется в дневнике. Если во время сна установлено снижение сатурации до 88% и ниже, то больной нуждается в длительной оксигенотерапии в ночные часы.

Показания к ночной пульсоксиметрии:

• Ожирение, начиная со второй степени;
• Хронические обструктивные заболевания легких с дыхательной недостаточностью;
• Гипертония и , начиная со второй степени;
• Микседема.

Если конкретный диагноз еще не установлен, то признаками, говорящими о возможной гипоксии, и, следовательно, являющимися поводом к пульсоксиметрии, будут: ночной храп и остановки дыхания во время сна, одышка ночью, потливость, нарушения сна с частыми пробуждениями, головной болью и чувством усталости.

Видео: пульсоксиметрия в диагностике остановки дыхания во сне (лекция)

Нормы сатурации и отклонения

Пульсоксиметрия направлена на установление концентрации кислорода в гемоглобине и частоты пульса. Норма сатурации одинакова для взрослого и ребенка и составляет 95-98% , в венозной крови — обычно в пределах 75% . Снижение этого показателя говорит о развивающейся гипоксии, повышение обычно наблюдается при проведении оксигенотерапии.

При достижении цифры в 94%, врач должен принимать срочные меры по борьбе с гипоксией, а критическим значением считают сатурацию 90% и ниже, когда пациенту требуется экстренная помощь. Большинство пульсоксиметров издают звуковые сигналы при неблагополучных показателях. Они реагируют на снижение насыщения кислородом ниже 90%, исчезновение или замедление пульса, тахикардию.

Измерение сатурации касается артериальной крови, ведь именно она несет кислород к тканям, поэтому анализ венозного русла с этой позиции не представляется диагностически ценным или целесообразным. При уменьшении общего объема крови, спазме артерий показатели пульсоксиметрии могут изменяться, не всегда показывая действительные цифры сатурации.

Пульс в состояние покоя у взрослого человека колеблется в пределах между 60 и 90 ударами в минуту, у детей ЧСС зависит от возраста, поэтому значения будут разными для каждой возрастной категории. У новорожденных малышей он достигает 140 ударов в минуту, постепенно снижаясь по мере взросления к подростковому возрасту до нормы взрослого.

В зависимости от предполагаемого места выполнения пульсоксиметрии, аппараты могут быть стационарными, с датчиками на кисти рук, для ночного мониторинга, поясные. Стационарные пульсоксиметры применяются в клиниках, имеют множество разных датчиков и хранят огромный объем информации.

В качестве портативных приборов наиболее популярны те, у которых датчики фиксируются на пальце. Они просты в применении, не занимают много места, могут быть использованы в домашних условиях.

Хроническая дыхательная недостаточность на фоне патологии легких или сердца фигурирует в диагнозах многих больных, но пристального внимания именно проблеме оксигенации крови не уделяется. Пациенту назначаются всевозможные лекарства для борьбы с основным заболеванием, а вопрос необходимости длительной терапии кислородом остается вне обсуждений.

Основным методом диагностики гипоксии в случае тяжелой дыхательной недостаточности является определение концентрации газов в крови. На дому и даже в поликлинике эти исследования обычно не проводятся не только из-за возможного отсутствия лабораторных условий, но и по причине того, что врачи не назначают их «хроникам», которые длительно наблюдаются амбулаторно и сохраняют стабильное состояние.

С другой стороны, зафиксировав факт наличия гипоксемии с помощью нехитрого прибора пульсоксиметра, терапевт или кардиолог вполне могли бы направить больного на оксигенотерапию. Это не панацея от дыхательной недостаточности, но возможность продлить жизнь и уменьшить риск ночных апноэ с гибелью. Тонометр известен всем, и сами больные им активно пользуются, но если бы распространенность тонометра была такой же, как и пульсоксиметра, то и частота выявления гипертонии была бы во много раз ниже.

Вовремя назначенная кислородотерапия улучшает самочувствие больного и прогноз заболевания, продлевает жизнь и снижает риски опасных осложнений, поэтому пульсоксиметрия – такая же необходимая процедура, как измерение давления или частоты пульса.

Особое место занимает пульсоксиметрия у субъектов с лишним весом. Уже при второй стадии заболевания, когда человека все еще называют «пухляком» или просто весьма упитанным, возможны серьезные расстройства дыхания. Остановка его во сне способствует внезапной гибели, а родственники будут недоумевать, ведь пациент мог быть молод, упитан, розовощек и вполне здоров. Определение сатурации во сне при ожирении – обычная практика в зарубежных клиниках, а своевременное назначение кислорода предупреждает смерть людей с лишним весом.

Развитие современных медицинских технологий и появление приборов, доступных широкому кругу пациентов, помогают в ранней диагностике многих опасных заболеваний, а применение портативных пульсоксиметров – уже реальность в развитых странах, которая постепенно приходит и к нам, поэтому хочется надеяться, что скоро метод пульсоксиметрии будет так же распространен, как использование тонометра, глюкометра или градусника.

Данный параметр может также называться "насыщение крови кислородом" и "индекс сатурации".

Кислород, вдыхаемый вместе с атмосферным воздухом, переносится к органам с помощью специального белка-переносчика - гемоглобина, который содержится в красных кровяных тельцах, эритроцитах. Уровень кислорода в крови или степень насыщения крови кислородом показывает, какое количество гемоглобина в организме находится в связанном с кислородом состоянии. В норме почти весь гемоглобин связан с кислородом, при этом показатель насыщения варьирует в диапазоне от 96% до 99%. Снижение уровня кислорода крови ниже 95-96% может наблюдаться при тяжёлых заболеваниях дыхательной и сердечно-сосудистой системы, а также при выраженной анемии, когда наблюдается значительное снижение уровня гемоглобина в крови. При хронических заболеваниях сердца и лёгких снижение данного показателя может свидетельствовать об обострении заболевания, в подобной ситуации необходимо обратиться за медицинской помощью. Снижение уровня кислорода в крови на фоне простуды, гриппа, острых респираторных вирусных инфекций, пневмонии и других заболеваний лёгких может свидетельствовать о тяжёлом течении заболевания.

Особенно важен показатель уровня кислорода для лиц с хроническими заболеваниями легких, в том числе с хроническим бронхитом.

При выполнении исследования, следует учитывать, что ряд факторов может приводить к ложному занижению уровня кислорода в крови. К таким фактором относится наличие маникюра, особенно с использованием тёмных оттенков лака, движение рук или дрожь пальцев во время исследования, наличие сильного внешнего источника света, солнечного или искусственного, а также близкое расположение источников сильного электромагнитного излучения, таких как мобильные телефоны. Низкая температура в помещении, где проводится исследование, также может приводить к погрешностям в измерениях.

У каждого человека могут наблюдаться небольшие индивидуальные колебания уровня насыщения крови кислородом. Для правильной интерпретации изменений данного показателя особенно важно провести несколько измерений. Это позволит выявить индивидуальные особенности колебания уровня кислорода крови, и в дальнейшем поможет правильно трактовать те или иные изменения.

Тип пульсовой кривой

По типу пульсовой волны можно косвенно судить об эластичности стенок артерий. Различают три типа пульсовых волн: А, В и С. Формирование различных форм пульсовых волн происходит в зависимости от временного интервала между двумя компонентами пульсовой волны: прямой и отражённой волной. В норме, первый компонент пульсовой волны, прямая волна формируется ударным объёмом крови во время систолы, и направляется от центра к периферии. В местах разветвлений крупных артерий формируется второй компонент пульсовой волны, отражённая волна, которая распространяется от периферических артерий к сердцу. У молодых, здоровых людей без заболеваний сердца, отражённая волна достигает сердца в конце сердечного сокращения или в начале фазы расслабления, что позволяет сердцу работать легче и способствует улучшению кровотока в сосудах сердца (коронарных сосудах), так как их кровенаполнение происходит преимущественно в период диастолы. При этом, формируется тип кривой пульсовой волны С, на которой отчётливо видны две вершины, первая соответствует максимуму прямой волны, вторая, меньшая - максимуму отражённой волны. Ниже - иллюстрация пульсовой волны типа С:

С увеличением жёсткости артерий скорость распространения по ним пульсовых волн возрастает, при этом отражённые волны возвращаются к сердцу в период ранней систолы, что значительно увеличивает нагрузку на сердце, т.к. каждая предыдущая отражённая волна «гасит» следующую прямую волну. Другими словами, сердцу, качающему кровь, приходится совершать дополнительную работу для сопротивления несвоевременно пришедшей, наслаивающейся на сокращение пульсовой волне. Временной интервал между максимумами прямой и отражённой волн уменьшается, что графически выражается в формировании кривой пульсовой волны типа А и В. Данные типы пульсовых волн характерны для пожилых лиц, а также для больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Ниже проиллюстрированы типы пульсовых волн B и A.

Важно отметить, что в формирование пульсовых волн определённого типа существенный вклад вносит не только системная жёсткость крупных артерий, величина довольно стабильная и мало поддающаяся обратному развитию, но и тонус мелких артерий, показатель, напротив, довольно лабильный, и в норме легко изменяющийся под действием различных внешних факторов. Поэтому, при получении результатов, не соответствующих возрасту, в первую очередь, убедитесь в соблюдении правил проведения исследования. Ориентируйтесь не на результаты единичных случайных измерений, а на изменения показателей в динамике, наибольшей достоверностью обладает серия результатов, зарегистрированных в течение продолжительного времени. Старайтесь проводить измерения в определённое время суток и на одной и той же руке, лучше «рабочей». Оптимальным временем для проведения исследования считаются утренние часы, с 9 до 11.

Частота пульса

В норме данный показатель колеблется в диапазоне от 60 до 90 ударов в минуту и может существенно изменяться в течение суток, в зависимости от физической активности, вида деятельности, общего самочувствия. Во многом частота пульса у здоровых людей зависит от уровня физического развития, тренированности организма. Так частота пульса от 60 до 70 ударов в минуту в состоянии покоя свидетельствует о хорошем уровне физической подготовки. У профессиональных спортсменов и лиц, активно занимающихся фитнессом, частота пульса может опускаться ниже 60 ударов в минуту, что в подобных ситуациях принято рассматривать как вариант нормы. У лиц с низкой физической активностью, избыточным весом и ожирением частота пульса может достигать 80 и выше ударов в минуту. Важно отметить, что в зависимости от различных внешних условий, частота пульса может варьировать в значительных диапазонах, существенно превышающих нормальные значения. Так, в период сна частота пульса может составлять менее 60 ударов в минуту, а при выраженных физических нагрузках - достигать 120-140 ударов. Поэтому, при первичной оценке результатов, убедитесь, что исследование проводилось в комфортных условиях, в спокойном состоянии.

При получении вами результатов выше или ниже общепринятых нормальных значений, не стоит опираться на единичные измерения. Оцените динамику показателей в течение нескольких дней или недель, с этой целью предусмотрена специальная опция прибора - просмотр тенденций. Проводите измерения в период спокойного бодрствования, например утром, после ночного сна. Показатели, полученные при измерении в вечерние время, могут быть несколько хуже истинных значений, из-за последствий рабочего дня, таких как стресс, усталость, ношение неудобной обуви или одежды и т.д.

Изменение показателей частоты пульса менее 60 или более 90 ударов в минуту, в ряде случаев, может быть врождённой, обусловленной конституционно особенностью работы сердечно-сосудистой системы. Особенно, если отклонения от нормы незначительны, от 90 до 100 или от 50 до 60 ударов в минуту, и регистрируются непостоянно. Значительные колебания частоты пульса могут быть связаны с серьёзными заболеваниями сердечно-сосудистой и эндокринной системы. При наличии стойкой тенденции к снижению частоты пульса менее 60 или к увеличению более 90 ударов в минуту, следует обратиться к врачу, особенно если изменения частоты пульса сопровождаются другими жалобами, такими как слабость, чувство дурноты, потери сознания, или сердцебиение, потливость, дрожание рук и т.п. Кроме этого, на начальном этапе обследования, существенную информацию о работе сердца может дать грамотный анализ электрокардиограммы.

Биологический возраст сосудов

Возраст сосудистой системы (VA - Vascular Aging), измеряемый приборами АнгиоСкан, - это параметр, показывающий Ваш биологический возраст, т.е. изношенность Вашего организма. Нужно отметить, что данный подход основан на общепринятом мнении о том, что состояние человека определяет его сосудистое русло.

Тест на биологический возраст

Определение биологического возраста при помощи приборов АнгиоСкан занимает примерно две минуты (в зависимости от частоты пульса), не требует специальной подготовки оператора, который проводит тест, и абсолютно безвреден для организма.

Измеряется "изношенность" в годах, и принципиально важным при интерпретации результатов теста является различие между календарным возрастом и биологическим. Хорошо, если биологический меньше календарного, и наоборот.

Однако, не следует тревожиться из-за разницы в несколько лет в худшую сторону. Во-первых, подобная ситуация не критична. Во-вторых, этот параметр зависит от состояния организма в конкретный момент времени: в конце тяжелой рабочей недели он один, после отпуска - совершенно другой, и т.д. Необходимо наблюдать, выявлять тенденции, анализировать.

Возраст сосудистой системы важно измерять в определенное время суток. Оптимальным временем являются утренние часы от 9 до 11. Важно также при измерении этого параметра постоянно проводить измерения на одной руке - оптимально правой. Это связано не только с тем, что на разных руках может быть различное артериальное давление, но с различной ангио архитектоникой сосудистого русла (брахицефальная область).

Биологический возраст - расчетный параметр, основанный на возрастном индексе. Для определения Vascular Aging строилось корреляционное поле зависимости возрастного индекса от даты рождения испытуемого, и затем по величине возрастного индекса рассчитывался возраст сосудистой системы. Данный подход достаточно широко используется, следует упомянуть работы японского исследователя Takazawa, а также близкий алгоритм расчета сосудистого возраста используется в приборе Pulse Trace американской компании Micro Medical.

Примерные данные возрастного индекса в зависимости от календарного возраста представлены в таблице:

Таблицы для определения биологического возраста

Существует множество различных способов для определения биологического возраста. Первый способ - на основе вышеописанного возрастного индекса, получаемого приборами АнгиоСкан как в клинических, так и в домашних условиях.

Возрастной индекс (AGI - Aging Index) - расчетный интегральный показатель, значение которого можно увидеть только в профессиональных версиях программы АнгиоСкан. Данный параметр является комбинацией показателей пульсовой волны, в который включены растяжимость артериальной стенки и амплитудные характеристики отраженной волны.

Второй способ требует лабораторных анализов для выявления количества холестерина и глюкозы в крови. Значения соответствия представлены в таблице:

Если Вы хотите определить свой биологический возраст в домашних условиях, проведите несколько тестов из перечня ниже и сравните свои результаты с нормами, представленными в таблице.

Нормы для женщин на 10-15% мягче представленных в таблице.

Эластичность (жескость) сосудов

Эластичность сосудов и их жесткость - обратные величины. Жесткость сосудов увеличивается из-за отложений на стенках кровеносных артерий холестерина и т.п. веществ.

После того, как сердце делает удар - выталкивает в сосуды порцию крови, - по аорте распространяется пульсовая волна, называемая прямой. Поскольку кровеносная система замкнута, эта волна отражается обратно - от точки бифуркации (место, где сосуды расходятся в ноги). Отраженная волна называется обратной. В зависимости от эластичности стенок кровеносных сосудов, время, через которое отраженная волна вернется обратно в исходную точку, может быть разным. Чем позже волна вернется - тем эластичнее артерии.

Время возврата волны, безусловно, зависит от длины пути, который проходит волна. Поэтому для измерения жесткости артерий нужно знать рост пациента, т.к. на его основе можно довольно точно рассчитать расстояние между сердцем и областью отражения пульсовой волны. Таким образом, индекс жесткости сосудов измеряется в метрах в секунду по формуле [Длина пути (метры) / Время прихода отраженной волны (секунды)].

Обычно при нормальной эластичности сосудов этот индекс равен 5-8 м/с, но при большой жесткости артериальных стенок его значение может достигать 14 м/с. Жесткость артерий сильно зависит от возраста пациента, поскольку у пожилых людей понижается количество эластина в стенке аорты. Также на этот параметр оказывает большое влияние артериальное давление - при повышенном давлении возрастает и индекс жесткости.

Диагностические приборы серии АнгиоСкан-01 измеряют этот параметр с достаточной точностью. В профессиональных версиях программ этот индекс обозначается как SI - Stiffness Index.

Также об эластичности сосудов свидетельствует индекс аугментации - мера разницы давлений в средней и поздней систоле.

Уровень стресса

Понятие уровня стресса в современном мире можно понимать по-разному. Состояние стресса для организма - это, в принципе, практически все, что происходит с организмом в состоянии, отличном от покоя. Поскольку организм умеет хорошо адаптироваться, большая часть воздействий не оказывает негативного влияния на организм.

Чрезмерно интенсивные физические нагрузки, сильный или длительный психологический (эмоциональный) стресс, температура окружающей среды (например, баня), долгое вождение автомобиля в пробке и пр. - это все то, что может наложить отпечаток на Ваш организм. Как же провести стресс тест и определить уровень стресса?

Один из способов - измерить индекс стресса, также известный как индекс напряжения регуляторных систем или индекс Баевского - он позволяет оценить вариабельность ритма сердца. Параметр характеризует состояние центров, регулирующих сердечно-сосудистую систему, т.е. как общее функциональное состояние организма, так и барорецепторный аппарат, особенно при проведении ортостатических проб (изменение положения тела). Говоря проще, узнать, как хорошо Ваш организм может адаптироваться к изменениям окружающей среды.

В организме человека давление постоянно меняется по самым разнообразным причинам, однако нельзя, чтобы в аорте давление менялось - оно должно быть постоянным. У организма есть всего один способ регулировать давление - это управление частотой пульса. Если барорецепторный аппарат работает хорошо, т.е. стресс низкий, то частота пульса будет постоянно меняться: в первый удар частота будет, например, 58, в следующий удар - 69, и т.д. (Разумеется, частоту пульса можно узнать уже по одному удару сердца, измерив длительность отдельной пульсовой волны). Когда организм в состоянии стресса, частота пульса, соответственно, будет постоянна в течение длительного времени.

Программа АнгиоСкан визуализирует индекс Баевского при помощи диаграммы, на которой по вертикальной оси откладывается количество ударов (с определенной частотой), а по горизонтали - собственно частоту (или время/длительность пульсовой волны).

Пример слева свидетельствует об удовлетворительном функциональном состоянии испытуемого. На графике видна выраженная вариабельность ритма сердца. В состоянии покоя акт дыхания "заставляет" адаптироваться число сердечных сокращений, а следовательно, и длительность пульсовой волны.

Картинка справа - пример протокола теста у испытуемого с крайне неудовлетворительным общим функциональным состоянием организма. Подобная ситуация возможна либо при выраженной симпатикотонии, либо при нарушении продукции монооксида азота.

Оценить индекс стресса можно и количественно по несложному алгоритму. Ниже в таблице приведены оценки значений уровня стресса:

Доставка кислорода к работающим мышцам является наиболее важным компонентом в упражнениях аэробного характера и, таким образом, транспортировка кислорода является основным лимитирующим фактором для видов спорта, связанных с проявлением выносливости. Специалисты, связанные со спортом, изыскивают разнообразные способы улучшения транспортировки кислорода с тем, чтобы улучшить спортивные достижения. Некоторые из них, такие как горная подготовка или иные условия, связанные с гипоксией этически вполне приемлемы. Другие же, связанные с медицинскими клиническими манипуляциями, являются запрещенными в спортивной практике. В данной статье Председатель медицинской и анти-допинговой комиссии ИААФ обсуждает разнообразные методы увеличения кислородного обеспечения работающих мышц, применяемые в практике или находящиеся в стадии разработки. Он анализирует развитие этих методов в спортивной практике, а также информирует о возможном риске при применении запрещенных субстанций и способов обнаружения их в организме спортсмена. В заключение J.M.Alonso выражает удовлетворение практикой мероприятий, проводимых в системе антидопинга.

Доктор Juan Manuel Alonso родился в 1962 году в Мадриде Испания. Он получил образование в Университете Мадрида по специальности «Спортивная медицина». С 1988 года он сотрудничает с испанской федерацией легкой атлетики (RFEA), а c 1996 года возглавляет медицинский отдел федерации. В 2003 году доктор J.M.Alonso назначен председателем Медицинской и Антидопинговой комиссии ИААФ.

Введение

Доставка кислорода к работающим мышцам является наиболее важным фактором обеспечения работоспособности в упражнениях, связанных с проявлением максимальной и субмаксимальной мощности. Транспортировку кислорода к работающим мышцам обеспечивает система кровеносных сосудов. Кислород доставляется посредством диффузии в плазме крови (3%) и в соединении с гемоглобином Hb (97%).

Увеличение насыщения крови кислородом возможно следующими путями: повышение концентрации Hb или увеличения емкости Hb, используя стимулирующие эффекты, а также применяя возможные заменители Hb. Применяя вышеназванные способы, снабжение кислородом улучшается и мышцы работают более продуктивно, позволяя достигать лучших результатов.

Внимание спортсменов, тренеров и специалистов спорта сосредоточено на способах улучшения качества выносливости при изменении содержания кислорода в транспортируемой крови. Некоторые из таких методов приемлемы, другие же являются запрещенными в легкой атлетике и других видах спорта. Автор данной статье поддерживает современные правила анти-допинга и осуждает искусственные запрещенные методы повышения работоспособности спортсменов.

Целью представленного исследования является анализ методов и препаратов, повышающих содержание кислорода в крови. Автор описывает развитие взглядов на данную проблему, эффективность применяемых средств и возможность риска при их применении и выражает надежду, что данная информация будет способствовать усилению борьбы с допингом.

1. Прямое воздействие гемоглобина (Hb)

Улучшение кислородного обеспечения непосредственным воздействием на Hb для увеличения количества красных кровяных телец (RBC) или модифицируя возможности Hb для повышения объема связываемого кислорода.

1.1 Трансфузия крови

Идея использования метода трансфузии крови возникла в 1970 годах. Использование «кровяного допинга» в беге на длинные дистанции, велогонках, лыжном спорте и биатлоне началось с Олимпийских игр 1972 года. В 1976 году медицинская комиссия Олимпийского комитета формально осудила применение этого метода, но практика его использования продолжалась. Только после откровения сделанного Олимпийским комитетом США в том, что семь членов команды США в 1984 использовали «кровяной допинг» этот метод был запрещен.

«Кровяной допинг» введен в список запрещенных манипуляций с любым видом крови как собственной, так и посторонней, а также с препаратами, содержащими эритроциты, плазму крови или иные ингредиенты.

В случае аутогемотрансфузии несколько порций крови (обычно ~450мл) забирается из вены спортсмена. Затем эритроциты разделяются и сохраняются для последующего введения в организм атлета. При температуре 4 град С эритроциты могут сохраняться в течение 35-42 дней. При температуре -65град С в глицерине они могут сохраняться до 10 лет. Если сохранение забранной крови производится при температуре 4 град С, то максимальное ее сохранение не более 42 дней и в этот срок необходимо ее использовать для обратной инъекции. Однако в течение этого срока костный мозг полностью не успевает восстановить весь дефицит потерянных эритроцитов, поэтому такой способ сохранения крови атлета не является оптимальным. Другой же способ конечно намного эффективнее, но требует специального оборудования и более дорог.

Обычно введение забранной предварительно крови производится от 1 до 7 дней до основного соревнования.

Считается, что метод аутогетрансфузии не является в полной мере безопасным, возможные ошибки при хранении могут привести к серьезным нарушениям здоровья атлета. Спортсмены также подвергаются риску внесения бактериальной инфекции в процессе медицинских манипуляций.

В случае простого дополнительного переливания крови спортсмены должны искать специальные центры или банки сохранения крови, которые могут представить им кровь, сохраняемую в течение не более 42 дней. Зачастую в некоторых странах получение крови является проблемой, т.к. она предпочтительно предоставляется соответствующим больным.

Существует также определенный риск заражения гепатитом В или С, а также ВИЧ инфекцией. Возможны также побочные явления, связанные с медицинскими манипуляциями - это повышение температуры и различные болевые ощущения.

В настоящее время намечен определенный прогресс в определении применения «кровяного допинга». Обнадеживающие результаты получены в использовании цитометрического метода, основанного на определении антител в результате появления различных групп эритроцитов. Однако определение аутогемотранфузии не является достаточно разработанным методом и требует дополнительных исследований.

В элитном спорте впервые на Олимпийских играх 2002 года использовался метод аутогемотрансфузии с использованием рекомбинантного эритропотеина (rHuEPO).

1.2 Внешние факторы, способствующие более эффективному производству компонентов крови

Естественным стимулятором роста предшественников клеток крови в костном мозге является ЭРО (эритропоэтин - гормон, регулирующий кроветворение), который связан с явлением гипоксии. Существуют несколько способов стимулировать производство ЭРО. Повышение количества эритроцитов достигается введением rHuEPO или однотипных продуктов, таких как капсулированного ЭРО или его имитаций, которые могут быть приобретены в медицинских магазинах.

1.2.1 Высокогорье и иные гипоксические воздействия

Известно, что гипоксия стимулирует эритропоэз, увеличивая, таким образом, массу Hb и количество красных кровяных телец и снижая общую величину плазмы крови. Начиная с 1968 года, когда Олимпийские игры проводились в Мексике, значительное количество исследований было проведено с целью определения воздействия нахождения в высокогорье на эффективность результатов, связанных с аэробной производительностью. Однако к настоящему времени все еще нет единого мнения по методологии подготовки с использованием высокогорья.

Levine et al в 1969 году представили концепцию, которая получила название «жить наверху - тренироваться внизу», выражающуюся в том, что спортсмены постоянно находятся на высоте 2000-2700 метров над уровнем моря, а тренируются на высоте 1000 метров или ниже. Считается, что проживание на высоте повышает уровень ЭРО, массу эритроцитов и количество гемоглобина. Это повышает возможности кроветворения и успешность тренировок и соревнований на уровне моря за счет повышения уровня максимального потребления кислорода (VO2max).

В последние годы спортсмены используют несколько различных способов, понижения гипоксии, которые соответствуют принципу «жить наверху - тренироваться внизу». Такие методы можно классифицмровать следующим образом: (1)нормобарическая гипоксия с использованием понижения парциального давления кислорода (достигается добавлением азота в изолированном помещении), (2) различные кислородные добавки, (3) сон в гипоксических условиях, (4) задержка дыхания.

Использование «высотных помещений» впервые было применено в Финляндии в 1990 годах, а затем распространилось по всему миру. Такие помещения позволяют создать условия аналогичные нахождению на высоте 2000 - 3000 метров над уровнем моря и следовать, таким образом, принципу «жить наверху - тренироваться внизу». Различные исследования полагают, что этот метод способствует повышению количества и массы эритроцитов, однако не все исследователи подтверждают такой факт. В некоторых наблюдениях отмечается, что при использовании такого метода повышаются также анаэробные возможности атлетов.

Использование кислородных добавок в условиях гипоксии в настоящее время недостаточно изучено и требует дополнительных исследований.

Спортсмены, занимающиеся видами спорта, связанными с проявлением выносливости, в последнее время используют различные приспособления, обеспечивающие гипоксию в условиях сна. Обычно они выглядят как специальные палатки и производят условия, соответствующие высоте до 4000 метров над уровнем моря. К настоящему времени нет опубликованных работ по эффективности воздействия этого метода на систему кроветворения и аэробную производительность.

Использование различных приемов по задержке дыхания в различные периоды отдыха и тренировочных занятий применяется некоторыми спортсменами, но нет достоверных свидетельств об эффективности данного метода. Некоторые данные косвенно говорят о повышении анаэробной мощности и анаэробной производительности, вопрос этот требует дополнительного исследования.

Считается, что использование различных приспособлений, создающих гипоксические условия, неприменимо по этическим соображениям. Известен факт, что применение таких устройств было запрещено организаторами Олимпийских игр 2000 года в Сиднее. Однако обоснований для такого запрета представлено не было. Олимпийский комитет Норвегии выступил с заявлением, в котором обосновал, что применение таких устройств не является нарушением этического характера.

1.2.2 Применение рекомбинантного эритропоэтина (rHuEPO)

Эритропоэтин (греч.erythros - красный + poietikos - создающий, производящий) - гормон, стимулирующий созревание и дифференцировку эритроцитов. В 1974 году Международной комиссией по биохимической номенклатуре включен в список пептидных гормонов, полученных в чистом виде. В организме содержание ЭРО регулируется гипоксией. Он генерируется в основном почками и около 10% может производиться печенью. Содержание этого гормона в плазме от 2ui/l до 24ui/l, у 95% людей его содержание соответствует 6-10 ui/l. Процесс созревания эритроцитов под воздействием ЭРО занимает от 5 до 9 дней.

Развитие рекомбинатной техники производства ЭРО методом клонирования привел к производству rHuEPO в 1985году. В Европе этот препарат появился в 1987 году, а в США в 1989г. В клинической практике его применяют при анемии, вызываемой почечной недостаточностью, а также при значительных потерях крови после различных операций. Более 500 000 пациентов в мире нуждаются в получении rHuEPO по различным показаниям.

Существуют несколько модификаций rHuEPO, используемых как в практике, так и находящихся в процессе исследований. Определено, что в спортивной практике этот препарат появился в 1988 году на зимних Олимпийских играх в Калгари. Запрещенное использование rHuEPO c целью повышения работоспособности применяется в виде инъекций вводимого препарата при дозах от 200 до 250 ui на килограмм веса атлета, при этом спортсмену дополнительно вводятся препараты железа. Такая практика может продолжаться в течение нескольких недель при 1-2 инъекциях в неделю.

Достаточно трудно объективно определить наличие rHuEPO в организме спортсмена. Хотя спортивная литература подтверждает использование этого препарата атлетами международного уровня, настоящих научных разработок, подтверждающих этот факт пока очень мало. Scarpino et al провели опрос 1015 итальянских спортсменов с целью выявления употребления приема rHuEPO или медицинских манипуляций с кровью. 7% атлетов подтвердили, что они регулярно используют такие методы, а 25% отметили, что они используют их от случая к случаю. Однако международный антидопинговый контроль считает, что лишь 3-6% спортсменов международного уровня применяют такие методы в своей практике.

Существует мнение, что применение «кровяного допинга» с использованием rHuEPO привело к смерти голландского велосипедиста в 1990 году. В то время использование этого препарата было совершенно бесконтрольным и достигало запредельных величин, которые вызывали дегидратацию и вели к образованию тромбозов. В настоящее время использование rHuEPO более обосновано, но все же связано с определенным риском.

Повышенная вязкость крови (Hct > 52% и 55% для женщин и мужчин соответственно) вызывается применением rHuEPO, что может вести к образованию тромбозов у некоторых атлетов. Возможно, наличие таких тромбозов может быть причиной определенных заболеваний и даже смерти. Дополнительное наличие введенного препарата может вызывать повышение систолического давления при физических нагрузках, а также возможного появления дополнительных антител и некоторых иных нежелательных реакций.

Международный Олимпийский Комитет (МОК) официально запретил в 1989 году использование rHuEPO, введя новый класс пептидных гормонов и их аналогов. С тех пор используются специальные косвенные методы определения введенных препаратов в крови спортсмена, а также методы прямого обнаружения собственного эритропотеина и введенного рекомбинантного. В практике антидопинг-контроля используются методы анализа крови и мочи спортсменов, при этом в условиях внесоревновательного и предсоревновательго контроля применяются оба метода. На соревнованиях используются метод тестирования мочи, как это было на Чемпионате мира по легкой атлетике в Париже, однако при совершенствовании этого метода он будет введен в практику всего тестирования.

1.2.3 Другие эритропоэтины, ЭРО пептиды и ЭРО заменители

Использование rHuEPO с внутривенными и подкожными инъекциями достаточно болезненный процесс, поэтому в настоящее время в процессе разработки различные новые методы введения этого препарата. В стадии разработки находится метод таблетированного приема препарата. Другим направлением является введение rHuEPO методом генной инженерии. Такие опыты в настоящее время проводятся на грызунах и обезьянах. Пациенты смогут использовать эти методы лишь при обеспечении полных гарантий безопасности. Использование заменителей EPO в медицине необходимо и представляется перспективным, однако в спорте при проведении контроля их определение будет возможным, т.к они не являются естественным продуктом жизнедеятельности человека.

2 Иные способы доставки кислорода

2.1 Носители кислорода на основе гемоглобина (HBOCs)

Интенсивные поиски по улучшению возможностей доставки кислорода к работающим мышцам проводятся многочисленными группами исследователей. Экстракты гемоглобина из различных субстанций известны в настоящее время. Вполне возможно применение таких препаратов в практике спорта, поэтому они запрещены. В организме такие препараты могут находиться ограниченное время (12-24 часа) и не проявляются в моче. Предполагается, что на Олимпийских играх 2004 года в Афинах при проведении анализа крови будет также определяться наличие HBOCs.

2.2 Заменители крови

Заменители крови разрабатывались в период 2-ой мировой войны и начали использоваться в медицине с 1966 года. Они представляют собой синтетические жидкости, способные растворять кислород. Однако емкость их недостаточна и для наиболее эффективного их применения необходимо дополнительно вдыхать кислород. Продукты кровезаменителей не выводятся из организма посредством мочи и определение их применения возможно лишь при исследовании выдыхаемого воздуха и анализа крови. В списках Анти-допинговых препаратов этот метод также определяется как запрещенный.

Заключение

В настоящее время используются и находятся в стадии разработки значительное количество способов увеличения возможности доставки кислорода к мышцам человека и способных, таким образом, улучшить результативность в спортивной деятельности. В медицинской практике они достаточно широко применимы, но по этическим соображениям запрещены в спорте. К сожалению, некоторые спортсмены, возможно под воздействием тренеров, физиологов и медицинских работников, избирают неверный путь, который может привести к неизвестным последствиям использования запрещенных препаратов и методов.

(Перевод Эдвина Озолина)

Подготовил: Сергей Коваль