Hyperkapnie: co to je, účinky na tělo, příznaky, léčba, příčiny

Tento přehled obsahuje popis využití dechového tréninku u hypoxických stavů, charakteristiku permisivní hyperkapnie a shrnuje dostupné údaje o mechanismech neuroprotektivního účinku při kombinovaném použití hypoxie a hyperkapnie. Jsou uvedeny informace o praktické aplikaci tohoto typu výcviku u různých onemocnění. Diskutovány byly technické aspekty problematiky, možnosti využití jednotlivých simulátorů dýchání, optimální parametry expozice a složení dýchací směsi. S přihlédnutím k očekávané účinnosti dopadu je zvažována možnost převedení tohoto typu dechového tréninku do běžné lékařské praxe rehabilitační léčby pacientů po cévní mozkové příhodě.

Klíčová slova

O autorech

Federální státní rozpočtová instituce „V.A. Almazov National Medical Research Center“ Ministerstva zdravotnictví Ruské federace
Rusko

doktor lékařských věd, přednosta Kliniky neurologie a psychiatrie, vedoucí Výzkumné laboratoře neurologie, Výzkumný ústav neurologie a neurorehabilitace

ulice. Akkuratova, 2, Petrohrad, Rusko, 197341

Federální státní rozpočtová instituce „V.A. Almazov National Medical Research Center“ Ministerstva zdravotnictví Ruské federace
Rusko
Rezident Neurologické a psychiatrické kliniky

Federální státní rozpočtová instituce „V.A. Almazov National Medical Research Center“ Ministerstva zdravotnictví Ruské federace
Rusko

Kandidát lékařských věd, docent Kliniky neurologie a psychiatrie, vedoucí vědecký pracovník Výzkumné laboratoře cerebrovaskulární patologie Výzkumného ústavu neurologie a neurorehabilitace

Státní rozpočtová zdravotnická instituce v Petrohradu „Městská nemocnice svaté mučednice Alžběty“, Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce pro vysoké školství „Státní univerzita v Petrohradu“, Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce pro vysoké školství „Státní dětská lékařská univerzita v Petrohradě“ ministerstva zdravotnictví Ruské federace
Rusko

PhD v lékařských vědách

Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Krasnojarská státní lékařská univerzita pojmenovaná po profesorovi V. F. Voyno-Yasenetsky“ Ministerstva zdravotnictví Ruské federace
PhD v lékařských vědách

Reference

1. Krishnamurthi R, Feigin V, Forouzanfar M, Mensah G, Connor M, Bennett D a kol. Globální a regionální zátěž cévní mozkovou příhodou v letech 1990–2010: zjištění ze studie Global Burden of Disease 2010. Lancet. 2014;383(9913):218.

2. Skvortsova V.I., Stakhovskaya L.V., Airiyan N.Yu. Epidemiologie mrtvice v Ruské federaci. Consilium Medicum. 2005;1:10-12.

3. Skvortsova V.I., Shetova I.M., Kakorina E.P., Kamkin E.G., Boyko E.L., Alekyan B.G., Ivanova G.E., Shamalov N.A., Dashyan V.G., Krylov V.V. Snížení úmrtnosti na akutní cévní mozkové příhody v důsledku realizace souboru opatření ke zlepšení lékařské péče o pacienty s cévními chorobami v Ruské federaci. Preventivní medicína. 2018; 21(1): 4-10. https://doi.org/10.17116/profmed20182114-10

4. Stakhovskaya L.A. Mrtvice. Průvodce pro lékaře. Editoval S.V. Kotova. MIA; 2014, 400 s.

5. Pokyny pro léčbu pacientů s ischemickými cévními mozkovými příhodami a tranzitorními ischemickými atakami Evropské iktové společnosti (ESO), 2008 Cerebrovasc Dis 2008; 25: 457-507. Internetový zdroj http//nsicu.ru/uploads/attachment/file/61/StrokeGuidelinesRussian.pdf (ruština) http://www.karger.com/Article/Pdf/131083

6. Klinická doporučení pro léčbu pacientů s ischemickou cévní mozkovou příhodou a tranzitorní ischemickou atakou u dospělých. Internetový zdroj: http://cr.rosminzdrav.ru/#!/schema/146

7. Kotov S. V., Turbina L. G., Bobrov P. D., Frolov A. A., Pavlova O. G., Kurganskaya M. E., et al. Aplikace komplexu a exoskeletu „Brain-Computer Interface“ a motorických zobrazovacích technik pro rehabilitaci po mrtvici. Almanach klinické medicíny. 2015;39.

8. Gusarova S.A., Styazhkina E.M., Gurkina M.V., Chesnikova E.I., Sycheva A.Yu. Nové technologie kineziterapie v rehabilitaci pacientů s poruchami hybnosti po cévních mozkových příhodách. Problematika balneologie, fyzioterapie a léčebné tělesné kultury. 2016;93(2):4-8. https://doi.org/10.17116/kurort201624-8

9. Západní JB High_altitude Medicine / JB West // Am. J.Respir. Crit. Care Med. – 2012. – Sv. 186, N 12. – S. 1229–1237.

10. Karash Yu.M. Normobarická hypoxie v léčbě, prevenci a rehabilitaci. Editoval Strelkov R.B., Chizhov A.Yu. M.: Medicína, 1988. 352 s.

11. Mirrakhimov M.M., Rudenko R.I., Murataliev T.M. Klinická a instrumentální charakteristika primární vysokohorské plicní arteriální hypertenze. Kardiologie. 1976; 10: 56–61.

12. Meimanaliev T.S. Prevalence ischemické choroby srdeční a její diagnostické znaky u vysokohorské populace. Zdravotní péče v Kyrgyzstánu. 1979; 6: 13–17.

13. Ruiz L. Penaloza D. Nadmořská výška a hypertenze. Klinika Mayo. Proč. 1977; 52: 442–445.

14. Potievskaja V.I. Mechanismy terapeutického a profylaktického působení adaptace na hypoxii u arteriální hypertenze. Physiol. časopis 1993; 39(2): 94–107.

15. Chen CY, Tsa YL, Kao CL Vliv mírné intermitentní hypoxie na glukózovou toleranci, svalovou morfologii a AMPK_PGC_1alfa signalizaci. Brada. J. Physiol. 2010; 53(1): 62–71.

16. Belaidi E., Ramond A., Joyeux Faure M. Kontrastní účinky intermitentní hypoxie na ischemickou toleranci myokardu Intermitentní hypoxie: od molekulárních mechanismů ke klinickým aplikacím. Nakladatelství Nova Science. 2009; 3–18.

17. Ostadal B. Kolar F. Srdeční adaptace na chronickou vysokohorskou hypoxii: příznivé a nepříznivé účinky. Dýchat. Physiol. Neurobiol. 2007; 158(2–3): 224–236.

18. Serebrovskaya TV Intermittent Hypoxia Research v bývalém Sovětském svazu a Společenství nezávislých států (SNS): Historie a přehled koncepce a vybraných aplikací. Vysoká Alt. Med. Biol. 2002; 3(2): 205–221.

19. Rafibekova I.S., Dzhumangulova A.S., Usubaliev N.N. Léčba hypertenze s hypoxií hypobarické komory a středohorským klimatem. XIX. Všesvazový kongres terapeutů. Taškent. 1987; 3:29–30.

20. Meerson FZ Malyshev I. Adaptace na stres zvyšuje odolnost srdce vůči ischemickým a reperfuzním arytmiím. J. Mol. Cell Cardiol. 1989; 21(3): 299–303.

21. Reeves JT Weil JV Chronická horská nemoc. Pohled z vraního hnízda. Adv. Exp. Med. Biol. 2001; 502: 419-437.

22. Burtscher M, Mairer K, Wille M, Gatterer H, Ruedl G, Faulhaber M, Sumann G. Krátkodobá expozice hypoxii pro pracovní a volnočasové aktivity ve zdraví a nemoci: jaká úroveň hypoxie je bezpečná? Spánek a dýchání. 2012;16(2):435-442

23. Serebrovskaya T. V., Shatilo V. B. Zkušenosti s používáním intervalové hypoxie pro prevenci a léčbu kardiovaskulárních onemocnění. Recenze. Krevní oběh a hemostáza. 2014; (1-2): 16-33.

24. Burtscher M, Pachinger O, Ehrenbourg I, Mitterbauer G, Faulhaber M, Pühringer R. Intermitentní hypoxie zvyšuje toleranci zátěže u starších mužů s onemocněním koronárních tepen a bez něj. Int J Cardiol 2004; 96:247–254.

25. Tinkov AN, Aksenov VA. Účinky intermitentní hypobarické hypoxie na koncentrace lipidů v krvi u mužů s koronárním onemocněním srdce. High Alt Med Biol. 2002;3:277–282.

26. Karpová E.S., Kotelniková E.V., Lyamina N.P. Ischemický preconditioning a jeho kardioprotektivní efekt v kardiorehabilitačních programech u pacientů s ICHS po perkutánních koronárních intervencích. Ros.kardiol. časopis 2012; 4: 104–108.

27. Mukharlyamov F.Yu., Smirnova M.I., Bedritsky S.A. Intervalový hypoxický trénink pro arteriální hypertenzi. Problematika balneologie, fyzioterapie a pohybové terapie. 2006; 2: 5–6.

28. Simoněnko V.B., Ermolaev A.L., Potievskaja V.I. Hypoxická terapie arteriální hypertenze u pacientů s různou variabilitou arteriálního tlaku. Klinická medicína. 2003; 81(11): 35–38.

29. Velizhanina IA, Evdokomova OA, Gapon LI, Vdovenko SV. Odpověď na normoxickou hypoxii a její trvání u pacientů s arteriální hypertenzí, jak je uvedeno v prospektivní studii. Clinical Med. 2002; 80: 22–26.

30. Rachok L.V., Dubovik T.A., Bulgak A.G. Využití intermitentní normobarické hypoxické terapie v předoperační přípravě na aortokoronární bypass u pacientů s ischemickou kardiomyopatií. Kardiologie v Bělorusku. 2011; 17:28–45.

31. Tekin D., Chou E., Xi L. Intermitentní hypoxie a ateroskleróza. Intermitentní hypoxie a lidská onemocnění. 2012; 29–45.

32. Morishima T., Hasegawa Y., Sasaki H. Účinky různých období hypoxického tréninku na metabolismus glukózy a citlivost na inzulín. Clin. Physiol. Funct. Zobrazování. 2014. doi:10.1111/cpf.12133

33. Burtscher M, Haider T, Domej W, Linser T, Gatterer H, Faulhaber M et al. Intermitentní hypoxie zvyšuje toleranci zátěže u pacientů s rizikem CHOPN nebo s mírnou CHOPN. Respir Physiol Neurobiol. 2009; 165: 97–103.

34. Haider T, Casucci G, Linser T, Faulhaber M, Gatterer H, Ott G et al. Intervalový hypoxický trénink zlepšuje autonomní kardiovaskulární a respirační kontrolu u pacientů s mírnou chronickou obstrukční plicní nemocí. J Hypertens 2009; 27: 1527–1532.

35. Borukaeva I.Kh. Patofyziologické zdůvodnění použití intervalového hypoxického tréninku a enterální oxygenoterapie u bronchiálního astmatu. Abstrakt disertační práce kandidáta lékařských věd. 2011; 5.

36. Fesenko MC Lisiana T.O. Přístup k využití hypoxické stimulace u protrahovaných a recidivujících bronchitid u malých dětí. Physiol. časopis 1992; 38(5): 31–33.

37. Agadzhanyan N.A., Dvoyenosov V.G. Věkem související rysy reakce kardiorespiračního systému na kombinované účinky hypoxie a hyperkapnie. Obecná resuscitace. 2005; 1(2): 40-44. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2005-2-40-44

38. Goranchuk V.V., Sapova N.I., Ivanov A.O. Hypoxická terapie. SPb.: Elbi-SPb; 2003. 536 s.

39. Ševčenko Yu.L. (red) Hypoxie: adaptace, patogeneze, klinické příznaky. SPb: Elbi-SPb; 2000. 384 s.

40. Solkin A.A., Belyavsky N.N., Kuzněcov V.I., Lyalik A.I., Shirko O.V. Změny stavu intrahemisférické integrace u pacientů s ischemickou cévní mozkovou příhodou v období rekonvalescence při použití intervalové normobarické hypoxické terapie. Úspěchy základní, klinické medicíny a farmacie – Sborník příspěvků z 69. vědeckého zasedání pracovníků univerzity. Vzdělávací instituce „Vitebská státní lékařská univerzita“. 2014; 357-358 str.

41. Kuzněcov V.I., Solkin A.A., Belyavsky N.N. Efektivita použití intervalové normobarické hypoxické terapie u pacientů s ischemickou cévní mozkovou příhodou v období rekonvalescence. Bulletin Vitebské státní lékařské univerzity. 2013; 12(3): 37-42.

42. Tao T, Liu Y, Zhang J. Terapeutická hyperkapnie zlepšuje funkční zotavení a zmírňuje poškození prostřednictvím antiapoptotických mechanismů na potkaním modelu fokální mozkové ischemie/reperfuze. Brain Res. 2013; 1533:52-62.

43. Vannucci RC, Towfighi J, Heitjan DF. Oxid uhličitý chrání perinatální mozek před hypoxicko-ischemickým poškozením: experimentální studie na nedospělých potkanech. Pediatrie. 1995; 95:868-874.

44. Zhou Q, Cao B, Niu L. Účinky permisivní hyperkapnie na přechodné globální cerebrální ischemické-reperfuzní poškození u potkanů. Anesteziologie. 2010; 112:288–297.

45. Westermaier T, Stetter C, Kunze E, Willner N, Holzmeier J, Kilgenstein C a kol. Kontrolovaná přechodná hyperkapnie: nový přístup k léčbě opožděné mozkové ischemie po subarachnoidálním krvácení? Neurosurg. 2014;121(5):1056-62.

46. ​​​​Burtscher M, Mairer K, Wille M, Gatterer H, Ruedl G, Faulhaber M et al. Krátkodobé vystavení hypoxii pro práci a volnočasové aktivity ve zdraví a nemoci: jaká úroveň hypoxie je bezpečná? Spánek a dýchání. 2012; 16(2):435-442.

47. Brower RG Matthy MA Morris A. Síť syndromu akutní respirační tísně. Ventilace s nižšími dechovými objemy ve srovnání s tradičními dechovými objemy pro akutní poškození plic a syndrom akutní respirační tísně. N Engl J Med. 2000; 342(18): 1301-1308

48. Gupta D, Keogh B, Chung KF, Ayres J, Harrison D, Golfrad C a kol. Charakteristiky a výsledky pro přijetí na oddělení všeobecné intenzivní péče pro dospělé s akutním těžkým astmatem: sekundární analýza databáze ICNARC Case Mix Program Database. Crit Care 2005; 9(3):14-24.

49. Peters J, Stupka J, Singh H. Astmatický stav na lékařské jednotce intenzivní péče: 30letá zkušenost. Respir Med 2012; 106:344–348.

50. Carlo WA, Stark AR, Wright LL. Minimální ventilace k prevenci bronchopulmonální dysplazie u kojenců s extrémně nízkou porodní hmotností. J Pediatr 2002; 141:370–374.

51. Tregub P, Kulikov V, Bespalov A. Tolerance akutní hypoxie se maximálně zvyšuje v případě společného účinku normobarické hypoxie a permisivní hyperkapnie u potkanů. Patofyziologie. 2013; 20:165-170.

52. Tregub PP, Kulikov VP, Bespalov AG. Neuroprotektivní účinky individuální nebo kombinované expozice hypoxii a hyperkapnii v experimentu. Bull Exp Biol Med. 2013; 155:327-329.

53. Kulikov V.P., Bespalov A.G., Yakushev N.N. Efektivita tréninku s hyperkapnickou hypoxií při rehabilitaci ischemického poranění mozku v experimentu. Bulletin restorativní medicíny. 2008; 2:59-61.

54. Kulikov V.P., Osipov I.S., Tregub P.P., Optimální parametry expozice hyperkapnické hypoxii pro zvýšení odolnosti vůči akutní hypoxii. Letectví a environmentální medicína. 2015;5:25-28.

55. Murphy BJ Regulace maligní progrese transkripčními faktory HIF-1alfa a MTF-1 citlivými na hypoxii. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 2004;139(3):495-507.

56. Kulikov V.P., Tregub P.P., Kovzelev P.D., Dorokhov E.A., Belousov A.A., Hyperkapnie – alternativní stimulační signál hypoxie pro zvýšení HIF-1a a erytropoetinu v mozku. Patologická fyziologie a experimentální terapie. 2015;3:34-37.

57. Bespalov A.G., Tregub P.P., Kulikov V.P., Piyanzin A.I., Belousov A.A. Role proteinu VEGF, HSP-70 a S-100B v mechanismech potenciace neuroprotektivního účinku hypoxie hyperkapnií. Patologická fyziologie a experimentální terapie. 2014; 2:24-27.

58. Tregub P.P., Kulikov V.P., Štěpánová L.A., Zbrodina A.S., Nagibaeva M.E. Úloha adenosinových A1 receptorů a mitochondriálních K+ATP kanálů v mechanismu zvyšování rezistence vůči akutní hypoxii při kombinovaném působení hypoxie a hyperkapnie. Patologická fyziologie a experimentální terapie. 2014; 58(4):48-52.

59. Tregub P.P., Kulikov V.P., Motin Yu.G., Nagibaeva M.E., Zbrodina A.S. Stres endoplazmatického retikula neuronů při cévní mozkové příhodě je maximálně omezen kombinací hyperkapnie a hypoxie. Bulletin experimentální biologie a medicíny. 2016; 4:457-461.

60. Tregub P.P., Malinovskaya N.A., Kulikov V.P., Salmina A.B., Nagibaeva M.E., Zbrodina A.S., Gertsog G.E. Inhibice apoptózy je potenciálním mechanismem pro zvýšení ischemické tolerance mozku při kombinovaných účincích hyperkapnie a hypoxie. Bulletin experimentální biologie a medicíny. 2016; 5:606-609.

61. Murphy BJ Regulace maligní progrese transkripčními faktory HIF-1alfa a MTF-1 citlivými na hypoxii. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 2004;139(3):495-507.

62. Semenza GL. Regulace homeostázy O2 u savců hypoxií indukovatelným faktorem 1. Annual Review of Cell and Developmental Biology 1999;15:551–78. DOI:10.1146/annurev.cellbio.15.1.551.

63. Vinitskaia RS, Davidov EG, Ctruchkov PV. Hypoxické a hyperkapnické směsi plynů v komplexní léčbě a rehabilitaci pacientů s chronickými obstrukčními chorobami. In: Intermitentní hypoxický trénink: Efektivita a mechanismy působení. p. 62-64, Ústav tělesné kultury, Kyjev, 1992 P 62-64

64. Lasitsa TS, Morozova NA. Odůvodnění použití hyperkapnické směsi v aerosolové terapii pacientů s onemocněním plic. Problém Tuberk 5: 44-48, 1990

65. Kulikov V.P., Bespalov A.G., Yakushev N.N. Stav mozkové hemodynamiky při dlouhodobé adaptaci na hyperkapnickou hypoxii. Ruský fyziologický časopis pojmenovaný po I.M. Sechenov, 2008;2:191-197.

66. Tsarev A.Yu., Kunitsyna L.A., Yezhov V.V., Kolesnikova E.Yu., Platunova T.E., Chernysh D.A. a další Dynamika zevních respiračních indexů, vegetativních a kognitivních funkcí pod vlivem normobarického hypoxicko-hyperkapnického tréninku u pacientů s chronickou mozkovou ischemií aterosklerotické geneze. Bulletin fyzioterapie a balneologie. 2017;23(1):28-33.

67. Tekutyeva N.A., Seroshtanova E.V., Mikheeva N.M., Vyhodtseva G.I., Lobanov Yu.F. Využití hypoxicko-hyperkapnického tréninku na dechovém simulátoru „Carbonic“ při léčbě neurogenní dysfunkce močového měchýře u dětí. Základní výzkum. 2014;10(2):371-374.

68. Chudimov V.F., Kulikov V.P., Kuropyatnik N.I., Bojko E.A., Shadrina E.N., Vorankova E.I. Využití hypoxicko-hyperkapnického tréninku u dětí s poruchou pozornosti a hyperaktivitou k nápravě problémů školní maladaptace. Problematika balneologie, fyzioterapie a léčebné tělesné kultury. 2011; 147(3):36-39.

69. Chudimov V.F., Kulikov V.P., Kuropyatnik N.I., Bojko E.A., Voronkova E.I. Vliv hypoxicko-hyperkapnického tréninku na pohodu, aktivitu, náladu a studijní výkony školáků zařazených z důvodu zdravotního stavu do speciální zdravotnické skupiny pro tělesnou výchovu. Léčebné tělocvik a sportovní lékařství. 2010;80(8):45-50.

70. Pechkina K.G., Kulikov V.P., Shcherbakov P.L., Lobanov Yu.F. Léčba chronické erozivní gastroduodenitidy u dětí s hyperkapnickou hypoxií. Experimentální a klinická gastroenterologie. 2011;65(1):28-30

71. Sukhovershin A.V., Pantin A.V., Sukhovershin R.A., Kisarova Ya.A., Kulikov V.P., Bespalov A.G. Restorační léčba pacientů s neurastenií pomocí hyperkapnické hypoxie v balneologickém resortu. Sibiřský bulletin psychiatrie a narkologie. 2009;52(13):126-128.

72. Dyshko B.A. Individuální prostředky pro trénink dýchacího ústrojí. Medicína a sport. 2006;5:36-37.

73. Dyshko B.A. (ed.), Kochergin A.B., Golovachev A.I. Inovativní technologie pro trénink dýchacího systému. M.: Teorie a praxe tělesné výchovy a sportu; 2012. 122 s.

74. Kulikov V.P., Bespalov A.G. Zařízení a metoda pro vytvoření hyperkapnie pro hodnocení perfuzní rezervy mozkové cirkulace. Echografie. 2002; 3(2):160-164.

76. Portegies MLP, de Bruijn RFAG, Hofman A., Koudstaal PJ, Ikram MA Cerebrální vazomotorická reaktivita a riziko mortality: The Rotterdam study. Mrtvice. 2014; 45: 42-7.

77. Gupta A., Chazen J.L., Hartman M., Delgado D., Anumula N., Shao H. et al. Cerebrovaskulární rezerva a riziko cévní mozkové příhody u pacientů s karotidovou stenózou nebo okluzí. Systematický přehled a metaanalýza. Mrtvice. 2012; 43: 2884-91.