Нормобаричне гіпоксичне кондиціонування для максимального зниження ваги та поліпшення стану серцево-метаболічних процесів у Росії

Науково-дослідний центр спорту та фізичних вправ Лондонського університету Південного банку, Лондон, Великобританія;

Адреса для запитів на передрук та іншої кореспонденції: Л. Хоббінс, Науково-дослідний центр спорту та фізичних вправ Школи прикладних наук, Лондонський університет Південного банку, Лондон SE1 0AA, Великобританія (електронна пошта: [електронна пошта захищена]).

Центр досліджень здоров’я та ефективності спортсменів, лікарня ортопедичної та спортивної медицини Aspetar, Доха, Катар; і

Інститут спортивних наук, Університет Лозани, Швейцарія

Анотація

ожиріння було позначено як глобальну епідемію 21 століття (78). Лише у Великобританії 58% жінок та 65% чоловіків вважаються надмірно важкими або страждають ожирінням, тобто визначаються як такі, що мають індекс маси тіла (ІМТ) 25–29,9 або ≥30 кг/м 2 відповідно (49 ). У порівнянні з початком 1990-х років, за якими оцінка поширеності ожиріння становила

15%, що живуть у сучасному суспільстві, мають шанс 1/4 захворіти ожирінням (49). Крім того, супутні захворювання, такі як серцево-судинні захворювання, цукровий діабет II типу та рак, мають більший ризик розвитку у людей із ожирінням, що призводить до більш високих показників смертності (21).

Ожиріння, як правило, спричинене стабільно позитивним енергетичним балансом, тобто більшим споживанням калорій проти витраченого, що в підсумку призводить до накопичення надлишкового жиру (28), негативний вплив якого є глибоким з точки зору наслідків для здоров’я. Надання додаткової ваги може призвести до підвищення артеріального тиску (7), метаболічного дефіциту (28) та механічних ускладнень (11) серед інших факторів, що створює підвищений функціональний попит на організм людей із ожирінням. Крім того, підвищений механічний попит під час занять з ожирінням ожиріних популяцій може бути шкідливим для суглобів нижніх кінцівок (тобто колінних і гомілковостопних) та обмежує функціональні можливості порівняно зі здоровими та нормальними популяціями ваги (70). Окрім баріатричної хірургії, яка доступна в першу чергу для найважчих випадків [ІМТ ≥40 кг/м 2 (3)], для протидії цим пропонуються різні втручання, включаючи маніпуляції з дієтою, обмеження калорій та підвищену фізичну активність та фізичні вправи (12). проблеми.

Щоб втрата ваги вважалася клінічно значущою, необхідна зміна маси тіла на ≥3% (12), а потім зміна ≤3%, щоб вважати підтриманням ваги протягом декількох місяців (65). Як правило, втрата ваги досягається протягом перших 6 місяців початку нової дієти та/або програми фізичних вправ, але тоді досягається плато і часто втрачена вага згодом відновлюється (66). Враховуючи неадекватність існуючих стратегій управління вагою, інноваційні підходи необхідні для клінічно значущого лікування схуднення та значного поліпшення стану здоров’я та загального самопочуття тих, хто страждає від надмірної ваги та ожиріння понад досягнутий на сьогоднішній день.

Гіпоксія визначається як зменшене (або недостатнє) надходження O2 до тканин, спричинене зменшенням насичення артеріальної крові O2 (24). Гіпоксичне кондиціонування (HC) стосується пасивного (тобто під час відпочинку) або активного (тобто під час фізичного навантаження) впливу системної (всього тіла) та/або місцевої (тканини) гіпоксії, що призводить до зменшення доступності артеріального O2 (38). HC може бути реалізований як гострий (одноразовий вплив), так і хронічно (багаторазовий вплив протягом тривалого періоду часу). Постійне проживання в гіпобаричному гіпоксичному середовищі (наземна висота через барометричний тиск нижче рівня моря) показало, що зменшує схильність до ожиріння (68). У кількох дослідженнях повідомлялося про втрату ваги (1, 58, 80), зниження артеріального тиску (35, 61) та поліпшення метаболічної функції (35, 61, 64, 72, 73) після 1- до 3-тижневого проживання (наприклад, готель та харчування, легкі розважальні заходи протягом дня, відсутність структурованої програми вправ) на наземній висоті (1500–8 800 м). Однак постійне проживання або регулярні подорожі на земну висоту можуть бути неможливими для всіх (тобто переїзд, підвищена вартість, брак часу). У людей із ожирінням ця практика може також призвести до побічних ефектів, таких як фізіологічні та метаболічні дефіцити (44), включаючи обструктивне апное сну (30) або розвиток гострої гірської хвороби (80).

В якості альтернативи, вплив нормобаричної гіпоксії [або імітації висоти через зменшену фракцію O2 (F I O 2)] стає все більш популярним, оскільки кількість комерційних пристроїв, що дозволяють моделювати гіпоксичну експозицію, зростає. В першу чергу це втручання дозволяє жити на рівні моря або поблизу нього, а потім періодично піддавати людей гіпоксичним умовам у стані спокою або під час фізичних вправ. Зазвичай це досягається вдиханням маски або перебуванням в екологічно контрольованій камері/кімнаті/наметі, завдяки чому F I O 2 зазвичай знижується до 15,0–12,0% (еквівалентно змодельованим висотам

2600–4300 м). Наприклад, у сидячих чоловіків із надмірною вагою, наприклад, пасивний гострий (одноразовий 3-годинний сеанс впливу) нормобаричний HC збільшує витрати енергії та змінює споживання палива (зниження рівня глюкози та підвищене окислення ліпідів), тоді як подальший пасивний HC (багаторазові 3-годинні сеанси впливу 7 разів поспіль) днів) збільшили ці метаболічні пристосування (77). Для діапазону інтенсивності вправ [55–65% від максимального поглинання O2 (V o 2max)/60–70% від максимального пульсу (HRmax)] та подібних рівнів змодельованої висоти (

2600 м), інші дослідження (18, 32, 46, 51, 76) припускають, що активний HC викликає специфічні молекулярні адаптації, які не відбуваються при тренуванні в нормоксичному середовищі (66). Ці позитивні адаптації, зокрема, включають підвищення базового рівня норадреналіну (4), діаметр артеріол та периферичну вазодилатацію (45), число мітохондрій (66), активність гліколітичних ферментів (16), чутливість до інсуліну (40), а також зниження діастолічної крові тиску (63) та рівня лептину (29). Такі фізіологічні адаптації, у свою чергу, покращили б метаболічний фенотип людей із ожирінням.