russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2021-4426russjcardiol-4426Research ArticleОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫREVIEWИнтервальное гипоксическое кондиционирование: опыт и перспективы применения в программах кардиореабилитацииIntermittent hypoxic conditioning: experience and potential in cardiac rehabilitation programshttps://orcid.org/0000-0001-9960-6608ГлазачевО. С.GlazachevO. S.

Глазачев Олег Станиславович— доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры нормальной физиологии Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Москва

Glazachev  Oleg S.

Moscow

glazachev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6939-3234ЛяминаН. П.LyaminaN. P.

Лямина Надежда Павловна — доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом медицинской реабилитации

Москва

SPIN-код: 4347-4426,

AuthorID: 372643

Lyamina Nadezhda P.

Moscow

lyana_n@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9574-5931СпиринаГ. К.SpirinaG. K.

Спирина Галина Константиновна — руководитель отдела исследований и разработок

Люксембург

Spirina Galina K.

Luxembourg

g.spirina@aimediq.comФГАОУ ВО Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian FederationГАУЗ Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины Департамента здравоохранения города МосквыРоссияMoscow Scientific and Practical Center of Medical Rehabilitation, Restorative and Sports MedicineRussian FederationAiMediq S.A.ЛюксембургAiMediq S.ALuxembourg20212904202126544264426Copyright © Глазачев О.С., Лямина Н.П., Спирина Г.К., 20212021Глазачев О.С., Лямина Н.П., Спирина Г.К.Glazachev O.S., Lyamina N.P., Spirina G.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://russjcardiol.elpub.ru/jour/article/view/4426

 

В обзоре обосновано применение протоколов интервального гипоксического кондиционирования в программах реабилитации пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. По результатам рандомизированных контролируемых исследований проанализированы эффективность и безопасность применения интервального гипоксического кондиционирования у пациентов с кардиоваскулярной патологией, в т.ч. с высокой коморбидностью, в клинической практике. Обоснована с физиологических и клинических позиций необходимость проведения дальнейших контролируемых клинических исследований по гипоксическому кондиционированию с более длительным периодом наблюдения как для расширения клинических показаний к данному методу, так и для отработки оптимальных сочетаний с физической нагрузкой в рамках программ реабилитации кардиологических пациентов. “Расшифровка” ключевых механизмов адаптации к изменениям уровня кислорода и дальнейшие исследования в области физиологии гипоксии позволят расширить применения данного метода в клинической и реабилитационной медицине у кардиологических пациентов.

The review describes the experience in intermittent hypoxic conditioning protocols in rehabilitation programs for patients with cardiovascular diseases. Based on randomized controlled trials, the efficacy and safety of intermittent hypoxic conditioning in patients with cardiovascular disease, including those with multicomorbidity in clinical practice, have been analyzed. From a physiological and clinical standpoints, the review justifies the need for further controlled clinical trials on hypoxic conditioning with a longer follow-up period both to expand the clinical indications for this method and to develop optimal combinations with exercise within cardiac rehabilitation programs. Discovery of the key mechanisms of adaptation to oxygen concentration changes and further research on hypoxia physiology will expand the application of this method in clinical and rehabilitation medicine in cardiac patients.

интервальное гипоксическое конденционированиекардиореабилитацияintermittent hypoxic conditioningcardiac rehabilitationReferencesLukyanova L. Hypoxia signalling mechanisms. M.: Izdatel’stvo RAN, 2019. p.215. (In Russ.) Лукьянова Л. Сигнальные механизмы гипоксии. М.: Изд-во РАН, 2019. с.215. ISBN: 978-5-907036-45-1.Lukyanova L. Hypoxia signalling mechanisms. M.: Izdatel’stvo RAN, 2019. p.215. (In Russ.) ISBN: 978-5-907036-45-1.Сазонтова Т. Г., Глазачев О.С., Болотова А.В. и др. Адаптация к гипоксии и гипероксии повышает физическую выносливость: роль активных форм кислорода и редокс сигнализации. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2012;98(6):793-807.Sazontova TG, Glazachev OS, Bolotova AV, et al. Adaptation to hypoxia and hyperoxia improves physical endurance: the role of reactive oxygen species and redox-signaling. Ross Fiziol Zh Im I.M. Sechenova. 2012;98(6):793-807. (In Russ.)Pugh CW, Ratcliffe PJ. New horizons in hypoxia signaling pathways. Experimental Cell Research. 2017;356(2):116-21. doi:10.1016/j.yexcr.2017.03.008.Pugh CW, Ratcliffe PJ. New horizons in hypoxia signaling pathways. Experimental Cell Research. 2017;356(2):116-21. doi:10.1016/j.yexcr.2017.03.008.Serebrovskaya T, Lei Xi. Intermittent hypoxia training as non-pharmacologic therapy for cardiovascular diseases: Practical analysis on methods and equipment. Exp Biol Med (Maywood). 2016;241(15):1708-23. doi:10.1177/1535370216657614.Serebrovskaya T, Lei Xi. Intermittent hypoxia training as non-pharmacologic therapy for cardiovascular diseases: Practical analysis on methods and equipment. Exp Biol Med (Maywood). 2016;241(15):1708-23. doi:10.1177/1535370216657614.Harshman SW, Geier BA, Fan M, et al. The identification of hypoxia biomarkers from exhaled breath under normobaric conditions. J Breath Res. 2015;9(4):047103. doi:10.1088/1752-7155/9/4/047103.Harshman SW, Geier BA, Fan M, et al. The identification of hypoxia biomarkers from exhaled breath under normobaric conditions. J Breath Res. 2015;9(4):047103. doi:10.1088/1752-7155/9/4/047103.Tobin B, Costalat G, Renshaw GMC. Intermittent not continuous hypoxia provoked haematological adaptations in healthy seniors: hypoxic pattern may hold the key. Eur J Appl Physiol. 2020;120(3):707-18. doi:10.1007/s00421-020-04310-y.Tobin B, Costalat G, Renshaw GMC. Intermittent not continuous hypoxia provoked haematological adaptations in healthy seniors: hypoxic pattern may hold the key. Eur J Appl Physiol. 2020;120(3):707-18. doi:10.1007/s00421-020-04310-y.Sullivan JL, Bailey DM, Zacharski LR. Letter by Sullivan et al regarding article, “Lower mortality from coronary heart disease and stroke at higher altitudes in Switzerland”. Circulation. 2010;121(14):e376. doi:10.1161/CIR.0b013e3181dab7d5.Sullivan JL, Bailey DM, Zacharski LR. Letter by Sullivan et al regarding article, “Lower mortality from coronary heart disease and stroke at higher altitudes in Switzerland”. Circulation. 2010;121(14):e376. doi:10.1161/CIR.0b013e3181dab7d5.Verges S, Chacaroun S, Godin-Ribuot D, Baillieul S. Hypoxic Conditioning as a New Therapeutic Modality. Front Pediatr. 2015;3:58. doi:10.3389/fped.2015.00058.Verges S, Chacaroun S, Godin-Ribuot D, Baillieul S. Hypoxic Conditioning as a New Therapeutic Modality. Front Pediatr. 2015;3:58. doi:10.3389/fped.2015.00058.Chacaroun S, Borowik A, Morrison SA, et al. Physiological Responses to Two Hypoxic Conditioning Strategies in Healthy Subjects. Front Physiol [Internet]. 2017. doi:10.3389/fphys.2016.00675.Chacaroun S, Borowik A, Morrison SA, et al. Physiological Responses to Two Hypoxic Conditioning Strategies in Healthy Subjects. Front Physiol [Internet]. 2017. doi:10.3389/fphys.2016.00675.Navarrete-Opazo A, Mitchell GS. Therapeutic potential of intermittent hypoxia: a matter of dose. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2014;307(10):R1181-97. doi:10.1152/ajpregu.00208.2014.Navarrete-Opazo A, Mitchell GS. Therapeutic potential of intermittent hypoxia: a matter of dose. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2014;307(10):R1181-97. doi:10.1152/ajpregu.00208.2014.Törpel A, Peter B, Hamacher D, Schega L. Dose-response relationship of intermittent normobaric hypoxia to stimulate erythropoietin in the context of health promotion in young and old people. Eur J Appl Physiol. 2019;119(5):1065-74. doi:10.1007/s00421-019-04096-8.Törpel A, Peter B, Hamacher D, Schega L. Dose-response relationship of intermittent normobaric hypoxia to stimulate erythropoietin in the context of health promotion in young and old people. Eur J Appl Physiol. 2019;119(5):1065-74. doi:10.1007/s00421-019-04096-8.Кривощеков С.Г., Балиоз Н.В., Некипелова Н.В. Возрастные, гендерные и индивидуально-типологические особенности реагирования на острое гипоксическое воздействие. Физиология человека. 2014;40(6):34-45. doi:10.7868/S013116461406006X.Krivoshchekov SG, Balioz NV, Nekipelova NV. Age, gender and individual typological characteristics of the response to acute hypoxic exposure. Fiziol Cheloveka. NovDec 2014;40(6):34-45. (In Russ.) doi:10.7868/S013116461406006X.Glazachev OS. Optimization of Clinical Application of Interval Hypoxic Training. Biomed Eng. 2013;47(3):134-7. doi:10.1007/s10527-013-9352-7.Glazachev OS. Optimization of Clinical Application of Interval Hypoxic Training. Biomed Eng. 2013;47(3):134-7. doi:10.1007/s10527-013-9352-7.Camacho-Cardenosa M, Camacho-Cardenosa A, Timón R, et al. Can Hypoxic Conditioning Improve Bone Metabolism? A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(10):1799. doi:10.3390/ijerph16101799.Camacho-Cardenosa M, Camacho-Cardenosa A, Timón R, et al. Can Hypoxic Conditioning Improve Bone Metabolism? A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(10):1799. doi:10.3390/ijerph16101799.Крыжановская С.Ю., Дудник Е.Н., Запара М.А. и др. Процедуры гипоксического кондиционирования не приводят к чрезмерной активации оксидативного стресса у практически здоровых обследуемых. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2019;105(1):89-99. doi:10.1134/S0869813919010047.Kryzhanovskaya SYu, Dudnik EN, Zapara MA, et al. Hypoxic conditioning procedures do not elicit of extreme activation of oxidative stress in almost healthy students. I.M. Sechenov Russian Journal of Physiology. 2019;105(1):89-99. (In Russ.) doi:10.1134/S0869813919010047.Glazachev O, Kopylov P, Susta D, et al. Adaptations following an intermittent hypoxia‐ hyperoxia training in coronary artery disease patients: a controlled study. Clin Cardiol. 2017;40(6):370-6. doi:10.1002/clc.22670.Glazachev O, Kopylov P, Susta D, et al. Adaptations following an intermittent hypoxia‐ hyperoxia training in coronary artery disease patients: a controlled study. Clin Cardiol. 2017;40(6):370-6. doi:10.1002/clc.22670.Lyamina NP, Lyamina SV, Senchiknin VN, et al. Normobaric hypoxia conditioning reduces blood pressure and normalizes nitric oxide synthesis in patients with arterial hypertension. J Hypertens. 2011;29(11):2265-72. doi:10.1097/HJH.0b013e32834b5846.Lyamina NP, Lyamina SV, Senchiknin VN, et al. Normobaric hypoxia conditioning reduces blood pressure and normalizes nitric oxide synthesis in patients with arterial hypertension. J Hypertens. 2011;29(11):2265-72. doi:10.1097/HJH.0b013e32834b5846.Burtscher M, Gatterer H, Szubski C, et al. Effects of interval hypoxia on exercise tolerance: special focus on patients with CAD or COPD. Sleep Breath. 2010;14(3):209-20. doi:10.1007/s11325-009-0289-8.Burtscher M, Gatterer H, Szubski C, et al. Effects of interval hypoxia on exercise tolerance: special focus on patients with CAD or COPD. Sleep Breath. 2010;14(3):209-20. doi:10.1007/s11325-009-0289-8.Dudnik E, Zagaynaya E, Glazachev OS, Susta D. Intermittent hypoxia-hyperoxia conditioning improves cardiorespiratory fitness in older comorbid cardiac outpatients without hematological changes: A randomized controlled trial. High Alt Med Biol. 2018;19(4):339-43. doi:10.1089/ham.2018.0014.Dudnik E, Zagaynaya E, Glazachev OS, Susta D. Intermittent hypoxia-hyperoxia conditioning improves cardiorespiratory fitness in older comorbid cardiac outpatients without hematological changes: A randomized controlled trial. High Alt Med Biol. 2018;19(4):339-43. doi:10.1089/ham.2018.0014.Bayer U, Likar R, Pinter G, et al. Intermittent hypoxic-hyperoxic training on cognitive performance in geriatric patients. Alzheimers Dement (N Y). 2017;3(1):114-22. doi:10.1016/j.trci.2017.01.002.Bayer U, Likar R, Pinter G, et al. Intermittent hypoxic-hyperoxic training on cognitive performance in geriatric patients. Alzheimers Dement (N Y). 2017;3(1):114-22. doi:10.1016/j.trci.2017.01.002.Burtscher M, Pachinger O, Ehrenbourg I, et al. Intermittent hypoxia increases exercise tolerance in elderly men with and without coronary artery disease. Int J Cardiol. 2004;96(2):247-54. doi:10.1016/j.ijcard.2003.07.021.Burtscher M, Pachinger O, Ehrenbourg I, et al. Intermittent hypoxia increases exercise tolerance in elderly men with and without coronary artery disease. Int J Cardiol. 2004;96(2):247-54. doi:10.1016/j.ijcard.2003.07.021.Tuter DS, Kopylov PY, Syrkin AL, et al. Intermittent systemic hypoxic-hyperoxic training for myocardial protection in patients undergoing coronary artery bypass surgery: first results from a single-centre, randomised controlled trial. Open Heart. 2018;5(2):e000891. doi:10.1136/openhrt-2018-000891.Tuter DS, Kopylov PY, Syrkin AL, et al. Intermittent systemic hypoxic-hyperoxic training for myocardial protection in patients undergoing coronary artery bypass surgery: first results from a single-centre, randomised controlled trial. Open Heart. 2018;5(2):e000891. doi:10.1136/openhrt-2018-000891.Сыркин А.Л., Глазачев О.С., Копылов Ф.Ю. и др. Адаптация к интервальной гипоксии-гипероксии в реабилитации пациентов с ишемической болезнью сердца: переносимость физических нагрузок и качество жизни. Кардиология. 2017;57(5):10-6. doi:10.18565/cardio.2017.5.10-16.Syrkin AL, Glazachev OS, Kopylov FYu, et al. Adaptation to Intermittent Hypoxia-Hyperoxia in the Rehabilitation of Patients With Ischemic Heart Disease: Exercise Tolerance and Quality of Life. Kardiologiya. 2017;57(5):10-6. (In Russ.) doi:10.18565/cardio.2017.5.10-16.Muangritdech N, Hamlin MJ, Sawanyawisuth K, et al. Hypoxic training improves blood pressure, nitric oxide and hypoxia-inducible factor-1 alpha in hypertensive patients. Eur J Appl Physiol. 2020;120(8):1815-26. doi:10.1007/s00421-020-04410-9.Muangritdech N, Hamlin MJ, Sawanyawisuth K, et al. Hypoxic training improves blood pressure, nitric oxide and hypoxia-inducible factor-1 alpha in hypertensive patients. Eur J Appl Physiol. 2020;120(8):1815-26. doi:10.1007/s00421-020-04410-9.Serebrovskaya TV, Manukhina EB, Smith ML, et al. Intermittent hypoxia: cause of or therapy for systemic hypertension? Exp Biol Med (Maywood). 2008;233(6):627-50. doi:10.3181/0710-MR-267.Serebrovskaya TV, Manukhina EB, Smith ML, et al. Intermittent hypoxia: cause of or therapy for systemic hypertension? Exp Biol Med (Maywood). 2008;233(6):627-50. doi:10.3181/0710-MR-267.Гелис Л., Дубовик Т., Рачок Л. Влияние прерывистой нормобарической гипокситерапии на компенсаторно-адаптационные возможности организма в комплексной предоперационной подготовке к кардиохирургическому лечению пациентов с ишемической кардиомиопатией. Кардиология в Беларуси. 2013;5(30):19-38.Gelis L, Dubovik T, Rachok L. Influence of intermittent normobaric hypoxic therapy on compensatory and adaptational capabilities of body during the overall preparation prior surgery treatment of patients with ischaemic cardiac myopathy. Cardiology in Belarus. 2013;5(30):19-38. (In Russ.)Viscor G, Torrella JR, Corral L, et al. Physiological and Biological Responses to Short-Term Intermittent Hypobaric Hypoxia Exposure: From Sports and Mountain Medicine to New Biomedical Applications. Front Physiol. 2018;9:814. doi:10.3389/fphys.2018.00814.Viscor G, Torrella JR, Corral L, et al. Physiological and Biological Responses to Short-Term Intermittent Hypobaric Hypoxia Exposure: From Sports and Mountain Medicine to New Biomedical Applications. Front Physiol. 2018;9:814. doi:10.3389/fphys.2018.00814.Arias-Reyes C, Zubieta-DeUrioste N, Poma-Machicao L, et al. Does the pathogenesis of SARS-CoV-2 virus decrease at high-altitude? Respiratory Physiology & Neurobiology. 2020;277:103443. doi:10.1016/j.resp.2020.103443.Arias-Reyes C, Zubieta-DeUrioste N, Poma-Machicao L, et al. Does the pathogenesis of SARS-CoV-2 virus decrease at high-altitude? Respiratory Physiology & Neurobiology. 2020;277:103443. doi:10.1016/j.resp.2020.103443.Segovia-Juarez J, Castagnetto JM, Gonzales GF. High altitude reduces infection rate of COVID-19 but not case-fatality rate. Respir Physiol Neurobiol. 2020;281:103494. doi:10.1016/j.resp.2020.103494.Segovia-Juarez J, Castagnetto JM, Gonzales GF. High altitude reduces infection rate of COVID-19 but not case-fatality rate. Respir Physiol Neurobiol. 2020;281:103494. doi:10.1016/j.resp.2020.103494.Stephens KE, Chernyavskiy P, Bruns DR. Impact of altitude on COVID-19 infection and death in the United States: A modeling and observational study. Shaman J, editor. PLoS ONE. 2021;16(1):e0245055. doi:10.1371/journal.pone.0245055.Stephens KE, Chernyavskiy P, Bruns DR. Impact of altitude on COVID-19 infection and death in the United States: A modeling and observational study. Shaman J, editor. PLoS ONE. 2021;16(1):e0245055. doi:10.1371/journal.pone.0245055.Burtscher J, Burtscher M, Millet GP. Caution is needed on the effect of altitude on the pathogenesis of SAR-CoV-2 virus. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2020;279:103464. doi:10.1016/j.resp.2020.103464.Burtscher J, Burtscher M, Millet GP. Caution is needed on the effect of altitude on the pathogenesis of SAR-CoV-2 virus. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2020;279:103464. doi:10.1016/j.resp.2020.103464.Serebrovska ZO, Chong EY, Serebrovska TV, et al. Hypoxia, HIF-1α, and COVID19: from pathogenic factors to potential therapeutic targets. Acta Pharmacol Sin. 2020;41(12):1539-46. doi:10.1038/s41401-020-00554-8.Serebrovska ZO, Chong EY, Serebrovska TV, et al. Hypoxia, HIF-1α, and COVID19: from pathogenic factors to potential therapeutic targets. Acta Pharmacol Sin. 2020;41(12):1539-46. doi:10.1038/s41401-020-00554-8.Карамова И., Кузьмина З., Гавизова Н., и др. Реабилитация больных ишемической болезнью сердца с применением управляемой нормобарической гипокситерапии. 21-Й КОНГРЕСС Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (РОХМиНЭ), 13-Й ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС “Клиническая электрокардиология”, VI-я Всероссийская конференция детских кардиологов ФМБА России. Российский кардиологический журнал. 2020;25(S2):19-20. doi:10.15829/1560-4071-2020-s2.Karamova I, Kuzmina Z, Gavizova N, et al. Rehabilitation of patients with ischaemic heart disease involving controlled normobaric hypoxic therapy. 21-st CONGRESS of Russian Society of Holter Monitoring and Noninvasive Electrophysiology (ROHMINE), 13-th ALL-RUSSIAN CONGRESS “Clinical Electrocardiology”, VI-th All-Russian Conference of FMBA pediatric cardiologists of Russia. Russ J Cardiol. 2020;25(S2):19-20. (in Russ doi:10.15829/1560-4071-2020-s2.Мухарлямов Ф. Интервальные гипоксические тренировки в комплексном лечении сердечной недостаточности. Журнал Сердечная Недостаточность. 2007;8(5):225-230.Mukharlyamov F. Interval hypoxic trainings in complex treatment of heart failure. Zhurnal serdechnaya nedostatochnost. 2007;8(5):225-230. (In Russ.)Кудаев М., Алиева С. Дозированная гипоксия в реабилитации больных с хронической сердечной недостаточностью. Клиническая физиология кровообращения. 2008;2:47-9.Kudaev M, Alieva S. Dosed hypoxia in rehabilitation of chronic heart failure patients. Klinicheskaya fiziologiya krovoobrashcheniya. 2008;2:47-9. (In Russ.)Schega L, Peter B, Törpel A, et al. Effects of Intermittent Hypoxia on Cognitive Performance and Quality of Life in Elderly Adults: A Pilot Study. Gerontology. 2013;59(4):316-23. doi:10.1159/000350927.Schega L, Peter B, Törpel A, et al. Effects of Intermittent Hypoxia on Cognitive Performance and Quality of Life in Elderly Adults: A Pilot Study. Gerontology. 2013;59(4):316-23. doi:10.1159/000350927.Борукаева И.Х., Абазова З.Х., Рагимбекова М.Р. и др. Эффективность интервальной гипокситерапии и энтеральной оксигенотерапии в лечении кардиологических больных. 21-Й КОНГРЕСС Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (РОХМиНЭ), 13-Й ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС “Клиническая электрокардиология”, VI-я Всероссийская конференция детских кардиологов ФМБА России. Российский кардиологический журнал. 2020;25(S2):19. doi:10.15829/1560-4071-2020-s2.Borukaeva IH, Abazov ZH, Ragimbekova M, et al. Efficacy if interval hypoxic therapy and entheral oxygen therapy in treatment of cardiological patients. 21-st CONGRESS of Russian Society of Holter Monitoring and Noninvasive Electrophysiology (ROHMINE), 13-th ALL-RUSSIAN CONGRESS “Clinical Electrocardiology”, VI-th All-Russian Conference of FMBA pediatric cardiologists of Russia. Russ J Cardiol. 2020;25(S2):19. (in Russ) doi:10.15829/1560-4071-2020-s2.Глазачев О.С., Звенигородская Л.А., Дудник Е.Н. и др. Интервальные гипо-гипероксические тренировки в коррекции индивидуальных компонентов метаболического синдрома. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2010;7:51-6.Glazachev OS, Zvenigorodskaja LA, Dudnik EN, et al. Interval Hypo-hyperoxic training in the treatment of the metabolic syndrome. Exp. Clin. Gastroenterol. 2010;7:51-6. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.