Применение аппаратов интервального низкого давления у спортсменов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение аппаратов интервального низкого давления у спортсменов

Интервальная вакуумная терапия разработана на основе технологии LBNPD в NASA (low body negative pressure device - устройство низкого давления для нижней части тела). Этот вид лечения используется для лечения сосудистых заболеваний нижних конечностей, для ускорения восстановления спортсменов, уменьшения отека нижних конечностей, лечения целлюлита и по другим показаниям.

В ЦИТО им. Н.Н. Приорова в отделении спортивной и балетной травмы было проведено лечение интервальным давлением с помощью устройства Vacusport 30 пациентам-спортсменам высокой квалификации после артроскопических резекций менисков, передних и задних стабилизирующих операций на коленном суставе. Все пациенты хорошо переносили процедуры. По сравнению с контрольной группой получено более быстрое уменьшение отека, болевого синдрома при занятиях ЛФК и ускорение рассасывания выпот по данным контрольных УЗИ.

Интервальная вакуумная терапия разработана на основе технологии LBNPD в NASA (low body negative pressure device - устройство низкого давления для нижней части тела) (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do? id=1973-027A-51).

С помощью LBNPD в сочетании с упражнениями производят восстановление ортостатической толерантности у космонавтов после космических полетов (Watenpaugh DE et al., 2007). Также во время полетов LBNPD может оказывать положительный эффект на восстановление барорецепторного рефлекса и тонус вен в нижней части тела (Fortney SM, 1991). В сочетании с медикаментозной терапией LBNPD используется для лечения ортостатической гипотензии у космонавтов (Lathers CM et al., 1994).

Устройство аппарата

Рис. 1. Внешний вид аппарата Vacusport (Weyergans)

Аппарат интервальной вакуумной терапии состоит из цилиндрической камеры, в которую заключается нижняя часть тела пациента. Пациент лежит на спине, ноги и нижняя часть туловища находятся внутри камеры до уровня подвздошных гребней. На уровне талии диафрагма герметизирует внутреннее пространство, в котором находится нижняя часть тела. С помощью вакуумного насоса внутри камеры создается разрежение. Устройство циклически создает пониженное и атмосферное давление.

Рис. 2. Аппарат интервальной вакуумной терапии при работе

Под воздействием вакуума кровь оттекает из области с относительно высоким давлением (верхняя часть тела вне камеры) в область пониженного давления (нижняя часть тела внутри камеры), тем самым улучшается кровообращение в нижних конечностях. В результате оттока крови к нижним конечностям возникает снижение общего АД. В норме организм компенсирует перераспределение крови путем увеличения ЧСС и с помощью периферической вазоконстрикции. В результате оттока крови к нижним конечностям возникает снижение общего АД. (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do? id=1973-027A-51; Esch BT et al., 2007).

Физиологические основы

Отрицательное давление в нижней части тела (ОДНЧТ) используется для моделирования гравитации и кровотечения, изменения преднагрузки и влияния на барорецепторы, также используется для обследования пациентов с сердечной недостаточностью, спортсменов, космонавтов и пожилых (Esch BT et al., 2007).

Применение отрицательного давления в нижней части тела позволяет манипулировать с венозным возвратом, моделируя, таким образом, контролируемую гиповолемию (Nette RW et al., 2003).

Отрицательное давление в нижней части тела используется в качестве обратимой симуляции кровопотери, модели ортостатического стресса, т.к. многие изменения нейро-сосудистой физиологии напоминают изменения при вертикальном и наклонном положении тела. И то и другое сравнительно разгружают кардиопульмональные и артериальные барорецепторы. Однако имеются различия в местных сосудистых явлениях. При интервальной вакуумной терапии висцеральные сосуды запустевают, в отличие от наклонного положения тела. При этом «запустевание» пропорционально отрицательному давлению и происходит с участием веноконстрикции (Taneja I et al., 2007).

Отрицательное давление в нижней части тела вызывает перемещение циркулирующего объема крови в нижние конечности и брюшную полость(живот) благодаря отрицательному давлению внутри устройства. Это перемещение крови вызывает снижение центрального венозного давления, ударного объема, сердечного выброса и в итоге падение артериального давления, которому должны противодействовать механизмы компенсации. В целом краткосрочный ответ состоит из изменения общего сопротивления сосудистого русла, тонуса вен, частоты и силы сердечных сокращений (Kappel F et al., 2007; Hisdal J et al., 2001).

Реакцией сердечно-сосудистой системы на снижение ударного объема и ЦВД является увеличение ЧСС и периферического сопротивления сосудов. Этот ответ включает уменьшение парасимпатического влияния на сердце, активацию симпатического ответа на сердце и периферические сосуды, повышение секреции катехоламинов, увеличение активности ренина плазмы и уменьшение высвобождения предсердного натрийуретического пептида (Gasiorowska A et al., 2006).

Прямо пропорционально приложенному отрицательному давлению в нижней части тела увеличивается количество деоксигенированного и общего гемоглобина в мышцах нижних конечностей. Количество оксигенированного гемоглобина значительно повышается при -10 мм рт. ст., и кривая зависимости количества оксигенированного гемоглобина от приложенного отрицательного давления выходит на плато при последующем его нарастании. Повышенное количество деоксигенированного и общего гемоглобина может служить показателем, что кровь задерживается в венозной системе, и увеличение объема крови соответствует изменению давления в нижней части тела. С другой стороны изменение оксигенированного гемоглобина отражает накопление крови в артериальной системе путем взаимодействия между механическим растяжением, вызванным отрицательным давлением, и симпатической вазоконстрикцией (Hachiya T et al., 2004).

У здоровых добровольцев ОДНЧТ вызывает снижение центрального венозного давления (ЦВД), начиная с ОДНЧТ -20 мм рт. ст., большие значения вызывают снижение индекса ударного объема и сердечного индекса (Nette RW et al., 2003).

Считается, что ОДНЧТ до -20 мм рт. ст. не вызывает изменения среднего артериального давления (Hisdal J et al., 2001). Артериальное давление обычно остается неизменным из-за увеличения общего периферического сопротивления и ЧСС, но при ОДНЧТ -40 мм рт. ст. и ниже может развиться гипотензия. У здоровых добровольцев риск гипотензии увеличивается при гиповолемии (Nette RW et al., 2003). По другим данным при ОДНЧТ -50 мм рт. ст. систолическое давление умеренно понижается, хотя среднее и диастолическое давление удерживается на определенном уровне при разном ОДНЧТ (Hachiya T et al., 2004).

Повышение ЧСС у здоровых субъектов происходит при применении ОДНЧТ в течение 5 минут при -50 мм рт. ст., в модели ортостатической неустойчивости - уже при -30 мм рт. ст. (Lathers CM et al., 1994).

При исследовании толерантности к ОДНЧТ выявили, что более молодые и спортивные и мужчины и женщины имеют более адекватный венозный тонус, однако, от этого не зависит переносимость максимального ОДНЧТ (Hernandez JP et al., 2004).

Хотя имеются половые различия в адренегрическом ответе, которые могут играть роль в толерантности к интервальной вакуумной терапии, и считается, что женщины имеют меньшую ортостатическую толерантность, в исследованиях не было получено различий в изменениях центрального венозного давления, седечно-сосудистой и барорецепторных реакциях среди мужчин и женщин (Franke WD et al., 2003).

При физиологических исследованиях показано, что у пациентов с диабетом 2 типа отмечается симпатическая дисфункция, однако сохранная церебральная ауторегуляция, что проявляется при интервальной вакуумной терапии снижением АД и скорости мозгового кровотока на фоне повышения ЧСС, хотя транспортная функция и сдвиг фаз остаются стабильными (Marthol H et al., 2007).

Влияние тренированности организма на ортостатическую толерантность двояко. Ортостатическая толерантность - способность поддерживать перфузию мозга при изменении положения тела. Считается, что на механизмы ее поддержания влияют возраст и тренированность (Hernandez JP et al., 2005).

Известно, что интенсивные тренировки, как и пребывание в постели, нарушают ортостатическую толерантность. Спортсмены с большой выносливостью имеют склонность к низкой ортостатической толерантности. При лабораторном моделировании ортостаза выносливые спортсмены имеют более выраженное уменьшение ударного объема при интервальной вакуумной терапии, чем нетренированные люди. Интенсивные тренировки на выносливость могут снижать ортостатическую толерантность в результате ремоделирования миокарда и более крутой кривой объем-давление, приводя к чрезмерному уменьшению ударного объема при вертикальном положении. Другие механизмы, задействованные в частой ортостатической непереносимости среди спортсменов, включают повышенную чувствительность каротидных барорецепторов и сниженную реактивность сосудов на симпатическую стимуляцию, также изменение тонуса вен нижних конечностей.

Последний фактор наименее значим. Также показано, что у выносливых тренированных людей при наклонном ортостатическом тесте выше капиллярная фильтрация в икроножных мышцах. Этот механизм также может играть роль в непереносимости гравитационных стимулов. С другой стороны, есть данные, что аэробные нагрузки не связаны с ортостатической непереносимостью и что стайеры имеют лучшую ортостатическую толерантность, чем нетренированные. В целом, умеренные тренировки не нарушают ортостатической толерантности у большинства здоровых мужчин и у некоторых лиц улучшают низкую толерантность (Gasiorowska A et al., 2006; Nazar K et al., 2006).

Поскольку установлено, что венозный отток в нижние конечности при ОДНЧТ имеет большее значение, чем в брюшную полость, считается, что у лиц с большей податливостью вен нижних конечностей будет повышенный отток крови при ОДНЧТ и, следовательно, меньшая толерантность к интервальной вакуумной терапии.

Депонированию крови в нижних конечностях препятствуют мышцы, а не жир или кости. Поэтому при потере мышечной массы нижних конечностей (при постельном режиме) увеличивается податливость вен нижних конечностей. Следовательно, силовые упражнения должны повышать толерантность к интервальной вакуумной терапии (Lawler LA et al., 1998).

Известно, что при старении увеличивается склонность к ортостатической гипотензии, что может увеличивать риск падений среди населения. В продольном исследовании выявлено, что 6-месячная программа тренировки выносливости у пожилых улучшает венозный тонус и не нарушает толерантности к интервальной вакуумной терапии (Hernandez JP et al., 2005).

Однако в другом продольном исследовании выявлено, что ни возраст, ни тренированность не влияют на толерантность к ортостатическому стрессу, моделируемому ОДНЧТ. Хотя наблюдаются различия в ответе на субмаксимальный ортостатический стресс в зависимости от возраста и тренированности, эти различия не распространяются на различия в толерантности (Hernandez JP et al., 2005).

Толерантность к интервальной вакуумной терапии увеличивается после повторных сеансов, что может достигаться усилением сократительной способности желудочков, снижением податливости периферических сосудов, адаптацией рефлекторных механизмов коррекции гипотензии и увеличением кровяного давления на уровне сердца (Yang CB et al., 2000).

Большинство исследований физиологических эффектов интервальной вакуумной терапии основаны на реакции на установившееся ОДНЧТ. Однако при установлении ОДНЧТ и возврате к атмосферному давлению могут наблюдаться транзиторные эффекты, такие как снижение среднего артериального давления при достижении ОДНЧТ (Hisdal J et al., 2002).

При быстром достижении и сбросе ОДНЧТ -20 мм рт. ст. наблюдаются изменения ЧСС, среднего артериального давления, ударного объема, при этом ответ сердечно-сосудистой системы ассиметричен, особенно в отношении ударного объема.

При подаче ОДНЧТ ударный объем медленно снижается в течение 50 с, возврат к атмосферному давлению приводит к быстрому повышению ударного объема к изначальному уровню менее чем за 10 с. Невральный ответ, который влияет на общее сосудистое сопротивление, недостаточно быстрый для компенсации быстрого изменения ОДНЧТ. Причина изменения среднего артериального давления заключается в том, что артериальные барорецепторы активируются наряду с барорецепторами низкого давления, которые чувствительны к ЦВД при быстром достижении и сбросе небольшого ОДНЧТ (Hisdal J et al., 2001).

Изменения параметров гемодинамики на уровне макроорганизма должны сопровождаться изменениями перфузии на уровне тканей. Так, ученые NASA и DLR (Deutsches Zentrum fьr Luft - und Raumfahrt) выявили, что использование устройств интервальной вакуумной терапии (устройства Vacumed и Vacusport фирмы Weyergans High Care AG) приводит к сильной дилатации капилляров и капилляризации и увеличению микро- и макроперфузии нижних конечностей (Lathers CM et al., 1994).

Подобные аппараты называют «внешним сердцем для нижней части тела». В отличие от применяемых в космической медицине устройств аппараты Vacustyler, Vacumed, Vacusport задают пульсирующее отрицательное давление с заданными интервалами.

Перемежающееся отрицательное и нормальное атмосферное давление способствует капилляризации и дилатации капилляров, они пропускают больше оксигенированной крови в конечности. В фазу нормального (атмосферного) давления венозная кровь и лимфа перемещаются в крупные сосуды (увеличение возврата). Ускорение микроперфузии и лимфодренажа приводит к повышению рН. Это может быть использовано для укрепления соединительной ткани (увеличение синтеза коллагена) и при лечении «целлюлита», который, как сейчас считают, связан с нарушением лимфодренирования. Поскольку разные протоколы применения интервальной вакуумной терапии стимулируют разные рефлексы и могут быть использованы для вызова разных специфических ответов (Goswami N et al., 2008), удлинение интервалов отрицательного давления используется для стимуляции артериальной перфузии, удлинение интервалов нормального давления - для увеличения венозного и лимфатического рефлюкса (http://www.vtstyler.co.uk/Vacustyler2.htm).

Эффекты у спортсменов

Хорошо известны эффекты ручного массажа и / или ручного лимфатического дренирования на восстановление спортсменов. При этом стимулируется венозный отток, ускоряется обмен артериальной и венозной крови, приводя к увеличению венозного возврата и увеличению артериального выброса. В дополнение снижается мышечный тонус и в мозге увеличивается концентрация эндорфинов. Было проведено исследование на 50 профессиональных спортсменах (каноисты, пловцы, гребцы, футболисты, теннисисты и легкоатлеты) эффективности восстановления спортсменов с помощью аппаратов интервальной вакуумной терапии.

В течение 12 недель спортсмены продолжали тренироваться по своим специфическим программам. Половина спортсменов подвергалась 30-минутному сеансу интервальной вакуумной терапии с помощью аппарата Vacumed каждые 2 дня (-40-50 мбар, соотношение нормального / отрицательного давления 7/5 с). В то же время все спортсмены проходили восстановление, предписанное тренером. Также дважды в неделю до и после тренировки производился забор крови у всех спортсменов. В начале и в конце исследования у всех спортсменов выполнялся масштабный лактатный тест. Также до начала каждой тренировки все спортсмены подвергались анкетированию.

Всего было сделано 1200 анализов крови, которые показали более низкий уровень лактата в покое до начала тренировок у исследуемой группы (1,48 ммоль/л), чем у контрольной (1,59 ммоль/л), меньшую концентрацию мочевины и мочевой кислоты в исследуемой группе (соответственно 40 и 3,9 мг/дл против 43 и 4,85 мг/дл) и снижение креатинкиназы (262 Ед/л против 284 Ед/л). На основании анкетирования спортсмены, получавшие интервальную вакуумную терапию по сравнению с контролем отмечали более выраженную мотивации к тренировкам, лучшие ощущения в мышцах и в целом лучшее восстановление (Alf DF, 2007).

Клинический опыт ЦИТО

В ЦИТО им. Н.Н. Приорова в отделении спортивной и балетной травмы было проведено лечение интервальным давлением с помощью устройства Vacusport 30 пациентам-спортсменам высокой квалификации после артроскопических резекций менисков, передних и задних стабилизирующих операций на коленном суставе. Для сравнения были отобраны 20 аналогичных пациентов получавших стандартное лечение. Интервальная вакуумная терапия начиналась не ранее чем через 7 дней после проведенного оперативного лечения, после снятия накожных швов.

Показаниями являлись: наличие отека после операции, боли, жидкость в коленном суставе. Противопоказаниями были: инфекционные заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, тромбозы сосудов нижних конечностей. Всем пациентам до начала лечения во избежание тромбоэмболических осложнений обязательно проводилось УЗДГ сосудов нижних конечностей. Имеющийся в наличии аппарат Vacusport согласно заложенным программам позволяет получать интервалы отрицательного давления от -30 до -60 мбар с шагом 5 мбар длительностью от 6 до 12 с с паузами (интервалы нормального атмосферного давления) от 5 до 10 с.

Рис. 3. Пульт управления аппаратом интервальной вакуумной терапии

вакуумный терапия спортсмен конечность

Интервальная вакуумная терапия применялась ежедневно не менее 10 сеансов по 30 минут по одному из предлагаемых алгоритмов:

- Минуты 1-6: 35 мбар / 8 с Отрицательное давление / 10 с Пауза

- Минуты 7-12: 45 мбар / 10 с Отрицательное давление / 8 с Пауза

- Минуты 13-18: 55 мбар / 8 с Отрицательное давление / 10 с Пауза

- Минуты 19-24: 60 мбар / 10 с Отрицательное давление / 8 с Пауза

- Минуты 25-30: 50 мбар / 8 с Отрицательное давление / 8 с Пауза

Все пациенты хорошо переносили процедуры и отмечали приятные ощущения в нижних конечностях начиная с 3 сеанса. По сравнению с аналогичными пациентами (контрольная группа из 20 спортсменов), не получавшими интервальной вакуумной терапии, исследуемые пациенты отмечали более быстрое на 2-6 дней (в средней на 3,5) уменьшение отека, меньшие болевые ощущения при занятиях ЛФК. При контрольных УЗИ оперированного коленного сустава у исследуемых пациентов отмечалось ускорение рассасывания выпота.

Обоснованием применения данного вида лечения следует считать мощный физиологический эффект интервального давления на лимфодренирование и венозный возврат, что ускоряет спадение отека, снижает болевой синдром, ускоряет резорбцию выпота в коленном суставе, препятствует венозному застою у пациентов-спортсменов высокой квалификации, часто склонных к ортостатической интолерантности и имеющих нарушенный венозный тонус вен нижней конечности, усугубляющийся в период после травмы и процессе лечения.

Аппараты низкого давления в нижней части тела представляет мощный инструмент управления кровотоком в нижних конечностях. Технология, разработанная для космонавтов, оказывает выраженный положительный эффект на адаптивное, сформировавшееся в условиях невесомости кровообращение. На основании этой методики разработаны модели перераспределения кровотока в организме, параллельно широко изучено множество физиологических эффектов отрицательного давления в нижней части тела, как локальных, так и системных, определены нежелательные явления, противопоказания и пределы переносимости, пока не выявлено побочных эффектов. Устройства интервальной вакуумной терапии имеют возможность широкой модуляции воздействия. Однако внедрение интервальной вакуумной терапии в клинику идет медленно в связи с отсутствием больших клинических исследований эффективности данного метода лечения.

Отсутствуют также полноценные исследования в спортивной медицине эффективности интервальной вакуумной терапии в отношении производительности, восстановления и реабилитации спортсменов. Существует большой потенциал модификации рекомендуемых производителем программ лечения. Т.к. до сих пор за четыре декады истории устройств низкого давления в нижней части тела не выявлены побочные эффекты его применения, использование аппаратов интервальной вакуумной терапии не нарушает основной столп медицины «не навреди». А поскольку интервальная вакуумная терапия оказывает довольно сильные и уже достаточно изученные физиологические эффекты, их адекватное контролируемое использование в клинике, как ожидается, может дать выраженные положительные клинические результаты. Поэтому авторы считают обоснованным широкое применение устройств интервальной вакуумной терапии при различной патологии и у спортсменов в различных вариантах с другими видами лечения, дальнейшее изучение их эффективности и разработку программ лечения.

Размещено на Allbest.ru