Несоответствие теплопродукции и теплоотдачи привело к нарушению центральных механизмов терморегуляции и нарушению механизмов системы иммунной защиты медицинских работников.

Для неповторения ситуации следует начать заниматься повышением надежности работы всех систем стареющей планеты – от отдельного человека до организации систем здравоохранения.

 

 

Глава 3
Гипоксия, старение и COVID-19

Время оказалось быстрее нас.

Наш мир постарел, а мы только об этом хорошенько задумались.

 

Жизнь человека циклична: родился, женился, а далее – как получится. Нет, вернее, жизнь представляет собой сумму циклов, жизнь – это и есть одни лишь процессы, которые протекают по кругу. И тут важно также и слово «текут», обозначающее перемещение по жизни.

Циклов много, например, смена сна и бодрствования, менструальный цикл или цикл Кребса. Наше внешнее дыхание – тоже цикл, очень сложный процесс общения организма со средой обитания.

Для этого перемещения по жизни мы используем парус. Огромный парус нашей жизни – это легкие, площадь которых 14–16 раз в минуту становится то 40 кв. м., то 120. Только представьте площадь однокомнатной квартиры, которая становится за секунду-другую как пятикомнатная, и так много раз за сутки, месяцы и годы. При жизни длиной 80 лет это почти 700 млн вдохов и выдохов.

Молекулы кислорода, которые захватывает этот парус, – это важнейшая основа для нашей жизни, которая нужна, чтобы получить энергетическую валюту на энергетических станциях – митохондриях. Именно поэтому физиологические реакции на колебания кислорода имеют решающее значение в течение всей жизни человека.

Исследование «молекулярных переключателей, которые действуют в клетках в условиях гипоксии», в 2019 году было отмечено Нобелевской премией по медицине и физиологии. Этот факт подчеркивает глобальность открытия. Награда присуждена Уильяму Келину, Петеру Ратклиффу и Греггу Семензе, которые обнаружили, как клетки могут адаптироваться к изменению уровня кислорода. Ученые определили конкретные молекулярные механизмы, которые регулируют активность генов в ответ на различные уровни кислорода. Это эритропоэтин, факторы, индуцированные гипоксией (HIF) и ген фон Гиппеля – Линдау (VHL).

Сигнальные молекулы гетеродимеров HIFs были открыты Семензой еще в далеком 1995 году. Индуцируемые гипоксией факторы (HIFs) действуют как главные регуляторы путей, участвующих в гликолизе, эритропоэзе, ангиогенезе, пролиферации клеток и даже в деятельности стволовых клеток.

Это важнейшее открытие для геронтологии, так как гипоксия неизбежно возникает в старости. Можно сказать, что это состояние связано не только со старением, но и со всеми возрастзависимыми заболеваниями, это патофизиологический ответ организма при нарушении кислородного гомеостаза.

Одним из основных патофизиологических механизмов старения является тканевая гипоксия. Старость и гипоксия – это патофизиологические близнецы, где граница между патологией и условной нормой стерта. Гипоксия тканей – также один из важнейших факторов, нарушающих трофику и работу всех тканей и органов человека.

Очевидно, что онтогенетические процессы, известные нам под названием старение, и механизмы, на которые действуют коронавирусы, совпадают. И именно поэтому у пациентов в возрасте, часто с возрастзависимыми патологиями, развивается состояние острой гипоксии. Эти люди внезапно попадают в условия, где для их организма крайне мало кислорода. Это похоже на состояние, когда пожилой человек приезжает в горы и неожиданно у него происходит острая нехватка кислорода на той высоте, где ему ранее было комфортно находиться.

Замечено, что все люди по-разному переносят путешествие в горы. Но там же живет много людей, это миллионы и даже десятки миллионов. Сегодня высоты до 2000 м можно признать комфортными для постоянной жизни, далее до 3–3,5 тыс. м (это высоты города Куско в Перу) – условно пригодными для всех. Но на этой высоте уже у значительного числа людей будет развиваться горная болезнь. Обычно в связи с этим упоминают одно из первых подробных описаний острой горной болезни, зафиксированной У. Акостой в книге, изданной в 1590 году: в 1572–1573 годах он прошел от Лимы до Куско, при этом ему пришлось перейти через несколько перевалов, один из которых, Периакака, находится на высоте 4800 м (178).

Возможно, те, кто плохо переносит высоту и имеет признаки горной болезни даже на небольших высотах около 3000 м, также могут быть подвержены тяжелому острому респираторному синдрому (ТОРС). Это чаще уже старые люди, они хуже, чем более молодые люди, переносят высотную гипоксию, у них даже на более низких высотах возникает горная болезнь. Именно поэтому людям «третьего возраста» нужно серьезно подходить к вопросам дальних перелетов и подъемам на высоту, особенно если у них есть патология сердечно-сосудистой системы или легких. Очень часто даже профессиональные альпинисты не учитывают свой возраст как фактор снижения оксигенации тканей, что, как следствие, приводит к печальным последствиям на высотах, которые ранее достигались ими без каких-либо проблем. При этом клинически эти люди были практически здоровы и, возможно, даже проходили обследование перед подъемом на гору.

Горная болезнь чаще настигает пожилых людей, поскольку они тяжелее переносят высотную гипоксию.

 

С начала развития заболевания COVID-19 все обратили внимание, что показатели смертности заметно выше в самых старших возрастных группах. Но и все пневмонии у людей в возрасте протекают заметно хуже, это известный факт, и уровень летальности у них также всегда выше.

Патофизиологические механизмы COVID-19 также включают гипоксическое воздействие, что приводит к усилению вазоконстрикции^[50] и образованию тромбов. Вирус SARS-CoV-2 входит в клетки эпителия, используя ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE-2) в качестве рецептора, который находится в легких, почках, сердце и артериях. Существует два типа АПФ (AПФ-1 и AПФ-2), действующие противоположно в легочном эндотелии. AПФ-2 действует как вазодепрессор, тогда как AПФ-1 – как вазоконстриктор, т. е. первый расширяет просвет кровеносных сосудов, а второй, наоборот, сужает. В физиологических условиях существует динамическое равновесие между ними. Однако при COVID-19 АПФ-1 активируется индуцируемым гипоксией фактором-1 (HIF-1), а экспрессия АПФ-2 заметно снижается.

Выявлено, что COVID-19 развивался реже в населенных пунктах выше 2500 м над уровнем моря из-за физиологической адаптации альвеолярного эпителия к гипоксии, основной мишени вируса в легочном эпителии (180). Во всем мире около 120 городов и населенных пунктов расположены на высотах более 3000 м над уровнем моря. Анализ пандемии четко указывает на снижение распространенности и влияния инфекции SARS-CoV-2 на людей, живущих на высоте более 3000 м.

Ученые исследовали эпидемиологические данные высокогорья тибетского региона Китая, а также Боливии и Эквадора. Тибетское плато, расположенное на северной стороне Гималаев, имеет среднюю высоту 4000 м. Город Лхаса, столица Тибета, расположен на высоте 3500 м над уровнем моря. Заболеваемость COVID-19 там, где проживает 9 млн человек, была крайне низкой по сравнению с остальным Китаем. Действительно, было зафиксировано всего 134 подтвержденных случая в высокогорных регионах Китая (Тибет, Цинхай и часть провинции Сычуань). Репрезентативная когорта из 67 пациентов (где было только два импортированных случая), которым был поставлен диагноз COVID-19 в провинции Сычуань, показала, что 54 % были абсолютно бессимптомными и менее чем у 10 % пациентов наблюдалась лихорадка. У 10 % пациентов из положительной когорты SARS-CoV-2 развилось тяжелое состояние, однако все эти пациенты полностью выздоровели после лечения, в результате чего смертность отсутствовала (180).

Второй анализ распространенности COVID-19 в высокогорных районах был проведен в Боливии. Ла-Пас, административная столица Боливии (2,7 млн жителей), расположена в диапазоне высот от 2400 до 4000 м над уровнем моря, при этом большая часть населения столицы проживает в районе Эль-Альто (922 598 жителей). Помимо провинции Ла-Пас, анализ проведен в провинциях Оруро (538 200 жителей), Потоси (141 251 человек) и Сукре (300 000 человек) (180).

Боливийские данные полностью соответствуют данным, полученным в Эквадоре, стране, которая серьезно пострадала от пандемии. По состоянию на 7 апреля, в четыре раза меньше случаев COVID-19 отмечено в высокогорных районах Эквадора (7 114 300 жителей): только 722 случая по сравнению с 2943 случаями в прибрежных районах (8 328 300 жителей).

Причина снижения распространения COVID-19 на большей высоте может быть следствием ряда факторов, например, труднодоступности этих регионов, меньшего транспортного трафика, меньшей плотности населения и физиологических факторов адаптации к самой высоте. И именно поэтому жители горных районов лучше защищены от острого респираторного дистресс-синдрома. Важно отметить, что коренное население высокогорных районов имеет более высокую микрососудистую перфузию^[51] и множественные физиологические изменения из-за постоянного воздействия гипобарической гипоксии.

Многие люди задаются вопросом: как восстанавливаться после СOVID-19? Опущу необходимые и важные в этой ситуации сбалансированное питание и двигательную активность, которая должна по мере улучшения состояния присутствовать ежедневно, санаторно-курортное лечение и даже различные физиотерапевтические воздействия. Остановлюсь только на циклическом гипоксическом воздействии, так называемых интервальных гипоксических тренировках.

Сегодня этот метод часто используют в олимпийском спорте и в период реабилитации после ряда тяжелых болезней в клинической практике для пациентов с хроническими сердечно-сосудистыми и метаболическими заболеваниями. Гипоксические тренировки могут обеспечить лучшее качество жизни за счет роста толерантности к физической нагрузке. Метод интервальной нормобарической гипоксической терапии (ИГТ) используется для повышения функциональных резервов организма через улучшение доставки и утилизации кислорода и у обычных людей (181).

Это достигается с помощью современных высокотехнологичных аппаратов, называемых гипоксикаторами. Метод основан на индивидуально дозированном использовании гипоксического воздействия при обычном атмосферном давлении в интервальном режиме, когда дыхание гипоксической газовой смесью прерывается периодами с нормальным содержанием кислорода. При этом и длительность периодов, и частота, и глубина гипоксического воздействия индивидуальны и могут настраиваться в ручном и автоматическом режимах.

Но метод используется не только для реабилитации, но и для лечения. Его можно применять как уникальный способ подготовки организма к острой гипоксии, связанной с COVID-19. Также его можно и нужно использовать как для реабилитации после перенесенной пневмонии, так и для восстановления утраченной физической работоспособности после болезни. У пациентов с заболеваниями легких улучшаются газообменные функции, что приводит к снижению частоты и длительности приступов удушья. А также пациенты смогут вести более активный образ жизни.

 

Интервальные гипоксические тренировки могут служить в качестве профилактики осложнений COVID-19.

Если организм пациента, как и альпиниста, находился в состоянии длительной гипоксии, восстановление механизмов метаболической адаптации может сыграть важную роль в выздоровлении. Такое гипоксическое воздействие может положительно повлиять на работу всех клеток организма после коронавирусной инфекции.

Известно, что воздействие периодической нормобарической гипоксии улучшает толерантность к физической нагрузке у пациентов с сердечной недостаточностью. Такая же картина наблюдается и у пациентов с гипертонической болезнью. Также ранее показано, что сочетание физических упражнений с адаптацией к гипоксической нагрузке ведет к нормализации вегетативного обеспечения жизнедеятельности, к повышению устойчивости к острой гипоксии и большей физической работоспособности (178).

Даже у лиц в возрасте после курса подобных упражнений увеличивается эффективность внешнего дыхания, наблюдается увеличение продолжительности каждого дыхательного цикла и потребление кислорода тканями. В результате гипоксического воздействия улучшается метаболизм кислорода на всех этапах гомеостаза, повышается устойчивость организма к внутренним и внешним экстремальным воздействиям, физическая работоспособность и качество жизни в целом.

Метод имеет минимальные противопоказания, которыми являются любые острые состояния, он не имеет ограничений по возрасту. Преимуществом такого подхода является его совместимость с медикаментозным лечением и способность повышать эффективность фармакологических препаратов.

Воздействие индуцированной гипоксии также может использоваться и в качестве дополнительной терапии для контроля хронического воспаления при некоторых заболеваниях (182).

Именно при анализе процесса дыхания виден дуализм жизни, который позволяет сказать, что жизнь представляет собой процессы старения. И они настолько сцеплены с механизмами жизнеобеспечения, что только в состоянии старения возможно существование высокоорганизованной материи. Обязательный процесс дыхания позволяет мне упомянуть известный постулат под другим углом зрения «Пока живу, старею».

Интервальные гипоксические тренировки, которые сегодня активно используют в олимпийском спорте, могут быть полезными в борьбе не только с механизмами старения, но и в профилактике осложнений COVID-19.