Согласно данным IDF Diabetes Atlas, на 2025 год ≈589 миллионов взрослых людей (в возрасте от 20 до 79 лет) живут с диабетом. Это каждый 14 человек на планете. Ожидается, что к 2050 году эта цифра вырастет до 853 миллионов.
В недавнем материале журнала «Новости медико-биологических наук» были опубликованы результаты исследования ученых из Института физиологии им. И.П. Павлова РАН о применении интервальных гипоксических тренировок (ИГТ) на аппарате OXYTERRA для коррекции проявлений модельного сахарного диабета 1 типа (СД1).
В чем научный интерес исследования?
СД1 – тяжелое аутоиммунное заболевание, при котором разрушаются β-клетки поджелудочной железы. Оно развивается быстро, затрагивает преимущественно молодых, требует пожизненной инсулинотерапии и приводит к серьезным осложнениям. Ученые проверили, способна ли ИГТ смягчить проявления диабета в экспериментальной модели.
Организация исследования:
Механизмы действия метода ИГТ было решено изучать на экспериментальной модели в организмах крыс. Исследований интервальных гипоксических тренировок на людях уже проведено немало, включая работы по диабету, при сердечно-сосудистых и метаболических нарушениях, и т.д. Однако в данном проекте ученые сосредоточились на глубинных клеточных, биохимических и гормональных изменениях – тех процессах, которые невозможно детально изучить у пациентов без применения инвазивных методов, поэтому для работы выбрали модель на животных.
Экспериментальная модель на животных позволяет:
- воспроизвести болезнь с контролируемой степенью тяжести;
- многократно отбирать ткани и биологические жидкости;
- исследовать изменения в органах на клеточном уровне;
- тестировать разные режимы воздействия без риска для человека.
Подобные вмешательства в клинических условиях у людей неэтичны и запрещены. Поэтому животные модели остаются ключевым этапом для понимания механизмов и уточнения протоколов, прежде чем расширять их для применения в медицине.
Дизайн исследования
СД1 моделировали введением стрептозотоцина (35 мг/кг).
Стрептозотоцин – это химическое вещество, которое избирательно разрушает β-клетки поджелудочной железы. В результате у животных развивается состояние, близкое к сахарному диабету 1 типа у человека с недостатком выработки инсулина и повышением уровня глюкозы в крови.
Через 15 дней начинали курс нормобарической интервальной гипокси-гипероксической терапии на OXYTERRA. Применяли три протокола:
- Гипокия-нормоксия, 3 д. × 3 эп. × 9/21 % О₂ (3 эпизода: 5 мин гипоксии (9% O₂) / 15 мин нормоксии (21% O₂), 3 дня подряд).
- Высокая нагрузка гипоксия-гипероксия, 3 д. × 3 эп.× 9/30 % О₂ (3 эпизода: 5 мин гипоксии (9% O₂) / 3 мин гипероксии (30% O₂), 3 дня подряд).
- Средняя нагрузка гипоксия-гипероксия, 10 д. × 5 эп. × 12/30 % О₂ (5 эпизодов: 5 мин гипоксии (12% O₂) / 3 мин гипероксии (30% O₂), 10 дней подряд).
Результаты исследования
- Все протоколы ИГТ останавливали диабетическую потерю массы тела, которая обычно наблюдается у животных после введения стрептозотоцина.
- Режимы ИГТ 9/30 % и 12/30 % давали выраженное снижение уровня глюкозы натощак и после еды, а также значительно уменьшали площадь под кривой в глюкозотолерантном тесте (в режиме 9/30 % значения упали почти в 2 раза).
Пояснение: это говорит об улучшении контроля сахара в крови и повышении чувствительности тканей к инсулину. Для модели СД1 это означает, что обмен углеводов становится ближе к норме, а нагрузка на организм от гипергликемии снижается
- Через 6 дней у крыс с СД1 после 9/30 % наблюдалось снижение общего числа лейкоцитов, главным образом за счет лимфоцитов. У здоровых животных в том же режиме на 6-е сутки, напротив, отмечался рост числа лейкоцитов за счет лимфоцитов и моноцитов.
Пояснение: в группе СД1 снижение лейкоцитов – это позитивный сигнал об уменьшении воспалительного фона. У здоровых животных повышение свидетельствует о стимуляции иммунитета.
- ИГТ 12/30 % вызывала рост гемоглобина и эритроцитов. У здоровых животных рост гемоглобина и гематокрита отмечался лишь после 9 % гипоксии (без гипероксии) и только на 1-е сутки после тренировки.
Пояснение: Увеличение количества эритроцитов и уровня гемоглобина улучшает способность крови переносить кислород, что полезно при нарушениях обмена веществ и для адаптации к гипоксии. Для животных с СД1 это говорит об улучшении снабжения тканей кислородом. У здоровых животных кратковременный рост после гипоксии – это нормальная адаптивная реакция, которая быстро возвращается к исходному уровню.
- После всех видов ИГТ у диабетических животных возрастало содержание амилазы и коэффициент АСТ/АЛТ, ранее сниженные при СД1.
Пояснение: Амилаза — фермент поджелудочной железы, а коэффициент АСТ/АЛТ отражает состояние печени. При СД1 эти показатели часто снижены из-за повреждения клеток и нарушения обмена веществ. Их повышение после ИГТ указывает на нормализацию работы поджелудочной железы и печени, что можно расценивать как положительный эффект адаптации в этой модели заболевания.
- Интенсивная ИГТ (9/30 % O₂) наиболее эффективно корректировала снижение креатинина и магния.
Пояснение: Креатинин отражает работу почек и мышечный обмен, магний же важен для работы сердца, нервной системы и обмена углеводов. Их дефицит при СД1 негативно влияет на общее состояние. Восстановление этих показателей после ИГТ говорит о нормализации обменных процессов и возможном улучшении функции почек.
- У здоровых животных режим 9/30 % O₂ через 6 дней повышал уровень общего белка, альбумина, глобулина, триглицеридов и кальция, а также снижал АСТ/АЛТ и «сытую» глюкозу.
Пояснение: Повышение белковых фракций и кальция может указывать на усиление обмена и синтетической функции печени, а снижение «сытой» глюкозы – на улучшение углеводного обмена. Снижение АСТ/АЛТ при нормальных условиях говорит об отсутствии повреждения печени и ее стабильной работе.
- У крыс с СД1 проведение ИГТ не приводило к изменениям в базальной активности и стрессовой реакции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАС), что указывает на отсутствие нежелательного воздействия тренировок на гормональный стресс-ответ.
Пояснение: это означает, что тренировки не вызывали хронического стресса у больных животных. У здоровых животных кратковременное повышение кортикостерона через 24 часа – это типичная адаптивная реакция на гипоксический стимул, которая исчезала к 6 дню, что подтверждает отсутствие долговременной стресс-нагрузки.
Вывод
Использование OXYTERRA-терапии показало выраженное положительное влияние в модели СД1, особенно при гипокси-гипероксических режимах, влияя на углеводный обмен, формулу крови и ряд биохимических показателей.
Источник
Баранова К.А., Кукина М.В. Технология коррекции сахарного диабета 1 типа у крыс интервальными гипоксическими тренировками, показатели крови. Новости медико-биологических наук, Т. 24, № 3, 2024. С. 12-13.
..................................................................................................
Больше клинических случаев, видео и исследований по теме в телеграм-канале OXYTERRA