Opinia merytoryczna projektu badawczego

Opinia w zakresie wpływu środowiska normobarycznego na wybrane parametry czynnościowe autonomicznego układu nerwowego, układu sercowo-naczyniowego i funkcje poznawcze u osób zdrowych

1. Przyjęte założenia badawcze

Komory normobaryczne znalazły w ostatnich latach swoje miejsce w obszarze odnowy biologicznej. Są to pomieszczenia, w których utrzymywane są następujące warunki: ciśnienie 1500 hPa, stężenie tlenu 37%, dwutlenku węgla 1,079%, stężenie wodoru 0,44%. Pobyt w komorze trwa 2 godziny. Podczas każdej sesji organizm otrzymuje dużą dawkę tlenu w towarzystwie dwutlenku węgla, rozszerzającego naczynia mózgowe i działającego na komórki układu bodźcoprzewodzącego serca oraz cząsteczkowego wodoru — skutecznego biologicznego antyoksydanta. Komorom normobarycznym produkowanym przez EKONSTAL Sp. z o.o. Sp. kom. przypisuje się rozległe oddziaływania na organizm człowieka, uznając je za dobre narzędzie do wspomagania kondycji fizycznej, odporności organizmu i ogólnej poprawy samopoczucia jak i ogólnego stanu zdrowia. Komory te aktualnie jako jedyne dostępne na rynku krajowym posiadają certyfikat CE i wszelkie potrzebne dopuszczenia do eksploatacji. Zwolennicy komór normobarycznych podkreślają następujące elementy terapeutycznego oddziaływania 2-godzinnej sesji w komorze normobarycznej:

  • zmniejsza natężenie procesów zapalnych;
  • przyspiesza proces angiogenezy, czyli rozwoju nowych naczyń krwionośnych;
  • pobudza regenerację nabłonków;
  • działa stymulująco na komórki skóry – fibroblasty. Pobudza w ten sposób produkcję kolagenu i elastyny, które zapewniają elastyczność skóry;
  • spowalnia starzenie się organizmu;
  • zmniejsza obrzęk w obszarze uszkodzonych tkanek;
  • zwiększa aktywność osteoblastów i osteoklastów – komórek odpowiedzialnych za zdrowie kości;
  • poprawia krążenie krwi;
  • zwiększa wydolność fizyczną i psychiczną organizmu oraz zdolność do zapamiętywania;
  • poprawia dotlenienie komórek, a tym samym przyspiesza naturalną regenerację organizmu.

W świetle licznych i różnych opinii obecnych zarówno w piśmiennictwie naukowym, jak i w popularnych mediach, dotyczących efektów działania komór normobarycznych, postanowiono przeprowadzić badania, obiektywizujące dane dotyczące wpływu pobytu w komorze normobarycznej na wyżej wymienione procesy. Przedmiotem badań była analiza parametrów fizjologicznych, obejmujących szerokie spektrum funkcjonowania organizmu człowieka: funkcje poznawcze, parametry biochemiczne krwi, czynność autonomicznego układu nerwowego, czynność układu krążenia i układu oddechowego oraz wydolność fizyczną, po 2-godzinnej sesji w warunkach panujących w komorze normobarycznej. Uznano, że tak szeroki zakres badań pozwoli na obiektywną ocenę rzeczywistego oddziaływania komory normobarycznej i uporządkuje pewien chaos informacyjny, dotyczący jej zastosowania w praktyce.

2. Charakterystyka badanej grupy i ocena poprawności doboru metod badawczych

Badania przeprowadzono w grupie 22 zdrowych ochotników w wieku 37,5 lat Inne parametry antropometryczne to: średni wzrost 175 +/- 10,6 cm, masa ciała 81,5+/- 22,5 kg, BMI 26,1 +/- 5,8. Wszyscy badani byli zdrowi, nie przyjmowali żadnych leków, w okresie poprzedzającym badanie (3 dni) wyeliminowali używki i stosowali zbliżoną dietę, w celu stabilizacji tempa przemian metabolicznych. Zalecono również utrzymywanie w tym czasie porównywalnego trybu i rytmu życia, z podobnym wymiarem godzin snu i aktywności, unikanie ekstremalnych wysiłków fizycznych i sytuacji obciążających emocjonalnie. Zalecenia te miały wpłynąć na jednorodność grupy badawczej i standaryzację pomiarów. Badania przeprowadzono dwukrotnie: przed i po sesji w komorze normobarycznej. Zastosowane metody badawcze pozwoliły na kompleksowe i systemowe podejście do oceny czynności organizmu człowieka w najpełniejszym — możliwym do przeprowadzenia w warunkach nieinwazyjnych — holistycznym ujęciu. Biorąc pod uwagę poznawczy, ale i praktyczny aspekt badań, obszar zastosowania komór normobarycznych, gdzie główną uwagę poświęca się przede wszystkim holistycznemu oddziaływaniu normobarii hiperoksycznej i hiperkapnicznej — taki dobór metod badawczych uważam za wyjątkowo kompleksowy, oparty o najnowocześniejsze, dostępne aktualnie narzędzia i systemy pomiarowe, używane w fizjologii stosowanej w najlepszych światowych ośrodkach badawczych.

3. Wykonane procedury badawcze

Badania przeprowadzono w komorze normobarycznej Typ: V120K1 wyprodukowanej przez firmę EKONSTAL Sp. z o.o. Sp. kom.

Zastosowane metody badawcze to:

  • testy psychologiczne oceniające funkcje poznawcze (np. TMT) i stopień zmęczenia (FSS), będący wyznacznikiem jakości snu;
  • badania składu ciała, w tym: zawartość tłuszczu, wewnątrz- i zewnątrzkomórkową zawartość wody oraz ocenę podstawowej przemiany materii (BMR);
  • badania biochemiczne krwi, w tym oznaczenia m.in. enzymów zapalnych, syntaz NO. Badane parametry biochemiczne, to: NOS-2, NOS-3, białko cc16, katalaza, MDA (reaktywne formy tlenu), neurotrofiny NT3, NT4, BDNF, dysmutaza SOD;
  • badanie czynności autonomicznego układu nerwowego, przy użyciu systemu Task-Force Monitor.

System ten pozwala na nieinwazyjne badanie wszystkich parametrów krążeniowych w spoczynku i podczas aktywnej i biernej próby pionizacyjnej. Analiza widmowa rytmu serca (HRV) umożliwia nieinwazyjną ocenę aktywności współczulnej i przywspółczulnej autonomicznego układu nerwowego oraz balansu przywspółczulno-współczulnego w warunkach spoczynku i podczas aktywnej i biernej pionizacji, a także czułości odruchu z baroreceptorów tętniczych. Najważniejsze mierzone i analizowane parametry krążeniowe, to: RR, HR, sBP, dBP, mBP, SV, SI, CO, TPR, EDI, LVET, TFC. Wszystkie przedstawione parametry pozwalają na uzyskanie obrazu czynności układu krążenia oraz sprawności odruchowych mechanizmów regulacyjnych stabilizujących ciśnienie tętnicze;

  • badanie arteriograficzne — oceniające współczynnik sprężystości i sztywności naczyń tętniczych;
  • podstawowe badanie spirometryczne i badanie ergospirometryczne, pozwalające m.in. na ocenę pracy układu oddechowego i krążenia w warunkach wysiłku fizycznego oraz poziom wysiłku, przy którym następuje przejście metabolizmu na przemiany beztlenowe.

4. Ocena wstępnej analizy statystycznej

Analizę statystyczną wykonano profesjonalnie w oparciu o uznane metody statystyczne w badaniach doświadczalnych. Wyniki wstępnej analizy (wymieniono tylko te wyniki, gdzie uzyskano istotność statystyczną zaobserwowanych zmian) wskazują na:

  • poprawę jakości snu i idącą w ślad za tym redukcję zmęczenia i znamienną statystycznie poprawę funkcji poznawczych;
  • redukcję masy ciała, obniżenie BMI, zmniejszenie procentowej i bezwzględnej zawartości tkanki tłuszczowej, przy jednoczesnym zwiększeniu zawartości wody; – poprawę tolerancji wysiłku w pozycji stojącej i siedzącej;
  • osłabienie komponentu współczulnego autonomicznego układu nerwowego, a tym samym zmianę balansu przywspółczulno-współczulnego, co może mieć działanie kardioprotekcyjne w warunkach wysiłku i spoczynku;
  • poprawę sprawności reakcji ortostatycznej w warunkach aktywnej pionizacji, co może poprawiać kontrolę posturalną w warunkach zmiany pozycji i zapobiegać nieoczekiwanym upadkom;
  • w zakresie oznaczanych parametrów biochemicznych stwierdzono zwiększenie poziomu syntazy tlenku azotu NOS-2, zwiększenie poziomu białka cc16, zmniejszenie poziomu reaktywnej formy tlenu MDA i zwiększenie poziomu dysmutazy, co sugeruje poprawę miejscowego przepływu tkankowego oraz zmniejszenie ryzyka wystąpienia stresy oksydacyjnego; zwiększenie poziomu neurotrofin (NT4, NT3 i BDNF), co może tłumaczyć poprawę funkcji kognitywnych;
  • nie zaobserwowano natomiast istotnych zmian w zakresie poprawy parametrów spirometrycznych i wydolności fizycznej (badanie ergospirometryczne).

5. Wstępne wnioski w oparciu o uzyskane wyniki badań

Ekspozycja na warunki panujące w komorze normobarycznej moduluje masę ciała poprzez redukcję masy tkanki tłuszczowej, poprawia jakość snu i sprawność w rozwiazywaniu zadań kognitywnych, co znalazło swoje potwierdzenie również w większym stężeniu neurotrofin, działa przeciwzapalnie, zmniejsza stres oksydacyjny, poprawia sprawność reakcji ortostatycznej (co może mieć szczególne znaczenie dla osób starszych), moduluje balans przywspółczulno-współczulny, działając kardioprotekcyjnie. Wymienione efekty w znacznej części potwierdzają wymienione na wstępie oczekiwane efekty oddziaływania środowiska normobarii. Niemniej, konieczne jest poszerzenie prowadzonych badań o wybrane grupy kliniczne czy grupy uprawiające sport wyczynowy.

Prof. dr hab. med. Małgorzata Tafil-Klawe
Kierownik Katedry Fizjologii, Zakładu Fizjologii Człowieka

Wydział Lekarski Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika