seamedМорская медицинаMarine Medicine2413-57472587-7828Research Institute of Industrial and Maritime Medicine of the Federal Medical and Biological Agency10.22328/2413-5747-2023-9-1-73-86seamed-631Research ArticleВОДОЛАЗНАЯ МЕДИЦИНАDIVING MEDICINEФеномен «диуреза давления»: механизмы возникновения и физиологическое значение в практике медицинского обеспечения водолазов: проспективное когортное исследование«Pressure diuresis» phenomenon: mechanisms and physiological significance in diving medical support practice: prospective cohort studyhttps://orcid.org/0000-0003-3333-6769ЗверевД. П.ZverevD. P.

Зверев Дмитрий Павлович – кандидат медицинских наук, доцент, начальник кафедры (физиологии подводного плавания) 

194044, г. Санкт-Петербург

Dmitry P. Zverev – Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor, Colonel of the Medical Service, Head of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

z.d.p@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5716-0932ШитовА. Ю.ShitovA. Yu.

Шитов Арсений Юрьевич – кандидат медицинских наук, Заслуженный изобретатель Российской Федерации, старший преподаватель кафедры физиологии подводного плавания 

194044, г. Санкт-Петербург

Arseniy Yu. Shitov – Cand. of Sci. (Med.), Honored Inventor of the Russian Federation, Senior lecturer of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

arseniyshitov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7427-0885МясниковА. А.MyasnikovA. A.

Мясников Алексей Анатольевич – доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, профессор кафедры физиологии подводного плавания 

194044, г. Санкт-Петербург

Alexey A. Myasnikov – Dr. of Sci. (Med.), Professor, Honored Worker of the Higher School of the Russian Federation, Professor of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

a_mjasnikov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7393-6000АндрусенкоА. Н.AndrusenkoA. N.

Андрусенко Андрей Николаевич – кандидат медицинских наук, преподаватель кафедры физиологии подводного плавания  

194044, г. Санкт-Петербург

Andrey N. Andrusenko – Cand. of Sci. (Med.), Lecturer of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

an.a.an@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8494-1929ЧерновВ. И.ChernovV. I.

Чернов Василий Иванович – кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры физиологии подводного плавания 

194044, г. Санкт-Петербург

Vasily I. Chernov – Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor, Associate Professor of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

chernov_61@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1465-1539КленковИ. Р.KlenkovI. R.

Кленков Ильяс Рифатьевич – кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры физиологии подводного плавания 

194044, г. Санкт-Петербург

Ilyas R. Klenkov – Cand. of Sci. (Med.), Senior lecturer of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

klen.ir@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3524-7412ИсрафиловЗ. М.IsrafilovZ. M.

Исрафилов Загир Маллараджабович – адъюнкт 

194044, г. Санкт-Петербург

Zagir M. Israfilov – Adjunct of the Department Physiology 

194044, Saint Petersburg

warag05@mail.ruВоенно-медицинская академия имени С.М. КироваРоссияMilitary Medical Academy named after S.M. KirovRussian Federation202320042023917386Copyright © Зверев Д.П., Шитов А.Ю., Мясников А.А., Андрусенко А.Н., Чернов В.И., Кленков И.Р., Исрафилов З.М., 20232023Зверев Д.П., Шитов А.Ю., Мясников А.А., Андрусенко А.Н., Чернов В.И., Кленков И.Р., Исрафилов З.М.Zverev D.P., Shitov A.Y., Myasnikov A.A., Andrusenko A.N., Chernov V.I., Klenkov I.R., Israfilov Z.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://seamed.elpub.ru/jour/article/view/631

ВВЕДЕНИЕ: При пребывании в гипербарических условиях отмечаются увеличение диуреза, развитие отрицательного водного баланса, потеря электролитов и дегидратация тканей после различных по глубине, длительности, интенсивности и другим параметрам подводных погружений, которые условно можно объединить в специфический физиологический симптомокомплекс – феномен «диуреза давления» (или «диуреза водолаза»). ЦЕЛЬ: Исследовать механизмы возникновения «диуреза давления» при действии факторов повышенного давления газовой среды и определить физиологическую сущность указанного феномена у водолазов. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Обследованы 44 мужчины в возрасте 19–23 лет. В первой серии исследований у всех испытуемых определяли исходную устойчивость к неблагоприятным факторам гипербарии (декомпрессионному газообразованию – ДГ, гипоксической гипоксии – ГГ, токсическому действию азота – ТДА и токсическому действию кислорода – ТДК). У всех испытуемых определяли показатели гормонального статуса и осмотического гомеостазиса организма. Во второй серии исследований оценивали изменения водно-электролитного обмена, функций почек и осмотического гомеостазиса испытуемых при проведении пероральной нагрузочной почечной пробы с водной нагрузкой в исходных условиях и условиях воздействия на водолазов неблагоприятных факторов гипербарии. Статистика: Для поведения статистического анализа использовались пакеты прикладных программ Statistica for Windows 10.0. РЕЗУЛЬТАТЫ: Среднюю и низкую устойчивость к ДГ, ГГ, ТДК и ТДА имели соответственно 17 (38,6 %), 29 (65,9 %), 20 (45,5 %) и 35 (79,6 %) испытуемых, высокую устойчивость к ДГ, ГГ, ТДК и ТДА имели 27 (61,4 %), 15 (34,1 %), 24 (54,5 %) и 9 (20,4 %) испытуемых. Увеличение концентрации антидиуретического гормона было выявлено в группах водолазов с низкой и средней устойчивостью к ТДА, ГГ и ТДК (на 146,8, 141,1 и 93,2 % соответственно по сравнению с результатами до воздействия неблагоприятных факторов гипербарии). Наибольшее увеличение концентрации альдостерона выявлено у водолазов, имеющих низкую и среднюю устойчивость к ТДК, ДГ и ГГ (на 41,5, 39,1 и 36,2 % соответственно). Увеличение осмоляльности плазмы крови было отмечено у испытуемых, имевших низкую и среднюю устойчивость к ТДК (увеличение на 6,6 % по сравнению с водолазами, имевшими высокую устойчивость). Достоверное снижение осмоляльности плазмы крови зафиксировано в группах испытуемых, имевших низкую и среднюю устойчивость к ТДА и ГГ (снижение на 5,2 и 4,2 % по сравнению с группами испытуемых, имевших высокую устойчивость). Наиболее значимое снижение осмоляльности мочи выявлено в группах водолазов, имевших низкую и среднюю устойчивость к ДГ и ТДК (снижение соответственно на 14,5 и 17,7 %). Значимое повышение осмоляльности мочи при действии факторов гипербарии было определено в группах водолазов, имеющих среднюю и низкую устойчивость к ТДА и ГГ (на 19,8 и 19,3 %). ОБСУЖДЕНИЕ: Полученные данные указывают на возникновение нового гидратационного статуса организма при пребывании человека в условиях гипербарии. Состояние гидратации организма человека будет связано с его индивидуальной устойчивостью к действию неблагоприятных факторов гипербарии. Так, при развитии выраженного ДГ формируется изоосмотическая (изотоническая) гипергидратация, при ТДК возникает гиперосмотическая (гипертоническая) гипергидратация, при ТДА и ГГ развивается гипоосмоляльная (гипотоническая) гипергидратация. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Проведенные исследования показали наличие определенной связи (корреляции) между типами гипергидратации тканей организма у водолазов, механизмами их возникновения и низкой и средней исходной устойчивостью к тому или иному фактору гипербарии. Феномен «диуреза давления» («диуреза водолаза»), возникающий у водолазов с высокой устойчивостью к действию неблагоприятных факторов гипербарии, будет являться нормальной физиологической реакцией организма, направленной на ликвидацию гиперволемии и на снижение объема циркулирующей плазмы.

INTRODUCTION: When staying in hyperbaric conditions there is an increase in diuresis, developing a negative water balance, loss of electrolytes and tissue dehydration after diving different in depth, duration, intensity and other parameters, which can be conditionally combined into specific physiological symptom complex – “pressure diuresis” phenomenon (or “diver diuresis”). OBJECTIVE: To investigate the mechanisms of “pressure diuresis” under the action of high gaseous medium pressure and determine the physiological nature of this phenomenon in divers. MATERIALS AND METHODS: 44 men aged 19–23 were examined. In the first study all the subjects had initial sustainability to hyperbaric adverse factors (decompression gas formation – DG, hypoxic hypoxia – HH, nitrogen toxic effect – NTE and oxygen toxic effect – OTE). Hormonal status and body’s osmotic homeostasis rates were defined in all the subjects. The second study evaluated changes of the subjects’ water-electrolyte metabolism, kidney function and osmotic homeostasis during the oral loading renal test with the water load in the baseline and conditions of hyperbaric adverse factor exposure on divers. Statistics: To perform statistical analysis, application packages of Statistica for Windows 10.0 were used. RESULTS: 17 (38,6 %), 29 (65,9 %), 20 (45,5 %) and 35 (79,6 %) subjects had medium and low resistance to DG, HH, OTE and NTE, respectively; 27 (61,4 %), 15 (34,1 %), 24 (54,5 %) and 9 (20,4 %) subjects had high resistance to DG, HH, OTE and NTE. Increase in the concentration of antidiuretic hormone was identified in the diving group with low and medium resistance to NTE, HH, and OTE (by 146,8, 141,1 and 93,2 %, respectively, compared to the results before hyperbaric adverse factor exposure). The highest concentration increase of aldosterone was found among the divers with low and medium resistance to OTE, DG and HH (by 41,5, 39,1 and 36,2 %, respectively). The increase in blood plasma osmolality was observed in the subjects with low and medium resistance to OTE (an increase by 6,6 % compared to the divers with high resistance). A significant reduction in blood plasma osmolality was recorded in the subject group with low and medium resistance to NTE and HH (reduction by 5,2 and 4,2 %, compared to the group with high resistance). The most significant decrease in urine osmolality was identified in the diving group with low and medium resistance to DG and OTE (reduction by 14,5 and 17,7 %, respectively). A significant increase in urine osmolality under the action of hyperbaric factors was defined in the diving group with low and medium resistance to NTE and HH (by 19,8 and 19,3 %). DISCUSSION: The data obtained indicate the emergence of a new body hydration status during person’s staying in hyperbaric conditions. Body hydration status will be connected with its individual resistance to hyperbaric adverse factor effect. Thus, with the development of marked DG iso-osmotic (isotonic) hyperhydration is formed, with OTE hyperosmotic (hypertonic) hyperhydration occurs, with NTE and HH hypo-osmolar (hypotonic) hyperhydration develops. CONCLUSION: The study showed a certain connection (correlation) between types of hyperhydration in the tissues of a diver’s body, mechanisms of occurrence, low and medium initial resistance to a particular hyperbaric factor. “Pressure diuresis” phenomenon (“diver diuresis”), that occurs in divers with high resistance to hyperbaric adverse factors, will be a normal body’s physiological response, aimed at eliminating hypervolemia and reduction in the volume of circulating plasma.

морская медицинаводолаздиурез давлениядекомпрессионная болезньводно-электролитный обментоксическое действие азотатоксическое действие кислородагипоксическая гипоксияmarine medicinediverpressure diuresisdecompression sicknesswater-electrolyte exchangenitrogen toxic effectoxygen toxic effecthypoxic hypoxiaReferencesГригорьев А.И., Николаев С.О., Орлов О.И., Семенов В.Ю., Перфильева Т.А. Влияние гипербарии на водно-солевой обмен // Бюллетень «Космическая биология и авиакосмическая медицина». 1985. № 2–3. C. 3–44Grigoriev A.I., Nikolaev S.O., Orlov O.I., Semenov V.Yu., Perfileva T.A. The effect of hyperbaria on water-salt metabolism. Bulletin Space Biology and Aerospace Medicine, 1985, No 2–3, pp. 3–44 (In Russ.).Brubakk A.O., Ross J.A.S., Thom S.R. Saturation diving: Physiology and pathophysiology. Comprehensive Physiology, 2014, Vol. 4, No 3. pp. 1229–1272. doi: 10.1002/cphy.c130048Brubakk A.O., Ross J.A.S., Thom S.R. Saturation diving: Physiology and pathophysiology. Comprehensive Physiology, 2014, Vol. 4, No 3. pp. 1229–1272. doi: 10.1002/cphy.c130048Mrakic-Sposta S., Vezzoli A., Dellanoce C., D’alessandro F., Paganini M., Cialoni D., Bosco G. Change in oxidative stress biomarkers during 30 days in saturation dive: A pilot study. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, Vol. 17, No 19, pp. 1–11. doi: 10.3390/ijerph17197118Mrakic-Sposta S., Vezzoli A., Dellanoce C., D’alessandro F., Paganini M., Cialoni D., Bosco G. Change in oxidative stress biomarkers during 30 days in saturation dive: A pilot study. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, Vol. 17, No 19, pp. 1–11. doi: 10.3390/ijerph17197118Носков В.Б. Коррекция уровня гидратации организма на различных этапах космического полета // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37, № 2. C. 19–22Noskov V.B. Correction of the human body hydration in different periods of space flight. Aviation and Space and Environmental Medicine, 2003, Vol. 37, No. 2, pp. 19–22 (In Russ.).Vallee N., Desruelle A.V., Boussuges A., Rives S., Risso J.J., Dugrenot E., Guernec A., Guerrero F., Tardivel C., Martin J.C. Evidence of a hormonal reshuffle in the cecal metabolome fingerprint of a strain of rats resistant to decompression sickness. Scientific Reports, 2021, Vol. 11, No 1, pp. 3–17. doi: 10.1038/s41598-021-87952-yVallee N., Desruelle A.V., Boussuges A., Rives S., Risso J.J., Dugrenot E., Guernec A., Guerrero F., Tardivel C., Martin J.C. Evidence of a hormonal reshuffle in the cecal metabolome fingerprint of a strain of rats resistant to decompression sickness. Scientific Reports, 2021, Vol. 11, No 1, pp. 3–17. doi: 10.1038/s41598-021-87952-yСлучай тяжелой декомпрессионной болезни у водолаза из-за нарушения режима декомпрессии и водного баланса // Военно-медицинский журнал. 2017. Т. 338, № 6. C. 71A case of severe decompression sickness in a diver due to a violation of the decompression regime and water balance. Military Medical Journal, 2017, Vol. 338, No 6, pp. 71 (In Russ.).Sundal E., Lygre S.H.L., Irgens Å., Troland K., Grønning M. Long-term neurological sequelae after decompression sickness in retired professional divers. Journal of the Neurological Sciences, 2022, Vol. 434, pp. 120181. doi: 10.1016/j.jns.2022.120181Sundal E., Lygre S.H.L., Irgens Å., Troland K., Grønning M. Long-term neurological sequelae after decompression sickness in retired professional divers. Journal of the Neurological Sciences, 2022, Vol. 434, pp. 120181. doi: 10.1016/j.jns.2022.120181Благинин А.А., Жильцова И.И., Емельянов Ю.А. Вопросы декомпрессионной безопасности лётного состава // Военно-медицинский журнал. 2017. Т. 338, № 7. С. 42–45Blaginin A. A., Zhiltsova I. I., Emelyanov Yu. A. Issues on decompression safety of flight crew. Military Medical Journal, 2017, Vol. 338, No 7, pp. 42–45 (In Russ.).Голубев В.Н., Королёв Ю.Н., Мургаева Н.В., Стрельцова К.Г. Адаптивные реакции организма человека на воздействие гипоксии // Известия Российской Военно-медицинской академии. 2019. Т. 38, № 3. с. 178–182Golubev V.N., Korolev Yu.N., Murgaeva N.V., Strel’tsova K.G. Adaptive reactions of the human body to hypoxia. Proceedings of the Russian Academy of Military Medicine. 2019, Vol. 38, No 3, pp. 178–182 (In Russ.).Семенцов В.Н., Иванов И.В. Функциональные тесты для профессионального отбора водолазов и кессонщиков // Известия Российской Военно-медицинской академии. 2019. Т. 38, № 3. C. 207–216Sementsov V.N., Ivanov I.V. Functional tests for professional screening of divers and caissons. Proceedings of the Russian Academy of Military Medicine. 2019, Vol. 38, No 3, pp. 207–216 (In Russ.).Медведев Л.Г., Стаценко А.В., Апчел В.Я., Бакланов Д.В., Дмитрук В.И., Лупанов А.И. Механизм нарушений функций мозга при кислородном отравлении и азотном наркозе у водолазов и подводников // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2012. № 2 (38). C. 74–78Medvedev L.G., Statsenko A.V., Apchel V.Ya., Baklanov D.V., Dmitryk V.I., Lupanov A.I. The mechanism of disorders of the brain in oxygen poisoning and nitrogen narcosis in divers and submariners. Herald of the Russian Academy of Military Medicine, 2012, No 2 (38), pp. 74–78 (In Russ.).Зверев Д.П., Мясников А.А., Шитов А.Ю., Чернов В.И., Андрусенко А.Н., Кленков И.Р., Исрафилов З.М. Применение пробы с водной нагрузкой у водолазов при декомпрессионном внутрисосудистом газообразовании для исследования функций почек // Известия Российской военно-медицинской академии. 2021. Т. 40, № S2. C. 79–85Zverev D.P., Myasnikov A.A., Shitov A.Yu., Chernov V.I., Andrusenko A.N., Klenkov I.R., Israfilov Z.M. The application of a water load sample on divers with decompression intravovascular gas formation for studying the functions of the kidneys. Proceedings of the Russian Academy of Military Medicine, 2021, Vol. 40, No S2, pp. 79–85 (In Russ.).Зверев Д.П., Мясников А.А., Шитов А.Ю., Чернов В.И., Андрусенко А.Н., Кленков И.Р., Исрафилов З.М. Новые подходы в определении устойчивости водолазов к неблагоприятным факторам гипербарии // Известия Российской военно-медицинской академии. 2021. Т. 40, № S2. C. 74–79Zverev D.P., Myasnikov A.A., Shitov A.Yu., Chernov V.I., Andrusenko A.N., Klenkov I.R., Israfilov Z.M. New approaches in determining the resistance of divers to adverse factors of hyperbaria. Proceedings of the Russian Academy of Military Medicine, 2021, Vol. 40, No S2, pp. 74–79 (In Russ.).Зверев Д.П., Мясников А.А., Шитов А.Ю., Андрусенко А.Н., Чернов В.И., Исрафилов З.М., Кленков И.Р. Влияние факторов повышенного давления газовой среды на состояние водно-электролитного обмена организма при водолазных спусках // Военно-медицинский журнал. 2022. Т. 343, № 9. C. 49–60 doi: 10.52424/00269050_2022_343_9_49.Zverev D.P., Myasnikov A.A., Shitov A. Yu., Andrusenko A.N., Chernov V.I., Israfilov Z.M., Klenkov I.R. Influence of factors of increased pressure of the gaseous medium on the state of water-electrolyte metabolism of the body during diving descents. Military Medical Journal, 2022, Vol. 343, No 9, pp. 49–60 (In Russ.). doi: 10.52424/00269050_2022_343_9_49.Зубов Н.Н., Кувакин В.И. Методы статистического анализа данных в медицине и фармации / под общ. ред. Н. Н. Зубова. СПб.: «Литография Принт». 2017. 216 C.Zubov N.N., Kuvakin V.I. Methods of statistical data analysis in medicine and pharmacy. Saint Petersburg: Litografiya Print. 2017. 216 P. (In Russ.).Zhang J.J., Liu C., Shen Y., Qian J., Liu W.W. Pathogenesis and prevention of central nervous system oxygen toxicity. Academic Journal of Second Military Medical University. 2021, Vol. 42, No 4, pp. 426–431 doi: 10.16781/j.0258-879x.2021.04.0426.Zhang J.J., Liu C., Shen Y., Qian J., Liu W.W. Pathogenesis and prevention of central nervous system oxygen toxicity. Academic Journal of Second Military Medical University. 2021, Vol. 42, No 4, pp. 426–431 doi: 10.16781/j.0258-879x.2021.04.0426.Антонов В.Г., Жергеля С.Н., Карпищенко А.И., Минаева Л.В. Водно-электролитный обмен и его нарушения / под. ред. А.И. Карпищенко. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2018. 208 C.Antonov V.G., Zhergelya S.N., Karpishchenko A.I., Minaeva L.V. Water-electrolyte metabolism and its disorders / Edited by A. I. Karpishchenko. Moscow: «GEOTAR-Media», 2018, 208 P. ISBN: 978597044619 (In Russ.).Носков В.Б. Коррекция уровня гидратации организма на различных этапах космического полета // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37, № 2. C. 19–22Noskov V.B. Correction of the human body hydration in different periods of space flight. Aviation and Space and Environmental Medicine, 2003, Vol. 37, No. 2, pp. 19–22 (In Russ.).Носков В.Б., Лукьянюк В.Ю. Влияние фармакологической гипогидратации на переносимость перегрузок // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37, № 6. C. 30–33Noskov V.B., Lukyianuk V.Yu The effect of pharmacological hypohydration of g-tolerance. Aviation and Space and Environmental Medicine, 2003, Vol. 37, No. 6, pp. 30–33 (In Russ.).Shykoff B.E., Lee R.L. Risks from breathing elevated oxygen. Aerospace Medicine and Human Performance, 2019, Vol. 90, No 12, p. 1041–1049. doi: 10.3357/AMHP.5393.2019Shykoff B.E., Lee R.L. Risks from breathing elevated oxygen. Aerospace Medicine and Human Performance, 2019, Vol. 90, No 12, p. 1041–1049. doi: 10.3357/AMHP.5393.2019Freiberger J.J., Derrick B.J., Natoli M.J., Akushevich I., Schinazi E.A., Parker C., Stolp B.W., Bennett P.B., Vann R.D., Dunworth S.A.S., Moon R.E. Assessment of the interaction of hyperbaric N2, CO2, and O2 on psychomotor performance in divers. Journal of Applied Physiology, 2016, Vol. 121, No 4, pp. 953–964. doi: 10.1152/japplphysiol.00534.2016.Freiberger J.J., Derrick B.J., Natoli M.J., Akushevich I., Schinazi E.A., Parker C., Stolp B.W., Bennett P.B., Vann R.D., Dunworth S.A.S., Moon R.E. Assessment of the interaction of hyperbaric N2, CO2, and O2 on psychomotor performance in divers. Journal of Applied Physiology, 2016, Vol. 121, No 4, pp. 953–964. doi: 10.1152/japplphysiol.00534.2016.Мясников А.А. Кулешов В.И., Чернов В.И., Шитов А.Ю., Зверев Д.П. Питьевой режим водолазов и индивидуальная устойчивость организма к декомпрессионной болезни // Военно-медицинский журнал. 2007. Т. 328, № 3. C. 49–52Myasnikov A.A., Kuleshov V.I., Chernov V.I., Shitov A.Yu., Zverev D.P. The diver’s drinking regimen and organism’s individual resistance to decompression disease. Military Medical Journal, 2007, Vol. 328, No 3, pp. 49–52 (In Russ.).

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