способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма

Формула изобретения

Способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма, включающий курс из ежедневных сеансов по 20-30 мин инспираций гиперкапническими и гиперкапнически-гипоксическими газовыми смесями на основе атмосферного воздуха при неизменном по азоту составе с увеличивающимся по мере прохождения курса содержанием углекислого газа и уменьшающимся содержанием кислорода, отличающийся тем, что каждый сеанс после достижения в процессе прохождения курса концентрации 1,3-1,6% углекислого газа в инспирируемой газовой смеси проводят в два этапа, с величиной концентрации углекислого газа в инспирируемой газовой смеси на первом этапе, составляющей 0,5-0,7 от величины концентрации углекислого газа в инспирируемой газовой смеси на втором этапе сеанса, при продолжительности первого этапа 0,2-0,3 от общей продолжительности сеанса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам, включающим инспирации гиперкапническими и гиперкапнически-гипоксическими газовыми средами, имеющими непреложным следствием повышение адаптационных и компенсаторных возможностей организма, и может быть использовано по прямому назначению как средство повышение уровня физического здоровья организма и поддержания его на высоком уровне.

Известен способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма (см. Агаджанян Н.А., Елфимов А.И. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии. - М.: Медицина, 1986, с. 196-204), включающий инспирацию гиперкапнически-гипоксическими газовыми средами в течении 30 суток при парциальных давлениях: кислорода 125-105 мм рт. ст.; углекислого газа 5-10 мм рт. ст. Повышенное содержание углекислого газа в инспирируемой среде препятствует выделению легкими метаболического СО₂ и приводит к тому, что в организме имеет место состояние умеренной физиологической гиперкапнии. Эту газовую среду применяли в условиях полной гипокинезии (постельный режим) обследуемых, пребывавших в барокамере. В исследованиях ( 6, 7, 8) обследуемые на фоне полной гипокинезии и инспирации гиперкапнически-гипоксическими газовыми смесями выполняли комплекс физических упражнений, объем которых в первый день составлял 245000 Дж, во втором 343000 Дж, в третий 441000 Дж. В дальнейшем трехдневные циклы физических нагрузок повторялись. Комплекс физических упражнений обследуемые выполняли 2 раза в день по 40 минут утром и вечером. Интенсивность физической нагрузки составляла в среднем 143 Вт. Физическая нагрузка, как известно, имеет своим непреложным следствием возникновения в организме состояния физиологической гиперкапнии. Установлено, что максимальную работоспособность обследуемых после длительной (30 дней) гипокинезии удается не только сохранить, но даже повысить при условии применения средств, описанных выше, т.е. имеющих следствием получения в организме состояния физиологической гиперкапнии, а именно инспирации газовыми смесями, содержащими повышенную концентрацию углекислого газа, а также физических нагрузок. Интегральный показатель адаптационных возможностей организма - переносимость острой гипоксии ("резервное время" пребывания в барокамере "на высоте" 7500 м) возрос на 37 минут (!), тогда как без применения указанных средств уменьшился на 5 минут. Итак, исследования показали, что непреложным следствием применением средств, приводящих к тому, что в организме возникает состояние физиологической гиперкапнии, является повышением адаптационных и компенсаторных возможностей организма.

Недостатком известного способа является то, что ввиду очевидных обстоятельств, заключающихся в том, что создание атмосферы с повышенным содержанием СО₂ доступно лишь в ограниченном объеме (барокамере, кабине космического корабля), способ имеет ограниченное применение, конкретно в космонавтике при пилотируемых полетах. Не представляется возможным расширить применение этого способа за рамки космонавтики.

Известен наиболее близкий по технической сущности способ, взятый в качестве прототипа (см. патент РФ 2133629, Кл. А 61 М 16/00, публ. 27.07.99, бюл. 21), включающих курс из преимущественно ежедневных сеансов по 20-30 минут инспирации гиперкапнически-гипоксическими газовыми смесями преимущественно на основе атмосферного воздуха при неизменном по азоту составе с увеличивающимся многократно по мере прохождения курса содержанием углекислого газа (с 0,2-0,3 до 2-3%), умеренно уменьшающимся содержанием кислорода (с 20,7-20,6 до 18,9-17,9%).

При использовании известного способа сеанс включает инспирацию газовой смеси с достигнутыми к данному сеансу возросшей концентрации углекислого газа и уменьшившейся концентрации кислорода. Инспирации смесями с повышающейся от сеанса к сеансу концентрацией углекислого газа приводят к ежедневно повторяющейся и усиливающийся по мере прохождения курса физиологической гиперкапнии, закономерно обусловленным следствием которых является переадаптация за несколько месяцев дыхательного центра на поддержание также и в состояние покоя более высокой концентрации углекислого газа в артериальной крови, т.е. имеет место создание умеренной постоянной физиологической гиперкапнии, за счет уменьшения минутного объема дыхания и соответственно альвеолярной вентиляции. Таким образом, переадаптированный дыхательный центр естественным путем поддерживает в альвеолах легких ту атмосферу с повышенным содержанием углекислого газа, которая в описанном выше способе-аналоге создавалась принудительно, искусственным путем за счет препятствования внешней атмосферой с повышенным содержанием углекислого газа выделению метаболического углекислого газа из альвеол.

Создание умеренной физиологической гиперкапнии за счет переадаптации дыхательного центра имеет следствием такое же закономерно обусловленное повышение адаптационных и компенсаторных возможностей организма, какое имело место при искусственном создании физиологической гиперкапнии инспирацией искусственно создаваемой газовой смесью.

Недостатком известного способа является то, что имеет место нефизиологичное воздействие, а именно, при проведении по мере прохождения курса сеанса с использованием смеси, содержащей больше чем 1,3-1,6% углекислого газа, имеет место дискомфорт, выражающийся во временном затруднении дыхания до ощущения удушья, что вынуждает индивидуума временно прерывать сеанс или отказываться от его дальнейшего проведения, что неприемлемо. Объяснение с точки зрения физиологии как науки таково. Смесь с указанной концентрацией СО₂ производит заметное противодействие выделению из организма СО₂ метаболического происхождения, концентрация последнего в крови резко возрастает. Таким образом, имеет место физиологическая гиперкапния, она вызывает существенное расширение микрососудов и раскрытие капиллярных сетей, а также лучшее расщепление оксигемоглобина на кислород и гемоглобин, что увеличивает кислородообеспечение и обмен веществ, а это дает дополнительное количество углекислого газа, так что степень физиологической гиперкапнии возрастает, это и является причиной дискомфорта, несмотря на относительную тренированность организма на этом этапе курса.

Задачей, решаемой изобретением, является обеспечение большей физиологичности воздействия, что даст возможность устранить дискомфорт в виде появления ощущения удушья при проведение сеансов с использованием газовых смесей, начиная с содержания углекислого газа 1,3-1,6%.

Поставленная задача решена тем, что в способ повышения адаптационных и компенсаторных возможностей организма, включающий курс из преимущественно ежедневных сеансов по 20-30 минут инспираций гиперкапническими и гиперкапнически-гипоксическими газовыми смесями преимущественно на основе атмосферного воздуха при неизменном по азоту составе с увеличивающимся по мере прохождения курса содержанием углекислого газа, уменьшающимся содержанием кислорода, введены отличительные существенные признаки, а именно: каждый сеанс после достижения в процессе прохождения курса концентрации 0,9-1,3% углекислого газа в инспирируемой газовой смеси проводят в два этапа, с величиной концентрации углекислого газа в инспирируемой газовой смеси на первом этапе, составляющей 0,5-0,7 от величины концентрации углекислого газа в инспирируемой газовой смеси на втором этапе сеанса, при продолжительности первого этапа 0,2-0,3 от общей продолжительности сеанса.

Проведение сеансов, начиная с концентрации углекислого газа в инспирируемой смеси от 1,3 до 1,6%, в два этапа с меньшей концентрацией углекислого газа на первом этапе позволяет повысить физиологичность воздействия, т.к. организму за время, отведенное на первый этап с инспирацией газовой смеси с меньшей концентрацией углекислого газа, удается произвести плавную физиологическую перестройку с исключением резкого ударного роста степени физиологической гиперкапнии, тем самым исключается дискомфорт в виде ощущения удушья.

Проведение сеансов в два этапа начинают при нижней границе диапазона (1,3% углекислого газа) в случае, если уровень здоровья индивидуума понижен, а при верхней границе диапазона (1,6% углекислого газа) в случае, если достаточный уровень здоровья индивидуума позволяет это сделать. При меньшей концентрации, чем 1,3% углекислого газа не наблюдается случаев дискомфорта, а обязательный переход на двухэтапные сеансы при больших концентрациях, чем 1,6% углекислого газа, обусловлены стремлением обеспечить комфортность за счет повышения физиологичности.

Меньшая концентрация углекислого газа, чем нижняя граница диапазона концентраций в инспирируемой газовой смеси на первом этапе не оказывают заметной физиологической реакции, что неприемлемо.

Большая концентрация, чем верхняя граница диапазона концентраций в инспирируемой газовой смеси на первом этапе является неадекватной нагрузкой, не позволяющей достигнуть повышения физиологичности воздействия.

Продолжительность первого этапа меньше, чем нижняя граница диапазона продолжительности не обеспечивает необходимой степени физиологической реакции, что не позволяет достигнуть повышения физиологичности воздействия.

Продолжительность первого этапа больше, чем верхняя граница диапазона продолжительности, не является необходимой для достижения повышения физиологичности воздействия.

Примеры осуществления способа. При осуществлении способа по любому из указанных ниже примеров продолжительность каждого сеанса составляла 20-30 минут, количество сеансов в день 1-2, в продолжении каждого сеанса инспирации проводились в режиме обычного дыхания.

Все анализы, в том числе газовой смеси, производились на приборе RADIOMETER ABL 330 (Дания).

Газовые смеси для инспираций приготавливались с использованием аппарата по патенту Российской Федерации 2118542 на изобретение "Тренажер дыхательный индивидуальный".

Пример 1. Индивидуум А, 69 лет, женщина, имелось состояние гипокапнии - объективно в покое Ра СО₂ 28,2 мм рт. ст., имеющие закономерно обусловленным следствием дыхательную тканевую недостаточность, проявляющуюся в виде патологических процессов: гипоксии миокарда и аритмией (исходя из анализа ЭКГ). Объективно в покое МОД - 9 л/мин - 1. Учитывая состояние здоровья индивидуума, для первого сеанса готовилась смесь с содержанием углекислого газа 2,5 мм рт. ст. и затем концентрация углекислого газа повышалась от сеанса к сеансу на 0,1 мм рт. ст. При достижении (в процессе осуществления курса) концентрации 1,3% (10 мм рт. ст.) углекислого газа в смеси, каждый последующий сеанс проводили в два этапа, причем концентрация углекислого газа на первом этапе сеанса каждый раз составляла 0,5 от достигнутой к данному сеансу величины концентрации углекислого газа, а именно той, которая использовалась на втором этапе сеанса.

Если концентрация углекислого газа должна была составлять (на втором этапе), например, 14 мм рт. ст., то на первом этапе инспирация производилась смесью, содержащей 7 мм рт. ст. углекислого газа. Продолжительность первого этапа составляла 0,3 от общей (20 минут) продолжительности сеанса, т.е. в данном случае 6 минут.

Сеансы проходили при ровном, спокойном дыхании, комфортном состоянии индивидуума.

По проведении итого 220 сеансов произошла переадаптация дыхательного центра, который в состоянии покоя стал обеспечивать МОД - 3,2 л/мин - 1, что и послужило причиной повышения Ра СO₂ в покое до 41,2 мм рт. ст., т.е. привело к устранению гипокапнии, восстановлению до нормы важного показателя гомеостаза - газового состава артериальной крови по углекислому газу. Это имело закономерно обусловленным следствием устранение состояния тканевой дыхательной недостаточности, что привело к устранению гипоксии миокарда и аритмии (исходя из анализа ЭКГ). Итак, осуществление способа через восстановление гомеостаза по газовому составу крови обеспечило повышение адаптационных и компенсаторных возможностей организма в степени, обеспечившей существенное повышение уровня здоровья.

Пример 2. Индивидуум Б., 51 год, мужчина, имелось состояние гипокапнии - объективно в покое Ра СО₂ 24,2 мм рт. ст., имеющим закономерно обусловленным следствием дыхательную тканевую недостаточность, проявляющуюся в виде патологического процесса: хронический бронхит с астматическим компонентом. Учитывая состояние здоровья индивидуума, для первого сеанса готовилась смесь с содержанием углекислого газа 3 мм рт. ст. и затем концентрация углекислого газа повышалась от сеанса к сеансу на 0,2 мм рт. ст. При достижении (в процессе осуществления курса) концентрации 1,6% (12 мм рт. ст.) углекислого газа в смеси, каждый последующий сеанс проводили в два этапа, причем концентрация углекислого газа на первом этапе сеанса каждый раз составляла 0,7 от достигнутой к данному сеансу величины концентрации углекислого газа, а именно, той, которая использовалась на втором этапе сеанса. Если концентрация углекислого газа должна была составлять (на втором этапе), например, 16 мм рт. ст., то на первом этапе готовили смесь с концентрации углекислого газа 11 мм рт. ст. Продолжительность первого этапа составляла 0,2 от общей (30 минут) продолжительности сеанса, т.е. в данном случае 6 минут.

Сеансы проходили при спокойном, ровном дыхании, комфортном состоянии индивидуума. Случаев одышки, возникновения чувства удушья не наблюдалось. По проведении 135 сеансов произошла переадаптация дыхательного центра, который в состоянии покоя стал обеспечивать поддержание МОД - 3,4 л/мин - 1, что и послужило причиной повышения Pa CO₂ в покое до 46,1 мм рт. мт., т.е. привело к устранению гипокапнии, восстановлению до нормы важного показателя гомеостаза - газового состава артериальной крови по углекислому газу. Это имело закономерно обусловленным следствием устранение состояния тканевой дыхательной недостаточности, что привело к устранению астматического компонента и длительной ремиссии по хроническому заболеванию. Итак, осуществление способа привело к повышению адаптационных и компенсаторных возможностей организма в степени, обеспечившей существенное повышение уровня здоровья.