Способ тренировки дыхательной системы человека

 

Изобретение относится к медицине, в частности к дыхательной гимнастике, и может быть использовано для тренировки дыхательной системы человека. Способ включает формирование гиперкапнической и гипоксичесой смеси в обычном темпе дыхания непосредственно в легких. Для этого чередуют циклы вида А - “вдох атмосферного воздуха - выдох” и циклы вида В - “вдох выдыхаемого газа - выдох”. Постепенно время дыхания выдыхаемым газом к времени дыхания атмосферным воздухом увеличивают за счет увеличения числа циклов вида В и уменьшения числа циклов вида А. Способ позволяет снизить волевые усилия, необходимые в ходе тренировок для развития эндогенного дыхания.

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам дыхательной тренировки человека путем периодического использования для дыхания гиперкапнической и гипоксической газовой среды в целях профилактики и лечения различных заболеваний.

Суть одного из таких способов, изложенная в [ 1] , заключается в выполнении относительно кратковременных (порядка 30 минут), но ежесуточно повторяемых процедур дыхания гиперкапнической и гипоксической газовой смесью с концентрацией углекислого газа (СО₂) в 20-150 раз более высокой, а кислорода (O₂) на 5-20% меньшей, чем в атмосферном воздухе.

Для формирования такой смеси используется тренажер [ 2] , работающий по принципу так называемого возвратного дыхания, т.е. дыхания выдыхаемым газом с подпиткой атмосферным воздухом. Основным элементом тренажера служит гиперкапникатор в составе трех цилиндрических, входящих одна в другую с зазорами камер. Внутренняя камера своей верхней частью соединена с дыхательной трубкой, нижней - с полостью средней камеры, которая, в свою очередь, соединена с полостью внешней камеры, а та - с атмосферной средой. Объем внешней камеры выбирается в зависимости от требуемой концентрации СО₂ во вдыхаемой газовой смеси. При объеме в 500, 1000, 1500 см³ эта концентрация может достигать 1,5; 2,5; 5,0% соответственно, тогда как в атмосферном воздухе она составляет примерно 0,03%.

Дыхание через тренажер после захвата наконечника дыхательной трубки губами осуществляется в следующей последовательности: спокойный вдох в течение примерно 2 с - задержка дыхания на 2-3 с - выдох в течение 4-5 с - снова вдох в течение примерно 2 с и т.д. Возможны, конечно, и иные варианты темпа дыхательных движений (указан оптимальный). В результате дыхательный центр головного мозга человека, регулирующий частоту и глубину дыхания в зависимости от состояния организма, настраивается на поддержание более высокой, близкой к норме концентрации СО₂ в легких и крови, чем тот, что характерен для “стареющего” (больного) организма, вследствие чего степень отдачи O₂ гемоглобина крови клеткам тканей повышается и процессы обмена веществ в организме нормализуются.

К недостаткам описанного способа можно отнести необходимость дышать с задержками дыхания и удлинениями фаз выдоха, что требует значительных волевых усилий для преодоления заложенного природой рефлекса дышать с “нормальной” частотой F_н≈16-18 мин^-1, а также необходимость использования тренажера, не столь простого и удобного в обращении, как бы этого хотелось для массового распространения среди населения.

Дальнейшее развитие идеи оздоровления человека путем периодического использования для дыхания гиперкапнической и гипоксической газовой среды привело к созданию способа [ 3] тренировки, ориентированного на постепенный перевод организма на многократное понижение потребления О₂ атмосферного воздуха или так называемое эндогенное дыхание, обладающее еще большей оздоровительной эффективностью. Согласно этому способу, принимаемому за прототип к изобретению, дыхание осуществляется преимущественно через рот с полным брюшным вдохом продолжительностью в 1-2 с; выдох в процессе тренировок постепенно удлиняется и выполняется многопорционно при сопротивлении 10-50 мм вод.ст.; каждая такая порция, за исключением последней, выдыхается в равном режиме за 4-5 с последующим расслаблением диафрагмы и выталкиванием живота вперед за 0,5-1,0 с; последняя порция выдыхается при умеренном поджатии живота, после чего без паузы следует вдох; через 25-35 дней тренировки и достижении продолжительности дыхательных актов более 20 с, после каждой выдыхаемой за 0,5-1,0 с порции воздуха осуществляется умеренное напряжение мышц рта, глотки и шеи с приподнятием грудной клетки, а затем - сброс мышечного напряжения и за счет движения живота вперед расслабление диафрагмы. Как следует из описания [ 3] , для реализации способа-прототипа в период, когда постепенно увеличивающаяся продолжительность дыхательных актов остается меньшей 60 мин, используется упомянутый выше тренажер [ 2] , дальнейшее увеличение продолжительности дыхательных актов осуществляется безаппаратно, т.е. без использования специального тренажера.

Достоинством способа-прототипа является высокая оздоровительная эффективность, обусловленная стимуляцией механизма выработки молекул О₂ (при дефиците поступления их из легких в кровь) самими клетками организма с интенсификацией всех обменных процессов. Однако такой недостаток способа-прототипа, как необходимость использования довольно непростого и далеко не столь удобного в обращении, как бы того хотелось, тренажера, оказался идентичным соответствующему недостатку способа [ 1] , а недостаток, связанный с необходимостью дышать с удлинениями фаз выдоха, требующими больших волевых усилий для преодоления заложенного природой рефлекса дышать с нормальной частотой F_н в сравнении со способом [ 1] даже усугубился, поскольку удлинения эти стали еще большими, а структура дыхательных движений существенно усложнилась.

Задачей изобретения является создание способа тренировки дыхательной системы человека с не меньшей, чем у прототипа, оздоровительной эффективностью, требующего, однако, меньшей нагрузки в отношении волевых усилий и более простого тренажера для реализации.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении существенного снижения волевых усилий, необходимых в ходе тренировок для развития эндогенного дыхания, а также в существенном упрощении тренажера для его реализации при сохранении оздоровительной эффективности на уровне способа-прототипа.

Указанный технический результат достигается тем, что гипоксически-гиперкапническую газовую среду, образуемую смесью выдыхаемого газа с атмосферным воздухом, в обычном темпе дыхания формируют непосредственно в легких путем чередования циклов вида А - “вдох атмосферного воздуха - выдох” и циклов вида В - “вдох выдыхаемого газа - выдох”, причем с ростом числа выполненных тренировок, по мере адаптации организма к недостатку вдыхаемого кислорода, постепенно, не допуская ощущений дискомфорта, отношение q=Т_B/Т_A времени Т_B дыхания выдыхаемым газом к времени Т_A дыхания атмосферным воздухом за период тренировки, первоначально не превышающее 1, за счет увеличения числа циклов вида В и уменьшения числа циклов вида А (в том числе - по ходу очередной тренировки) увеличивают, в пределе - до q>>1, а глубину дыхания уменьшают.

Отметим, что обычно для дыхательной гимнастики существенно, осуществляется ли дыхание носом или ртом. В предложенном же способе это имеет второстепенное значение и определяется удобством применения. Важно лишь чтобы последовательность дыхательных актов соответствовала указанному выше смыслу тренировки. А смысл этот заключается в постепенном увеличении времени дыхания выдыхаемым газом относительно времени дыхания атмосферным воздухом за период тренировки. Понятно, что дышать атмосферным воздухом можно по-разному: или вдыхая носом - выдыхая носом, или вдыхая носом - выдыхая ртом, или вдыхая ртом - выдыхая ртом, или вдыхая ртом - выдыхая носом, или вдыхая ртом и носом - выдыхая ртом и носом. Причем выдыхать можно или в атмосферу, или под оболочку. Все это разнообразие циклов дыхания объединено в предложенном способе обобщающим термином: циклами вида А, под которыми понимаются “вдохи атмосферного воздуха - выдохи”, без указания куда и чем (во избежание громоздкого перечисления через “или” в формуле изобретения).

Аналогично дышать выдыхаемым газом можно или вдыхая ртом - выдыхая ртом под оболочку, или вдыхая ртом - выдыхая ртом в атмосферу, или вдыхая носом - выдыхая носом под оболочку, или вдыхая носом - выдыхая носом в атмосферу, или вдыхая носом и ртом - выдыхая носом и ртом под оболочку, или вдыхая носом и ртом - выдыхая носом и ртом в атмосферу. Все это разнообразие циклов дыхания объединено в предложенном способе обобщающим термином: циклами вида В, под которым понимаются “вдохи выдыхаемого газа - выдохи” без указания куда и чем (во избежание громоздкого перечисления через “или” в формуле изобретения).

Суть предложенного способа дыхательной тренировки рассмотрим на примере использования в качестве тренажера эластичной воздухонепроницаемой оболочки, замкнутой на элементы сопряжения с органами дыхания человека, объемом не менее дыхательного объема легких (около 350-400 см³). Время каждой тренировки зададим равенством Т=Т_A+Т_B>>30 мин.

Непосредственно перед началом тренировки оболочка закрепляется на подбородке с охватом области рта так, чтобы прямой доступ атмосферного воздуха в нее по линии контакта с лицом был невозможен или значительно затруднен; оболочка заполняется выдыхаемым через рот газом; далее дыхание осуществляется циклами вида А, в данном случае - “вдохами атмосферного воздуха – выходами в атмосферу носом”.

Один из возможных вариантов первой тренировки - чередование одиночных циклов вида А и В с образованием последовательности А-В, А-В, А-В,… при q=1. Под циклом вида В здесь и далее понимается “вдох газа из оболочки ртом - выдох в оболочку ртом”; группы циклов с повторяющимися комбинациями числа вдохов атмосферного воздуха и выдыхаемого газа разделены запятыми для удобства определения значений q. В других вариантах первой тренировки могут быть использованы последовательности 2А-2В, 2А-2В,… или А-В-2А-2В, А-В-2А-2В,… с повторением комбинаций вида 2А-2В или А-В-2А-2В и т.д., обеспечивающих равенство q=1; приемлемы комбинации, обеспечивающие и меньшие значения q.

Вообще говоря, комбинации числа циклов вида А и В по группам в указанных и иных последовательностях могут быть произвольными, но для облегчения выработки автоматизма исполнения (без особых подсчетов и размышлений) их лучше выбирать простейшими. Причем главным регулятором оптимального для очередной тренировки значения q является самочувствие тренирующегося: с ощущением дефицита вдыхаемого кислорода, близкого к пределу индивидуальной переносимости, необходимо сразу же перейти в режим дыхания только циклами вида А; “отдышавшись” - перейти к тренировке в режиме с уменьшенным числом циклов вида В по отношению к А, т.е. с меньшим значением q. Вместе с тем, некоторое учащение сердцебиений (пульса), покраснение кожи лица и усиление потовыделения являются естественным следствием (проявлением) лечебных свойств описываемого способа оздоровления и обусловлены улучшением кровообращения за счет усиления деоксигенизации гемоглобина под действием увеличения в легких концентрации CO₂ и интенсификацией выработки молекул О₂ самими клетками организма в связи с нехваткой вдыхаемого кислорода.

Ввиду очень низкой в выдыхаемом газе концентрации О₂ (при высокой - СO₂) величина (1+q) представляет собой по сути кратность уменьшения количества вдыхаемого кислорода за время тренировки в сравнении с количеством вдыхаемого кислорода за то же время при дыхании только атмосферным воздухом. Следовательно, равенство, скажем, q=1 означает, что общее количество кислорода, вдыхаемого за время Т, приблизительно в 2 раза меньше возможного при дыхании только атмосферным воздухом.

После адаптации к режиму дыхания при q≤ 1, когда появляется ощущение, что такое дыхание без особых волевых усилий может быть продолжено и более 30 мин, можно приступить к тренировке с чередованием циклов А, В в последовательности, например, А-В-А-2В, А-В-А-2В,… (q=3/2) или А-2В, А-2В,… (q=2) и т.п., что соответствует снижению количества вдыхаемого за время Т кислорода по сравнению с “нормальным” приблизительно в 2,5 или 3 раза. Однако это - при условии, что указанные последовательности циклов дыхания будут соблюдаться в течение всего времени Т тренировки; в случаях же, когда возникает необходимость “отдышаться” путем введения дополнительных циклов вида А до восстановления нормального самочувствия, значения q, разумеется, оказываются ниже.

Со временем, от тренировки к тренировке, организм человека привыкает к пониженному содержанию вдыхаемого кислорода, соответствующему достигнутому значению q. Появляется ощущение, что в заданном режиме, без дополнительных циклов вида А, дышать можно в течение более 30 мин. Тогда вновь необходимо перейти к режиму тренировки с относительно более высоким значением q в последовательности циклов А, В с комбинациями вида, например, А-2В-А-3В (q=5/2) или А-3В (q=3), что соответствует снижению количества вдыхаемого за время Т кислорода по сравнению с “нормальным” соответственно в 3,5 или 4 раза. Вновь отметим, что указанные комбинации циклов А, В в ходе тренировок можно перемежать, при необходимости, циклами только вида А, но со временем наступает адаптация организма и к новому задаваемому значению q, после чего осуществляется переход к тренировке в режиме с еще большим значением q и т.д.

Необходимо обратить внимание на две особенности выполнения тренировок с ростом q. Первая заключается в том, что для предотвращения подсоса (эжекции) атмосферного воздуха в легкие через нос, на нос следует накладывать зажим; с той же целью выполнение необходимого числа циклов вида А можно чередовать с циклами вида В с дыханием в оболочке, охватывающей не только рот, но и нос. Вторая особенность связана с необходимостью постепенной адаптации организма при переходе не только от одной тренировки к другой, но и при переходе от одной комбинации циклов вида А, В к другой во время самой тренировки. Постепенное увеличение числа циклов вида В по отношению к числу циклов вида В от начала очередной тренировки к концу особенно важно при достижении достаточно больших значений q.

Постепенное (от тренировки к тренировке и в ходе каждой тренировки) уменьшение глубины дыхания играет вначале как бы вспомогательную роль, но со временем, ввиду желательности ограничения величины Т, скажем, одним часом, оно - как средство повышения кратности уменьшения количества вдыхаемого за время Т кислорода по сравнению с “нормальным” - становится основным.

В конечном счете, ориентировочно - после двух-трех месяцев ежедневных тренировок (выполняемых, кстати, преимущественно “натощак”) значения q, (1+q) могут достичь нескольких сотен и даже тысяч. Так, очередная ежедневная тренировка одного из авторов предложенного способа при вполне удовлетворительном состоянии здоровья (несмотря на медицинские показания о наличии ревматизма крови и пороков сердца) сводится в настоящее время к выполнению за время Т≈ 60 мин без особых волевых усилий одной-двух вводных комбинаций вида N₁A-N₂B при N₁=1-10, N₂=30-60 и одной - вида A-NB при N=500-1000. Фактически, речь идет о дыхании только выдыхаемым газом в течение 0,5-1,0 часа с ощущением, что такой режим дыхания мог бы быть продолжен и далее (дважды он доводился до 2-х часов), однако вопрос о целесообразности дальнейшего увеличения q требует еще осмысления и остается открытым. Важно, что таким образом еще раз экспериментально доказано: в организме человека действительно существует механизм выработки молекул O₂, способный обеспечить нормальную жизнедеятельность без потребления легкими кислорода атмосферного воздуха, в данном случае - в течение часа. Предложенный способ (с использованием простейшего устройства для реализации) обеспечивает лишь наиболее щадящий режим запуска такого механизма.

Источники информации

1. Ю. Мишустин. Система естественного восстановления здоровья “Ключ к здоровью” (разработана под руководством академика РАМ-ТН А.А.Ненашева). - г. Самара, Компания “Парацельс”, 1997.

2. Тренажер дыхательный индивидуальный ТДИ-01. Паспорт и инструкция по применению. - г. Самара, Компания “Парацельс”, 1997.

3. В.Ф. Фролов. Способ тренировки дыхательной системы. Описание изобретения к патенту RU 2123865 C1, 6 A 61 M 16/00, 12.01.98.

Формула изобретения

Способ тренировки дыхательной системы человека путем периодического использования для дыхания гиперкапнической и гипоксичесой газовой среды, образуемой смесью выдыхаемого газа с атмосферным воздухом, отличающийся тем, что такую смесь в обычном темпе дыхания формируют непосредственно в легких путем чередования циклов вида А - “вдох атмосферного воздуха - выдох” и циклов вида В - “вдох выдыхаемого газа - выдох”, причем с ростом числа выполненных тренировок, по мере адаптации организма к недостатку вдыхаемого кислорода, постепенно, не допуская ощущений дискомфорта, отношение q=Тв/Та времени Тв дыхания выдыхаемым газом к времени Та дыхания атмосферным воздухом за период тренировки, первоначально не превышающее 1, за счет увеличения числа циклов вида В и уменьшения числа циклов вида А (в том числе - по ходу очередной тренировки) увеличивают, в пределе - до q>>l, а глубину дыхания уменьшают.