Способ повышения неспецифических адаптационных возможностей человека на основе гипоксически-гипероксических газовых смесей
Изобретение относится к физиологии, а также к восстановительной и профилактической медицине, и может быть использовано для наиболее эффективного повышения неспецифических адаптационных возможностей человека к экстремальным и субэкстремальным факторам окружающей среды. Для этого проводят курс гипоксически-гипероксических тренировок, при этом тренировка включает в себя проведение процедур, каждая из которых состоит из 6 гипоксически-гипероксических циклов. Цикл представляет собой чередование 5-минутных нормобарических гипоксических воздействий с 3-5-минутными гипероксическими воздействиями. Первые 5 процедур гипоксические воздействия осуществляют смесью с 11% содержанием кислорода, последующие 5 процедур гипоксические воздействия осуществляют смесью с 10% содержанием кислорода. Гипероксические воздействия проводят смесью с 30% содержанием кислорода. При необходимости возможно проведение дополнительно еще 5 процедур, также состоящих из 6 гипоксически-гипероксических циклов с чередованием 5-минутных нормобарических гипоксических воздействий смесью с 10% содержанием кислорода с 5-ти минутными гипероксическими воздействиями смесью с 30% содержанием кислорода. Процедуры проводят через день. Способ позволяет повысить безопасность и эффективность гипоксическо-гипероксических нормобарических тренировок в кратковременном режиме за счет проявления выраженного мембраностабилизирующего эффекта, способствующего повышению устойчивости клеток печени и мозга к действию активных форм кислорода. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к физиологии, восстановительной и профилактической медицине и может быть использовано для наиболее эффективного повышения неспецифических адаптационных возможностей человека, тренировки и восстановления физиологических механизмов транспорта и утилизации кислорода, повышения устойчивости к экстремальным и субэкстремальным факторам среды.
Известны способы повышения неспецифической резистентости организма, лечения и профилактики ряда психосоматических заболеваний, основанные на тренировке дыханием газовыми смесями с различными барометрическим давлением и содержанием кислорода. Так, известны методы реабилитации посредством нахождения человека в условиях среднегорья, в барокамерах при пониженном давлении, соответствующем условиям при подъеме на высоту 3000-5000 м над уровнем моря.
Механизмы позитивных эффектов гипоксической тренировки в различных режимах объясняются активацией и тренировкой всех систем, задействованных в поддержании кислородного гомеостаза, от организменного до субклеточного уровней (Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты: Ред. Л.Д.Лукьянова, И.Б.Ушаков. - М.; Воронеж: изд. "Истоки", 2004, 482 с.). Результатом курса тренировки является повышение мощности кардиореспираторных механизмов, активация эритропоэза, продукции гемоглобина, повышение устойчивости нервных центров к гипоксии, оптимизация баланса между про- и антиоксидантными системами, обеспечивающими клеточный гомеостаз и пр.
В последние годы большую популярность приобрел метод тренировки адаптационных ресурсов организма путем дыхания через маску гипоксическими газовыми смесями с содержанием кислорода - 10-14%, создаваемых в наземных нормобарических условиях. При этом методе создания и подачи газовых смесей, основанном на принципе мембранного газоразделения обычного атмосферного воздуха и реализованном рядом компаний ("Био-нова", "Гипоксия медикал академия" и др.), адаптационный эффект гипоксии является более выраженным благодаря использованию прерывистых (интервальных) схем гипоксической стимуляции организма (5-7 минут дыхания гипоксической газовой смесью, затем пауза - дыхание обычным атмосферным воздухом в течение 3-5 минут). В то же время, используя такой вариант гипокситренировки, удается избежать ряда негативных эффектов низкого барометрического давления (бароотопатии, избыточное газообразование в кишечнике, бародентальгии и пр.).
Использование интервальных режимов гипокситренировок возможно только в нормобарическом режиме, создает необходимые условия стрессорной активации механизмов адаптации, контролируемые по показателям частоты сердечных сокращений (ЧСС) и насыщения крови кислородом (SaO2), и в тоже время предотвращает возможные повреждающие и негативные эффекты пролонгированного действия умеренной гипоксии.
Важным моментом в случае применения режимов интервальной нормобарической гипоксической тренировки является чередование периодов дозированной гипоксии (когда наблюдается активация всех механизмов транспорта и утилизации O2) и реоксигенации (когда происходит восстановление исходного уровня кислородного снабжения организма на фоне повышенной активности механизмов его транспорта и утилизации). В этом случае периоды реоксигенации индуцируют продукцию активных форм кислорода, которые запускают сигнальные каскады синтеза защитных внутриклеточных факторов, в том числе с антиоксидантной функцией. Периоды реаксигенации, таким образом, позитивны не меньше, чем сами гипоксические "импульсы".
Обычно в клинической практике для достижения выраженных тренирующих эффектов гипокситренировки рекомендуется каждому пациенту пройти 18-25 сеансов (в течение 30-40 дней) длительностью 45-80 минут, в каждом из которых 5-7-минутные гипоксические периоды чередуются 3-5 минутными нормоксическими паузами (Ткачук Е.Н., Горбаченков А.А., Колчинская А.З., Кондрыкинская И.И., Эренбург Э.В. Адаптация к интервальной гипоксии с целью профилактики и лечения // Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации / Под ред. Ф.З.Меерсона. - М., 1993 - С.313-331).
Наиболее близким к изобретению является способ адаптации организма человека к воздействию стресс-факторов, основанный на ежедневном курсовом воздействии гипоксии и гипобарии при подъемах в барокамере на высоту 3000-3500 м и дыхании разреженным воздухом, при этом в каждом 10-минутном цикле часовых сеансов 7-минутное гипоксическое воздействие чередуется при помощи кислородно-дыхательной аппаратуры 3-минутной гипер- или нормоксической экспозицией в условиях той же гипобарии с постепенным повышением высоты подъема до 5000 м от первого к 10 сеансу тренировок (RU 2098867, 1997). Сроки достижения адаптационных эффектов при этом способе тренировки по сравнению с методами традиционной гипобарической непрерывной (в течение 1-1,5 часов сеанса) гипоксии существенно сокращаются с 1-3 месяцев до 10-14 дней.
Однако метод создан для использования в авиационной медицине для повышения устойчивости летчика к стресс-факторам полета (где встречается сочетанное воздействие гипобарии и гипоксии), требует специальной штатной кислородно-дыхательной авиационной аппаратуры, а также базируется на создании гипобарической среды, что также требует специальных барокамерных дорогостоящих установок и не лишено возможных негативных последствий влияния периодической гипобарии на пациента.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении безопасности и эффективности способа повышения адаптационных возможностей человека на основе гипоксическо-гипероксической нормобарической тренировки в кратковременном режиме для использования в широкой практике восстановительной и профилактической медицины.
Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в способе повышения неспецифических адаптационных возможностей человека, в котором после определения индивидуальной чувствительности пациента к гипоксии-гипероксии путем проведения гипоксического теста проводят курс гипоксически-гипероксических тренировок, при которых чередуют 5-тиминутные нормобарические гипоксические воздействия с 5-тиминутными гипероксическим воздействием смесью с 30% содержанием кислорода, при этом осуществляют 5 процедур в каждой по 6 циклов чередования с гипоксическим воздействием смесью с 11% содержанием кислорода с последующим воздействием в течение 5 процедур гипоксической смесью с 10% содержанием кислорода.
Возможно дополнительное воздействие в течение 5 процедур по 6 циклов чередований в каждой 5-тиминутным нормобарическим гипоксическим воздействием смесью с 10% содержанием кислорода с 5-тиминутными гипероксическим воздействием смесью с 30% содержанием кислорода.
Предпочтительным является осуществление способа с проведением процедур через день.
Положительные тренирующие эффекты повышаются за счет замены нормоксических пауз гипероксическими, что существенно увеличивает амплитуду воздействующего тренирующего фактора - периодические изменения уровня кислорода с 11-10 до 30%, и в то же время введение гипероксической компоненты позволяет использовать интенсивный режим тренировки в более "мягких" для организма условиях (не создавая длительных периодов трудно переносимых уровней гипоксии - менее 10% кислорода во вдыхаемом воздухе), что позволяет применять данный вид тренировки в комплексной реабилитации и профилактике пациентов с нарушенными функциями и сниженной резистентностью к стрессорным стимулам.
Способ осуществляют следующим образом.
Гипоксически - гипероксические газовые смеси могут создаваться с помощью кислородного концентратора Newlife Elite, дополнительно оснащенного резиновой емкостью для сбора гипоксической газовой смеси и кислородной маски с тройником для переключения подачи гипероксической газовой смеси (30% О2) на гипоксическую (11-10% O2) смесь. Перед началом курса тренировок определяют индивидуальную чувствительность пациента к гипоксии-гипероксии путем проведения 15-минутного гипоксически-гипероксического теста с ежеминутным контролем ЧСС и SaO2. При адекватной переносимости теста у пациента в 10-минутном гипоскическом цикле наблюдается снижение насыщения гемоглобина кислородом не более чем до 78-80%, а максимальное значение ЧСС составляет не более 120 уд/мин. В последующем 5-минутном гипероксическом цикле восстановление указанных параметров до исходных значений происходит за 1-3 минуты. В случае сниженной переносимости теста тренировку необходимо начинать с более "мягких" гипоксических воздействий - с содержанием кислорода 12-14% (Глазачев О.С., Дьячкова Г.И., Дудник Е.Н.Изменение паттерна сердечного ритма под влиянием дозированной гипоксической нагрузки в зависимости от исходного уровня устойчивости к гипоксии // "Hypoxia Medical J.". - 2000. - №1-2. - P.12-17).
Процедуры тренировки начинают с подачи гипоксической смеси с 11% содержанием кислорода (5 минут), затем следующие 5 минут подают через маску гипероксическую газовую смесь с 30% содержанием кислорода. В течение процедуры проводят 6 таких циклов. После 5 процедур интенсивность гипоксии можно повысить до 10% кислорода. Всего рекомендуется проведение 10 процедур через день, тренировку можно продлять до 15 процедур.
Эффективность предложенного способа гипоксически-гипероксической нормобарической тренировки оценивается по динамике регистрируемых до и после каждого сеанса вегетативных и психофизиологических показателей - ЧСС и SaO2 (в динамике каждого сеанса), АД, параметров вариабельности сердечного ритма и др.
По сравнению с прототипом отличительными признаками изобретения являются:
1. Интервальный режим гипоксически-гипероксической стимуляции в условиях нормобарии.
2. Использование коротких 5-минутных гипоксических интервалов значительной интенсивности (10-11% кислорода, что соответствует подъему на высоту 5400-5800 м над уровнем моря).
3. Чередование гипоксических циклов гипероксическими периодами, в которые пациент дышит через ту же маску газовой смесью с 30% содержанием кислорода, что усиливает эффекты постгипоксической реоксигенации.
Предварительные экспериментальные исследования показали, что применение для тренировки крыс режима гипоксия - гипероксия (по 5 минут в течение 1 часа) в сравнении с традиционным режимом интервальной гипоксически-нормоксической тренировки оказывает более выраженные мембранстабилизирующие эффекты, более существенно повышает устойчивость клеток печени и мозга к действию активных форм кислорода, повышает гипоксическую устойчивость тканей печени, причем эти эффекты оказываются устойчивыми и развиваются значительно быстрее (Сазонтова Т.Г., Жукова А.Г., Зенина Т.А. и др. Адаптация к периодическому действию гипоксии и гипероксии // Hypoxia Med. J., 2003, №1-2, C.208).
В проведенных предварительных исследованиях на мужчинах-добровольцах также показано, что использование гипоксически-гипероксических тренировок оказывает ожидаемые тренирующие эффекты (повышение устойчивости к гипоксии по субъективным самоотчетам и объективным критериям - динамике SaO2 и ЧСС, значениям пробы Штанге, оптимизация вегетативной регуляции кровообращения в состоянии покоя и вегетативной реактивности на тест-нагрузки, улучшение показателей функции внешнего дыхания и др.) за более короткие временные интервалы (8-10 сеансов), и они более выражены по сравнению с обычным режимом интервальной гипоксически-гипероксической тренировки.
1. Способ повышения неспецифических адаптационных возможностей человека, характеризующийся тем, что проводят курс гипоксически-гипероксических тренировок путем проведения процедур, каждая из которых состоит из 6 гипоксически-гипероксических циклов, при этом один цикл представляет собой чередование 5-минутных нормобарических гипоксических воздействий с 3-5-минутными гипероксическими воздействиями, причем первые 5 процедур гипоксические воздействия осуществляют смесью с 11%-ным содержанием кислорода, последующие 5 процедур гипоксические воздействия осуществляют смесью с 10%-ным содержанием кислорода, а гипероксические воздействия осуществляют смесью с 30%-ным содержанием кислорода.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что проводят дополнительно еще 5 процедур, каждая из которых состоит из 6 гипоксически-гипероксических циклов, при этом осуществляют чередование 5-минутных нормобарических гипоксических воздействий смесью с 10%-ным содержанием кислорода с 5-минутными гипероксическими воздействиями смесью с 30%-ным содержанием кислорода.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что процедуры воздействия проводят через день.
