Способ получения лечебных газовых смесей и способ тренировки пациентов лечебными газовыми смесями
Группа изобретений относится к медицине и к медицинской технике, а именно к способу получения лечебных газовых смесей и способу тренировки пациентов лечебными газовыми смесями. Способ включает подачу атмосферного воздуха в газоразделительный элемент. Атмосферный воздух смешивается с воздухом, выдыхаемым пациентом, сжимается и подается в первый половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство. Первый поток газа, проникшего через стенку мембраны, образует гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом. Второй поток газа, не проникшего через мембрану, образует гипоксическую смесь. Третий поток газа, являющийся частью потока газа, проникшего через стенку мембраны, компримируется и направляется во второй половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство. Четвертый поток газа, не проникшего через стенку мембраны второго половолоконного газоразделительного элемента, рециркулирует на вход в первый половолоконный газоразделительный элемент. Пятый поток газа, проникшего через мембрану, смешивается с шестым потоком - частью потока газа, не проникшего через стенку мембраны первого половолоконного газоразделительного элемента, и образует гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом. Способ тренировки пациентов лечебными газовыми смесями включает попеременную подачу смесей пациентам при проведении процедур дыхательных тренировок. Каждая процедура состоит из 3-15 циклов воздействия на пациентов лечебными газовыми смесями. Один цикл представляет собой воздействие гипоксической смесью или гипоксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут. Затем осуществляется воздействие гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут. Каждые 3-5 процедур происходит увеличение содержания углекислого газа в смесях цикла на 0,5-1% и уменьшение содержания кислорода в гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом на 0,5-1%. Техническим результатом является повышение эффективности тренировочной терапии пациентов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к восстановительной и профилактической медицине, а также к медицинской технике и может быть использована для оказания расширяющего действия на кровеносные сосуды и таким образом предупреждающим развитие гипертонической болезни и развитие ишемического инсульта и ишемической болезни сердца, а также в коррекции метаболического синдрома.
Известен способ получения лечебных смесей, а также способ тренировки пациентов лечебными газовыми смесями из документа RU 2625594 С2, опубл. 17.07.2017, из которого известно смешивание воздуха, выдыхаемого пациентом, с атмосферным, последующее компримирование смеси и пропускание через мембранный газоразделительный элемент. Образовываются две газовые смеси. Первая смесь обогащена кислородом и диоксидом углерода, а вторая - азотом, которые используются для попеременной подачи пациентам. Смеси попеременно подаются при проведении процедур пациентам для дыхательных тренировок.
Недостатками способов является невозможность получения трех газовых смесей - гипоксической смеси, гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом и тренировки при помощи этих трех смесей и как следствие низкая эффективность тренировочной терапии пациентов.
У здорового человека физиологический просвет микрососудов постоянно поддерживается за счет поддержания организмом физиологической (6-6,5% СО2) концентрации растворенного в крови углекислого газа. Это вещество постоянно вырабатывается в каждой клетке организма как конечный продукт окисления углеводов (в основном глюкозы). Углекислый газ выделяется из организма через легкие. На пути к легким углекислый газ некоторое время находится в крови, играя при этом роль естественного регулятора просвета микрососудов, то есть сдерживая их сужение. Концентрация углекислого газа (норма 6-6,5%) в артериальной крови - залог отсутствия стойкого повышенного артериального давления (АД) и таким образом - фактор, предупреждающий развитие гипертонической болезни, ишемического инсульта и ишемической болезни сердца, сосудистых заболеваний головного мозга, а также способствующий коррекции метаболического синдрома (МС). Адаптация к сочетанному применению гипоксической смеси, гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипероксческой смеси с гиперкапническим компонентом обладает выраженным защитным эффектом и адаптационный эффект достигается значительно раньше, чем при использовании для адаптации только периодов гипоксии или гипероксии.
Сужение микрососудов (происходит при недостаточном содержании углекислого газа в организме) приводит к уменьшению кровотока в органах, то есть к нарушению нормального кровоснабжения их тканей - ишемии. На уровне клеток ишемия ведет к их кислородному голоданию (гипоксии тканей). Из-за нехватки кислорода при сужении микрососудов клетки перестают выполнять свои функции в полном объеме. Острый же дефицит кислорода приводит к массовой гибели клеток - инфарктам органов, причем не только сердца (инфаркт миокарда) или головного мозга (ишемический инсульт), но и других органов. А при гипертонии истинное лечение должно быть направлено на нормализацию кровообращения, то есть на устранение причины гипертонической болезни (в том числе, на нормализацию содержания углекислого газа в организме) - гипертонии всех микрососудов, а не на искусственное снижение артериального давления, заведомо приводящее к ухудшению мозгового кровообращения, а то и к инсульту, так как артериальная гипертензия - это всего лишь симптом, указывающий на недостаточность кровотока в органах и на перегрузку сердечной мышцы.
Метаболический синдром (МС) - это сочетание различных метаболических нарушений и/или заболеваний, являющихся факторами риска раннего развития атеросклероза и его сердечно-сосудистых осложнений. Многочисленные исследования выявили патогенетическую связь висцерального ожирения, инсулинорезистентности (как следствия гиперинсулинемии), нарушения липидного обмена, артериальной гипертензии. Этот так называемый смертельный квартет включает в себя наиболее важные компоненты МС.
Клинические и эпидемиологические исследования подтвердили, что наиболее значимыми медицинскими последствиями ожирения являются сахарный диабет 2-го типа и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ). Больные с абдоминальным типом ожирения часто имеют сочетание нескольких факторов риска ишемической болезни сердца (ИБС). Основной причиной инвалидности и смертности этих больных являются ССЗ. Абдоминальный тип ожирения был признан независимым от степени ожирения фактором риска развития диабета 2-го типа и сердечно-сосудистых заболевания (ССЗ).
Гипокапниемия - постоянный недостаток в крови углекислого газа - прямая причина артериальной гипертонии - постоянного суженного состояния (спазма) артериол и мелких артерий. Пока человек молод и сравнительно много двигается, интенсивность его дыхания соответствует физиологическим нормам и в состоянии покоя составляет 2-4 литра в минуту. С возрастом в результате стрессов и на фоне малоподвижного образа жизни, интенсивность дыхания постепенно увеличивается и к 50-60 годам уже составляет у большинства людей 8-12 литров в минуту, то есть превышает норму в 2-3 раза. Избыточная вентиляция легких приводит к усиленному вымыванию из артериальной крови углекислого газа. Таким образом, причина гипертонии - пониженное содержание в артериальной крови углекислого газа - гипокапниемия. В атмосферном воздухе содержится 0,03% углекислого газа, в выдыхаемом нами воздухе находится около 3% углекислого газа, то есть, примерно в 100 раз больше, чем в атмосфере. С возрастом человеческий организм теряет способность поддерживать в артериальной крови нормальное (около 6-6,5%) содержание углекислого газа, играющего роль естественного спазмолитика, то есть вещества, противостоящего гипертонии - спазму самых мелких артерий и артериол. Внешне это выражается в увеличении интенсивности дыхания. Возникающая артериальная гипертония - сужение всех микрососудов ухудшает кровоснабжение всех органов. В этом заключается сущность гипертонической болезни.
Восстановление способности организма поддерживать оптимальную концентрацию углекислого газа в крови - необходимое условие и часто единственный способ избавления, как от многих болезней, так и от разрушающих организм медикаментов.
Целью группы изобретений является получение лечебных газовых смесей и тренировка пациентов лечебными газовыми смесями.
Техническим результатом данной группы изобретений является повышение эффективности тренировочной терапии пациентов.
Технический результат в способе получения лечебных газовых смесей достигается за счет того, что осуществляется подача атмосферного воздуха в газоразделительный элемент, атмосферный воздух смешивается с воздухом, выдыхаемым пациентом, сжимается и подается в первый половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство, первый поток газа, проникшего через стенку мембраны, образует гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом, а второй поток газа, не проникшего через мембрану, образует гипоксическую смесь, третий поток газа, являющийся частью потока газа, проникшего через стенку мембраны, компримируется и направляется во второй половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство, четвертый поток газа, не проникшего через стенку мембраны второго половолоконного газоразделительного элемента, рециркулирует на вход в первый половолоконный газоразделительный элемент, пятый поток газа проникшего через мембрану смешивается с шестым потоком - частью потока газа, не проникшего через стенку мембраны первого половолоконного газоразделительного элемента и образует гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом.
Технический результат в способе тренировки пациентов лечебными газовыми смесями достигается за счет того, что способ включает попеременную подачу смесей пациентам при проведении процедур дыхательных тренировок, каждая процедура состоит из 3-15 циклов воздействия на пациентов лечебными газовыми смесями, один цикл представляет собой воздействие гипоксической смесью или гипоксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут, затем осуществляется воздействие гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут, при этом каждые 3-5 процедур происходит увеличение содержания углекислого газа в смесях цикла на 0,5-1% и уменьшение содержания кислорода в гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом на 0,5-1%.
Способ получения лечебных газовых смесей поясняется чертежом, где:
Фиг. 1 - схема потоков для реализации способа получения лечебных газовых смесей.
На фигуре 1 показана схема потоков для реализации способа, которая содержит потоки газа - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9; поток атмосферного воздуха - 8; компрессоры - 10, 12; газоразделительные элементы - 11, 13.
Способ заключается в получении трех газовых смесей, которые в попеременной последовательности подают пациенту во время тренировки в терапевтических целях, варьируя режимы терапии по составу в зависимости от индивидуального состояния пациента, что позволяет повышать эффективность тренировочной терапии пациента.
Половолоконный газоразделительный элемент представляет собой пучок мембран в форме полых волокон, запакованный в корпус, снабженный штуцерами. Межволоконное пространство и пространство между корпусом половолоконного газоразделительного загерметизированного с торцов заливочным компаундом, преимущественно на основе полиуретана, так что отверстия полых волокон открыты либо с одного торца корпуса, либо с двух торцов. Подача газовой смеси осуществляется либо во внутриволоконное пространство или в межволоконное пространство, преимущественно во внутриволоконное.
Мембрану можно рассматривать как селективный барьер или границу раздела двух фаз, одна из которых входящий, а вторая - проникающий поток. Разделение между двумя компонентами становится возможным, так как скорости прохождения компонентов смеси через мембрану различаются. Поток газа, проникающий через стенку полимерной мембраны, называют "пермеат". Поток газа, не проникающий через мембрану, называют "нонпермеат" или "ретентат". Движущей силой процесса является разница парциальных давлений газа в надмембранном и подмембранном пространстве.
Перенос молекулы газа через мембрану представляет собой сочетание механизмов транспорта в пористых и непористых мембранах, а также иногда облегченный транспорт. Тем не менее, поверхностный непористый слой в большинстве случаев ограничивает скорость процесса. Скорость транспорта через мембрану в таком случае представляет собой сумму проницаемости, вызванной процессом растворение-диффузия и в некоторых случаях облегченным транспортом. Причем растворение-диффузия имеет место для всех компонентов смеси, а облегченный транспорт только для компонентов способных к комплексообразованию.
На фигуре 1 представлена схема способа получения гипоксической, гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом. Поток атмосферного воздуха (8) смешивается с потоком газа выдыхаемым пациентом (9), образовавшаяся смесь проходит компрессор (10) и поступает в первый половолоконный газоразделительный элемент (11), который включает в себя набор полимерных половолоконных мембран, обладающих селективностью по паре газов кислород-азот, во внутриволоконное или межволоконное пространство. Первый поток газа (1) - "пермеат", проникший через мембрану первого половолоконного газоразделительного элемента (11), образует гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом, содержащую 22-40% кислорода, 0,1-7% углекислого газа и 59,9-77,9% азота. Второй поток газа (2) - "ретентат", не проникший через мембрану первого половолоконного газоразделительного элемента (11), образует гипоксическую смесь, содержащую 7-18% кислорода и 82-93% азота. Третий поток газа (3), являющийся частью первого потока газа (1), проникшего через стенку мембраны, направляется в компрессор (12) и поступает во второй половолоконный газоразделительный элемент (13), который включает в себя набор полимерных половолоконных мембран, обладающих селективностью по паре газов углекислый газ-азот, во внутриволоконное или межволоконное пространство. Четвертый поток газа (4) - "ретентат", не проникший через мембрану второго половолоконного газоразделительного элемента (13), рециркулирует на вход в первый половолоконный газоразделительный элемент (11). Пятый поток газа (5) - "пермеат", проникший через мембрану второго половолоконного газоразделительного элемента (13), смешивается с шестым потоком (6), представляющим собой часть второго потока газа (2), не проникшего через стенку мембраны первого половолоконного газоразделительного элемента (11), и образует гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом (7), содержащую 0,1-7% углекислого газа, 7-18% кислорода и 81,9-92,9% азота. Образовавшиеся в результате процессов мембранного газоразделения потоки газа: гипоксическая смесь, гипероксическая смесь с гиперкапническим компонентом и гипоксическая смесь с гиперкапническим компонентом позволяют повысить эффективность тренировочной терапии пациента, дают возможность варьирования режимов терапии по составу в зависимости от индивидуального состояния пациента.
Для осуществления способа получения лечебных газовых смесей половолоконная мембрана, входящая в первый половолоконный газоразделительный элемент (11), должна иметь селективность по паре газов кислород-азот не менее 5, а селективность по паре газов диоксид углерода азот в интервале 15-20. Поверхностный непористый селективный слой данной мембраны может быть выполнен из полиимида, поликарбоната или полисульфона. В этом случае (гипероксическая смесь с гиперкапническим компонентом) возможно концентрирование кислорода до 40% и углекислого газа до 7% в первом потоке газа (1). Концентрирование азота во втором потоке газа (2) до 93% (гипоксическая смесь). Половолоконная мембрана, входящая в состав второго половолоконного газоразделительного сепаратора (13), должна обладать высокими значениями селективности по паре газов диоксид углерода-азот, желательно более 40, в то время как селективность по паре газов кислород-азот достаточна в интервале 1,5-3. Данные характеристики могут обеспечить мембраны, поверхностный непористый селективный слой которых выполнен из поливиниламина или блок-сополимера полиэтиленоксида и полиамида или блок-сополимера полиэтиленоксида и полибутилентерефталата. При прохождении через стенку мембраны, имеющую поверхностный непористый селективный слой из поливиниламина или блок-сополимера полиэтиленоксида и полиамида или блок-сополимера полиэтиленоксида и полибутилентерефталата, образуется пятый поток газа (5), обогащенный углекислым газом. Смешение пятого потока газа (5) и шестого потока газа (6) позволяет получить газовую смесь (гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом), содержащую до 7% углекислого газа и до 92,9% азота. Газоразделительные свойства данных полимерных материалов позволяют повысить эффективность тренировочной терапии пациента, а также варьировать режимы терапии по составу и продолжительности экспозиции гипоксической, гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом в зависимости от индивидуального состояния пациента.
В результате осуществления способа образуются потоки гипоксической, гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом, которые в попеременной последовательности подают пациенту в терапевтических целях, что повышает эффективность тренировочной терапии пациентов.
Метод гипокси-гиперкапнии эффективен при таких заболеваниях как артериальная гипертензия, коронарная болезнь сердца, нейроциркуляторная астения, аритмии, аллергический дерматит, сахарный диабет 2-го типа, анемии, климактерическоий синдром, заболевания щитовидной железы, периодонтит, мигрень, болезнь Альцгеймера, бронхиальная астма, хронические обструктивные заболевания легких (ХОБЛ), псориаз, нейродермит, ожирение, метаболический синдром, аллергии, деменция, синдром хронической усталости, а также для тренировки спортсменов в спорте высоких достижений.
Гипоксический и гиперкапнический стимулы в процессах регуляции физиологических функций в определенных пределах усиливают друг друга. В отсутствии гиперкапнического стимула гипоксия, в сущности, не стимулирует дыхания. В зависимости от соотношения уровня дефицита кислорода и гиперкапнии, от длительности их действия и индивидуальных особенностей организма они могут выступать в регуляции дыхания и как синергисты и как антагонисты. В условиях гипоксии вентиляционный аппарат больше реагирует на тот же уровень углекислого газа, чем при нормоксии. При гипероксии действие гиперкапнического фактора ослабляется, но усиливается процесс реоксигенации.
В способе тренировки пациентов лечебными смесями используются смеси, полученные в способе получения лечебных газовых смесей - гипоксическая смесь с гиперкапническим компонентом (7-18% кислорода, 0,1-7% углекислого газа), гипероксическая смесь с гиперкапническим компонентом (22-40% кислорода, 0,1-7% углекислого газа) и гипоксическая смесь (7-18% кислорода).
Перед началом курса тренировок определяют индивидуальную чувствительность пациента к гипоксии путем проведения 10-минутного гипоксического теста (дыхание гипоксической газовой смесью) с 12% содержанием кислорода с ежеминутным контролем ЧСС (частота сердечных сокращений) и SaO2 (периферическая сатурация - насыщение крови кислородом). При переносимости теста у пациента в 10-минутном гипоксическом цикле наблюдается снижение насыщения гемоглобина кислородом не более чем до 82%, а максимальное значение ЧСС составляет не более 110 уд/мин. В случае нормальной переносимости теста тренировку начинают с 7-18% содержанием кислорода в лечебной газовой смеси. При этом выбирают процент кислорода в лечебной смеси таким образом, чтобы SaO2 к концу четвертой минуты дыхания лечебной смесью находилась в пределах 82%-85% и ЧСС не превышала 110 уд/мин.
Перед началом курса процедур тренировки лечебными газовыми смесями у пациентов определяют пробу Штанге - определяют время задержки дыхания на выдохе. При получении задержки дыхания меньше 20 секунд, первые 5-10 процедур тренировки начинаются с подачи гипоксической смеси и гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом. В дальнейшем, после 5-10 процедур тренировки подают гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом и гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом. Если проба Штанге - время задержки дыхания на выдохе - 20 и более секунд, то тренировка пациентов начинается в подачи гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом.
Всего необходимо проведение 10-30 процедур тренировки. Каждая процедура состоит из 3-15 циклов применения гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом. Цикл тренировки начинают с подачи через маску пациенту гипоксической смеси с содержанием кислорода 7-18% в течение 1-30 минут или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом с содержанием кислорода 7-18% и углекислого газа 0,1-7% в течение 1-30 минут, затем осуществляется подача гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом с содержанием кислорода 22-40%, углекислого газа 0,1-7% и в течение 1-30 минут.
После каждых 3-5 процедур интенсивность гипоксии повышаем, уменьшая концентрацию кислорода в дыхательной смеси (гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом) на 0,5-1% в сочетании с увеличением гиперкапнии на 0,5-1% (увеличением концентрации углекислого газа). Концентрация углекислого газа увеличивается на 0,5-1% через каждые 3-5 процедур в гипоксической смеси, гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и в гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом.
Эффективность предложенного способа тренировки оценивается по динамике регистрируемых до и после каждого сеанса вегетативных показателей - ЧСС и SaO2 (в динамике каждого сеанса), АД, параметров вариабельности сердечного ритма.
Попеременная подача гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом и гипероксической смесей в сочетании с гиперкапнией в условиях нормобарии: использование нормобарических гипоксических интервалов, чередование с гипероксическими интервалами в сочетании с гиперкапнией и ступенчатое увеличение дозы углекислого газа как в гипоксической, так и в гипероксической фазах цикла тренировки на 0,5-1% каждые 3-5 процедур увеличивает резистентность организма к гиперкапнии (каждые 3-5 процедур происходит увеличение углекислого газа в смесях цикла на 0,5-1% и уменьшение кислорода в гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом на 0,5-1%) и таким образом повышает эффективность тренировочной терапии пациентов.
Были проведены исследования способа тренировки пациентов лечебными газовыми смесями. Исследования показали, что использование гипоксически-гипероксических тренировок с гиперкапническим компонентом оказывает ожидаемые тренирующие эффекты - повышение устойчивости к гипоксии по субъективным самоотчетам и объективным критериям - динамике SaO2 и ЧСС, значениям пробы Штанге, нормализации цифр артериального давления и что существенно биохимических показателей - снижение гликемии и инсулинемии натощак, что обеспечило уменьшение явлений инсулинорезистентности и таким образом повысило эффективность тренировочной терапии пациентов.
Происходит существенный позитивный сдвиг липидного профиля, снижение уровня глюкозы плазмы крови и секреции инсулина натощак, снизилась концентрация общего холестерина, при этом несколько возрос уровень липопротеидов высокой плотности, что обеспечило значительное падение коэффициента атерогенности. Уменьшалась концентрация в крови триглицеридов, что однозначно свидетельствует о нормализующем влиянии интервальной тренировки на липидный обмен.
Тестирование тренировки пациентов гипоксической смесью и гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом.
Для тестирования было выбрано 30 человек, мужчины и женщины в возрасте 22-60 лет с метаболическим синдромом, включающем алиментарное ожирение 1-3 ст., сахарный диабет 2 типа, артериальную гипертензию и дислипидемию. Пациенты получали базовую терапию (диетотерапия, дозированные физические нагрузки, таблетированные сахароснижающие препараты) при соответствующей патологии.
Тестируемые субъекты после первичного осмотра были рандомизировано разделены на контрольную группу (N=15) и основную группу (N=15). В течение 15 дней пациенты основной группы получали гипоксическую смесь и гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом.
Пациенты контрольной группы вдыхали окружающий воздух через трубку подачи воздуха дыхательного аппарата.
Основная группа дышала гипоксической смесью с содержанием 7-18% кислорода и продолжительностью 1-30 минут. Следующие 1-30 минут подавали через маску гипероксичекую смесь с гиперкапническим компонентом с содержанием 22-40% кислорода, 0,1-7% углекислого газа продолжительностью 1-30 минут.
После 3-5 процедур интенсивность гипоксии повышали, уменьшая содержание кислорода на 0,5-1% в сочетании с усилением гиперкапнии, увеличивая содержания кислорода на 0,5-1% в гипоксической дыхательной смеси. При этом параллельно усиливали гиперкапнию в гипероксической дыхательной смеси с гиперкапническим компонентом, увеличивая содержания углекислого газа на 0,5-1%, при этом содержание кислорода составляло 22-40%. Затем, в течение следующих 3-5 процедур - усиление гипоксии посредством снижения концентрации кислорода на следующие 0,5-1% в сочетании с усилением гиперкапнии на 0,5-1% содержания углекислого газа. То есть подъем концентрации углекислого газа на 0,5-1% через каждые 3-5 процедур и в гипероксической и в гипоксической смеси. Всего проводилось 15 процедур 3-4 раза в неделю. Каждая процедура состоит из 3-15 циклов.
Глубина гипоксического воздействия зависела от гипоксического теста (индивидуальной чувствительности пациента к кислороду), переключение на гипероксию с гиперкапническим компонентом осуществлялось автоматически.
До и после курса были исследованы: проба Штанге, анамнез, антропометрические измерения (масса тела), биохимические исследования крови с определением уровня общего холестерина, липопротеидов высокой плотности, триглициридов, глюкозы плазмы натощак и инсулина, расчетным способом определяли индекс массы тела, коэффициент атерогенности и индекс инсулинорезистентности, бодиимпедансометрия с определением активной клеточной массы (в кг и %), мышечной массы (в кг и %), и жировой массы (в кг и %), измеряли артериальное давление и частоту сердечных сокращений до и после процедуры. Для оценки достоверности различий показателей пациентов основной и контрольной групп применяли критерий Стьюдента и критерий Манна-Уитни.
Курс у пациентов основной группы способствует снижению массы тела у пациентов с метаболическим синдромом и нормализации биохимического статуса, снижением уровня глюкозы плазмы крови и секреции инсулина натощак.
Практически все пациенты основной группы хорошо переносили процедуры. И только у одного из них первые две процедуры сопровождались ощущением нехватки воздуха. После разъяснений все пациенты продолжили курс процедур.
У пациентов основной группы курс интервальной тренировки лечебными газовыми смесями гипоксической смеси и гипероксической с гиперкапническим компонентом сопровождался сдвигом липидного профиля, снижением уровня глюкозы плазмы крови и секреции инсулина натощак.
Так концентрация общего холестерина снизилась на 4,7% (р<0,05), при этом несколько возрос уровень липопротеидов высокой плотности (в среднем на 3,6%), что обеспечило существенное снижение коэффициента атерогенности (на 9,9%; р<0,01). Одновременно уменьшалась концентрация в крови триглицеридов, что свидетельствует о нормализующем влиянии тренировки пациентов лечебными газовыми смесями на липидный обмен.
Кроме того, обнаружено снижение гликемии и инсулинемии натощак (соответственно на 9,0 и 10,9%), что обеспечило уменьшение явлений инсулинорезистентности на 19,0%. Именно инсулинорезистентность лежит в основе метаболического синдрома, являющегося основным предиктором заболеваний сердечно-сосудистой системы и сахарного диабета 2 типа. У пациентов контрольной группы динамика метаболических параметров и секреции инсулина была минимальна и практически не носила достоверного характера.
При исследовании антропометрических измерений у пациентов основной группы было отмечено достоверное снижение индекса массы тела на 4,5%. При этом биоимпедансометрия позволила выявить уменьшение процента жировой ткани и повышении тощей массы. В контрольной группе не произошло существенных изменений в массе пациентов по этим показателям, хотя и отмечена некоторая тенденция к изменению значений биоимпедансометрии и уменьшению жировой массы.
Необходимо также отметить, что под влиянием курса интервальной тренировки пациентов лечебными газовыми смесями - гипоксической смесью и гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом у пациентов основной группы отмечалось достоверное снижение параметров артериального давления. Так показатели систолического артериального давления уменьшились с 167±2,40 до 145±2,12 мм рт.ст. (р<0,01), а диастолического - с 100±1,24 до 95±0,96 мм рт.ст. (р<0,01). У пациентов контрольной группы снижение параметров артериального давления было недостоверным и составляло в среднем только от 7 до 3 мм рт.ст. Есть все основания полагать, что после курсового воздействия концентрация углекислого газа в крови увеличивается, но не так значительно как при использовании сочетанного применения гипоксии-гиперкапнии.
Время задержки дыхания (проба Штанге) после курса увеличилась в среднем в 1,5 раза: с 27,6±0,81 до 41,4±1,24 (р<0,001), что свидетельствует о повышении возможностей респираторной системы и увеличении резистентности организма.
Тестирование тренировки пациентов гипоксической смесью с гиперкапническим компонентом и гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом.
Для тестирования было выбрано 30 человек - мужчины и женщины в возрасте 22-60 лет с метаболическим синдромом, включающем алиментарное ожирение 1-3 ст., сахарный диабет 2 типа, артериальную гипертензию и дислипидемию. Пациенты получали базовую терапию (диетотерапия, дозированные физические нагрузки, таблетированные сахароснижающие препараты) при соответствующей патологии.
Тестируемые субъекты после первичного осмотра были рандомизированно разделены на контрольную группу (N=15) и основную группу (N=15). В течение 15 дней пациенты основной группы получали гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом и гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом для коррекции индивидуальных компонентов метаболического синдрома.
Пациенты контрольной группы вдыхали окружающий воздух через трубку подачи воздуха дыхательного аппарата.
Основная группа дышала гипоксической смесью с гиперкапническим компонентом с содержанием 7-18% кислорода, 0,1-7% углекислого газа в течение 1-30 минут, затем подавали через маску гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом с содержанием 22-40% кислорода и 0,1-7% углекислого газа в течение 1-30 минут.
После 3-5 процедур интенсивность гипоксии повышали, уменьшая содержание кислорода на 0,5-1% в сочетании с усилением гиперкапнии увеличивая содержания кислорода на 0,5-1% в гипоксической дыхательной смеси с гиперкапническим компонентом. При этом параллельно усиливали гиперкапнию в гипероксической дыхательной смеси с гиперкапническим компонентом, увеличивая содержания углекислого газа на 0,5-1%, при этом содержание кислорода составляло 22-40%. Затем, в течение следующих 3-5 процедур - усиление гипоксии посредством снижения концентрации кислорода на следующие 0,5-1% в сочетании с усилением гиперкапнии на 0,5-1% содержания углекислого газа. То есть подъем концентрации углекислого газа на 0,5-1% через каждые 3-5 процедур в гипероксической смеси с гиперкапническим компонентом и в гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом. Всего проводилось 15 процедур 3-4 раза в неделю. Каждая процедура состоит из 3-15 циклов.
Глубина гипоксического воздействия зависела от гипоксического теста (индивидуальной чувствительности пациента к кислороду), переключение на гипероксию с гиперкапническим компонентом осуществлялось автоматически.
До и после курса были исследованы: проба Штанге, анамнез, антропометрические измерения (масса тела), биохимические исследования крови с определением уровня общего холестерина, липопротеидов высокой плотности, триглицеридов, глюкозы плазмы натощак и инсулина, расчетным способом определяли индекс массы тела, коэффициент атерогенности и индекс инсулинорезистентности, бодиимпедансометрия с определением активной клеточной массы (в кг и %), мышечной массы (в кг и %), и жировой массы (в кг и %), измеряли артериальное давление и частоту сердечных сокращений до и после процедуры. Для оценки достоверности различий показателей пациентов основной и контрольной групп применяли критерий Стьюдента и критерий Манна-Уитни.
Практически все пациенты основной группы хорошо переносили процедуры. И только у троих из них первые две процедуры сопровождались ощущением нехватки воздуха. После разъяснений все пациенты продолжили курс процедур.
У пациентов основной группы курс интервальной тренировки пациентов лечебными газовыми смесями сопровождался существенным сдвигом липидного профиля, снижением уровня глюкозы плазмы крови и секреции инсулина натощак.
Так концентрация общего холестерина снизилась на 8,5% (р<0,01), при этом несколько возрос уровень липопротеидов высокой плотности (в среднем на 10,2%), что обеспечило существенное снижение коэффициента атерогенности (на 20,5%; р<0,001). Одновременно уменьшалась концентрация в крови триглицеридов, что свидетельствует о нормализующем влиянии тренировки пациентов лечебными газовыми смесями на липидный обмен.
Кроме того, обнаружено снижение гликемии и инсулинемии натощак (соответственно на 11,8 и 21,1%), что обеспечило уменьшение явлений инсулинорезистентности на 30%. Инсулинорезистентность лежит в основе метаболического синдрома, являющегося основным предиктором заболеваний сердечно-сосудистой системы и сахарного диабета 2 типа. У пациентов контрольной группы динамика метаболических параметров и секреции инсулина была минимальна и практически не носила достоверного характера.
При исследовании антропометрических измерений у пациентов основной группы было отмечено достоверное снижение индекса массы тела на 6%. При этом биоимпедансометрия позволила выявить значительное уменьшение процента жировой ткани и повышении тощей массы. В контрольной группе не произошло существенных изменений в массе пациентов по этим показателям, хотя и отмечена некоторая тенденция к изменению значений биоимпедансометрии и уменьшению жировой массы.
Необходимо также отметить, что под влиянием курса интервальной тренировки пациентов лечебными газовыми смесями у пациентов основной группы отмечалось достоверное снижение параметров артериального давления. Так показатели систолического артериального давления, уменьшились с 162±2,39 до 138±2,03 мм рт.ст. (р<0,01), а диастолического - с 102±1,09 до 89±0,92 мм рт.ст. (р<0,01). У пациентов контрольной группы снижение параметров артериального давления было недостоверным и составляло в среднем только от 8 до 3 мм рт.ст. Есть все основания полагать, что после курсового воздействия концентрация углекислого газа в крови увеличивается, что приводит к расширению микрососудов.
Время задержки дыхания (проба Штанге) после курса интервальной тренировки пациентов лечебными газовыми смесями увеличилась в среднем в 1,7 раза: с 27,6±0,81 до 47,8±1,34 (р<0,001), что свидетельствует о повышении возможностей респираторной системы и увеличении резистентности организма к гипоксии и к гиперкапнии.
Таким образом, способ тренировки пациентов лечебными газовыми смесями является эффективным в коррекции отдельных компонентов метаболического синдрома, профилактике развития метаболических и кардиоваскулярных осложнений.
Группа изобретений (способ тренировки пациентов лечебными смесями, использующий смеси, которые были получены в способе получения лечебных газовых смесей) повышает эффективность тренировочной терапии пациентов.
1. Способ получения лечебных газовых смесей, включающий подачу атмосферного воздуха в газоразделительный элемент, отличающийся тем, что атмосферный воздух смешивается с воздухом, выдыхаемым пациентом, сжимается и подается в первый половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство, первый поток газа, проникшего через стенку мембраны, образует гипероксическую смесь с гиперкапническим компонентом, а второй поток газа, не проникшего через мембрану, образует гипоксическую смесь, третий поток газа, являющийся частью потока газа, проникшего через стенку мембраны, компримируется и направляется во второй половолоконный газоразделительный элемент, где газовая смесь попадает во внутриволоконное или межволоконное пространство, четвертый поток газа, не проникшего через стенку мембраны второго половолоконного газоразделительного элемента, рециркулирует на вход в первый половолоконный газоразделительный элемент, пятый поток газа, проникшего через мембрану, смешивается с шестым потоком - частью потока газа, не проникшего через стенку мембраны первого половолоконного газоразделительного элемента, и образует гипоксическую смесь с гиперкапническим компонентом.
2. Способ тренировки пациентов лечебными газовыми смесями, включающий попеременную подачу смесей пациентам при проведении процедур дыхательных тренировок, отличающийся тем, что каждая процедура состоит из 3-15 циклов воздействия на пациентов лечебными газовыми смесями, один цикл представляет собой воздействие гипоксической смесью или гипоксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут, затем осуществляется воздействие гипероксической смесью с гиперкапническим компонентом в течение 1-30 минут, при этом каждые 3-5 процедур происходит увеличение содержания углекислого газа в смесях цикла на 0,5-1% и уменьшение содержания кислорода в гипоксической смеси или гипоксической смеси с гиперкапническим компонентом на 0,5-1%.
