Способ повышения физической работоспособности человека Советский патент 1992 года по МПК A61G10/00 

Изобретение относится к медицине, преимущественно к спортивной и профилактической, и может быть использовано для повышения физической работоспособности здоровых людей применительно к возможным задачам их профессиональной деятельности.

Известны способы повышения физической работоспособности, заключающиеся в тренировке людей гипобарической гипоксической гипоксией в сочетании с различными видами физических упражнений или без них и требующие либо пребывания в горах на различных высотах (Миррахимов М.М. Лечение внутренних болезней горным климатом. М.: Медицина, 1977), либо нахождения в барокамерах при сниженном давлении (Меер- сон Ф.З. и др. Адаптация к периодической гипоксии в терапии и профилактике. М.: Наука, 1989). Из-за необходимости перемещения тренирующихся в специальные условия (горы, барокамеры) применение этих способов ограничено по медицинским, техническим, финансовым и организационным причинам.

Известны также способы повышения неспецифической резистентности организма, повышения его компенсаторных возможностей и т.п. с помощью нормобарической гипоксической стимуляции (Нормобарическая гипокситерапия: Методические рекомендации М., 1988), по которым положительный эффект, в частности повышение физической работоспособности, вызывается систематическим созданием гипоксии в организме при его дыхании газовыми гипоксическими смесями (ГГС) в условиях нормального атмосферного давления. Эти способы технически и экономически более доступны и обеспечивают лучшую переносимость человеком кислородной недостаточности по сравнению с гипоксией, создаваемой в горах или барокамере.

со

v4 Ч О

N О

Наиболее близким к изобретению является способ повышения неспецифической резистентности организма (авт. св. № 1264949, кл. А 61 G 10/00, 23.10.86), включающий воздействие при нормобарических условиях гипоксической смесью, содержащей 9-9,5% кислорода и 91,0-90,5% азота, при этом воздействие гипоксической смесью в течение 3-5 мин чередуют с дыханием атмосферным воздухом в течение 3-5 мин, причем проводят 4-12 циклов через 1 день.

Однако такой способ ориентирован на коррекцию состояния ослабленного организма либо животных (беременные крольчихи), либо людей - главным образом беременных или больных женщин, а достигаемая этим способом физическая работоспособность характеризуется относительно низким уровнем и оценивается преимущественно косвенным образом. Общеизвестно, что пороги активации адаптационных реакций у здоровых людей, особенно высокотренированных спортсменов, значительно выше, чем у больных, Тренировки их по известному способу неэффективны. Для получения более высоких показателей физической работоспособности потребовалось бы интенсифицировать способ, например, углублением в организме (за счет дальнейшего снижения содержания кислорода в ГГС, введения дополнительного фактора - физнагрузки и т.д.). Однако в этом случае слишком резкие, без постепенных переходов, замены нормоксической дыхательной смеси на гипоксическую и обратно, а также резкое усиление гипоксии в организме, сопровождаемое, как правило, гипервентиляцией с последующей гипокапнией крови и рядом ее отрицательных моментов, значительно ухудшают переносимость тренировок и сужают охват тренируемых переходных процессов в организме.

Сроки достижения адаптационными реакциями зоны спокойной активации при тренировках рассматриваемым способом составляют 20-100 дней. Такая продолжительность тренировок для получения положительного эффекта также может быть неприемлемой в спортивной и смежных областях медицины, например, когда требуется срочное повышение физической работоспособности здоровых людей в связи с их профессиональной деятельностью.

Целью изобретения является сокращение сроков тренировки и увеличение эффек- тивности способа. Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект - более быстрое и более значительное, чем от применения прототипа, повышение биоэнергетических показателей физической работоспособности у здоровых людей разной тренированности.

Указанная цель достигается тем, что в

способе повышения физической работоспособности человека, включающем воздействие гипоксической дыхательной смесью в нормобарических условиях, чередующееся

0 с вдыханием атмосферного воздуха по 5 мин, воздействуют газовой гипоксической смесью (ГГС) с помощью аппарата возвратного дыхания (АВД) в сочетании с физическойнагрузкоймощностью,

5 соответствующей порогу анаэробного обмена (ПАНО), постепенно изменяя состав ГГС в пределах каждого цикла воздействия от атмосферного до постоянного, содержащего 14-10% О2 и 0,05-2,70% С02, и осуще0 ствляя воздействия ежедневно по 12 циклов в течение 5 дней.

На фиг. 1 схематично показан предпочтительный вариант снаряжения тренирующейся по предлагаемому способу; на фиг. 2

5 - принципиальная схема АВД,

Способ осуществляется следующим образом.

Заранее до начала тренировок выбирают с учетом пола, возраста и антропометри0 ческих данных должную величину мощности физнагрузки, соответствующую порогу анаэробного обмена тренирующегося, При однородном контингенте тренирующихся эта величина может быть взята для всех.

5 Для создания дозированных физнагрузок взят современный велоэргометр. На нем спереди тренирующегося крепится аппарат возвратного дыхания (АВД). Основой его является известное техническое решение (см.,

0 например, авт. св. ЧССР № 250808, кл. А 61 М 16/00, 1988), Аппарат состоит из загубника 1, клапанной коробки 2, резинового самоспадающегося мешка 6, очистительной 5 и смесительной 8 камер, объединенных с по5 мощью гофрированных резиновых трубок 4 в полузамкнутый (благодаря отверстию 7) дыхательный контур. Придыхании человека через загубник выдыхаемый газ поступает через клапан выдоха 3 по газоводу 4 в очи0 стительную камеру 5, содержащую поглотитель углекислого газа и других продуктов метаболизма. Эффективность очистки зависит как от количества и свойств поглотителя, так и от темпа поступления газа в очисти5 тельную камеру. Далее газовая смесь посту- пает в мешок 6, выполняющий роль демпфера, конденсатора влаги и, возможно, осадителя частиц используемого поглотителя. При вдохах из мешка 6 в смеситель 8 засасываются порции газа с пониженным

содержанием Ог, а через отверстие дюзы 7 - атмосферный воздух. Здесь состав образующейся ГГС дополнительно регулируется величиной диаметра отверстия дюзы 7, а также темпом и глубиной дыхания. Образующаяся ГГС поступает через клапан 10 к потребителю. Анализ выдыхаемого и вдыхаемого газа может осуществляться через отверстия 11 и 9. Общее дыхательное сопротивление системы не превышает 10 мм вод. ст.

После выбора мощности физнагрузки, соответствующей ПАНО у тренирующегося, подбирают диаметр отверстия дюзы 7 таким, чтобы выполнение указанной физнагрузки совместно с дыханием через АВД в пределах 5 мин проходило при удовлетворительном состоянии тренирующегося по объективным и субъективным показаниям, а изменение состава ГГС нарастало бы постепенно со стабилизацией на уровне 14-10% 02 и 0,05-2,7% С02 в пределах 5 мин нагрузочного цикла. Если достичь выполнения указанных требований за счет увеличения диаметра дюзы невозможно, то осторожно снижают величину мощности физнагрузки, соответствующей ПАНО, до должной величины. Дл.я врачебного контроля регистрируют частоту дыхания, ЭКГ в DS - отведении и артериальное давление во время физнаг- рузок, анализируют характер восстановления параметров после физнагрузки, ведут наблюдение внешнего вида и опрос тренирующегося.

В первом сеансе тренирующемуся сначала предлагают подышать (например, дважды по 5 мин) через АВД без физнагрузки, Затем начинают циклы с физнагрузками мощностью ниже должной и продолжительностью по 5 мин, совмещенные с дыханием через АВД, ступенчато от цикла к циклу наращивая их мощность вплоть до величины, соответствующей ПАНО, на последних циклах. При меньших величинах мощности, чем должная, вышеуказанные требования к динамике состава ГГС и состоянию тренирующегося выполняются автоматически, причем возможна стабилизация состава ГГС на более мягком уровне (19-14% 02). Количество циклов в первом сеансе может быть сокращено до 10 (по показаниям).

В последующих сеансах тренировку начинают сразу на первом цикле с должной величиной мощности физнагрузки, продолжительность циклов воздействия 5 мин, по 12 циклов в сеансе. Интервалами отдыха между циклами воздействия, обеспечивающими при дыхании атмосферным воздухом в покое восстановление параметров врачебного контроля указанных воздействий до

исходных значений у здоровых людей, взяты всюду 5 мин. Измерения параметров врачебного контроля проводят до начала и после каждого сеанса, а также в конце 5-й

минуты первого цикла воздействия, выборочно на других циклах и на последнем цикле каждого сеанса. Получаемыми таким путем данными обеспечивается идентификация фаз развития формируемого адапта0 ционного синдрома (стадия переактивации, стадия адаптационных реакций, стадия спокойной активации).

Сеансы проводят ежедневно. Курс тренировки составляет 5 сеансов.

5 Для полной оценки физической работоспособности до и после тренировок предлагаетсяприменятьточныебиоэнергетические параметры: предельное время удержания критической мощности.

0 при которой достигнута МПК; время удержания МП К; критическая мощность; общее количество выполненной работы; максимальное потребление кислорода на 1 кг веса тренирующегося.

5 Отличительные признаки предлагаемого изобретения:

1.Одновременное воздействие на организм дыхательной ГГС переменного состава и циклическими физнагрузками

0 постоянной мощности.

2.Режим постепенного изменения состава дыхательной ГГС от нормоксического в начале цикла до гипоксического 14-10% 02 в конце каждого цикла воздействия.

53. Включение в состав дыхательной ГГС

переменной компоненты - углекислого газа, изменяющегося соответственно на каждом цикле воздействия от 0,0-0,03% до 0.05- 2,70%.

0 4. Формирование дыхательной ГГС с помощью аппарата возвратного дыхания (АВД).

5. График проведения сеансов: ежедневно по 12 совместных циклов (стимуля5 ции ГГС с физнагрузкой) длительностью по 5 мин с интервалами покоя и дыхания атмосферным воздухом по 5 мин.

Известно, что выполнение организмом физнагрузки снижает содержание кислоро0 да в его тканях, формируя состояние гипоксии физнагрузки. Поэтому сочетанием дыхания ГГС с дозированной физнагрузкой можно усиливать гипоксическую стимуляцию организма вплоть до уровней, достаточ5 ных для возникновения адаптационных реакций у здоровых и даже высокотоениро- ванных людей (Колчинская А.З., Филипов ,М. Гипоксия нагрузки - пусковой механизм адаптации организма к высоким тренировочным нагрузкам. В кн.: Физиологические

механизмы адаптации к мышечной деятельности. Тезисы докладов XVII Всес. научи, конф. М.: Физкультура и спорт, 1984).

Применение ГГС переменного состава на протяжении цикла воздействия должно обеспечить своевременное включение в тренировку большего числа защитных механизмов, таких как интенсификация внешнего дыхания, увеличение минутного объема кровообращения, выброс крови из депо, усиление микроциркуляции, изменение региональной величины гематокрита и др. (Физиология человека в условиях высокогорья. М.: Наука, 1987, с. 232-264) и лучшее согласование по времени тренирующих воздействий со скоростями переходных процессов энергообеспечения мышечной работы (Волков Н.И., Биохимия. М.: Ф и С, 1986, с. 282, рис. 93). При этом возможное развитие в организме гипокапнии, обусловленной нарастающей гипоксией, должно компенсироваться нарастанием во вдыхаемой ГГС содержания углекислого газа к концу цикла воздействия.

Тем самым предотвращаются отрицательные последствия гипокапнии, такие как, например, спазм сосудов, ухудшение кровоснабжения мышц и ухудшение переносимости гипоксии в целом (Коваленко Е.А., Черняков И.Н. Кислород тканей при действии факторов полета. Медицина, 1972), неизбежно ограничивающие наращивание тренировочных воздействий, требуемое для увеличения эффективности.

Формирование стимуляционной ГГС с помощью АВД позволяет при правильном подборе физнагрузки согласовывать между собой нарастание содержания СОг и снижение содержания О в ГГС автоматически в течение цикла воздействия, т.е. обеспечивает условия повышения эффективности способа.

Выполнение предложенного графика тренировок сокращает сроки ее по сравнению с прототипом не менее чем в три раза.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Испытуемый К.Ер., возраст 22 года, рост 179 см, вес 78 кг, мастер спорта, высокотренирован. Был подвергнут тренировке по предлагаемому способу. Пятидневный курс заключался в ежедневном 12-кратном повторении 5-минутных физнагрузок на велоэргометре с постоянной мощностью 900 кг м/мин, разделенных 5-минутными интервалами отдыха. Избранное значение мощности соответствовало примерно ПАНО в этом виде повторных нагрузок. Одновременно с нагрузкой трениру- ющийся дышал через загубник 1,

включенный в полузамкнутый контур АВД. В аппарате для очистки выдыхаемого воздуха использовали химический поглотитель известковый ХП-И, ГОСТ 6755-73. Перед

первым выполнением нагрузки спортсмен выполнял стандартную 10-минутную разминку на уровне примерно 5% индивидуального ИПК.

До тренировки МПК53.4 мл/кг/мин, поеле тренировки 62,6 мл/кг/мин; максимальная аэробная мощность до тренировки 4320 кгм/мин, после тренировки 4970 кгм/мин; критическая мощность до тренировки 1670 кгм/мин, после тренировки 1880 кгм/мин;

предельное время работы до тренировки 8,0 мин, после тренировки 12,0 мин; наибольшее снижение рН крови до тренировки 7,12, после тренировки 7,03; % 02 в выдыхаемом воздухе после повторной нагрузки до тренировки 10,8%, после тренировки 12,1 %; уровень потребления 02 после повторной физической нагрузки до тренировки 1,88 л/мин, после тренировки 2,04 л/мин; уровень избыточного выделения С02 до тренировки 3,04 л/мин, после тренировки 3,32 л/мин.

П ри ме р2. Испытуемый В.Ро., возраст 19 лет, рост 182 см, вес 76 кГ, 1 сп. разряд, малотренирован.Был подвергнут тренировке по предлагаемому способу при постоянной мощности физнагрузки 900 кгм/мин.

До тренировки МПК составляло 46,1 мл/кг/мин, после тренировки 52,4 мл/кг/мин; максимальная аэробная

мощность до тренировки 3940 кгм/мин, после тренировки 4720 кгм/мин; критическая мощность до тренировки 1420 кгм/мин, после тренировки 1580 кгм/мин; предельное время работы до тренировки 7,5 мин, после

тренировки 10,0 мин; наибольшее снижение рН до тренировки 7,16, после тренировки 7,11; % Оа в выдыхаемом воздухе после повторной нагрузки до тренировки 11,5%, после тренировки 12,3%; уровень потребления Ог после повторной физической нагрузки до тренировки 1,53, после тренировки 1,69; уровень избыточного выделения СОа до тренировки 2,82 л/мин, после тренировки 2,61 л/мин.

Аналогичным образом способ был апробирован на группе 14 тренированных мужчин. Результаты; предельное время удержания критической мощности, при которой достигалось МПК, увеличивалось от

среднего значения 8,25 ± 0,12 до 9,04 ± 0,49 мин, т.е. на 0,79 мин (на 9,6%); достигаемая предельная мощность физнагрузки возросла с 1737 ± 86 до 2002 ± 97 кгм/мин, т.е. на 265,5 кгм/мин (на 15%); общее количество выполняемой работы при пробе с максимальной физнагрузкой возросло с 14330 ±224 до 18022 ± 171 кгм, т.е. на 3522 кгм (на 28%); при этом максимально потребляемое количество кислорода в расчете на 1 кг веса возросло на 4,4 мл/кг/мин.

П р и м е р 3. Была проведена пятидневная тренировка на велоэргометре (с мощностью физнагрузки 760 кгм/мин) по 5 мин 12 раз в день по предлагаемому способу 13 тренированных здоровых женщин

Предельное время удержания критической мощности, при которой достигнуто МПК, возросло от 7,33 до 8,16 мин, т.е. на 0,83 мин. Величина критической мощности возросла от 1485 ±102 до 1710 ± 14 кгм/мин, т.е. на 225 кгм/мин. Общее количество выполненной работы при этой пробе возросло с 10885 ± 311 до 13953 ± 305 кгм, т.е. на 3068 кгм. Максимальное потребление 02 в л/мин возросло с 2.53 ± 0,17 до 3,04 ± 0.30, т.е. на 0,52 л/мин. Наконец, максимальное потребление Оа в мл на 1 кг веса тела в минуту возросло у них с 37,30 ± 2,98 до 46.40 ± 3,53, т.е. на 9,1 мл/кг/мин. При этом наблюдали изменение рН крови с 0,22 до 0,27, т.е. наступило небольшое усиление

ацидоза, но при этом емкость щелочных резервов почти не изменилось, BE составляло до тренировки 20,2, а после нее - 20,50 ± 4,44 ед. Важнейший показатель

максимального потребления О2 на кг веса в минуту возрос на 9,1 мл/кг/мин. Формула изобретения 1. Способ повышения физической работоспособности человека, включающий воздействие гипоксической дыхательной смесью в нормобарических условиях, чередующееся с вдыханием атмосферного воздуха по 5 мин, отличающийся тем, что, с целвю сокращения сроков тренировки и

увеличения эффективности, воздействие гипоксической смесью осуществляют с помощью аппарата возрастного дыхания и сочетают его с физической нагрузкой мощностью, соответствующей порогу анээробкого обмена, при этом, состав дыхательной смеси постепенно изменяют в пределах одного цикла воздействия от атмосферного до содержащего 14.0-10,0 02 и 0,05-2,70%

С02.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что воздействия осуществляют ежедневно по 12 циклов в течение 5 дней.

фс/З f

five. 2

Использование: в спортивной медицине, гигиена труда, курортологии. Сущность изобретения: для сокращения сроков тренировки и увеличения эффективности чередуют воздействие гипоксической дыхательной смесью в нормобарических условиях с вдыханием атмосферного воздуха в течение 5 мин, при этом воздействие осуществляют с помощью аппарата возвратного дыхания в сочетании с физической нагрузкой мощностью, соответствующей порогу анаэробного обмена, а состав дыхательной смеси изменяют от атмосферного до содержащего 14,0-10,0% 02 и 0,05-70% СОа. Ежедневно проводят по 12 циклов в течение 5 дней. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.