Способ коррекции функционального состояния и работоспособности человека

Изобретение относится к области физиологии спорта и водолазного труда и может быть использовано для быстрого и эффективного повышения работоспособности спортсменов, военнослужащих и людей других профессий, связанных со значительными физическими и умственными нагрузками.

Существует несколько основных способов повышения работоспособности человека, включающих применение адаптогенов, нормобарической и гипербарической оксигенации, гипобарической и нормобарической гипоксической тренировки, фармакологических препаратов [8, 9, 13].

Недостатками этих способов является необходимость их длительного применения в течение 10 дней с незначительным повышением работоспособности в среднем 5-5% [13, 12, 3, 4, 5]. Кроме того, могут возникать побочные эффекты при применении фармакологических препаратов, а кроме этого используется дорогостоящее и громоздкое оборудование (гипер- и гипобарические барокамеры) и др. [6, 7, 13].

Известен способ лечения и восстановления трудоспособности больных общесоматическими заболеваниями, включающий воздействие импульсным током на центральную нервную систему, отличающийся тем, что воздействие проводят импульсным электрическим током прямоугольной формы частотой 1250-2000 Гц, длительностью 0,25-0,35 мс при силе тока 1,0-2,0 мА в течение 30 мин с одновременным вдыханием кислорода [10]. Этот способ является наиболее близким к заявляемому и выбран в качестве прототипа.

К недостаткам указанного способа следует отнести недостаточное насыщение тканей кислородом, недостаточную регуляцию центральной нервной системы, что приводит к менее выраженному повышению работоспособности человека.

Задачей, которую решает предлагаемый способ, является повышение его эффективности за счет уменьшения количеств воздействия при одновременном расширении его функциональных возможностей за счет ускорения адаптационных процессов.

Поставленная задача в известном способе коррекции функционального состояния и работоспособности человека путем влияния на компенсаторно-приспособительные реакции его органов и систем, включающем воздействие импульсным электрическим током прямоугольной формы на лобно-сосцевидную область и дыхание кислородом, решается за счет того, что влияние осуществляют путем приема нейропептида семакс по две капли в каждый носовой ход, последующего воздействия импульсным электрическим током на лобно-сосцевидную область импульсом длительностью 0,2 мс, силой тока 0,8 мА и частотой следования импульсов 800 Гц в течение 40 мин в сочетании с по крайней мере 10 сеансами гипербарической оксигенации при давлении 1,6 ат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию изобретательский уровень.

Повышение работоспособности человека в предлагаемом способе осуществляется следующим образом.

За 20 минут до начала других способов воздействия спортсмену лежа или сидя закапывается нейропептид. Перед интраназальным применением лекарственного вещества необходимо тщательно подготовить полость носа спортсмена (при помощи носового платка очистить полость носа от слизистых выделений). Затем производится закапывание раствора семакса. Сразу после введения спортсмен сам себе массирует крылья носа легкими движениями в течение 30-40 секунд, предварительно зажав их большим и указательным пальцами руки.

Через 30 минут после введения препарата спортсмен принимает положение сидя. Лоб спортсмена и кожные покровы над сосцевидным отростком в области шеи протираются обезжиривающим раствором. Парные электроды с помощью оголовья фиксировались в области лба (раздвоенный катод) и над сосцевидным отростком в области шеи (раздвоенный анод). Под электродами размещаются марлевые прокладки, смоченные физиологическим раствором. При этом обращается внимание на недопущение прямого контакта с кожным покровом. Затем спортсмен переходит в положение лежа. Электростимуляция осуществляется в положении лежа в течение 40 мин. Импульсный ток характеризуется прямоугольной формой.

Существует несколько механизмов ВИЭТ: создается очаг катодической депрессии в коре головного мозга; нервные центры усваивают навязанный ритм (частота деятельности здорового нейрона составляет 1-2 кГц согласно работам Н.П. Бехтеревой), которые использовали в исследованиях; выработка в гипоталамусе и таламусе биологически активных веществ (гормоны гипофиза, опиоидные пептиды, ГАМК, серотонина, дофамина и др. веществ [10, 11].

Гипербарическое воздействие осуществляется в барокамере под наблюдением медперсонала. Спортсмены располагаются в положении сидя. Дыхание кислородом осуществляют под давлением. Длительность сеанса составляет 40 мин. Вся аппаратура для функциональных исследований (электрокардиограф и другие необходимые аппараты, например дефибриллятор, размещают вне барокамеры. В барокамере остаются только электроды и датчики, которые присоединяются к специальному щитку, соединенному кабелем через герморазъем с указанной аппаратурой. Особые требования предъявляются к изоляции электрических вводов в барокамеру, так как все элементы барокамеры выполнены из металла. Запрещается употребление в барокамере горючих веществ, материалов, накапливающих статическое электричество, нельзя применять взрывоопасные анестетики - эфир, циклопропан и т.п.

Пребывая в гипербарической воздушной среде, человек испытывает воздействие определенных раздражающих факторов, а именно: повышенное барометрическое давление и повышенное парциальное давление кислорода.

В течение длительного времени в медицине и спорте широкое применение нашла гипербарическая оксигенация (ГБО). Основными факторами ГБО являются: увеличение насыщения тканей кислородом с улучшением микроциркуляции, устранение гипоксии органов и тканей. Вместе с этим улучшается функциональное состояние различных систем организма, предполагают, что предложенная комбинация различных средств усилит действие гипербарической оксигенации. Более эффективно курсовое использование этого способа.

Основную активную роль в механизме действия ГБО выполняют следующие факторы:

а) изменение физических параметров среды обитания,

б) количественное и качественное изменение химического состава окружающей газовой среды,

в) изменение газового состава тканей организма, в том числе крови.

Ключевой момент воздействия на организм заключается в повышенном парциальном давлении кислорода, за счет которого кислородная емкость жидких сред организма существенно возрастает, что ведет к быстрому повышению напряжения кислорода в клетках. Повышенное pO₂ запускает весь механизм гипербарической оксигенации [6, 14, 13].

Применение данной методики позволяет, оставляя кровь основным кислородным депо организма, значительно повысить роль кислорода, растворенного в плазме. Кислородная емкость плазмы и других жидких сред организма возрастает за счет растворения в них дополнительного кислорода, облегчает его транспорт к митохондриям клеток. Таким образом создаются условия для увеличения потребления кислорода, а проявления общей и местной гипоксии уменьшаются. Гипероксия способствует диффузии кислорода в клетку, активирует окислительное фосфорилирование с увеличением количества синтезируемых молекул АТФ и КрФ, повышает уровень микросомального окисления, активирует процесс выведения токсических продуктов из организма.

Повышение скорости переноса электронов по цепи митохондрий и стимуляция микросомального окисления влияют на концентрацию в клетках активированных форм кислорода и активных форм радикалов, играющих важную роль в биосинтетических и дезинтоксикационных реакциях, а также в модификации мембран в ответ на действие экстремальных раздражителей. При этом ускоряется окисление глюкозы, снижается уровень лактата. Умеренное активирование окисления нейтральных жиров способствует обновлению состава липидов мембран, повышая их функциональность. Мембраны становятся более проницаемыми для ионов биологически активных веществ, фармакологических средств. Однако активность системы, транспортирующей кислород, в условиях дыхания сжатым кислородом уравновешивается повышением мощности антиоксидантной защиты.

Состояние гипероксии заставляет организм переключаться на более экономичный уровень функционирования: снижается ЧД, ЧСС, незначительно повышается систолическое и более существенно диастолическое артериальное давление, уменьшается сердечный выброс и минутный объем кровообращения, спазмируются артериолы. Функционируют плазматические капилляры. Кровоснабжение тканей с наличием патологического процесса (деструкция, воспаление, некроз) и уменьшенным pH относительно увеличивается. Улучшается координирующие действие коры головного мозга: усиливаются процессы возбуждения и внутреннего торможения, уравновешиваются основные нервные процессы, что способствует повышению умственной работоспособности.

Повышенное парциальное давление кислорода вызывает активацию симпатоадреналовой системы, нервно-рефлекторное влияние которой в этом случае демонстрирует типичные варианты реакций на экстремальные раздражители. Можно сделать вывод, что гипербарическая оксигенация вполне эффективна как способ насыщения организма кислородом под повышенным давлением и как метод воздействия на практически здорового человека для коррекции его работоспособности. Метод может быть использован и в лечебных целях, поскольку имеет солидную научную основу: физиологическое обоснование, показания и противопоказания, оптимальное дозирование [6, 14, 13].

Семакс имеет специфический механизм влияния на центральную нервную систему. Он обладает ноотропными свойствами и полностью лишен гормональной активности. При введении препарата улучшались функции коры головного мозга, повышался уровень приспособления организма к гипоксии и физическая работоспособность Введение препарата практически не токсично, при однократном и длительном введении не проявляет аллергических, эмбриотоксических и мутагенных свойств. Всасывание препарата происходит со слизистой оболочки носовой полости, при этом усваивается до 60-70% активного вещества. Семакс быстро распределяется во все органы и ткани, он также способен преодолевать гематоэнцефалический барьер. При попадании в кровь данный препарат подвергается достаточно быстрому расщеплению и экскреции из организма [1, 2]. Препарат разрешен к применению приказом Министерства здравоохранения РФ №294 от 20 декабря 1994 года, согласно которому препарат семакс был зарегистрирован в РФ и разрешен для медицинского применения и промышленного выпуска (регистрационное удостоверение №94/294/10).

Через 30 минут после введения препарата спортсмен принимает положение сидя. Лоб спортсмена и кожные покровы над сосцевидным отростком в области шеи протирают обезжиривающим раствором. Парные электроды с помощью оголовья фиксируют в области лба (раздвоенный катод) и над сосцевидным отростком в области шеи (раздвоенный анод). Под электродами размещают марлевые прокладки, смоченные физиологическим раствором. При этом обращают внимание на недопущение прямого контакта с кожным покровом. Затем спортсмен переходит в положение лежа. Электростимуляцию осуществляют в положении лежа в течение 60 мин. Импульсный ток имеет прямоугольную форму.

Существует несколько механизмов ВИЭП: создается очаг катодической депрессии в коре головного мозга; нервные центры усваивают навязанный ритм (частота деятельности здорового нейрона составляет 1-2 кГц согласно работам Н.П. Бехтеревой), которые использовали в исследованиях; выработка в гипоталамусе и таламусе биологически активных веществ (гормоны гипофиза, опиоидные пептиды, ГАМК, серотонина, дофамина и др. веществ).

В исследованиях участвовало 20 борцов в возрасте 19-20 лет с уровнем мастерства КМС, МС. 10 человек составляли экспериментальную группу и 10 человек контрольную группу. В экспериментальной группе использовалась ГБО, ВИЭТ и препарат семакс в течение 10 часов.

В результате проводившихся исследований отмечалась тенденция к улучшению большинства психофизиологических показателей.

Достоверно по сравнению с фоном и контрольной группой (непосредственно перед началом исследований) увеличилась точность реакции на движущийся объект, в соответствии с таблицей.

Статическая выносливость (гидродинамометрия) достоверно увеличилась в среднем на 10-12 с, что свидетельствовало о повышении функционального состояния коркового отдела двигательного анализатора.

Значительно повысился уровень функционирования коркового отдела зрительного анализатора, о чем свидетельствовало повышение показателя КЧСМ.

У испытуемых существенно возросла устойчивость к гипоксии, показатель пробы Генча увеличился в среднем на 13 с и составил 59,09 с (норма - 24,28).

Таким образом, отмечалось выраженное улучшение функционального состояния коры головного мозга, его различных отделов, уравновешенности основных нервных процессов - возбуждение и торможение.

В контрольной группе тренировочный процесс также позволил повысить функциональное состояние ЦНС, однако, степень выраженности была ниже, чем в экспериментальных исследованиях. Отмечалось урежение частоты сердечных сокращений с 76,6±0,25 до 60,3±0,28 (p<0,05).

Показатель физической работоспособности возрос с 1010±60 кгм/мин до 1212±76 кгм/мин (p<0,05).

В целом повышение работоспособности произошло за счет расширения функциональных возможностей организма. Это связано с тем, что ВИЭТ в сочетании с нейропептидом усиливает интегральную работу мозга. Повышает адаптационные возможности организма, переводит регуляторные механизмы на новый, более высокий уровень функционирования. Любая физическая нагрузка

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Аксенова И.Н. Изменение функционального состояния операторов ЭВМ под влиянием физических тренировок с элементами лечебной гимнастики и приема семакса [Текст] /И.Н. Аксенова/: Автореф. дис. канд. мед. наук: 14.00.12/ Рос. гос. мед. ун-т. - М., 1993. - 20 С.

2. Алексеева Г.В. Семакс - новый регуляторный нейропептид [Текст] /Г.В. Алексеева, Н.А. Ботаев // В мире лекарств, 1998, №2. 59-61 с.

3. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте: 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / И.В. Аулик - М.: Медицина, 1990. - 192 с.

4. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине [Тескт] / В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков - М.: ФиС, 1988.

5. Коц Я.М. Спортивная физиология. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - с.145-166.

6. Кулешов В.И Выбор баротерапии, гипербарической оксигенации или гипербарической гипоксии [Текст] / В.И. Кулешов, И.В. Левшин. - СПб. - 2002. - 215 с.

7. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации [Текст] / Ф.З. Меерсон - М.: Hyp. Med. Ltd, 1993. - 332 с.

8. Методические рекомендации МЗ СССР 10-11/119, 1988.

9. Патент №1776401 РФ, МКИ A61G 10/00. Способ повышения физической работоспособности человека / Е.А. Коваленко, В.Л. Попков, Б.С. Сологуб. - Заявлено 10.05.1991, Опубл. 23.11.92.

10. Патент №2082451 РФ, МКИ A61N 11/34, A61N 11/32. Способ лечения и восстановления больных общесоматическими заболеваниями / В.А. Бухарин, Ю.М. Бобров, Ю.К Доцюк - Заявлено 26.02.1992, Опубл. от 27.06.1997. - прототип.

11. Патент №2133629 РФ, МКИ A61M 16/00, A61M 16/10, G01N 33/49. Способ уменьшения хронической гипоксии тканей / А.А. Ненашев, С.Ф. Левкин. - Заявлено 03.04.1998. Опубл. 27.07.1999.

12. Патент №2204998 РФ, МКИ A61K 31/02. Способ повышения работоспособности организма / Ю.Ю. Стойлов. - Заявлено 16.02.2001, Опубл. 20.12.2002.

13. Руководство по сохранению работоспособности плавающего состава ВМФ. - М.: Воениздат, 1990. - с.67-114, 122-123.

14. Солодков, А С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: учебник / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. - М.: Советский спорт, 2012. - 618 с.

Способ коррекции функционального состояния и работоспособности человека путем влияния на компенсаторно-приспособительные реакции его органов и систем, включающий воздействие импульсным электрическим током прямоугольной формы на лобно-сосцевидную область и дыхания кислородом, отличающийся тем, что влияние осуществляют путем приема нейропептида семакс по две капли в каждый носовой ход, последующего воздействия импульсным электрическим током на лобно-сосцевидную область импульсом длительностью 0,2 мс, силой тока 0,8 мА и частотой следования импульсов 800 Гц в течение 40 мин в сочетании с по крайней мере 10 сеансами гипербарической оксигенации при давлении 1,6 ат.