Способ повышения физической работоспособности человека

 

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.

союз советских сОциАлистических

РЕСПУБ/1ИК (я)ю А 61 G 10/

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г1:/ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

П И ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844843/14 (22) 10.05.91 (46) 23.11.92. Бюл, % 43 (71) Институт медико-биологических проблем (72) Е.А.Коваленко, В.Л.Попков, Б.С.Сологуб, В.И, Степанцов, А.Н.Спичков, Н.И.Волков, Р.Б.Стрелков и И.А.Смирнов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1264949, кл. А 61 G 10/00, 1986. (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА (57) Использование: в спортивной медицине, гигиена труда, курортологии, Сущность

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 M.M. Лечение внутренних болезней горным климатом.

М.: Медицина, 1977), либо нахождения в барокамерах при сниженном давлении (Меерсон Ф.3. и др. Адаптация к периодической гипоксии в терапии и профилактике. M.: Наука, 1989). Из-за необходимости перемещения тренирующихся в специальные условия (горы, барокамеры) применение этих спосо.Б.Ы,, 1776401 А1 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 — 10,0ф> (b и 0,05 — 707 СО2. Ежедневно проводят по 12 циклов в течение 5 дней. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. бов 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 M., 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.

1776401

Наиболее близким к иэо ретен б етению явля- тельное, чем от применения прототипа, поется способ повышения неспеци ич ецифической вышение биоэнергетических показателей реэистентности организма (авт. св, (а т. св, N физической работоспособности у здоровых

1264949, кл, А 61 G 10/00, 23,10.86), включа- людей разной тренированности. ющий воздействие при нормо рмобарических 5 Укаэанная цель достигается тем, что в смесью содержа- способе повышения физической работоспощей 9-9,5 кислорода и 91,0-90,5 азота, собности человека, включающем воэдейстипоксической вие гипоксической дыхательной смесью в смесью в течение 3-5 мин чередуют с дыха- нормобарических условиях, чередующееся нием атмосферным воздухом в теч ф ом втечение 3 — 5 10 с вдыханием атмосферного воздуха по 5 мин, причем проводят — цикл

4 — 12 циклов через 1 мин, воздействуют газовой гипоксической смесью (ГГС) с помощью аппарата возвратдень, Однако такой способ ориентирован на ного дыхания (АВД) в сочетании с физичекоррекцию состояния ослабленного opra- ской нагрузкои низма либо животных (беременные кроль- 15 соответствующейпорогуанаэробногообмечихи), либо людей — главным

), б и — главным образом на (ПАНО), постепенно изменяя состав ГГС беременных или больных женщин, а дости- в пределах каждого цикла воздействия от гаемая этим способом физическая работо- атмосферного до постоянного, содержащеспособность характеризуется относительно го 14-10 02 и 0,05-2,70 С г, и осуще- низким уровнем и оценивается преимуще- 20 ствляя воздействия ежедневно по 12 циклов ственно косвенным образом. Общеизвест- втечение 5 дней. но, что пороги активации адаптационных На фиг. 1 схематично показан предпочк ий з оровых людей. особенно выао- тительный вариант снаряжения тренируюкотренированных спортсменов, значитель- щейся по предлагаемому спо о у; ф но выше, чем у больных, Тренировки их по 25 — принципиальная схема АВД, известному способу неэффективны, Для Способ осуществляется следующим обполучения более высоких показателей фи- разом. зической работоспособности потребова- Заранее до начала тренировок выбиралось бы интенсифицировать способ, ютс учетом пола, возраста и антропометринапример, углублением в организме(за счет 30 ческих данных должную величину мощности ейшего снижения содержания кисло- физнагрузки, соответствующую порогу анарода в ГГС. введения дополнительного фак- эробного обмена тренирующегося, ри одтора — фиэнагруэки и т.д.), Однако в этом народном контингенте тренирующихся эта ч е слишком резкие, без постепенных величина может быть взята общей для всех, случае слишк переходов, замены в, замены нормоксической дыха- 35 Для создания дозированных фиан гру мт. На нем тельной смеси на гипоксическую и обратно, взят современный велоэргометр. а нем а также резкое усиление гипоксии в орга- спереди тренирующегося крепится аппарат низме, сопровождаемое, как правило, ги- возвратногодыхания(АВД).Основойегоявервентиляцией с последующей ляется известное техническое решение (см., гипокапнией крови и рядом ее отрицатель- 40 например, авт. св. ЧССР N 250808, кл. А 6 1 ных моментов, значительно ухудшают пере- М 16/00, 1988), Аппарат состоит из загубниносимость тренировок и сужают охват ка1,клапаннойкоробки2,реэиновогосамотренируемых переходных процессов в орга- спадающегося мешка 6, очистительной 5 и н изме. смесительной 8 камер, объединенных с пок4

Сроки достижения адаптационными ре- 45 мощью гофрированных резиновых трубок акциями зоны спокойной активации при в полузамкнутый (благодаря отверстию 7) тренировках рассмат ассматриваемым способом дыхательный контур. При дыхании человека составляют 20 — 100 дней. Такая продолжи- через загубник выдыхаемый гаэ поступает тельность тренировок для получения поло- через клапан выдоха 3 по гаэоводу 4 в очижительного эффекта также может быть 50 стительную камеру 5, содержащую поглотинеприемлемой в спортивной и смежных об- тель углекислого газа и других продуктов пастях медицины, например, когда требует- метаболизма. Эффективность очистки завися срочное повышени овы шение физической сит как от количества и свойств поглотителя, аботоспособностиздоровыхлюдейвсвязи так и от темпа поступления газа в очистис их профессиональной деятельностью. 55 тельную камеру, Далее газовая смесь постуЦелью изобретения является сокраще- пает в мешок 6, выполняющий роль ние сроков тренировки и увеличение зффек- дем пфера, конденсатора влаги и, возможно, тивности спосо а, б, Ожидаемый от осадителя частиц используемого поглотитеиспользования иэо р изобретения положитель- ля. При вдохах иэ мешка 6 в смеситель 8 ный эффект — олее ыстро — 6 6 рое и более значи- засасываются порции газа с пониженным

1776401

10

SG

55 содержанием 02, а через отверстие дюзы 7 — атмосферный воздух. Здесь состав образующейся ГГС дополнительно регулируется величиной диаметра отверстия дюэы 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 фиэнагруэки, соответствующей ПАНО у тренирующегося, подбирают диаметр отверстия дюэы 7 таким, чтобы выполнение укаэанной 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

Oz и 0,05-2,7 С02 в пределах 5 мин нагруэочного цикла, Если достичь выполнения указанных требований за счет увеличения диаметра дюзы невозможно, то осторожно снижают величину мощности физнагрузки, соответствующей ПАНО, до должной величины. Для врачебного контроля регистрируют частоту дыхания. Э КГ в "DS — отведении и артериальное давление во время физнагрузок, 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 укаэанных 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 адаптационного синдрома (стадия переактивации, стадия адаптационных реакций, стадия спокойной активации).

Сеансы проводят ежедневно. Курс тренировки составляет 5 сеансов.

Для полной оценки физической работоспособности до и после тренировок предлагается применять точные биоэнергетические параметры; предельное время удержания критической мощности, при которой достигнута МПК; время удержания МПК; критическая мощность; общее количество выполненной работы; максимальное потребление кислорода на 1 кг веса тренирующегося.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения:

1. Одновременное воздействие на организм дыхательной ГГС переменного состава и циклическими физна груз ками постоянной мощности.

2. Режим постепенного изменения состава дыхательной ГГС от нормоксического в начале цикла до гипоксического 14 — 10

Oz в конце каждого цикла воздействия.

3. 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 .

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

5. График проведения сеансов: ежедневно по 12 совместных циклов (стимуляции ГГС с физнагрузкой) длительностью по

5 мин с интервалами покоя и дыхания атмосферным воздухом по 5 мин.

Известно, что выполнение организмом физнагруэки снижает содержание кислорода в его тканях, формируя состояние "гипоксии физнагруэки". Поэтому сочетанием дыхания ГГС с дозированной физнагрузкой можно усиливать гипоксическую стимуляцию организма вплоть до уровней, достаточных для возникновения адаптационных реакций у здоровых и даже высокотоенированных людей (Колчинская A,3., Филипов ,М. Гипоксия нагрузки — пусковой механизм адаптации организма к высоким тренировочным нагрузкам. 8 кн.: Физиологические

1776401 механизмы адаптации к мышечной деятельности, Тезисы докладов ХИ! Всес. научн. 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, 1 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 фиэнагрузки согласовывать между собой нарастание содержания СО 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.

Пример 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 тренирующийся 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

5 первым выполнением нагрузки спортсмен вы пол нял станда ртную 10-ми нутн ую разминку на уровне примерно 5 / индивидуального ИПК.

До тренировки МПК53,4 мл/кг/мин, по0 сле тренировки 62,6 мл/кгlмин; 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;

15 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; % Ог в выдыхаемом воздухе после повторной нагрузки до трени20 ровки 10,87, 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 СОг до трени25 ровки 3,04 л/мин, после тренировки 3,32 л/мин, Пример 2. Испытуемый В.Ро., возраст

19 лет, рост 182 см, вес 76 кГ, 1 сп. разряд, малотренирован, Был подвергнут трениров30 ке по предлагаемому способу при постоянной мощности физнагрузки 900 кгмlмин.

До тренировки МПК составляло

46,1 мл/кгlмин, после тренировки

52,4 мл/кг/мин; максимальная аэробная

35 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

40 тренировки 10,0 мин; наибольшее снижение рН до тренировки 7,16, после тренировки 7,11, 7; Oz в выдыхаемом воздухе после повторной нагрузки до тренировки 11,57;, после тренировки 12,37;; уровень потребле45 ния Oz после повторной физической нагрузки до тренировки 1,53, после тренировки

1,69; уровень избыточного выделения СОр до тренировки 2,82 л/мин, после тренировки 2,61 л/мин, 50 Аналогичным образом способ был апробирован на группе 14 тренированных мужчин. Результаты; предельное время удержания критической мощности, при которой достигалось МПК, увеличивалось от

55 среднего значения 8,25 + 0 12 до 9,04 +

0,49 мин, т.е. на 0,79 мин (на 9,6 ); достигаемая предельная мощность фиэнагрузки возросла с 1737 + 86 до 2002 + 97 кгм/ мин. т,е. на 265,5 кгмlмин (на 15 Д); общее коли1776401

10 чество 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 млlкг/мин.

Пример 3. Была проведена пятидневная тренировка на велоэргометре (с мощностью физнагрузки 760 кгмlмин) 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 ч- 14 кгм/мин, т.е. на 225 кгмlмин. Общее количество выполненной работы при этой пробе возросло с 10885 + 311 до 13953 «+ 305 кгм, т.е. на

3068 кгм. Максимальное потребление Oz в л/мин возросло с 2,53 0,17 до 3,04 и 0,30, т.е, íà 0 52 л/мин. Наконец, максимальное потребление Ьг 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, В Е составляло до тренировки 20,2, а после нее—

20,50 + 4,44 ед. Важнейший показатель

5 максимального потребления Ор на кг веса в минуту возрос на 9,1 мл/кг/мин, Формула изобретения

1, Способ повышения физической работоспособности человека, включающий воз10 действие гипоксической дыхательной смесью в нормобарических условиях, чередующееся с вдыханием атмосферного воздуха по 5 мин, отличающийся тем, что, с целаю сокращения сроков. тренировки и

15 увеличения эффективности, воздействие гипоксической смесью осуществляют с помощью аппарата возрастного дыхания и сочетают его с физической нагрузкой мощностью, соответствующей порогу анаэроб20 ного обмена, при этом, состав дыхательной смеси постепенно изменяют в пределах одного цикла воздействия от атмосферного до содержащего 14,0 — 10,0 Ог и 0,05 — 2,70 (, СОг.

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

1776401

Составитель Б. Сологуб

Техред М.Моргентал Корректор A. Долинич

Редактор Г. Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4036 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5