Залежно від фізико-хімічних властивостей кисню і різних сполучень інертних газів в сумішах, а також методів їх застосування з'являється можливість цілеспрямовано впливати на різні рівні регуляції життєво важливих функцій організму.
Спеціальні суміші кисню і інертних газів (гелію, аргону, криптону, ксенону) виявляють фізіологічну активність в умовах нормального барометричного тиску і можуть знайти широке застосування в якості нових немедикаментозних засобів оздоровчого та лікувального впливу на організм людини.
Досягнення останніх десятиліть в області гіпербаричної фізіології та водолазної медицини показують, що при розробці нових методів і засобів дихання штучними газовими сумішами відкривається можливість цілеспрямованого застосування фізико-хімічних властивостей і фізіологічного дії на організм дихальних газових сумішей на основі індиферентних газів розріджувачів кисню гелію, аргону, азоту , водню, криптону і ксенону. Особливий інтерес в цьому відношенні представляє гелій. Його фізичні властивості (щільність майже в 7 разів менша, ніж у азоту, основного газу розріджувача кисню в повітрі, теплопровідність в 5,8 рази вища, ніж у азоту і розчинність в жирах в 4,5 рази менша, ніж у азоту при нормальному барометричному тиску) формують при диханні відмінні від повітря фізіологічні ефекти киснево-гелієвих дихальних газових сумішей (ДГС).
Вперше теоретично обгрунтував терапевтичний ефект гелію і практично довів його еффети американський лікар А.Барач (Barach.A.L. 1934) і, з огляду на високу теплопровідність гелію, провів перші досліди з теплою киснево-гелієвої сумішшю, але не описав порівняльних результатів її застосування. В результаті всі наступні роки аж до середини 90-х років всі дослідники і лікарі застосовували в медичних цілях гелієві суміші кімнатної температури, через що результати його застосування були не завжди однозначні.
Гелій володіє надзвичайно високу проникаючу здатність і теплоємністю, низькою розчинністю в жирах і воді, сприяє швидкій елімінації наркотичних речовин з організму, Гелій забезпечує збільшення об'ємної швидкості руху газової суміші, покращує газообмін, нормалізує газовий склад крові і кислотно-лужну рівновагу, зменшує роботу дихальної мускулатури і оптимізує діяльність дихального центру.
Таким чином, підігріта киснево-гелієва газова суміш не тільки в порівнянні з повітрям, але і гелійсодержащей дихальної сумішшю термонейтральной або кімнатної температури покращує дифузію кисню через альвеоло-капілярну мембрану, знижує опір диханню за рахунок меншої щільності гелію, розслаблює гладку мускулатуру, зменшуючи навантаження на неї при цьому відбувається і потужне теплове і теплорефлекторное вплив на організм.
Особливу увагу привертає здатність киснево-гелієвої суміші оптимізувати температурний режим організму. Підігріта киснево-гелієва суміш рівномірно зігріває паренхіму органів грудної порожнини швидко знімає переохолодження організму, а в комфортному діапазоні температур для повітря, ефективно знижує температуру тіла, в тому числі при запальних захворюваннях.
Ці ефекти пов'язані з високою теплопровідністю і величезною дифузійної здатністю гелію.
Унікальні властивості гелію обумовили еффети апаратів серії «інгалят», в яких на основі гелію створюються необхідні киснево-гелієві та інші газові суміші. У сумішах автоматично підтримуються будь-які задаються значення концентрації кисню (від 10 до 90 відсотків), а також гелію, азоту, аргону. При цьому температура регулюється від 20 до 90 0 С. Нагріта киснево-гелієва дихальна суміш подається через маску пацієнтові.
еффети використання підігрівається киснево-гелієвої суміші для лікування різних недуг підтверджена клінічної практикою в ряді провідних клінік Росії:
- Військово-медичної академії (м.Санкт-Петербург);
- НДІ експериментальної медицини МО РФ.
Крім цього вченими ІМБП розроблена вдосконалена методика одержання кисню із твердих кисневмісних сполук. Ноу-Хау є склад твердого носія кисню, який за собівартістю в кілька разів дешевше використовуваних сьогодні. Розроблено принципово нова схема отримання та використання кисню ( «термохімічних компресор») як для зарядки малолітражних балонів, так і для безперервного постачання киснем наркозних апаратів і різних споживачів кисню при нормальному тиску.
Ці технології дозволили створити крім апаратів «ГЕОФАРМ» і «інгалят» апарати одержання кисню «Нерпа» і «ТОПОЛЯ».
В цілому на підставі цих наукових досліджень і технологічних розробок сформульована стратегія їх впровадження в області екстремальної медицини і охорони здоров'я.
Ця стратегія має на увазі конструювання, створення клінічні випробування та впровадження цієї апаратури для забезпечення трьох етапів профілактики, лікування та реабілітації населення та спецконтингенту.
Перший етап - застосування апаратури в домашніх умовах. найзначніші властивості: ефективність, простота, безпека експлуатації, доступна ціна.
Другий етап - застосування апаратури в системі служб швидкої допомоги, санітарної авіації, медичних підрозділів МНС, Міноборони та спортивної медицини. найзначніші властивості: компактність і пожежовибухобезпеку, транспортується будь-яким видом транспорту, простота обслуговування в польових умовах, висока еффети при невідкладних станах.
Третій етап - застосування апаратури в стаціонарних умовах, профілактичних і реабілітаційних центрах і клініках. найзначніші властивості: висока еффети при лікуванні невідкладних станів, хронічних захворюваннях, економічність в експлуатації і простота обслуговування.
Для практичної реалізації цього плану впровадження в СКБ ЕО при ГНЦ РФ ІМБП, головний конструктор Логунов А.Т. розроблені, створені і проходять клінічні випробування дослідні зразки двох груп апаратури.
де Ак - кількість кисню, споживаного в одиниці об'єму тканини
в одиницю часу;
Р - парціальний тиск (напруга) кисню в тканини;
Р * - константа Міхаелеса (
В умовах тканинної гіпоксії залежність споживання кисню від парціального тиску позначається на венозному кінці тканинного циліндра Крога.
Якщо в аргонової середовищі знижується Р *. то знижується і обсяг ділянок тканини зі зниженим споживанням кисню, т. е. в умовах гіпоксії аргон збільшує споживання кисню тканинами. Мабуть, також збільшується кількість вироблюваної АТФ. Збільшення кількості АТФ і зменшення обсягу "мертвих кутів" тканинних циліндрів має призвести до підвищення переносимості гіпоксії. Таким чином, дана гіпотеза пояснює найзначніші отримані експериментальні дані про дію аргону на організм людини і тварин. Дослідження впливу гострої гіпоксичної гіпоксії на організм, в яких газ розріджувач кисню азот був замінений на аргон, проведені вперше.
Таблиця. Напрямок досліджень і практичного використання штучних дихальних газових сумішей кисню з азотом, аргоном і гелієм >>>
Окремим напрямком досліджень присвячених впливу на організм киснево-гелієвих і киснево-аргонових дихальних сумішей є визначення ефектів їх впливу на спадковий апарат. Для цього необхідно провести експерименти в яких будуть отримані чотири покоління мишей і досліджені генетичні наслідки після життя і розмноження тварин в цих дихальних середовищах. Ці досліди дозволять представити документи в Фармкомітет МОЗ Росії для сертифікації гелію і аргону в сумішах з киснем в якості лікарських засобів і використовувати їх при лікувальних процедурах у вагітних і новонароджених дітей.
На закінчення можна сказати про те, що спеціальні суміші кисню і інертних газів (гелію, аргону, криптону, ксенону) виявляють фізіологічну активність в умовах нормального барометричного тиску і можуть знайти широке застосування в якості нових немедикаментозних засобів оздоровчого та лікувального впливу на організм людини, а подальші дослідження цих сумішей дозволять вирішувати питання про новий класі ліків не має, на даному етапі досліджень, протипоказань.
джерела цієї статті
2. Беннетт П.Б. Елліотт Д.Г. «Медичні проблеми підводних занурень», Москва, «Медицина» 1988.
4. Зальцман Г.Л. Фізіологічні основи перебування людини в умовах підвищеного тиску газового середовища, М. Медгиз, с. 188, 1961.
5. Зальцман Г.Л. Кучук Г.А. Гургенідзе А.Г. Основи гіпербаричної фізщіологіі, Л. Медицина, с. 320, 1970.
9. Лазарєв Н.В. Біологічна дія газів під тиском, Л. вид. Військово-мед. акад. с. 219. тисячі дев'ятсот сорок один.
10. Орбелі Л.А. Бресткін М.П. Кравчинський В.Д. Токсична дія азоту і гелію на тварин при підвищеному атмосферному тиску, Військово-медичний зб. №1, с. 109-118, 1944.
13. Смолін В.В., Рапопорт К.М. Кучук Г.А. Матеріали про наркотичну дію підвищених тисків азоту, аргону і гелію на організм людини.- В кн. Фізілологія людини і жівотних.М., 1974. Т. 14.
14. Трошіхін Г.В. Організм в геліокіслородной середовищі, Ленінград, Наука, 1989, 157с
16. Barach A. R. Science 1934.80: 593.
18. Brauer R.W. Dimov S. Fructus X. et.al. Syndrome neurologique et electrographique des hautes pressions, Rev.Neurol. 1969. v. 121, p. 264-265.
19. Brauer R.W. Way R.W. J Appl Physiol. 1970, 29, 241-255.