Лечебные газовые смеси

В зависимости от физико-химических свойств кислорода и различных сочетаний инертных газов в смесях, а также методов их применения имеется возможность целенаправленно воздействовать на разные уровни регуляции жизненно важных функций организма.

Специальные смеси кислорода и инертных газов (гелия, аргона, криптона, ксенона) проявляют физиологическую активность в условиях нормального барометрического давления и могут найти широкое применение в качестве новых немедикаментозных средств оздоровительного и лечебного воздействия на организм человека.

При разработке новых методов и средств дыхания искусственными газовыми смесями открывается возможность целенаправленного применения физико-химических свойств и физиологического воздействия на организм дыхательных газовых смесей на основе индифферентных газов-разбавителей кислорода: гелия, аргона, азота, водорода, криптона и ксенона. Особый интерес в этом отношении представляет гелий. Его физические свойства формируют при дыхании отличные от воздуха физиологические эффекты кислородно-гелиевых дыхательных газовых смесей (ДГС).

Особенно выражены эти эффекты в условиях повышенного давления. Это повышение тембра голоса, объясняемое изменением скорости звука в гелии, сдвигающим его в область высокочастотного спектра. Изменение зоны и уровня комфортных температур – 30…31° С. Это развитие на глубинах более 200 метров нервного синдрома высоких давлений (НСВД).

Примечательно, что метод применения кислородно-гелиевых ДГС показал свою высокую эффективность при лечении ряда заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы при проведении ингаляционного наркоза и в послеоперационном периоде.

Впервые теоретически обосновал терапевтический эффект гелия и практически доказал его эффективность американский врач А. Барач (Barach A.L. 1934) и, учитывая высокую теплопроводность гелия, провел первые опыты с теплой кислородно-гелиевой смесью, но не описал сравнительных результатов ее применения. В результате все последующие годы вплоть до середины 90-х годов все исследователи и врачи применяли в медицинских целях гелиевые смеси с нормальной температурой, из-за чего результаты его применения были не всегда однозначны.

Сотрудниками Института медико-биологических проблем (ИМБП) впервые научно обосновано применение кислородно-гелиевых смесей, подогретых до температур 70-90° С, значительно превышающих термонейтральный диапазон, а также разработаны средства применения этих смесей в медицинских целях (Павлов Б.Н. с соавт. 1995).

Гелий обладает чрезвычайно высокой проникающей способностью и теплоемкостью, низкой растворимостью в жирах и воде, способствует быстрой элиминации наркотических веществ из организма. Гелий обеспечивает увеличение объемной скорости движения газовой смеси, улучшает газообмен, нормализует газовый состав крови и кислотно-щелочное равновесие, уменьшает работу дыхательной мускулатуры и оптимизирует деятельность дыхательного центра.

Таким образом, подогретая кислородно-гелиевая газовая смесь, по сравнению с воздухом и термонейтральной при комнатной температуре гелийсодержащей дыхательной смесью, улучшает диффузию кислорода через альвеоло-капиллярную мембрану, снижает сопротивление дыханию за счет меньшей плотности гелия, расслабляет гладкую мускулатуру, уменьшая при этом нагрузку на нее, и обеспечивает мощное тепловое и теплорефлекторное воздействие на организм. Особое внимание привлекает способность кислородно-гелиевой смеси оптимизировать температурный режим организма. Подогретая кислородно-гелиевая смесь равномерно согревает паренхиму органов грудной полости, быстро снимает переохлаждение организма, а в комфортном диапазоне температур для воздуха эффективно снижает температуру тела, в том числе при воспалительных заболеваниях.

Эти эффекты связаны с высокой теплопроводностью и огромной диффузионной способностью гелия.

Такое сочетанное действие дает возможность применять принципиально новые методы лечения больных с инфекционными заболеваниями легких, бронхиальной астмой, хроническими обструктивными бронхитами.

Эффективность использования подогреваемой кислородно-гелиевой смеси для лечения различных заболеваний подтверждена клинической практикой в ряде ведущих клиник России:

• НИИ пульмонологии;

• Военно-медицинской академии (г. Санкт-Петербург);

• НИИ экспериментальной медицины МО РФ.

Результаты экспериментов, полученные в последние годы, позволяют утверждать о благоприятном физиологическом воздействии аргона на организм при нормальном барометрическом давлении, отличающегося от биологического наркотического действия аргона, начинающего проявляться при избыточном давлении более 20 м вод. ст. Благоприятное воздействие аргона подтверждается в экспериментах с размножением гидр в воде, насыщенной 15 % кислородно-азотной и кислородно-аргоновой смесями. Показано, что аргон статистически достоверно увеличивает как образование почек, так и формирование взрослых особей (Беляев А.Г. 2000).

В исследованиях с участием человека при нормальном барометрическом давлении определено, что потребление кислорода при выполнении физической нагрузки в гипоксических аргонсодержащих смесях больше на 6-8 %, чем в гипоксических азотных смесях. Суть концепции о физиологической активности “метаболически индифферентных газов” заключается в том, что индифферентный газ (в данном случае – аргон) влияет на процесс обмена веществ в тканях организма. Об этом свидетельствует изменение активности дыхательных ферментов СДГ и НАДН-ДГ, выражающееся в их более высокой активации в аргонсодержащей гипоксической среде по сравнению с такой же по составу кислорода азотсодержащей смесью (Вдовин А.В., Ноздрачева Л.В., Павлов Б.Н. 1998).Отдельным направлением исследований, посвященных влиянию на организм кислородно-гелиевых и кислородно-аргоновых дыхательных смесей, является определение эффектов их воздействия на наследственный аппарат. Для этого необходимо провести эксперименты, в которых будут получены четыре поколения мышей и исследованы генетические последствия жизни и размножения животных в этих дыхательных средах. Эти опыты позволят представить документы в Фармкомитет Минздрава России для сертификации гелия и аргона в смесях с кислородом в качестве лекарственных средств и использовать их при лечебных процедурах у беременных и новорожденных детях.

Кроме этого, по литературным данным (J. Artusio 1954, Г.Л.Зальцман 1970 и др.), показано, что кислородно-ксеноновая газовая смесь с содержанием ксенона 80 % была применена при нормальном барометрическом давлении в анестезиологической практике. При этом отмечалась удовлетворительная мышечная релаксация, отсутствие сознания и болевой реакции при адекватной гемодинамике и дыхании. Полное восстановление сознания происходило через 3-5 минут после прекращения дыхания кислородно-ксеноновой газовой смесью. Широкое распространение этого вида обезболивания сдерживается, с одной стороны, малой информированностью анестезиологов, с другой стороны, достаточно большой ценой этих редких газов.

Таким образом, специальные смеси кислорода и инертных газов (гелия, аргона, криптона, ксенона) проявляют физиологическую активность в условиях нормального барометрического давления. Они могут найти широкое применение в качестве новых немедикаментозных средств оздоровительного и лечебного воздействия на организм человека, а дальнейшие исследования этих смесей позволят решить вопрос о новом классе лекарств, не имеющих противопоказаний на данном этапе исследований.

По материалам работ Павлова Бориса Николаевича.

Об авторе:

Ученая степень, звание: доктор медицинских наук
Должность и место работы: заведующий отделом барофизиологии и водолазной медицины ГНЦ РФ “Институт медико-биологических проблем”, г. Москва
Почтовый адрес: 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76-А, ГНЦ РФ ИМБП
Телефон: (095) 195-68-75
Факс: (095) 195-20-63, 195-22-53
E-mail: Vodolaz@mmcc.ibmp.rssi.ru

наверх