Гипоксия и гипоксический стимул

Во время проведения дыхательной гимнастики на тренажере Фролова вследствие дыхания через воду, возвратного дыхания и увеличения времени выдоха развивается гипоксия. Сочетание влияния воздействующих на организм факторов создает режим тренировки в условиях легкой гипоксии. При этом "обеспечивается газообмен, соответствующей оптимальным параметрам нормобарической гипоксии, а благодаря рефлексогенной системе при дыхательных тренировках обеспечивается автоматизм, исключающий появление нагрузок, выходящих за физиологические нормы", как подтверждают исследования, проведенные в НИИ "Спорт".

Таким образом, дыхательная гимнастика на аппарате Фролова обеспечивает тренировку организма в режиме, аналогичном нормобарической гипоксии, интервальной гипоксической тренировке и атмосфере высокогорья. Благодаря этому развиваются соответствующие адаптационные процессы и вырабатывается долговременная адаптация к гипоксии, происходит мобилизация механизмов транспорта и утилизации кислорода, функций органов дыхания, кровообращения, нейроэндокринных центров.

При адаптации к периодически повторяющейся гипоксии происходят увеличение мощности систем транспортировки и утилизации соединений кислорода и стресс-лимитирующих систем, изменение иммунных процессов, увеличение активности системы цитохрома Р450 и систем защиты организма от воздействия свободных радикалов. Как результат процессов, протекающих в организме при тренировке на тренажере Фролова, наблюдается увеличение массы легких, дыхательной поверхности, функциональных возможностей сердца, плотности сосудистой сети в сердце, мозге, скелетных мышцах и концентрации миоглобина в сердце и скелетных мышцах. Также повышается устойчивость организма к различным стресс-факторам.

При выработке стойкой адаптации к гипоксии происходит снижение уровня циркулирующих в крови иммунных комплексов и восстановление содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови.

При периодической гипоксии наблюдается существенное повышение активности антиоксидантных систем, которая чередуется с периодами реоксигенации в процессе регулярных дыхательных упражнений на тренажере Фролова и является причиной положительного терапевтического и профилактического эффекта от его применения у пациентов различных возрастных групп.

Адаптация к периодической гипоксии стимулирует формирование перекрестных защитных эффектов и повышение устойчивости организма к воздействию различных неблагоприятных факторов. Стойкая адаптация к гипоксии сопровождается процессом адаптации к изменениям во внешней и внутренней среде (температура, кислотно-щелочной баланс, голод, физические нагрузки, гиподинамия, боль, химические факторы, ионизирующее и электромагнитное излучение и др.).

Патологическая гипоксия клеток является одним из факторов, приводящих к развитию различных заболеваний. В связи с этим дыхательную гимнастику на аппарате Фролова можно рассматривать как своеобразную гомеопатическую терапию. Тяжелая гипоксия клеток является причиной патологических изменений в организме, а регулярное воздействие гипоксии незначительной степени повышает устойчивость клеток, систем органов и всего организма к этому неблагоприятному фактору. Реализуется основной принцип гомеопатии - "подобное лечи подобным".

Адаптация к гипоксии, вырабатываемая в ходе тренировок на дыхательном аппарате Фролова, оказывает на организм лечебное воздействие при многих заболеваниях, поэтому тренажер можно использовать при лечении соматических и психических болезней, в акушерстве и гинекологии, в травматологии и хирургии, спортивной медицине и валеологии.

Гиперкапния

Гиперкапния формируется в результате увеличения "мертвого" пространства (объем тренажера), барьерной функции воды, замедляющей диффузию углекислого газа из легких, и возвратного дыхания.

Уровень гиперкапнии, возникающей в процессе занятий на тренажере Фролова, незначителен и легко регулируется пациентом. При субъективном ощущении недостатка воздуха пациенту достаточно увеличить скорость выдоха, что приводит к уменьшению содержания углекислого газа в воздушной смеси.

В процессе дыхательной гимнастики при повышении содержания углекислого газа происходит естественное возбуждение гиперкапнических хеморецепторов и дыхательного центра, что приводит к усилению вентиляции, поэтому лечебный эффект от дыхательной гимнастики на тренажере Фролова достигается постепенным медленным повышением гиперкапнии. В этом случае наблюдается повышение устойчивости хеморецепторов и нейронов дыхательного центра к гиперкапнии, результатом чего является повышение устойчивости дыхательной системы при физических нагрузках и в условиях замкнутого пространства.

Длительная адаптация к гиперкапнии способствует повышению компенсаторных возможностей буферных систем, устранению гипервентиляционных нарушений, гипокапнии, нормализации содержания углекислоты в тканях и оптимизации обменных процессов в клетках.

Гиперкапния, как и гипоксия, выступает раздражителем, возбуждающим большое количество рецепторов и воздействующим на активность нейронов дыхательного центра подкорковых структур и метаболические процессы.

Дополнительное дыхательное пространство как фактор респираторного тренинга на тренажере Фролова

Одним из специфических факторов тренировки на тренажере Фролова выступает дополнительное дыхательное пространство. Оно обеспечивается конструкцией аппарата и составляет примерно 300 мл, что создает условия для дыхания, как на высоте 1200 м над уровнем моря; при этом в альвеолярном воздухе содержание кислорода может достигать 12-14 %, а углекислого газа - 5-6 %. Согласно результатам исследований, при дыхании с дополнительным дыхательным пространством свыше 300 мл объем вентиляции значительно возрастает.

Использование дополнительного дыхательного пространства во время занятий на аппарате Фролова стимулирует процессы адаптации к гиперкапнии и гипоксии, а также способствует тренировке дыхательной мускулатуры. Применение дополнительного дыхательного пространства приводит к улучшению вентиляции легких, увеличению силы и выносливости дыхательной мускулатуры и другим положительным изменениям внутренней среды организма.

Увеличение продолжительности дыхательного акта

Увеличение продолжительности дыхательного акта формируется благодаря целенаправленному произвольному изменению режима дыхания.

Во время занятий на аппарате Фролова создается особый режим, при котором происходит удлинение выдоха, уменьшается частота дыхания и наблюдается более эффективная вентиляция.

Сопротивление дыханию на вдохе

Возникающее в процессе занятий на аппарате Фролова сопротивление на вдохе способствует тренировке дыхательной мускулатуры. Сопротивление на вдохе, которое наблюдается при тренировке на тренажере Фролова, аналогично сопротивлению носа при обычном дыхании и обеспечивается благодаря присутствующей в аппарате воде.

Функции диафрагмы

Диафрагма выполняет в организме ряд функций:

Применение дыхания через рот не нарушает естественных механизмов регуляции проходимости бронхов, а тренирует их и повышает их эффективность. Также следует отметить, что применение дыхательной гимнастики на тренажере Фролова способствует формированию диафрагмально-релаксационного дыхания. Диафрагма является единственной специальной дыхательной мышцей, это "мускул" вдоха, сокращение которого провоцирует изменение давления в брюшной и грудной полости, а также растяжение легких. Во время выдоха диафрагма находится в спокойном состоянии, естественный выдох происходит благодаря эластичности тканей легких и изменению давления в грудной и брюшной полостях.

Диафрагмальное дыхание - это врожденный тип дыхания, который является наиболее оптимальным для организма. Однако отсутствие знаний о гигиене дыхания, навыков регуляции дыхания, а также вредные привычки и стрессы, беременность и физические упражнения с глубоким дыханием приводят к нарушению естественного диафрагмального дыхания и формированию грудного или смешанного типа дыхания. В ходе занятий на тренажере Фролова происходит восстановление диафрагмального дыхания, которое положительно влияет на организм при многих заболеваниях легких, сердца и органов пищеварения.

Сопротивление дыханию на выдохе

Сопротивление дыханию на выдохе применяется в аппаратах искусственной вентиляции легких при анестезии и реанимации, так как оно способствует улучшению вентиляции и газообмена. Сопротивление дыханию на выдохе - это искусственная регуляция дыхания с сопротивлением на выдохе или дополнительное респираторное сопротивление.

Особенностью аппарата Фролова является возможность дозированной регуляции сопротивления дыханию, что связано с применением воды, создающей это сопротивления в пределах 20 мм водного столба при объеме воды 20 мл. Пациент может легко регулировать степень сопротивления дыханию, изменяя объем воды в аппарате. В зависимости от количества жидкости меняется и структура воздушного потока, вибрации которого воздействуют на бронхи и легочную ткань.

Важнейшим принципом работы аппарата Фролова является длительное систематическое применение искусственной регуляции дыхания, которая обеспечивает оздоровительный эффект от применения тренажера при многих заболеваниях.

Дополнительное респираторное сопротивление на выдохе тренирует дыхательную мускулатуру. Кроме того, специфика тренинга на аппарате Фролова способствует формированию диафрагмального дыхания. Выдох выполняется с минимальным усилием, активное напряжение мышц живота происходит только в конце удлиненного выдоха, поэтому после кратковременного напряжения сокращения при вдохе диафрагма длительное время расслаблена. Диафрагмальное дыхание ведет к повышению экономичности функции дыхательной системы.

Исследования специалистов (Бяловский Ю. Ю., Белов А. Ф., Солопов И. Н., Лиходеева В. А., Гноевых В. В., Семенова О. П., Кривощеков С. Г., Ковтун Л. Т., Абросимов В. Н., Никулин С. В.) объясняют механизмы адаптационных изменений в организме в ответ на систематическое применение аппарата Фролова и подтверждают целесообразность применения искусственной регуляции дыхания даже при лечении больных с хронической легочной недостаточностью II-III степени с признаками вторичной эмфиземы легких, а также для повышения работоспособности организма у здоровых людей.

Одной из основных реакций на сопротивление выдоху является оптимизация альвеолярной вентиляции, на фоне которой происходят процессы восстановления нарушенного обмена веществ в органах и тканях, нарушенных функций и регуляторных механизмов. Механизмы восстановления биохимических процессов, гормональной рецепции, гомеостаза стимулируются оптимизацией тканевого дыхания и устранением гипоксии органов и тканей. Дыхательная гимнастика на аппарате Фролова может использоваться при лечении самых различных заболеваний, так как является почти универсальной методикой реабилитации и профилактики.