Журнал "Техника молодежи", 2002, май, С. 8-10 ВДОХНУТЬ ЗДОРОВЬЕ Игорь Боечина До ХVIII столетйя в царство Нептуна проникали двумя способами - или внутри спускаемого с судна водолазного колокола, или это делали без какого-либо снаряжения профессиональные ныряльщики. И только в 1774 г. русский изобретатель Е.Никонов разработал герметичный костюм для работ под водой, а спустя три десятилетия изготовили нечто подобное англичане. Воздух в него подкачивали с судна насосом по шлангу. Поскольку с глубиной увеличивается наружное давление воды, компенсировать его приходится наращиванием давления подаваемого воздуха. Так, в 1774 г. француз Фремине провел час в 15 м от поверхности, дыша сжатым воздухом, хранившимся в баллоне. Однако чем больше становились глубины погружения и чем дольше водолазы оставались на дне, тем обширнее делался список вроде бы беспричинно погибших и ставших инвалидами. Чем вызывались такие несчастья, задумал установить французский физиолог П.Бэр и обобщил результаты своих многолетних исследований в книге "Барометрическое давление", изданной в 1879 г. В ней он писал, что "давление действует на живой организм не как непосредственный физический фактор, а как химический агент, изменяющий содержание кислорода в крови и вызывающий асфиксию, когда кислорода не хватает, или отравление, когда он в избытке". "Когда давление не превышало 8 -9 атм., животные не проявляли болезненных признаков и оставались спокойными. - рассказывал об опытах Бэра главный инженер Экспедиции подводных работ особого назначения (ЭПРОН) Т.И. Бобрицкий.-При 10 атм. они стали выказывать беспокойство, а повышение давления до 15 атм. и более действовало самым губительным образом: у них появлялись сильнейшие судороги и они впадали в окоченение". В 40-е гг. XX в. англичане решили изучить последствия дыхания чистым кислородом под давлением на глубине около 10 м. Как отметил врач, профессор Дж. Холдейн, у добровольцев-испытателей начиналось нечто вроде эпилепсии, и их "мышцы сокращались с такой силой, что грозили сломать кости". Не менее опасным бывает и азот, основной растворитель кислорода в атмосфере. При повышении давления, скажем, во время погружения, он проникает в кровь и ткани организма, а при понижении быстро расширяется, превращаясь в пузырьки (как углекислота в открытой бутылке шампанского) и те закупоривают кровеносные сосуды. Кроме того, на большой глубине азот способен вызвать своего рода наркотическое опьянение, при котором человек теряет контроль за своими действиями. Уже в начале XX в. специалисты пришли к выводу. что в водолазном снаряжении воздух иногда следует заменять безопасными для человека газами. ...В свое время французский астроном Ж.Жансен, наблюдая через спектроскоп солнечное затмение, обнаружил в короне светила необычный, яркий ободок, а его британский коллега ДжЛоньер счел это признаком неизвестного доселе вещества и назвал его гелием (от греч. гелиос - солнце). Вскоре его нашли и на Земле, а Ч.Рамзай получил в лаборатории. Потом открыли и другие инертные газы - неон, криптон, ксенон. Что же касается гелия, то, по сравнению с азотом, его плотность меньше в 7 раз, теплопроводность почти в 6 раз выше, растворимость в жирах ниже в 4,5 раза. Он инертен (отсюда название всего семейства) и не вступает в химические реакции при нормальном давлении. В 1919 г. американский профессор Э.Томпсон предложил заменять азот в дыхательных смесях гелием, что должно было на 50% увеличить глубины погружения водолазов. Через 6 лет в США устроили опыты, заставляя помещенных в барокамеру животных дышать смесью из 20% кислорода и 80% гелия, к тому же под давлением. Оказалось. что декомпрессию после "подъема на поверхность" удается сократить в 4 - 5 раз, ибо гелиевый коктейль быстро растворяется в крови и тканях и столь же скоро выходит из них. В 1937 г. американец М.Нол, пользуясь подобным составом, опустился в Мичиганском озере на 128 м - помрачнения рассудка у него не было, мышление оставалось ясным. В следующем году его соотечественник, врач Г.Иверсул, применил кислородно-гелиевую смесь при лечении расстройства дыхания у пациентов, находившихся под наркозом во время операции и после нее. В 1946 г. при экспериментальном погружении английский водолаз У.Болларддо 60 м получал сжатый воздух, затем его переключили на кислородно-гелиевую смесь, и он благополучно опустился на грунт в 162 м от поверхности. - Как вы себя чувствуете? - спросили его по телефону. - Отлично, мог бы спуститься и глубже, - ответил он. У нас в 30 - 60 гг. подобные смеси изучали Л.А. Орбели, В.В. Смолин и другие ученые и практики. Так, в 1936 г. Е.М. Крепе, К.А. Павловский, Е.А. Че-ныкаев и М.А. Прайс установили, что действие 20-процентной кислородно-гелиевой смеси (КГС), подаваемой под давлением 2 атм., безвредно для жи-вотных. а через три года на Черном море под руководством Л.А. Орбели провели сравнительные спуски на 100 м. При дыхании сжатым воздухом у водолазов наблюдалось возбуждение, потом возникали головокружение, помутнение рассудка и галлюцинации. При использовании КГС ничего подобного не было. В том же году В.Н. Лазарев и его коллеги на животных изучали токсичное влияние на организм азота и гелия при давлении 50 атм. и более. А в 1940 г. нарком обороны маршал К.Е. Ворошилов выделил средства на создание при кафедре физиологии Военно-медицинской академии барокамеры объемом 13,5 м3 для исследования смесей и кислорода при давлении до 20 атм. Тогда же впервые в мире имитировали погружение на 200 м водолаза в стандартном индивидуальном спасательном аппарате, а затем и в мягком костюме, а в 1942 - 1943 гг под наблюдением М.П. Бресткина отрабатывали новое инжекторнорегенеративное оборудование на КГС. В 1946 г. Е.М. Крепе организовал под Сухуми экспериментальные спуски на 200 м из водолазного колокола спасательного судна "Алтай" в индивидуальных спасательных аппаратах с КГС. (За границей же до сих пор рекордным считается погружение англичанина Дж. Вуки, достигшего глубины 183 м... спу-стя 10 лет.) А в 1951 г. на Чёрном и Каспийском морях, совершенствуя методику, снаряжение, режимы компрессии и декомпрессии, на КГС провели 700 спусков на 220 м. Через 5 лет на Каспии, под руководством В.В. Смолина группа водолазов погружалась на 305 м - за 6 лет до сенсационного "нырка" швейцарца Г.Келлера. Он пробыл на дне около 5 мин, тогда как у наших глубоководников даже снимали электро-кардиограммы. Еще в 30-е гг. американский врач А.Барач занялся исследованиями гелия как терапевтического средства. Подобные работы проводились и в других странах, и было установлено, что смесями кислорода с гелием при нормальных давлении и температуре можно лечить заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, бронхиты, бронхиальную астму, некоторые другие недуги. При этом на больного оказывается целебное немедикаментозное воздействие, а гелий, в зависимости от обстоятельств, можно заменять другими инертными газами - растворителями кислорода. Аналогичными исследованиями занимаются сотрудники Института медико-биологических проблем и Специального конструкторского бюро экспериментального оборудования (СКБ ЭО) при нем. Само бюро было создано в 1975 г. по постановлению Совета министров СССР, первое время в нем создавали оригинальные тренажеры, научно-исследовательскую аппаратуру, другие устройства, в том числе нашедшие применение на орбитальной станции "Мир" и атомных подводных лодках. С 1986 г. в бюро занялись и гипербарической техникой, работая по заданиям Военно-морского флота. Например, в барокамерах сотрудники отдела барофизиологии имитировали погружения на глубины до 2 тыс. м, испытывая на животных и людях газовые дыхательные смеси различных составов. - У нас сложилась своеобразная цепочка "врач - опытное производство - врач", - пояснил доктор медицинских наук Б.Н. Павлов. - И мы сознаем, что успех невозможен без новых подходов и технологий. Мы использовали свои достижения в водолазной медицине и гипербарической физиологии и при выработке перспективных способов лечения с помощью искусственных смесей. В частности, российские исследователи первыми в мире предложили применять их подогретыми по 70 - 90'С. Тогда проникающая способность гелия и следовательно, смеси инициируется. В результате убыстряется поступление кислорода в альвеолокапиллярную систему, улучшая газообмен, что благотворно сказывается на газовом составе крови; оптимизируются дыхание и температурный режим организма. Созданные по предложению Б.Н. Па-влова и конструктора А.Т. Логунова устройства были проверены в экспериментах, в том числе при оказании экстренной помощи людям, перенесшим переохлаждение, то есть пробывшим слишком долго на морозе или в холод-ной воде без утепляющего снаряже-ния. Помните, большинство погибших членов экипажа атомной подводной лодки "Комсомолец", затонувшей после пожара 7 апреля 1989 г. в Норвежском море, скончалось не от ожогов и отравления угарным газом, а после того, как они оказались в легкой одежде в море. Подошедшие на помощь рыбаки поили поднятых на борт моряков горячим чаем, растирали всем, что содержит спирт, - от одеколона до французского коньяка, делали внутривенные инъекции, отогревали в судовой бане, то есть оказывали традиционно наружное воздействие. В 1994 г. под руководством Павлова и Логунова по заказу поисковоспасательной службы ВМФ изготовили аппарат "Приз" для искусственной вентиляции легких пострадавшим и помещен-ным в барокамеру водолазам. Затем появились устройства, в которых заданная доля кислорода (от 15 до 50%) в смеси с гелием и иными инертными газами поддерживается автоматически, а сами смеси, температура которых устанавливается в пределах 20 - 90"С, поступают к пациенту через маску. Их эффективность подтвердили на испытани-ях в ведущих клиниках и научно-исследовательских центрах. - Первым был "Геофарм", предназначенный для реабилитации, иными словами, восстановления формы аквалангистов, водолазов и побывавших в экстремальных условиях подводников и спасателей, - рассказал А.Т. Логунов. -Влияние ослабивших их тяжелых физических нагрузок и низких температур быстро снимается после дыхания нагретыми смесями, значит, исцеление начинается внутри организма, что гораздо эффективнее традиционной методики. Больше того, выяснилось, что "Геофарм" как нельзя лучше годится и для лечения легочных заболеваний... На его основе создали усовершенствованную серию переносных "Ингалитов". С подогретыми в них смесями кис-лорода с гелием устраняют не только недуги органов дыхания, сердца и кровеносных сосудов, но и последствия острых отравлений. Аппарат выпускается в трех вариантах. В "Ингалите-А" дыхательная смесь температурой 20 - 90', содержащая 12 - 75% кислорода, может одновременно подаваться в две маски, дыхание производится по замкнутому циклу, воз-можно применение лекарственных препаратов. Этот прибор, весящий 35 кг, оборудован газоанализатором, термостанцией, переносным блоком с баллонами для газов и потребляет постоянный ток напряжением 12 В либо переменный 220 В. Аналогичный "Ингалит-Б", обслуживающий только одного человека, весит 32кг. В "Ингалите-В" массой 14 кг дыхание осуществляется по открытой схеме, смесь с 12 - 40% кислорода находится в баллоне и поступает к пациенту нагретой до 65 - 70'. После всесторонних испытаний этих аппаратов протокольная графа "Противопоказания" осталась незаполненной... На 27-й Международной выставке новых технологий, состоявшейся в 1999 г. в Женеве, авторы "Ингалитов" были удостоены диплома и серебряной медали, второе "серебро" они завоевали на престижной экспозиции "Спорт-2000". Да, их аппараты нашли применение и в спорте. Даже тем, кто не является болельщиками, прекрасно известно, что на тренировках и тем паче на соревнованиях спортсмены полностью выкладываются, работая на пределе физических сил и возможностей. Поэтому в перерывах, скажем, между забегами и заездами, важно как можно скорее восстановить силы, желательно без применения лекарств, не говоря уже о допингах. Тут-то и пригодятся "Ингалиты", чья эффективность подтверждена практикой. Однажды их действия опробовали на сборах гребцов. На них состязались элитные спортсмены олимпийской команды и "рядовые" мастера и разрядники. При этом первые участвовали утром в полуфинале и ближе к вечеру в финале, вторым же доставалась нагрузка куда большая - четверть-, полуфинал, финал - и все в один день. Олимпийцы работали в обычном режиме, а каждому из их соперников, как только лодка подходила к берегу, давали подышать подобранной для него смесью. И что же? Результаты столь неравноценных команд сравнялись, а один из участников признался: - Если бы не "Ингалиты", при такой нагрузке я не дошел бы до финала... Оказывается, перед зимними Игра-ми в Солт-Лейк-Сити сотрудники Института предложили "Ингалиты" руководству российского олимпийского комитета, объяснив, как с их помощью восстанавливать силы спортсменов. Однако "олимпийцы" проигнорировали инициативу авторов уникальных устройств и вместо них повезли за океан высокопоставленных чиновников. Любопытная деталь - в марте 2001 г. по инициативе директора ИМБП А.Г. Григорьева в Берлине состоялась международная конференция, на которой обсуждали возможности использования достижений космонавтики в "земных" здравоохранении и народном хозяйстве. Доклад Логунова и Павлова был внимательно выслушан и опубликован в сборнике материалов конференции. Надо полагать, расчетливые немцы первыми сделали правильные выводы - с каким разрывом закончили Игры спортсмены двух держав - Федеративной Республики Германии и Российское Федерации - всем известно... А в ИМБП с 1995 г. изучают еще и физиологическое воздействие на человека инертного аргона при нормального давлении. Оказалось, что при физических нагрузках и дыхании гипоксическими аргоносодержащими смесями потребление кислорода возрастает и, 6 - 8% по сравнению с использованием азотных составов, а сам аргон положительно сказывается на обмене веществ в тканях организма. Заметим эти исследования проводятся также впервые в мире. Подборка публикаций о ИМБП за 2002 год