Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sergiy Gulyar : Vital Progress and Contribution to the Development of Underwater Physiology and Medicine Sciences

Skrzyński Stanisław, Olszański Romuald

Polish Hyperbaric Research

|

2021

|

nr 4(77)

7--38

EN

Here we present a unique life path of Sergiy Gulyar, a world-known Ukrainian scientist who was overcoming extreme conditions studying them on himself. He has developed his determination and responsibility from his basic experiences as a surgeon and his desire to win from his involvement in sports. His research in underwater laboratories has shown a capacity to find untrodden pathways to understand and explain what others did not even suspect. His physiological studies on the role of sea depths, breathing mixtures, underwater exposures, and diving schemes marked the path to the aquanauts and undersea man. Reaching the hyper depths equivalent to 2,500 m revealed the physiological limits of human being and defined how to handle hyperbaric respiratory failure. Prof. S. Gulyar suggested a usage of natural physiological mechanisms to accelerate the re-adaptation process as a part of the highmountain rehabilitation of hyperbaria-adapted people. Dissertations were defended, books and articles were written, a scientific school of followers was created. Unfortunately, during the Soviet period, Prof. S. Gulyar faced a set of organizational problems and obstacles from the Soviet regime. In particular, his works were classified or hushed up, his intellectual property was often used without mentioning the author and his scientific team was intimidated by criminal investigations. Main recognition during this period had come from professional societies in Europe and the United States. After the collapse of the Union of Soviet Socialist Republics (USSR), Prof. S. Gulyar introduced a number of innovations and inventions in electromagnetic medicine and physiology. In particular, he has managed to account for main common features of physiological effects of light stimulation produced by Lasers, Light-Emitted Diodes and Bioptron light sources. By doing so, some mystical dogmas were filtered out and new paths to sensible light-induced treatments were developed. At the same time, Prof. S. Gulyar has preserved the legacy of many generations of medical professionals who used light in their treatments. He has shown in his physiological experiments that stimulation of biologically active zones including acupuncture points light stimulation has a wide spectrum of biological effects including alleviation of pain symptoms. Now mono- and polychromatic visual and transcutaneous light therapy of pain has been recognized scientifically and clinically, and its place in medicine has been firmly established. Prof. S. Gulyar described a new functional system of the organism that regulates the electromagnetic equilibrium. A step into the future was the first experimentally grounded technology for the use of fullerene-modified light. Positive changes have been proven with its percutaneous and ocular use. These first results open the door to complete analysis and future investigations. Prof. S. Gulyar has published 20 monographs, 470 papers and abstracts, and received 11 patents. Many of his inventions have been implemented, the others are still awaiting implementation. This article is based on the data obtained by the authors during many years of their personal cooperation, as well as from the memoirs of Prof. S. Gulyar and the materials he provided.

PL

Przedstawiamy wyjątkowe życie Sergieja Gulyara, znanego w kręgach światowych medycyny w tym medycyny podwodnej ukraińskiego naukowca. Pokonał ekstremalne warunki, zdobywając samodzielnie. Jego wykształcenie jako chirurga zaszczepiło w nim determinację i odpowiedzialność, natomiast sport zaszczepił w nim wolę zwycięstwa. W pionierskich badaniach w podwodnych laboratoriach ujawniły jego zdolność do rozwiązywania problemów, by znaleźć i wyjaśnić to, z czego inni nawet nie zdawali sobie sprawy. Jego badania fizjologiczne nad rolą głębin morskich, z zastosowaniem mieszanin oddechowych, metod nurkowania utorowały drogę akwanautom. Doświadczalne badania zjawisk oddechowych na hiper głębokości równej 2500 m rozszerzyło wiedzę na temat fizjologicznego ograniczenia człowieka i określiło sposoby pomocy przy hiperbarycznej niewydolności oddechowej. Prof. S. Gulyar zaproponował wykorzystanie naturalnych mechanizmów fizjologicznych do przyspieszenia procesu readaptacji osób zaadaptowanych do hipierbarii poprzez ich rehabilitację wysokogórską. Zdobywał stopnie naukowe, publikował książki i artykuły oraz założył szkołę naukową, w której znaleźli się jego zwolennicy. Niestety, w okresie sowieckim prof. S. Gular napotykał na szereg problemów organizacyjnych i przeszkód ze strony władz sowieckich. W szczególności jego prace były utajniane lub przemilczane, jego własność intelektualna była często wykorzystywana bez podania autora, a jego zespół badawczy był zastraszany przez dochodzenia kryminalne. Główne uznanie w tym okresie pochodziło od towarzystw zawodowych w Europie i USA. Po upadku ZSRR prof. S. Gulyar dokonał również szeregu innowacji i wynalazków z zakresu medycyny i fizjologii elektromagnetycznej. Jego wyniki wyniki otwierają drzwi do szczegółowych analiz i przyszłych badań. Opublikował 20 monografii, 470 referatów i rozpraw oraz uzyskał 11 patentów. Wiele z jego wynalazków zostało zrealizowanych, inne wciąż czekają na realizację. Artykuł powstał na podstawie danych zebranych przez autorów w wyniku wieloletniej, osobistej współpracy, a także na podstawie wspomnień prof. S. Gulyara i przedstawionych przez niego materiałów. W aktywnym życiu brał udział w wielu wyprawach i pracach związanych z promowaniem kultury i historii Ukrainy.

2

Habitable underwater hyperbaric facilities: respiratory balance in the human organism during adapting to saturation nitrogen-oxygen hyperbaria

Gulyar Sergiy A., Barats Yuri M.

Polish Hyperbaric Research

|

2019

|

nr 3(68)

93--118

EN

There were evaluated responses of the respiratory system to changes in the variables of the external environment under increased pressure. To the model of professional underwater human activity underwater served the conditions of full saturation in compressed air or nitrogen-oxygen gas mixtures. Technical devices were presented by a number of underwater laboratories, mounted at the bottom (Ikhtiander-66, 67 and 68), hyperbaric chambers, submersible drilling rigs (Bur-1 and 2), and an autonomous diving Ikhtiander-2 for a long stay in the water. Studies of respiratory gases mass transport conditions in man showed than within the pressure range of 0.25-1.1 MPa at density of moderate hyperoxic and nitrogen-helio-oxygen environment up to 14 kg/m3 oxygen and carbon dioxide regimes of the organism come to a new functional level which provides the adaptation to the extremal conditions. It is determined that an increase of physiological dead breathing space, a decrease of the rate of the O2 diffusion through the alveole-capillary barrier, intensification of unevenness of ventilator-perfusional relations in lungs and an increase of blood shunting in lungs are the main respiratory mechanisms which regulate mass transfer of O2 and CO2 in man under hyperbaria. The leading hemodynamic mechanism is the retention of volume blood circulation and cardiac output. It is studied how the compression rate, high partial pressures of oxygen and nitrogen, microclimate parameters in inhabited hypebaric chambers influence changes of functional breathing system. Absence of hypoxic state is proved in man (full saturation of man with nitrogen) under normoxia in nitrogen-oxygen environment with the density 6.34 kg/m3. These are also the data about accelerated rehabilitation of divers using the method of active adaptation o high altitudes. Basic directions in physiological studies of functional breathing system under increased pressure of gas and water environment are described.

PL

Eksperymenty polegały na ocenie reakcji układu oddechowego na zmiany zmiennych środowiska zewnętrznego pod zwiększonym ciśnieniem. Badania dotyczyły wpływu na organizm ludzki całkowitego nasycenia mieszanin sprężonego powietrza lub azotu i tlenu. Szereg laboratoriów podwodnych zaprezentowało różnego rodzaju urządzenia techniczne do stosowania w środowisku podwodnym (Ikhtiander-66, 67 i 68). Należą do nich: komory hiperbaryczne, wiertnice podwodne (Bur-1 i 2) oraz autonomiczny kombinezon nurkowy przeznaczony do długotrwałych pobytów w wodzie. Badania dotyczące warunków transportu masowego gazów oddechowych u człowieka wykazały, że w zakresie ciśnień 0,25-1,1 MPa, przy gęstościach środowiska umiarkowanie hiperoksyjnego i azotowo-heliotlenowego do 14 kg/m3 w reżimie tlenowym i dla poziomu dwutlenku węgla w organizmie, osiągają one nowy poziom funkcjonalny, który ułatwia adaptację do warunków ekstremalnych. Stwierdzono, że zwiększenie fizjologicznej martwej przestrzeni oddechowej, zmniejszenie szybkości dyfuzji O2 poprzez barierę pęcherzykowo-kapilarną, nasilenie nierównomierności relacji powietrzno-perfuzjalnych w płucach oraz wzrost przepływu krwi w płucach są głównymi mechanizmami oddechowymi regulującymi masowy transfer O2 i CO2 u człowieka w warunkach hiperbarii. Głównym mechanizmem hemodynamicznym jest utrzymanie odpowiedniego krążenia krwi i rzutu serca. Zbadano, w jaki sposób stopień sprężania, wysokie ciśnienia cząstkowe tlenu i azotu oraz parametry mikroklimatyczne w komorach hiperbarycznych wpływają na zmiany w rozwoju układu oddechowego. Brak stanu niedotlenienia u człowieka (pełne nasycenie człowieka azotem) wykazano w warunkach normoksji w środowisku azot-tlen o gęstości 6,34 kg/m3. Dane te dotyczą również przyspieszonej rehabilitacji nurków z zastosowaniem metody aktywnej adaptacji na dużych wysokościach. Opisano podstawowe kierunki badań fizjologicznych czynnościowych układów oddechowych w warunkach zwiększonego ciśnienia gazu i środowiska wodnego.

3

Wpływ hiperoksji i hiperbarii na ekspresję białek szoku cieplnego i aktywność syntazy tlenku azotu – przegląd badań

Szyller J., Kozakiewicz M., Siermontowski P.

Polish Hyperbaric Research

|

2017

|

nr 1(58)

41--50

PL

Przebywanie w środowisku o zwiększonej zawartości tlenu (wyższym ciśnieniu parcjalnym tlenu, pO2) i pod zwiększonym ciśnieniem (hiperbaria) prowadzi do nasilenia stresu oksydacyjnego. Reaktywne formy tlenu (ROS) uszkadzają cząsteczki białek, kwasów nukleinowych, powodują oksydację lipidów i zaangażowane są w rozwój wielu chorób m.in. układu krążenia, chorób neurodegeneracyjnych i in. Istnieją mechanizmy ochrony przed niekorzystnymi skutkami stresu oksydacyjnego. Należą do nich układy enzymatyczne i nieenzymatyczne. Do tych ostatnich zaliczają się m.in. białka szoku cieplnego (HSP). Dokładna ich rola i mechanizm działania są intensywnie badane w ostatnich latach. Hiperoksja i hiperbaria wpływa także na ekspresję i aktywność syntazy tlenku azotu (NOS). Jej produkt – tlenek azotu (NO) może reagować z reaktywnymi formami tlenu i przyczyniać się do rozwoju stresu nitrozacyjnego. NOS występuje w postaci izoform w różnych tkankach i w różny sposób reagujących na omawiane czynniki. Autorzy dokonali krótkiego przeglądu badań określających wpływ hiperoksji i hiperbarii na ekspresję HSP i aktywność NOS.

EN

Any stay in an environment with an increased oxygen content (a higher oxygen partial pressure, pO2) and an increased pressure (hyperbaric conditions) leads to an intensification of oxidative stress. Reactive oxygen species (ROS) damage the molecules of proteins, nucleic acids, cause lipid oxidation and are engaged in the development of numerous diseases, including diseases of the circulatory system, neurodegenerative diseases, etc. There are certain mechanisms of protection against unfavourable effects of oxidative stress. Enzymatic and non-enzymatic systems belong to them. The latter include, among others, heat shock proteins (HSP). Their precise role and mechanism of action have been a subject of intensive research conducted in recent years. Hyperoxia and hyperbaria also have an effect on the expression and activity of nitrogen oxide synthase (NOS). Its product - nitrogen oxide (NO) can react with reactive oxygen species and contribute to the development of nitrosative stress. NOS occurs as isoforms in various tissues and exhibit different reactions to the discussed factors. The authors have prepared a brief review of research determining the effect of hyperoxia and hyperbaria on HSP expression and NOS activity.

4

Morphometric study on the lesions in the trachea wall in rats in hyperbaric oxygen therapy

Siermontowski P., Konarski M., Pedrycz A., Wojtowicz T, Ostapowicz van Damme K., Kulig M.

Polish Hyperbaric Research

|

2013

|

nr 2(43)

7--22

EN

Clinical observations and experimental research results prove the toxic effect of oxygen on the respiratory tract both in normo- and hyperbaria. The majority of available studies concern changes in the lung parenchyma, only some of them refer to the impact of hyperbaric oxygen on the respiratory tract. The objective of the study based on an animal model was to provide an evaluation of the effect of overpressure of exhaled oxygen (oxygen hyperbaria) and the time of its duration on morphological changes in the mucous and submucous membranes of the trachea. Oxygen hyperbaria corresponding to the depth of 5 – 7 metres induces temporary motor agitation and increased aggression in rats lasting from 3 to 20 minutes. Further rises of oxygen pressure cause a reduction of the agitation, whereas at the depth of 40 m it results in extreme weakening of the breathing activity and leads to the animals’ death.Growing oxygen hyperbaria causes thickening of both the mucous and submucous membranes of the rats’ trachea accompanied by narrowing of its lumen. The changes are intensified with prolonged duration of hyperbaric oxygen therapy. The most serious morphological changes were observed in the submucous membrane of the trachea. The dominant lesion consisted of an interstitial oedema with the widening of the vascular bed. Progressing hyperbaria caused thickening of the mucous and submucous membranes with a simultaneous reduction of the trachea lumen. Similar tendencies persisted with prolonged duration of hyperbaria.

PL

Obserwacje kliniczne oraz wyniki badań doświadczalnych dowodzą toksycznego działania tlenu na drogi oddechowe zarówno w normo - jak i hiperbarii. Większość dotychczasowych opracowań dotyczy zmian w miąższu płucnym, tylko pojedyncze odnoszą się do wpływu hiperbarii tlenowej na drogi oddechowe. Celem badań własnych na modelu zwierzęcym, była ocena wpływu nadciśnienia tlenu wdychanego (hiperbarii tlenowej) i czasu stosowania tego nadciśnienia na zmiany morfologiczne w błonie śluzowej i włóknistej tchawicy. Hiperbaria tlenowa odpowiadająca głębokości do 5 - 7 metrów wywołuje u szczurów przejściowe, trwające od 3 do 20 minut pobudzenie ruchowe i zwiększenie agresywności. Dalsze zwiększanie ciśnienia tlenu powoduje zmniejszenie ich ruchliwości, a na głębokości do 40 m doprowadza do ekstremalnego osłabienia oddychania i padania zwierząt. Narastanie hiperbarii tlenowej powoduje u szczurów pogrubienie zarówno błony śluzowej jak i włóknistej tchawicy, przy równoczesnym zwężeniu jej światła. Zmiany te narastają wraz z wydłużaniem czasu działania hiperbarii tlenowej. Wśród tych zmian dominował obrzęk śródmiąższowy z poszerzeniem łożyska naczyniowego. W miarę narastania hiperbarii obserwowano pogrubienie błony śluzowej i włóknistej, przy równoczesnym zmniejszaniu się światła tchawicy. Podobne tendencje utrzymywały się wraz z narastaniem czasu działania hiperbarii.