CN110743137A - 一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法，该方法包括以下步骤：采集、压缩以及过滤外部空气，制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体；对各类气体进行混合；实时监测训练环境内气体的流量与压力；根据监测训练环境内气体的流量与压力的数据，进行常压处理；向用户输送低氧含量气体和高纯度氧气，进行高低氧训练；通过创造低氧环境，使得缺氧诱导因子(HIF‑1)的含量增加，促使细胞感知和适应氧气变化机制，增强了人体对环境压力的抵抗力，在进行轻度的低氧训练后通入高纯度氧气，进一步增强了人体对环境压力的抵抗力；对训练环境进行常压处理，实现常压高低氧训练，使得IHT技术可以安全适用于需要人群的疾病治疗、预防和康复领域。

Description

一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法

技术领域

本发明涉及常压间歇性高低氧训练，更具体地说，涉及一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法。

背景技术

促进细胞感知和适应氧气变化机制是指缺氧条件下，由α和β两个亚基组成的缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factors,缩写为HIF-1)内的HIF-1α积累，通过输入蛋白的转运进入细胞核，与HIF-1β形成HIF-1，HIF-1与辅激活因子一起与靶定DNA结合，从而发挥其转录激活功能。在正常的氧气条件下，人体内缺氧诱导因子(HIF-1)会迅速分解，但当氧气含量下降时，体内缺氧诱导因子(HIF-1)的含量变化增加，而缺氧诱导因子(HIF-1)能够控制促红细胞生成素(Erythropoietin,缩写为EPO)的表达水平，当缺氧诱导因子(HIF-1)的含量增加，促红细胞生成素(EPO)的含量也会增加，刺激骨髓生成新的红细胞，而红细胞会带来氧气。

间歇性低氧训练(INTERVAL HYPOXIA TRAINING—缩写为IHT)运用上述原理，如图1所示，要求模拟高海拔地区(4000m-7000m)的低氧(氧气含量为8.5％-12.7％)及低压的环境以达到促进细胞感知和适应氧气变化机制的训练效果，有效改善身体机能，提高身体适应低氧环境的耐受性。目前间歇性低氧训练被医学和生理学证明，对于心血管系统、代谢类疾病和改善人脑认知有着比较明显的治疗效果，可用于提高人体机能，增强人体的免疫系统、非特异性补偿能力和有氧输出。

但是对于身体机能不是很稳定的易感人群，持续暴露在低氧和低压环境里，具有很高的风险。因此间歇性低氧训练仅仅使用在运动员和特殊职业人群的适应性训练中，无法安全适用在需要人群的疾病治疗、预防和康复领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具备常压和高低氧交替训练条件的促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法，所述方法包括以下步骤：

采集、压缩以及过滤外部空气，制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体；

对各类气体进行混合；所述各类气体包括高纯度氧气、低氧含量气体以及二次处理的空气；

实时监测训练环境内气体的流量与压力；

根据监测训练环境内气体的流量与压力的数据，进行常压处理，以保持训练环境处于常压状态；

向用户输送低氧含量气体和高纯度氧气，进行高低氧训练；通过创造低氧环境，促使缺氧诱导因子生成，缺氧诱导因子与辅激活因子一起与靶定DNA结合，以发挥其转录激活的功能，结合高氧环境，实现常压间歇性高低氧训练。

进一步地，所述步骤：采集、压缩以及过滤外部空气，具体包括：

采集外部空气；

滤除外部空气中的漂浮杂质和大部分水份；

压缩空气至指定的压力；

对空气进行降温处理。

进一步地，所述步骤：制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体，具体包括：

输入处理后的空气制备高纯度氧气；

处理后的空气与高纯度氧气循环交替，产生低氧含量气体；

储存高纯度氧气。

进一步地，所述高纯度氧气为具有90％-95％含氧量的高氧气体；所述低氧含量气体为具有10％-14％含氧量的低氧气体。

进一步地，所述步骤：实时监测训练环境内气体的流量与压力，具体包括：

监测多项气体的流量与压力；

接收高低氧训练指令；

根据高低氧训练指令，反馈气体流量与压力的控制指令。

进一步地，所述多项气体包括高纯度氧气、低氧含量气体、处理后的空气以及混合气体。

进一步地，所述步骤：接收高低氧训练指令，具体包括：

实时接收用户生理参数指令；

根据用户生理参数指令，实时控制混合气体的比例，以防止用户窒息。

进一步地，所述混合气体的比例为高纯度氧气、低氧含量气体以及处理后的空气之间的混合比例。

进一步地，所述步骤：根据监测各类气体的流量与压力的数据，进行常压处理，具体包括：

根据气体流量与压力的控制指令，控制高纯度氧气、低氧含量气体以及混合气体的排放以及空气的补充。

进一步地，所述二次处理的空气为对经降温处理的空气内可吸入粉尘等物质进行滤除后的空气。

本发明的有益效果在于：制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体，向用户输送低氧含量气体，通过创造低氧环境，使得缺氧诱导因子(HIF-1)的含量增加，进而刺激人体产生更多的红细胞补充氧气，促使细胞感知和适应氧气变化机制，增强了人体对环境压力的抵抗力，通过输送高纯度氧气，创造高氧环境，在进行轻度的低氧训练后通入高纯度氧气，进一步增强了人体对环境压力的抵抗力；对训练环境进行常压处理，保持训练环境能够提供一个标准的大气压，对用户的呼吸频率进行调控，实现常压高低氧训练，实现智能控制，及时应对超过或低于极限生命指征的特许情况，使得IHT技术可以安全适用于需要人群的疾病治疗、预防和康复领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1为本发明背景技术中的间歇性低氧训练模拟的海拔高度及氧气含量的简要示意图；

图2为本发明优选实施例中的促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法的流程示意图；

图3为本发明优选实施例中的促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法的具体流程示意图；

图4为本发明优选实施例中的低氧训练血液含量的对比分析图；

图5为本发明优选实施例中的低氧训练血液含量的对比分析图；

图6为本发明优选实施例中的高低氧训练与低氧训练时氧气含量的对比分析图；

图7为本发明优选实施例中的高低氧训练与高氧训练时活性氧增量的对比分析图；

图8为本发明优选实施例中的高低氧训练后身体工作能力提升的对比分析图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的如图2和图3所示，提供一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法，方法包括以下步骤：

S1：采集、压缩以及过滤外部空气，制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体；

S2：对各类气体进行混合；各类气体包括高纯度氧气、低氧含量气体以及二次处理的空气；

S3：实时监测训练环境内气体的流量与压力；

S4：根据监测训练环境内气体的流量与压力的数据，进行常压处理，以保持训练环境处于常压状态；

S5：向用户输送低氧含量气体和高纯度氧气，进行高低氧训练；通过创造低氧环境，促使缺氧诱导因子生成，缺氧诱导因子与辅激活因子一起与靶定DNA结合，以发挥其转录激活的功能，结合高氧环境，实现常压间歇性高低氧训练；

采集外部空气，经过压缩以及过滤处理后，大部分用于制备高纯度氧气，在制备高纯度氧气过程中，会同时产生低氧含量气体，并且与处理后的空气进行混合，控制低氧含量气体的含量；通过创造低氧环境，使得缺氧诱导因子(HIF-1)的含量增加，进而刺激人体产生更多的红细胞补充氧气，促使细胞感知和适应氧气变化机制，增强了人体对环境压力的抵抗力，结合图4至图5可得，相比于常氧训练，用户在低氧环境下进行特定的重复冲刺，血流量的增加远比常氧训练高；即在低氧环境下，会促使细胞感知和适应氧气变化机制，通过HIF-1α与HIF-1β形成缺氧诱导因子(HIF-1)，体内缺氧诱导因子(HIF-1)含量增加，控制促红细胞生成素(EPO)的表达水平增加，促红细胞生成素(EPO)的含量增加，刺激骨髓生成新的红细胞，而红细胞会带来氧气。

在低氧训练过程中，补入高纯度氧气，在常压状态下，实现间歇性高低氧训练，结合实验数据比较，如图6所示，相比间歇性低氧训练而言，经过间歇性高低氧训练后，人体能够在缺氧期后更快地恢复氧饱和度；如图7所示，经过间歇性高低氧训练的用户，随着训练时间增加，活性氧的增量幅度大，而经过常规高氧训练的用户，随着训练时间增加，活性氧的增量幅度比经过高低氧训练的用户小；如图8所示，经过高低氧训练的用户，身体工作能力相比标准身体能力，具有较大幅度的提升，而作为对照组的未经过高低氧训练的用户，身体工作能力基本没有提升；综上可得，相较于常规的低氧训练或者高氧训练，通过间歇性高低氧训练的用户，训练效果更好，身体对环境变化的抵抗能力更强。

在进一步的实施例中，步骤S1：采集、压缩以及过滤外部空气，具体包括：采集外部空气；滤除外部空气中的漂浮杂质和大部分水份；压缩空气至指定的压力；对空气进行降温处理；外部空气经过一级过滤、压缩以及降温处理后，一部分进入制氧设备中制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体，另一部分经过二次过滤后，与高纯度氧气、低氧含量气体进行混合，控制低氧含量气体内氧气的含量。

在进一步的实施例中，步骤S1：制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体，具体包括：输入处理后的空气制备高纯度氧气；处理后的空气与高纯度氧气循环交替，产生低氧含量气体；储存高纯度氧气；储存的高纯度氧气部分与低氧含量气体以及二次处理的空气进行混合，进而进行高低氧训练，另一部分高纯度氧气直接排放至空气中，用于维持制氧设备内压力的平衡。

在进一步的实施例中，高纯度氧气为具有90％-95％含氧量的高氧气体；低氧含量气体为具有10％-14％含氧量的低氧气体；具有10％-14％含氧量的低氧气体形成一个低氧环境，促使细胞感知和适应氧气变化机制，增强了人体对环境压力的抵抗力，具有90％-95％含氧量的高氧气体形成一个高氧环境，用户进行常压间歇性高低氧训练，训练效果更好。

在进一步的实施例中，步骤S3：实时监测训练环境内气体的流量与压力，具体包括：监测多项气体的流量与压力；接收高低氧训练指令；根据高低氧训练指令，反馈气体流量与压力的控制指令；通过监测多项气体的流量与压力，保持训练环境处于一个常压状态，并且结合高低氧训练指令，控制混合气体的混合比例，保证用户正常进行高低氧训练。

在进一步的实施例中，多项气体包括高纯度氧气、低氧含量气体、处理后的空气以及混合气体；通过检测训练环境内气体的流量和压力，

在进一步的实施例中，步骤：接收高低氧训练指令，具体包括：实时接收用户生理参数指令；根据用户生理参数指令，实时控制混合气体的比例，以防止用户窒息；根据用户的生理参数，确保用户的高低氧训练正常进行，当进行低氧训练时，当接收到用户的血氧浓度低于一定水平时，会立即停止训练，并控制输出含氧量为30％的气体，防止用户窒息。

在进一步的实施例中，混合气体的比例为高纯度氧气、低氧含量气体以及处理后的空气之间的混合比例；根据用户生理参数指令，控制混合气体内各类气体的混合比例，保证常压间歇性高低氧训练的正常进行。

在进一步的实施例中，步骤S4：根据监测各类气体的流量与压力的数据，进行常压处理，具体包括：根据气体流量与压力的控制指令，控制高纯度氧气、低氧含量气体以及混合气体的排放以及空气的补充；确保高低氧训练处于一个大气压状态下进行，使得IHT技术可以安全适用于需要人群的疾病治疗、预防和康复领域。

在进一步的实施例中，二次处理的空气为对经降温处理的空气内可吸入粉尘等物质进行滤除后的空气；降温处理后的空气经过空气二级过滤器对空气内的可吸入粉尘等物质进行滤除，形成一条气路，二次处理的空气内的含氧量为21％。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种促进细胞感知和适应氧气变化机制的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

采集、压缩以及过滤外部空气，制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体；

对各类气体进行混合；所述各类气体包括高纯度氧气、低氧含量气体以及二次处理的空气；

实时监测训练环境内气体的流量与压力；

根据监测训练环境内气体的流量与压力的数据，进行常压处理，以保持训练环境处于常压状态；

向用户输送低氧含量气体和高纯度氧气，进行高低氧训练；通过创造低氧环境，促使缺氧诱导因子生成，缺氧诱导因子与辅激活因子一起与靶定DNA结合，以发挥其转录激活的功能，结合高氧环境，实现常压间歇性高低氧训练。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤：采集、压缩以及过滤外部空气，具体包括：

采集外部空气；

滤除外部空气中的漂浮杂质和大部分水份；

压缩空气至指定的压力；

对空气进行降温处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤：制备高纯度氧气以及产生低氧含量气体，具体包括：

输入处理后的空气制备高纯度氧气；

处理后的空气与高纯度氧气循环交替，产生低氧含量气体；

储存高纯度氧气。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高纯度氧气为具有90％-95％含氧量的高氧气体；所述低氧含量气体为具有10％-14％含氧量的低氧气体。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤：实时监测训练环境内气体的流量与压力，具体包括：

监测多项气体的流量与压力；

接收高低氧训练指令；

根据高低氧训练指令，反馈气体流量与压力的控制指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多项气体包括高纯度氧气、低氧含量气体、处理后的空气以及混合气体。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤：接收高低氧训练指令，具体包括：

实时接收用户生理参数指令；

根据用户生理参数指令，实时控制混合气体的比例，以防止用户窒息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合气体的比例为高纯度氧气、低氧含量气体以及处理后的空气之间的混合比例。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤：根据监测各类气体的流量与压力的数据，进行常压处理，具体包括：

根据气体流量与压力的控制指令，控制高纯度氧气、低氧含量气体以及混合气体的排放以及空气的补充。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次处理的空气为对经降温处理的空气内可吸入粉尘等物质进行滤除后的空气。

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