CC BY
98
ь*.
ТЕРА
Локальная криотерапия
Локальная газовая криотерапия осуществлялась по определенному алгоритму путем воздействия струи охлажденного до температуры -30 °С воздуха на участки поверхности кожи пациента в области проекции точек акупунктуры.
При стимуляции этих точек может рефлекторно изменяться функциональное состояние нейроэндо-кринных осей, а именно: гипоталамус — гипофиз — надпочечники и гипоталамус — гипофиз — половые железы. Помимо этого считается, что воздействие на точки акупунктуры оказывает эффекты на компоненты АРИБ - системы с выделением биологически активных веществ [1], которые могут участвовать в регуляции гипотала-мо-гипофизарной функции, в частности деятельности периферических эндокринных желез.
В результате исследования реологических показателей крови и плазмы до и после курса ЛГКТ установлено некоторое снижение вязкости цельной крови и практически постоянство вязкости плаз-
РАПИЯ:
состояние и перспективы
мы после воздействия низких температур по сравнению с исходными значениями.
Итогом курса процедур, среди прочих положительных эффектов, являлось, по результатам функционального теста РШС170, повышение общей физической работоспособности на 10,5% у мужчин и на 17,7% у женщин (рис. 1).
Также выявлено снижение уровня кортизола в 1,5 раза, что можно объяснить стрессмодифицирую-щим действием локальной газовой криотерапии (рис. 2).
Общая газовая криотерапия
Отмечено положительное действие курса общей газовой криотерапии, что выражено в показателях физической работоспособности у спортсменов высшей квалификации (рис. 3).
Исследования влияния низких температур на реологические свойства крови показали: ее вязкость в результате криотерапии может снижаться, что уменьшает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и опосредованно препятствует процессу тромбообразования. Однако у некоторых людей такие процедуры вызывают обратный процесс. Все зависит от индивидуальных особенностей организма человека, а потому перед проведением криотерапии - как общей, так и локальной - рекомендуется пройти углубленное медицинское обследование. Причина разнонаправленности изменений реологических свойств крови была загадкой до тех пор, пока на помощь не пришла атомно-си-ловая микроскопия. Именно она обнаружила зависимость вязкости крови от структурно-механических свойств ее клеток - лейкоцитов,
ФИЗИОТЕРАПИЯ
РШС170, кгм/мин/кг
21 9 19,6 21,9 20,4
III и
Мужчины Женщины
До курса
После курса
Через 1 месяц после курса
Рис. 1. Показатели функционального состояния спортсменов до и после курса ЛКТ (р > 0,05)
тромбоцитов и в первую очередь эритроцитов как самой многочисленной клеточной популяции.
Изменение вязкости крови во многом обусловлено деформируемостью эритроцитов(их увеличением или уменьшением), связанной с вязкоэластическими свойствами их мембран [2], поэтому значение деформируемости эритроцитов может являться своеобразным маркером эффективности применения ОГКТ. Для оценки упругих свойств мембраны клеток использовался метод статической силовой спектроскопии [3]. Сравнительный анализ эритроцитов пациентов одной группы до воздействия холодом, после него и через три недели продемонстрировал снижение значения локального модуля Юнга в 1,3 раза после проведения курса криотерапии (р < 0,02), и через три недели оно так и не восстановилось до начального уровня. У пациентов же другой группы наблюдалось увеличение значения модуля Юнга в 1,4 раза.
Масштабные исследования доказали, что профессиональный спорт высших достижений оказывает угнетающее воздействие на иммунитет, а это приводит к адаптационным срывам организма и, соответственно,
к снижению спортивных результатов [4]. Установлено, что у спортсменов на пике их формы резко увеличивается частота острых и хронических заболеваний, иногда в 5-10 раз. Накануне многих международных соревнований и во время них до 40% участников имеют те или иные инфекционные заболевания, что, естественно, снижает их потенциал и возможность достижения наилучшего результата.
Тренеры и спортсмены отметили повышение сопротивляемости организма к внешним воздействиям после прохождения курса ОГКТ, что положительно сказалось на состоянии здоровья. Это послужило предпосылкой исследований клеточного звена иммунной системы спортсменов - лимфоцитов (табл. 1). Методами атомно-силовой микроскопии зарегистрировано снижение значения модуля Юнга лимфоцитов, что может свидетельствовать о повышении функциональных возможностей данных элементов крови [7].
Группой ученых-биологов Международного государственного института им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета (руководитель НИР - кандидат
РШС170, кгм/мин/кг
15,2 I 167 15,1 136
|1| II
Мужчины Женщины
До курса
После курса
Через 1 месяц после курса
Рис. 3. Показатели физической работоспособности спортсменов до и после курса ОГКТ (р > 0,05)
319 309,1
181,3 187,3
I I
ЛГКТ
ОГКТ
До курса процедур После курса процедур
Рис. 2. Концентрация кортизола до и после курса ЛГКТ и ОГКТ (р < 0,02)
биологических наук, доцент Н. В. Герасимович) с помощью методов флуоресцентных зондов было установлено изменение физико-химического состояния липидов плазматических мембран клеток крови после курса ОГКТ. В частности, отмечено увеличение их текучести, что, предположительно, оказывает влияние на структуру и функцию мембранных белков, а также на липид-бел-ковые взаимодействия в мембране. К тому же в плазме крови спортсменов наблюдался длительный стойкий эффект снижения уровня малонового диальдегида (МДА). Полученные результаты позволяют предположить, что низкие температуры вызывают длительную стимуляцию систем антиоксидантной защиты организма и интенсивности его обменных процессов.
Анализ структурного состояния плазматических мембран лимфоцитов периферической крови продемонстрировал, что показатели полярности аннулярного липида (ПАЛ) и ли-пидного бислоя (ПЛБ) мембран лимфоцитов после курса криотерапии практически не изменялись по сравнению со значениями до проведения низкотемпературного воздействия.
С, нг/мл
При исследовании же микровязкости аннулярного липида плазматических мембран лимфоцитов периферической крови после ОГКТ отмечено достоверное снижение этого показателя более чем в 2,5 раза [8]. Кроме того, зафиксировано уменьшение степени тушения триптофановой флуоресценции пиреном приблизительно в 2 раза по сравнению с первоначальным значением.
Таким образом, при кратковременном воздействии ультранизких температур на организм человека происходит общесистемное изменение функционирования стресс-реализующих и адаптационных механизмов. Криотерапия может рассматриваться как уникальный
метод, направленный на восстановление работоспособности организма и снижение негативных последствий, вызванных перегрузками, микротравматизацией, воспалительными реакциями и т. д. Положительные эффекты курсов ЛГКТ и ОГКТ являются следствием кратковременного, но интенсивного воздействия сверхнизких температур на кожный покров человека. К сожалению, физиологические, биохимические и биофизические механизмы реализации данных эффектов досконально еще не изучены.
Пристальное внимание необходимо уделить соблюдению условий гипотермической безопасности при проведении сеансов локальной и общей криотерапии как лимити-
рующего фактора. Поверхностные обморожения кожи вероятны в тех случаях, когда ее температура опускается ниже так называемого терминального порога -2,5 °C [5].
В лаборатории нанопроцессов и технологий Института тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси ведется изучение воздействия ЛГКТ и ОГКТ на организм человека, которое сопровождается теоретическим описанием процессов теплопереноса с оценкой характерных расчетных тепловых параметров и сопоставлением последних с наблюдаемыми физиологическими особенностями пациента, а также с результатами лабораторных биохимических исследований и их изменениями во время курса процедур.
Термографический мониторинг в процессе ЛГКТ выявил приближение температуры в зоне воздействия криогенной струи к значениям, схожим с величиной температурного терминального порога. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены диапазоны коэффициента теплообмена, необходимого для достижения в пятне обдува при ЛГКТ и на кожных покровах при ОГКТ терапевтических температур в зависимости от режима проведения процедур и характера изменения перфузии кожных покровов. Предложены механизмы предотвращения переохлаждения организма при общей газовой криотерапии с учетом индивидуальных
особенностей пациентов, таких как возраст, антропометрические характеристики, толщина подкожной клетчатки.
Моделирование теплового состояния человека во время ОГКТ необходимо для оценки допустимых (безопасных) температур-но-временных экспозиций, а также для разработки методик проведения процедуры, учитывающих возраст и антропометрию. Оно позволило выявить влияние возрастных изменений теплопроводности кожного покрова на тепловое состояние его поверхности. Иные факторы, даже снижение с возрастом интенсивности основного обмена, не столь весомы.
Криотерапия способствует продлению активной спортивной жизни. Французские врачи спортивной медицины (Лонгвиль, Мелон и др.) исследовали вопрос третьего спортивного возраста, то есть людей старше 40 лет. Их наблюдения свидетельствуют о том, что при надлежащей постоянной тренировке и соответственно восстановительным мероприятиям активный период даже у спортсменов, которым требуется большая мышечная сила, может длиться до преклонных лет. Это подтверждают результаты нашей работы со спортсменами-тяжелоатлетами возрастной категории 60+. Курс ОГКТ из десяти процедур проводился в криосауне CRIO Space (ФРГ) на базе отделения реабилитации РНПЦ спорта. При его назначении учитывались индивидуальные особенности атлетов, такие как рост, вес, возраст, толщина подкожной клетчатки. Переносимость процедур спортсменами была хорошей, побочных явлений не зафиксировано. Тестирование
Показатель До курса ОАКТ ПО<ОА КуРСа
Через три недели после курса ОАКТ
Таблица 1. Влияние ОГКТ на механические и морфологические показатели состояния мембран лимфоцитов
ФИЗИОТЕРАПИЯ
функционального состояния пациентов с использованием программно-аппаратного комплекса «ОМЕ-ГА-С» проводилось дважды: до курса ОГКТ и непосредственно после него. Зарегистрировано повышение уровня адаптации к физическим нагрузкам, интегрального показателя спортивной формы, резервов энергетического обеспечения (рис. 4). И как результат - тяжелоатлетами старшего возраста установлены европейские и мировые рекорды, одержаны победы на соревнованиях самого высокого уровня.
В рамках Государственной программы научных исследований на кафедре медицинской реабилитации и физиотерапии Белорусского государственного медицинского университета изучается влияние сверхнизких температур на пациентов с воспалительными заболеваниями суставов (ревматоидный, псориатический, реактивный артрит, остеоартроз и др.). Комплекс лечебных и реабилитационных мероприятий для них должен быть направлен на подавление активности и прогрессирования процесса, восстановление функций суставов и профилактику обострения. Выбор физических методов лечения зависит от степени активности воспаления и стадии заболевания. При высокой степени активности физиотерапия применяется ограниченно, однако в последние годы актуальным становится использование криогенных технологий.
Сотрудники кафедры изучали эффективность локальной и общей газовой криотерапии в комплексном лечении ревматоидного и псориати-ческого артрита и в период реабилитации больных, в частности исследовалось влияние на функциональное состояние суставов и показатели
33 8 37,3
I
Уровень Интегральный Уровень адаптации показатель энергетик физическим «спортивной ческого нагрузкам формы» обеспечения
До курса
После курса
Рис. 4. Изменение показателей функционального состояния спортсменов старшего возраста при ОГКТ (р >0,05)
крови. В результате было установлено, что в процессе терапии достоверно уменьшились болевой, воспалительный синдромы и кожные проявления псориаза. Однако у некоторых пациентов, имеющих минимальные высыпания, сохранялся умеренно выраженный стойкий болевой синдром на протяжении всего курса лечения и после него.
Применение ОГКТ у больных псориатическим артритом позволило в течение четырех дней купировать острый болевой синдром с 70 до 1 балла в исследуемой группе. В контрольной группе он сохранялся в течение всего срока лечения и составил 20 баллов (рис. 6а). У пациентов с ревматоидным артритом
80
1
Контроль ОГКТ
болевой синдром купировался к шестой процедуре с 90 до 10 баллов (рис. 5б).
Интенсивность экссудативных изменений характеризуется средним баллом воспалительного индекса. Применение ОГКТ позволило снизить значение воспалительного индекса по сравнению с исходным уровнем 24±3,02 до 1,4±0,19, а в контрольной группе - 7,8±0,9 (р<0,001).
Оценивая динамику показателей периферической крови, следует отметить, что у пациентов с ревматоидным артритом наблюдалась тенденция к снижению СОЭ к пятой процедуре. К тому же не было зафиксировано побочных эффектов и осложнений ни во время проведения сеансов, ни после их завершения. Все пациенты отмечали улучшение физической активности и подъем психоэмоционального состояния.
Таким образом, применение комбинированной терапии (локальной криопунктуры и общего криотерапевтического воздействия) в комплексном лечении и реабилитации больных псориатическим артритом повышает эффективность лечения, что в сравнительном исследовании подтверждается достоверным уменьшением болевого и воспалительного синдромов. Предположительно, комбинированная
90
80
П ;
Контроль ОГКТ
До лечения
После лечения
Рис. 5. Динамика болевого синдрома по визуально-аналоговой шкале: А - у пациентов с псориатическим артритом; Б - у пациентов с ревматоидным артритом
45,9
45,2
34,3
34,4
70
ФИЗИОТЕРАПИЯ
криотерапия может использоваться в период обострения заболевания.
Остается невыясненным вопрос о длительности и повторяемости курса лечения. К тому же не изучено влияние криогенных процедур на скорость протекания биохимических реакций в организме человека (активность антивоспалительных цитокинов, С-реактивно-го протеина, ревматоидный фактор и других биохимических показателей крови), а также на клеточный и гуморальный иммунитет (показатели Т-лимфоцитов, сывороточного интерлейкина - фактора некроза опухоли, АББР и др.), гормональный статус пациентов с различными нозологическими формами заболеваний опорно-двигательного аппарата, не проведено проспективное наблюдение за данной категорией пациентов. Это дает основание для дальнейших углубленных исследований.
Новое направление в изучении корригирующих эффектов экстремально низких температур - оценка криовоздействия на организм пациента с преддиабетом и сахарным диабетом. Наблюдаемый повсеместно рост случаев сахарного диабета 2-го типа, «тревожная пропорция» больных, не достигающих рекомендуемых целей лечения, с прогрес-сированием диабетической полиневропатии и других осложнений, драматическое омоложение данного заболевания и признание того, что именно эта патология является главной причиной роста частоты сердечно-сосудистых заболеваний и сосудистых катастроф в разных странах и популяциях [6], предопределяют особую актуальность разработки новых лечебных и профилактических технологий. Проводимые кафедрой эндокриноло-
гии БелМАПО и Институтом тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси совместные исследования эффективности криовоздействия в комплексной метаболической терапии пациентов с сахарным диабетом 2-го типа свидетельствуют о перспективности данного метода. Включение его в стандартный протокол ведения пациентов ускорило положительную динамику антропометрических и метаболических характеристик у четверти лиц уже на втором месяце наблюдения. Через полгода достижение целевых величин липидных параметров имело место у большинства обследованных лиц.
В перспективе для изучения изменения оксигенации тканей при ЛГКТ и ОГКТ предполагается применить уникальный, разработанный в ИТМО и защищенный патентами способ магнитоцитоме-трии, который позволяет изучать магнитные свойства клеток и по величине магнитной восприимчивости отдельных эритроцитов определять содержание в них кислорода.
Состояние технического обеспечения при проведении ОГКТ на сегодняшний день таково, что температура в криокабине нерегулируема и устанавливается производителем неизменной по умолчанию. По мнению авторов, при лечении различных заболеваний и индивидуализации процедур может возникнуть необходимость применения дифференцированного температурного режима. Поэтому средства технологического оснащения ОГКТ должны стремиться к универсальности, то есть в одной и той же криокаби-не могли бы отпускать процедуры для пациентов с индивидуальными потребностями холодового режима. В этом плане многократно возраста-
ют требования к надежности и точности систем автоматики подачи хладагента в объем кабины и индикации температурно-временных параметров проведения процедур для визуального контроля медицинским персоналом. СЗ
Марк Левин,
старший научный сотрудник лаборатории нанопроцессов и технологий Института тепло-и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси, кандидат технических наук, доцент
Людмила Малькевич,
заведующая кафедрой медицинской реабилитации и физиотерапии Белорусского государственного медицинского университета, кандидат медицинских наук, доцент
Лариса Данилова,
заведующая кафедрой эндокринологии Белорусской медицинской академии последипломного образования, доктор медицинских наук, профессор
