Озонотерапия. Механизм лечебного действия на организм человека. Лекция для врачей
Лекция для врачей "Озонотерапия. Механизм лечебного действия на организм человека" (отрывок из книги "Руководство по озонотерапии - Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.)
Влияние озона на организм человека и механизмы его лечебного действия
Исследования свойств озона, проведенные в 19 веке показали, что озон способен реагировать с большинством органических и неорганических веществ до их полного окисления, т. е. до образования воды, оксидов углерода и высших оксидов других элементов В отношении биологических объектов установлено селективное действие озона на соединения, содержащие двойные и тройные связи. К ним относятся белки, аминокислоты и ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав липопротеидных комплексов плазмы и липидного бислоя клеточных мембран. Реакции с этими соединениями лежат в основе биологических эффектов озонотерапии и имеют патогенетическое значение при различных заболеваниях.
Озон - газ, токсичный при вдыхании. Он раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, повреждает сурфактант легких. Последовательность болезненных проявлений при вдыхании озона была описана Флюгге. Сначала наступает сонливость, затем изменяется дыхание: оно становится глубоким, неритмичным. В конце появляются перерывы в дыхании. Смерть наступает, видимо, в результате паралича дыхания Патологоанатомические исследования показали характерную картину отравления озоном: кровь не свертывается, легкие пронизаны множеством сливных кровоизлияний.
Вследствие этого установлена предельно допустимая концентрация (ИДК) озона в воздухе рабочего помещения 0,1 мг/м2, что в 10 раз больше обонятельного порога для человека.
Летальная доза озона для мышей (LD50 после 4-часового вдыхания) 10-4%, для человека - 10-5%. Межвидовые различия реакций на содержание озона в воздухе находятся в зависимости от площади поверхности альвеолярных мембран
При наружном (на кожные покровы и раневую поверхность), энтеральном (per os et per rectum) и парентеральном введении в терапевтическом диапазоне концентраций озон не оказывает токсического действия на организм человека.
При наружном применении высоких концентраций газообразного озона и озонированных растворов проявляются его мощные окислительные свойства, направленные против микроорганизмов. Причем озон более эффективен во влажной среде, так как при разложении озона в воде образуется высокорсакционный гидроксильный радикал.
Озон убивает все виды бактерий, вирусов, грибов и простейших. При этом в отличие от многих антисептиков озон не оказывает разрушающего и раздражающего действия на ткани, так как клетки многоклеточного организма имеют мощную антиоксидантную систему защиты.
Ниже приводятся виды микроорганизмов, для которых озон оказал губительное действие (Carpendale М.Т., Gnffis J., 1993)
- Bacteria
- Gram - Negative Cocci
- Gonococcus
- Meningococcus
- Other Neisseriae
- Gram Positive Cocci
- Pneumococcus
- Staphylococcus Coag + ve
- Streptococcus Vindans
- Streptococcus Hemolyticus
- Streptococcus Faecalis
- Giram - Negative Rods
- Aerobacter (Enterobacter)
- Brucella
- Escherichia
- E. Coli Sepsis
- Haemophilus Influenzae
- Haemophilus Pertussis
- Klebsiella
- Pasteurella Tularemia
- Viruses
- Gram - Negative Rods (Continued)
- Proteus Mirabilis
- Proteus Vulgaris
- Pseudomonas Aeruginosa
- Salmonella Paratyphi
- Hirschfeldi
- Туphi
- Shigella Flexnen
- Vibrio Cholera
- Gram Positive Rods
- Actinomyces
- Baccillus Anthrax
- Clostridium Tetanus
- Corynebacterium Diphthcriac
- Acid Fast Roads
- Actinomyces
- Mycobacterium Tuberculosis
- Protozoa
- Encephalitis
- Hepatitis A
- Hepatitis В
- Herpes Simplex Labialis
- Herpes Zoster
- Influenza
- Measles
- Mumps
- Meningitis Coxsackie
- Poliomyelitis Brunhilda
- Poliomyelitis Lansing
- Vaccinia
- Entamoeba Histolytica
- Trichomonas Vaginalis
- Tapeworm
- Taenia Saginata
В наших исследованиях проведено испытание бактерицидных свойств озонированной дистиллированной воды с концентрацией озона 4 мг/л. В условиях in vitro показано полное подавление роста колоний стафилококка, кишечной и синегнойной палочек, протеев, клебсиеллы при 103-104 КОЕ/мл. При более высоком количестве микроорганизмов (около 105-107 КОЕ/мл) имела место неполная инактивация микроорганизмов.
Среди причин бактерицидного эффекта озона чаще всего упоминают нарушение целостности оболочек бактериальных клеток, вызываемое окислением фосфолипидов и липопротеидов.
Грамположительные бактерии более чувствительны к озону, чем грамотрицательные, что, видимо, связано с различием в строении их оболочек. Есть также данные о взаимодействии озона с протеинами. Обнаружено проникновение озона внутрь микробной клетки, вступление его в реакцию с веществами цитоплазмы и превращение замкнутого плазмида ДНК в открытую ДНК, что снижает пролиферацию бактерий.
Эффект озонированного растительного масла обусловлен наличием озонидов. Полагают, что за счет кислородной связи озонид ненасыщенной жирной кислоты соединяется с рецептором для микроорганизмов и блокирует его. Наибольшим бактерицидным действием обладает масло с пероксидным числом 2,5-3 тыс., что показано на культуре T.rubrum, T.interdigitale, M.canis, плесневые и дрожжеподобные грибы рода Candida. Терапевтическая эффективность представлена при микозе стоп, онихомикозе, кандидозе кожных складок, паховой эпидермофитии.
Вирицидное действие озона связывают, прежде всего, с повреждением полипептидных цепей оболочки вируса, и отсюда, с нарушением их способности прикрепляться к клеткам- мишеням. Одним из механизмов является расщепление нити РНК вируса на две части, что повреждает реакции размножения .
Капсулированные вирусы более чувствительны к действию озона, чем некапсулированные, поскольку капсула содержит много липидов, которые легко взаимодействуют с озоном,
Важнейшим открытием явилось обнаружение антивирусного эффекта озона на культуре лимфоцитов, зараженной ВИЧ-1 (Freberg, Carpendale, 1988).
Механизм инактивации ВИЧ авторы объясняют следующими моментами;
1) частичным разрушением оболочки вируса и потерей им своих свойств,
2) инактивацией фермента обратной транскриптазы, ответственной за процесс транскрипции и трансляции вирусных белков и, соответственно, размножение вируса;
3) нарушением способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней. По данным Viebahn, электрофильная молекула озона может реагировать с парой свободных электронов азота в N-ацетилглюкозамине, который обнаруживается в вирусных акцепторах клетки-хозяина; это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем выяснено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток.
4) Важную роль играет активация синтеза биологически активного пептида интерферона, защищающего незараженные клетки от проникновения вируса.
5) Многие инфекции, сопровождающие HIV, являются устойчивыми к антибиотикам, но способными инактивироваться озоном в концентрациях, не токсичных для клеток организма.
Точками воздействия озона в организме теплокровных являются:
□ ненасыщенные жирные кислоты;
□ свободные аминокислоты;
□ аминокислоты в пептидных связях;
□ никотинамид, коэнзимы
Если для включения молекулы кислорода в аэробные процессы необходимо наличие активных ферментов или металлов переменной валентности, то озон способен мгновенно реагировать с рядом биоорганических субстратов.
Важнейшими являются селективные свойства озона реагировать с соединениями, имеющими двойные связи, и прежде всего с полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК).
Основными продуктами, образующимися при взаимодействии озона с ненасыщенными жирными кислотами наряду с озонидами, являются гидропероксиды.
Образующиеся в реакциях озонолиза пероксиды отличаются от аутогенных своей короткоцепочечностью и гидрофильностью. Аутогенные пероксиды являются короткоцепочечными пероксидами липофильного характера. Небольшое количество пероксидов озона усиливает потребление кислорода кровью во много раз.
Стабильность этих пероксидов незначительна, в течение короткого времени они распадаются и не поддаются аналитическому обнаружению.
Повышенное потребление кислорода организмом было доказано с помощью специальных измерений газов крови. Особенно доказательным было увеличение артерно - венозной разницы по кислороду.
В наших экспериментах в условиях in vitro с плазмой крови человека оценено влияние озонированного физиологического раствора, обработанного газовой смесью с концентрацией 800 мкг/л.
С помощью анализатора, разработанного в Институте химической физики АН РФ, измерялось количество двойных связей. В исходном состоянии содержание двойных связей составляло 2.4 х10-2 моль/л. Через 5 минут взаимодействия с озонированным раствором величина снизилась до 2,2, а через 40 минут упала в 2 раза.
Увеличение в 2-3 раза объема озонированного раствора вызывало уменьшение количества двойных связей в 2 раза уже через 5 минут. Изменению числа двойных связей соответствовало снижение в плазме крови в 2-3 раза процентного содержания ненасыщенных жирных кислот С 20:4; С 20:3; С 18:3; С 18:2 при значительном увеличении моноеновой кислоты 16:1 и насыщенных 14:0; 15:0; 16:0.
Влияние озонированного раствора 0,9% NaC) на индекс ненасыщенности можно объяснить реакциями по месту расположения двойных связей в жирных кислотах, что приводит к их разрыву и укорочению или к образованию соответствующих продуктов в сторону увеличения количества короткоцепочечных жирных кислот.
Проведенные исследования по изучению спектра белков в плазме крови у экспериментальных животных не выявили изменений в соотношении фракций. Это свидетельствует о том, что терапевтические концентрации озона не повреждают белковые структуры.
В то же время у больных с воспалительными заболеваниями лица и шеи после курса озонотерапии отмечена нормализация белоксинтезирующей функции печени, то есть увеличение количества альбумина и снижение уровней белков острой фазы (Дурново Е. А., 2003 ).
Так как при озонотерапии в организм попадают активные формы кислорода, то очень важным является рассмотрение влияния озона на процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ),
В многочисленных исследованиях показано, что терапевтические дозы озона стимулируют антиоксидантную систему и уменьшают интенсивность ПОЛ. В процессе озонотерапии происходит нарастание промежуточного продукта ПОЛ - малонового диальдегида в среднем на 119,4%. Достоверных изменений количества первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов (ДК)- получить не удалось, так как у разных больных их значения менялись разнонаправленно.
Опираясь на эти факты, можно сказать, что начальная активация свободнорадикального окисления под влиянием озонотерапии, естественно, происходит, так как при внутривенных капельных инфузиях озонированного изотонического раствора хлорида натрия в организм вводятся озон, кислород и свободные радикалы.
При этом быстро запускается антиоксидантная система защиты, которую озон, видимо, опосредованно стимулирует. Эго предположение сделано на основании того, что конечные продукты липопсроксидации - основания Шиффа (ОШ) - достоверно снижаются после озонотерапии на 59,7% (р<0,05), а также увеличивается коэффициент ДК/ОШ в 77,8% Случаев. Следовательно, антиоксидантная система в данном случае работает на стадии разветвления цени ПОЛ, которая характеризуется образованием малонового диальдегида, то есть цепная реакция обрывается, а малоновый диальдегид инактивируется.
О быстрой компенсации реакций свободнорадикального окисления также свидетельствуют и результаты индуцированной бнохемилюминесцснции (БХЛ) плазмы пациентов, изучение которой является наиболее адекватным методом для оценки свободнорадикальных процессов в биосубстратах. Снижение I max и светосуммы происходило уже после 4-5 процедур озонотерапии, после 8-10 процедур светосумма достоверно уменьшалась на 31,1%(р<0,05), I max - на 17,9%(р<0,05). Это свидетельствовало о снижении потенциала ПОЛ и активации антиоксидантной системы защиты. Общая антиоксидантная активность (АОА) плазмы, по данным БХЛ (I max/S), также неуклонно увеличивалась, и к концу курса лечения истощения антиоксидантной системы не происходило. Напротив, возрастала активность антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы на 45,4% и каталазы на 34,9% (р<0,05).
Результаты проведенных нами исследовании по оценке состояния про- и антиоксидантных систем в экспериментальных и клинических условиях позволило заявить, что пусковым моментом в действии озона па организм является регуляция про- и антиоксидантного баланса. Интенсификация свободнорадикальных реакций влечет за собой подъем общей антиоксидантной активности сыворотки крови и активности антиоксидантных ферментов СОД, каталазы, глутатион пероксидазы в клетках крови и в тканях. В результате увеличения общей антиоксидантной системы защиты нормализуются процессы ПОЛ, что сопровождается постепенной нормализацией в сыворотке крови и во всех тканях уровней молекулярных продуктов липопсроксидации, и, что особенно важно, токсичных, повреждающих клеточные мембраны - МДА и ОШ. В результате восстанавливается активность встроенных в эти мембраны ферментов (Диплом №309 на открытие от 18.05.06 г. Закономерность формирования адаптационных механизмов организмов млекопитающих при системном воздействии низкими терапевтическими дозами озона Конторщикова К. Н. Перетягин С. П.)
Отсюда, регуляцию процессов ПОЛ и АОА в организме можно считать одним из механизмов лечебного действия озонотерапии.
Есть данные о том, что при парентеральном введении озон способен стимулировать работу гепатоцитов, в том числе направленную на переработку липидных фракций. Жировой дистрофии печени при этом не возникает, так как под влиянием озона в гепатоцитах активируются структурно-функциональные механизмы преобразования жировых энергетических субстратов в углеводные (Лебкова Н. П., 1992). Проведенные опыты на крысах показали, что озонирование вызывает гиперплазию пероксисом, которые принимают активное участие в катаболизме жирных кислот и синтезе гликогена и глюкозы из продуктов этого катаболизма. Кроме того, пероксисомы продуцируют каталазу и в связи с этим выполняют антиоксидантную и детоксикационную функции.
Наиболее простой моделью для изучения биохимических процессов являются эритроциты. Кроме того, этот объект имеет немаловажное значение в связи с тем, что в медицинской практике достаточно широко используются методики парентерального введения озона, при котором происходит непосредственный контакт с эритроцитами (рис.1).
Рис. 1 Влияние озона и образуемых им пероксидов на эритроцитарный обмен
Особого внимания заслуживает сосудорасширяющий эффект озонотерапии, связанный с активацией эндотелиального фермента NO-синтазы и синтезом окиси азота, одного из самых мощных вазодилятаторов . Friman (1988) обнаружил защитный эффект озона на эндотелий сосудов. В наших экспериментов при определении продуктов нитратов и нигритов - доказано влияние озона на NO - синтазу (Округ И.Е.)
В настоящее время активно изучается влияние озона на белые клетки крови и иммунную систему. На рис. 2 представлен процесс активации фагоцитоза при озонотерапии за счет образования пероксидов (-О-О-), что особенно актуально при хронических инфекционных заболеваниях. В наших исследованиях при озонотерапии беременных женщин с поздним гестозом выявлена коррекция всех нарушений стадий фагоцитоза. Прежде всего имеет место сокращение времени адгезии и особенно выражена активация стадии кислородного взрыва, обусловленная образованием пероксидов. Третья стадия фагоцитоза, определяющая суммарный ответ фагоцитирующей системы, у больных до лечения озоном отсутствовала, после лечения эта стадия регистрировалась на уровне нормы. Одним из возможных вариантов активации фагоцитоза является повышение синтеза фагоцитстимулирующего фактора.
Выяснено также, что озон стимулирует выработку цитокинов лимфоцитами и моноцитами (Bocci V., 1991). К цитокинам относятся интерфероны, фактор некроза опухоли и интерлейкины, с чем связаны иммуномодулирующие свойства озона.
Рис. 2. Влияние пероксидов, индуцированных озоном, на фагоцитоз (S. Rilling, R. Viebahn, 1987)
Экспериментальные данные позволяют сделать вывод об эффективном вмешательстве озона в свободнорадикальные и энергетические процессы опухолевой клетки, вызывающем изменения в анаболических процессах и в конечном итоге ее гибель, что подтверждается морфологическими исследованиями (Щербатюк Т. Г., 1997). Важнейшая роль озона в противоопухолевом действии связана с нормализацией иммунного надзора, в частности, FAS- апоптозом. Установлено, что при введении в организм человека низких терапевтических доз озона происходит снижение изначально повышенного уровня сывороточного растворимого Fas антигена и относительного содержания Fas мононуклеарных клеток, что свидетельствует об ограничении Fas- зависимой инициации апоптоза иммунокомпетентных клеток и повышении эффективности противоопухолевой терапии. Диплом N 330 на открытие от 9 марта 2007г. "Закономерность изменения сывороточного уровня растворимого FAS антигена и количества FAS+ мононуклеарных клеток периферической крови организма человека под действием низких терапевтических доз озона (Алясова А. В., Конторщикова К. Н., Новиков В. В., Барышников А. Ю., Караулов А. В.)
Известным и важным эффектом озона является влияние на гемостаз. При исследовании влияния озона и на тромбоциты по показателям индекса агрегации тромбоцитов (ИАТ) С АДФ. ристомицином и адреналином получены однонаправленные результаты - снижение агрегационной способности кровяных пластинок, хотя статистически значимым снижение ИАТ на 6% оказалось только при проведении теста с АДФ.
Данная динамика наблюдалась у 60% пролеченных пациентов неврологического профиля. Важно отметить, что снижение ИАТ после курса внутривенных капельных инфузий озонированного изотонического раствора хлорида натрия происходило во всех случаях с исходно повышенной агрегационной способностью тромбоцитов.
На стадии первичного (сосудисто-тромбоцитарного) гемостаза снижение агрегационной способности тромбоцитов может достигаться следующим путем. В их мембране содержится арахидоновая кислота, которая, с одной стороны, является источником образования мощного активатора агрегации тромбоцитов - тромбоксана, а с другой - мощного ингибитора тромбоксана - простациклина в сосудистой стенке. Озон способен активировать тромбоцитарный фермент фосфолипазу А2, которая, расщепляя фосфолипидные мембраны, приводит к высвобождению жирных кислот, главным образом арахидоновой. Эта кислота является субстратом целого ряда ферментов, один из которых - циклооксигеназа, которая превращает арахидоновую кислоту в эндопероксид. Дальнейшее превращение эндопероксида зависит от его локализации: в неповрежденной сосудистой стенке он превращается в простациклин и препятствует распространению тромбоцитарного агрегата, а в месте повреждения - в тромбоксан, обеспечивающий немедленное освобождение ряда высокоактивных агентов, которые инициируют процесс свертывания крови (Грицюк А. И., Амосова Е. Н., Грицюк И. А., 1994). В терапевтических концентрациях озон способен селективно реагировать по месту двойной связи в арахидоновой кислоте, запуская ее метаболизм по пути образования простациклина, предотвращая тем самым создание тромбоцитарных агрегатов (рис. 3).
Многие авторы указывают на то, что продукты ПОЛ (в частности, малоновый диальдегид) могут ингибировать агрегацию тромбоцитов (Азизова О. А., Власова И. И., 1993; Муранов К. О., 1990).
А при внутривенном введении озонированный физиологический раствор неизбежно стимулирует процесс ПОЛ, особенно в начале курса лечения.
Л.В. Шатилина (1993) выдвигает гипотезу о свободнорадикальной регуляции агрегационной активности тромбоцитов, а также приводит данные о том, что диеновые конъюгаты могут непосредственно активировать тромбоциты, приводя к их повышенной агрегации.
Рис. 3 Механизм действия озонотерапии на функциональную активность тромбоцитов
По-видимому, озон влияет и на другие звенья многоступенчатого процесса свертывания крови После курса озонотерапии достоверно увеличиваются показатели первой фазы плазменного гемостаза - активированное время рекальцификации на 7% (р<0,05) и активированное частичное тромбопластиновое время на 7,8% (р<0,05), не превышая нормальных значений.
Вышеуказанные сдвиги, происходящие под действием озонотерапии, могут свидетельствовать о снижении функциональной активности XII, XI, IX и VIII плазменных факторов свертывания крови, а также могут быть связаны с уменьшением количества тромбоцитов и их агрегационной активности.
Исследование второй фазы плазменного гемостаза (образование тромбина) проводилось с помощью довольно грубого метода - определения протромбинового индекса. Оказалось, что после лечения он практически не меняется, то есть значительных сдвигов в системе свертывания крови при применении озоно-кислородной смеси не происходит.
Из показателей, характеризующих третью фазу свертывания крови (образование фибрина), этаноловый тест и активность XII) фактора плазмы (фибринстабилизирующего) практически не менялись, а концентрация растворимых комплексов фибрин-мономера, повышенная до лечения, достоверно снижалась и в основной, и в контрольной группах больных.
Растворимые комплексы фибрин-мономера - это высокомолекулярные производные фибриногена, которые не трансформируются в фибрин при добавлении тромбина. Их повышение свидетельствует о склонности к внутрисосудистому тромбозу, а уменьшение их количества после озонотерапии является благоприятным для больных с сосудистыми заболеваниями нервной системы.
Средние уровни фибриногена в плазме крови пациентов в процессе лечения колебались незначительно.
При исследовании первичных естественных антикоагулянтов оказалось, что после проведения курса озонотерапии увеличивается активность комплекса антитромбин III- гепарин с 93,9 до 101,7% (р<0,05), который нейтрализует ферментативную активность тромбина, калликреина, активированные факторы свертывания крови - ХIIа, ХIа, Ха, IХа и является наиболее мощным ингибитором свертывания крови (В. П. Балуда, 1995). Под воздействием озонотерапии наблюдалась активация фибринолиза (фибринолитическая активность изменялась с 221,2 до 203,9 мин., снижаясь на 7,8%). Протамиисульфатный тест для обнаружения продуктов деградации фибрина при этом оставался отрицательным. Следовательно, вводимый внутривенно озонированный физиологический раствор повышает фибринолитическую активность крови пациентов, не приводя к гиперфибринолизу. Активация фибринолитического звена системы гемостаза препятствует росту тромбов, вызывая частичный или полный тромболизис, ведет к лизису фибрина, обеспечивает его удаление из сосудистого русла, является под ним из ведущих механизмов реваскуляризации и восстановления кровотока в органах и тканях (В. П. Балуда и соавт., 1995).
Практически по всем показателям коагулограммы под воздействием озонотерапии получены однонаправленные сдвиги в сторону гипокоагуляции. Причем эти изменения были умеренными, не выходя в большинстве случаев за пределы нормальных значений.
Таким образом, озон воздействует на всех этапах сложной цепной ферментативной реакции, каковой является процесс свертывания крови, однонаправленно, умеренно сдвигая систему коагуляционного гомеостаза в сторону снижения свертывающей способности крови, предотвращая тем самым внутрисосудистое тромбообразование, особенно в участках с замедленным кровотоком Уменьшая вязкость и свертываемость крови, озонированный физиологический раствор улучшает микроциркуляцию, которая охватывает множество взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, среди которых,в первую очередь, следует назвать следующие: циркуляция крови и лимфы в сосудах диаметром от 2 до 200 мкм, поведение клеток крови (деформация, агрегация, адгезия и др), свертывание крови (коагуляция, фибринолизис, тромбообразование, роль тромбоцитов), транскапиллярный обмен и ультраструктурные особенности микрососудов (Чернух А. М., Александров П. Н., Алексеев О. В., 1975).
Перетягин С. П. и соавт. (1992) проводили озонирование крови пациентам после клинической смерти и обнаружили, что это привело к восстановлению ее кислородтранспортной функции. Это мнение подтвердили Акулов М. С. и соавт. (1992), исследуя эффект действия озона у постреанимационных больных. Они сообщали об улучшении оксигенации крови с восстановлением кислотно-щелочного равновесия, улучшении микроциркуляции и реологических свойств крови. При протезировании клапанов сердца в условиях искусственного кровообращения, где использовали озонированный перфузат у 150 пациентов, Бояринов Г .А. и соавт. (1995) отметили повышение утилизации тканями АТФ, при этом в эритроцитах нарастало содержание 2,3- ДФГ, а в крови снижалось содержание лактата и увеличивалась антиоксидантная активность крови.
Озон не оказывает разрушающего действия на ткани и клетки, он восстанавливает или увеличивав! нормальное клеточное окисление, которое было снижено болезненным состоянием. Кровь в присутствии озона может поглощать в 2 - 10 раз больше кислорода, чем при обычных условиях, так как в этом случае кислород растворяется в плазме (H. H. WolfF, 1982). Опыты доказали тропизм озона и его фиксацию тканями. В процессе озонотерапии происходит насыщение кислородом как сыворотки крови, так и эритроцитов. При этом возможно поддержание обмена веществ через внеклеточную жидкость, несмотря на нарушенный тонус сосудов. При проведении большой аутогемотерапии с озоном у всех пролеченных пациентов показано статистически значимое повышение парциального давления кислорода в артериальной крови, снижение парциального давления углекислого газа и увеличение содержания гемоглобина.
F. Hernandez, S. Mcnendez, I. Alvarez (1995) сообщают о том, что ректальные инсуффляции озон-кислородной смеси оказывают такое же влияние на метаболизм липидов, как и внутривенное введение озона. После курса лечения они отмечали снижение уровня холестерина в крови, увеличение количества глутатиона и глутатионпероксидазы.
Вследствие вышеперечисленных эффектов озонотерапия находит всё более широкое применение в медицинской практике. Озон воздействует одновременно на несколько звеньев патогенеза многих заболеваний.
Бактерицидное, вируцидное, фунгицидное действие озона
Среди биологических эффектов озона традиционно первое место занимает бактериофунги- и вируцидный эффект озона. Это прямое действие озона проявляется при наружном применении его различных модификаций, особенно в высоких концентрациях. При этом в отличие от многих известных антисептиков озон не раздражает и не разрушает покровные ткани человека в связи с тем, что в противоположность микроорганизмам многоклеточный организм человека обладает мощной антиоксидантной системой защиты.
Первичной мишенью озона являются плазматические мембраны клеток. Озон индуцированная модификация внутриклеточного содержимого (окисление цитоплазматических белков, нарушение функций органелл) вероятно, опосредована действием вторичных окислителей - продуктов озонолиза мембранных липидов. Действие озона на мембраны адресуется, в первую очередь, более полярным участкам. Это не связано с более высоким сродством озона к ним, а с большей их доступностью со стороны внеклеточной водной фазы. Непосредственной причиной гибели бактерий при действии озона являются локальные повреждения плазматической мембраны, приводящие к утрате жизнеспособности бактериальной клетки и (или) способности ее к размножению. У дрожжей главная причина - нарушение внутриклеточного гомеостаза как следствие нарушения барьерных свойств плазматической мембраны. При электронно-микроскопических исследованиях обнаружено образование поперечных сшивок белок- белок, белок- липид, в процессах ПОЛ под действием озона. Одним из сшивающих агентов может быть малоновый диальдегид. Эго подтверждается тем, что при легальной дозе для Candida продольные сколы мембран замещаются поперечными, что приводит к быстрому изменению ультраструктуры плазматической мембраны. Важно, что молекулы озона взаимодействуют не только с компонентами поверхностной мембраны, но, изменяя ее проницаемость, приводят через 10-20 минут к разрушению внутриклеточных органелл.
Нельзя исключить и тот механизм, который живые организмы используют для ликвидации чужеродных антигенов, и заключающийся в действии свободных радикалов кислорода, образующихся при разложении озона в водной среде. Именно наличием высокореакционного гидроксильного радикала (ОН) объясняется губительное действие озона на большинство микроорганизмов.
По данным микробиологических исследований озон способен убивать все известные виды грамм-положительных и грамм- отрицательных бактерий, включая синегнойную палочку и легионеллу, все липо- и гидрофильные вирусы в том числе вирусы гепатита А, В, С, споры и вегетативные формы всех известных патогенных грибов и простейших (Carpendalle М. Т., Griffis G. 1993). По данным ряда авторов озон в концентрациях от 1 до 5 мг/л приводит к гибели 99,9% E.coli, Streptococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosum, Cryptosporidium parvum, Varavium и др. в течении 4-20 минут.
При концентрации 0,1 мг/л даже для уничтожения весьма стойких спор Penicilium notatum требуется 15-20 минут.
В наших исследованиях проведено испытание бактерицидных свойств озонированной дистиллированной воды с концентрацией в ней озона 4 мг/л. Установлено в условиях in vitro, что происходит полное подавление роста колоний стафилококка, кишечной и синегнойной палочек, протеев, клебсиеллы при 103-104 КОЕ/мл. При более высоком количестве микроорганизмов (около 105 -107 КОЕ/мл) отмечается неполная инактивация микроорганизмов. Подчеркивая выраженный бактерицидный эффект озона на грамположительную флору гнойных ран и трофических язв, наряду с динамическим снижением резистентности микробов к озону отмечено и повышение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам. Важным представляется выраженное подавление активности экзотоксина Staph, aureus и экзо- и эндотоксина Ps. aeruginos.
Продемонстрировано повышение чувствительности бактерий к бактерицидному действию комплемента при воздействии озона. Растворы озона очень эффективны по отношению к Staphylococcus aureus, устойчивого к метициллину. Эти же авторы обнаружили мощное вирусолитическое действие против энтеровирусов и вируса полимиелита.
Согласно данным Bolton D.S. (1982) капсулированные вирусы более чувствительны к действию, чем некапсулированные. Это объясняется тем, что капсула содержит много липидов (например, у вируса герпеса до 22 %), которые легко взаимодействуют с озоном.
Важнейшим открытием явилось обнаружение антивирусного эффекта озона на культуре лимфоцитов, зараженной HIV-1. (Carpendalle М. Т., Griffis G. 1993).
Воздействие озона на мицелий патогенных грибов изменяет сначала внешние структуры мицелия (цитоплазматическая мембрана), а затем в процесс вовлекаются внутриклеточные мембранные структуры и органеллы. В результате этого воздействия гифы патогенных грибов становятся плоскими, перекрученными и сморщенными, в них возникают дефекты клеточной стенки вплоть до полной деструкции всех компонентов клеточной структуры грибов.
При введении более низких концентраций озона в кровь посредством различных технологий антивирусный эффект обусловлен более сложными механизмами. Даже незначительное количество окислителя, существующего в виде озонидов приводит к следующим последствиям: 1) частичное разрушение оболочки вируса и потеря им своих свойств; 2) инактивация у вирусов фермента обратной транскриптазы, в результате чего ингибируется процесс транскрипции н трансляции белков и, соответственно, образование новых клеток вируса; 3) нарушение способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней. По данным Viebahn R. (1994), электрофильная молекула озона может реагировать с парой свободных электронов азота в N- ацетилглюкозамине, который обнаруживается в вирусных акцепторах клетки-хозяина; это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем установлено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток.
Кроме того, многие инфекции, сопровождающие HIV, оказались устойчивыми к антибиотикам, но способными инактивироваться озоном в концентрациях, не токсичных для клеток организма.
Важную роль играет влияние озона на неспецифическую систему защиты организма (активация фагоцитоза, усиленный синтез цитокинов - интерферонов, тумор- некрозирующего фактора, интерлейкинов), а также компонентов клеточного и гуморального иммунитета.
Бактерицидный эффект озонированного растительного масла обусловлен наличием озонидов, образующихся в реакциях озона по месту расположения двойных связей в жирной кислоте. Полагают, что за счет кислородной связи озонид ненасыщенной жирной кислоты “садится" на рецептор для микроорганизмов и блокирует его. Наибольшим бактерицидным эффектом обладает масло с пероксидным числом 2,5- 3 тыс. Но даже при разведении масляного раствора в 10,20,50 и 100 раз оно сохраняет стерилизующий эффект в отношении микроорганизмов. Обнаружен эффект озонированного масла на культуру Т. rubrum, Т, interdigitale, M.cfhis, плесневые и дрожжеподобные грибы рода Candida. Терапевтическая эффективность представлена при микозе стоп, онихомикозе, кандидозе кожных складок, паховой эпидермофитии (Суколин Г. И. и др., 1992).
Активация метаболизма
В результате исследований, проведенных в последние годы установлено, что использование озона усиливает потребление глюкозы тканями и органами, уменьшает содержание недоокисленных метаболитов в плазме (Viebahn R 1994), уменьшает частоту дыхания, увеличивает дыхательный объем и потребление
В течение многих лет проводились исследования биохимических процессов, активность которых оказалась чувствительной к очень низким дозам озона при любом способе введения в организм. Объектом изучения явились экспериментальные животные, цельная кровь, изолированные органы.
Наиболее полно изучены реакции озона с ненасыщенными жирными кислотами.
В наших экспериментах в условиях in vitro с плазмой крови человека оценено влияние озонированного физиологического раствора, обработанного газовой смесью с концентрацией озона 800 мкг /л Число двойных связей измерялось с помощью прибора анализатора двойных связей, разработанного в институте химической физики АН РФ. В исходном состоянии содержание двойных связей составляет 2,4 10‘2 моль/л. Через 5 минут взаимодействия с озонированным раствором величина снизилась до 2,2, а через 40 минут упало в 2 раза. Увеличение в 2-3 раза объема озонированного раствора вызывало уменьшение числа двойных связей в 2 раза уже через 5 минут. Изменению числа двойных связей соответствовало снижение в плазме крови в 2-3 раза процентного содержания ненасыщенных жирных кислот-С 20:4; С 20:3; С 18:3;С 18:2 при значительном увеличении моноеновой кислоты С16:1 и насыщенных- 04:0, С15:0; С16;0. Влияние озонированных растворов на индекс ненасыщенности можно объяснить реакциями по месту расположения двойных связей в жирных кислотах, что приводит к их разрыву и укорочению или к образованию соответствующих продуктов (Конторщикова К. Н. 1992) в сторону увеличения более короткоцепочечных жирных кислот. 13- дипольное присоединение озона к двойной связи приводит к образованию озонидов. В виду плотной упаковки липидов и белков в биомембранах, именно плазматические мембраны выступают основной мишенью действия озона на клетку (Конев С. В., Матус В. К. 1992). Учитывая высокое содержание ненасыщенных жирных кислот и их эфиров, большая часть вводимого озона расходуется на реакции с -С=С- связями с образованием биологически активных функциональных групп - озонидов Японскими учеными в условиях in vitro с помощью метода Н - ЯМР показано, что при озонировании масла оливкового двойная связь в триглицеридах преобразуется в озониды без продуктов деградации озонидов (альдегиды и карбоксильные кислоты). С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии возможна количественная оценка данных соединений (Miura Т., Suzuki S. 2001).
Поскольку вводимые в состав крови или физиологического раствора дозы озона настолько малы по сравнению с многочисленными объектами в организме, это не дает возможность объяснить эффект озонотерапии через непосредственные реакции его со всеми мембранами. По всей видимости, включается триггерный механизм озонидов, запускающий синтез различных биологически активных веществ или активацию первостепенных ферментов.
К настоящему времени известны два основных пути запуска внутриклеточных реакций сопровождающихся определенным физиологическим ответом:
1) через взаимодействие гормонов с рецепторами;
2) через изменение структуры липидного бислоя мембран с последующим включением системы внутриклеточных вторичных мессенджеров, передающих сигнал на геном.
Взаимодействием с липидными компонентами клеточных мембран и образованием в результате озонолиза на мембранах различных соединений, в том числе и озонидов, можно объяснить регуляторные эффекты озона. Именно фосфолипиды мембран выполняют функцию связующего звена между рецепторами мембран и первым вторичным месенджером - аденилатциклазной системой, контролирующей липазную и фосфолипазную активность.
Нами проведены исследования уровней вторичных мессенджеров циклической АМФ (u-АМФ) и циклической ГМФ (ц-ГМФ) на различных экспериментальных моделях in vivo В результате подтверждена роль этих уникальных соединений в компенсаторных реакциях клеток на экстремальные воздействия. Так, в печени крыс с перевитой саркомой-45 имело место повышение уровней АТФ и ц-АМФ, что можно объяснить быстрым восстановлением синтетической и детоксикационной функции этого органа при введении животным озона. Нормализация обменных процессов в печени играет важную роль в подавлении злокачественного роста (Щербатюк Т. Г. (1997), Гончарова Т. А. (1998).
В ткани головного мозга крыс основные изменения и их коррекции были связаны с уровнем ц*ГМФ и ГТФ. Увеличение ц-ГМФ активирует протеинкиназу которая, в свою очередь, обеспечивает фосфорилирование ряда белков гладкой мускулатуры. В результате этого процесса происходит расслабление гладких мышц и увеличение диаметра сосудов головного мозга, что повсеместно наблюдается в клинической практике при использовании озона (Котов С. А. 2000).
При введении даже очень низких доз озона отмечается быстрая интенсификация ферментов, катализирующих процессы окисления углеводов, липидов и белков с образованием энергетического субстрата АТФ.
На усиление аэробных реакций в процессе введения озона указывают многие авторы. Во-первых, показана активация ферментов гексозо-монофосфатного шунта и цикла Кребса, бета-окисления жирных кислот, установлено повышение уровней АТФ и КФ как в экспериментах на изолированных органах, так и на целостном организме.
На активацию сопряжения дыхательных процессов с окислительным фосфорилированием указывает повышение активности протонной АТФ-азы в митохондриях миокарда. В наших экспериментах на модели клинической смерти крыс при коррекции гипоксических нарушений метаболизма с использованием озона обнаружено достоверное увеличение активности этого фермента по сравнению с гипоксией (Конторщикова К. Н. 1992).
При озонировании отмечается сдвиг равновесия между восстановленным и окисленным НАД в сторону окисленной формы, крайне необходимой для осуществления процессов бета-окисления жирных кислот. Образующийся при этом анетилкоэнзим А включается в цикл Кребса. НАД играет важную роль в окислении и декарбоксилировании пирувата. В результате многими авторами отмечено снижение уровней липидов, углеводов, ряда недоокисленных продуктов.
Наиболее полно изучено влияние озона на биохимические процессы в эритроцитах, что объясняется простотой модели. В то же время этот объект имеет немаловажное значение в связи с тем. что в медицинской практике достаточно широко использована методика парентерального введения озона в кровь. Запуск кислород-зависимых реакций в эритроцитах осуществляется образованием в липидном бислое мембран клеток озонидов. ПНЖК в мембране разрыхляют липидный бислой и тем самым обусловливают определенную эластичность мембраны, перегиб молекулы по месту двойной связи служит активным центром для взаимодействия с молекулой озона. По всей вероятности, это до сих пор единственная известная реакция, которая позволяет пероксидам поступать в клетку. Несмотря на высокие реакционные способности озона, полярная структура молекулы не позволяет ему проникнуть через клеточную мембрану. Поэтому внутриклеточные реакции озона исключены. Озонолиз клеточной мембраны эритроцитов ведет через расщепление цепей ненасыщенных жирных кислот к образованию гидрокси-гидропероксидов. Пероксиды проникают во внутриклеточное пространство (по крайней мере частично) и тем самым влияют на метаболизм эритроцитов. Их накопление предотвращается важнейшим антиоксидантом - восстановленным глутатионом. В работах Chow С. К et al! (1981), Rokitansky О. (1982). показано увеличение активности глутатионовой системы, формирующей внутриклеточную антиоксидантную защиту организма против активации свободно-радикальных реакций.
Результатом окисления сульфгидрильных групп (SH) является накопление окисленной формы глутатиона (GSSG) и сдвиг соотношения восстановленной и окисленной фракций глутатиона. Rokitansky О. (1982) показано, что донором протонов для восстановления окисленного глутатиона является НАДФ Н2, образующийся вследствие приведенного в действие для поддержания динамического равновесия окисленного и восстановленного глутатиона (1:500) пентозофосфатного шунта. Помимо глутатиона НАДФ Н2 восстанавливает и другие внутриклеточные антиоксиданты, и прежде всего витамин Е и аскорбиновую кислоту.
В свою очередь, пентозофосфатный шунт способствует усилению гликолиза и метаболизма глюкозы. Rokitansky О. (1982) в условиях in vitro было показано снижение уровня глюкозы в плазме крови. В проведенных позднее наших собственных экспериментах in vitro и in vivo были подтверждены полученные данные. Особенно четко это проявляется у больных сахарным диабетом (Павловская Е.Е. 1998).
Образованный в ходе пентозофосфатного шунта НАДФ Нг окисляется в НАД. В результате посредством активации ферментативных реакций значительно повышается уровень 1,3-дифосфоглицерата. Следствием любого повышения 1,3-ДФГ является повышение уровня 2,3-ДФГ. Таким образом, в результате озонолиза пероксиды индуцируют каскад реакций, которые в конечном итоге приводят к повышению уровня 2,3- ДФГ и увеличению числа ионов водорода. Именно повышение уровня 2,3-ДФГ выполняет ключевую функцию в лечебном эффекте озона:
НЬО2 + 2,3-ДФГ—> НЬ2,3-ДФГ + О2
Повышение уровня 2,3-ДФГ облегчает высвобождение кислорода из окисленного гемоглобина. В работах Rokitansky О. (1982) в 90% случаев было установлено значительное повышение этого соединения. Длительные исследования по измерению газов крови выявили снижение рО2 с нормы (40 мм рт ст) до 20 мм рт ст и даже ниже. Это означает, что в тканях, страдающих от недостаточности кровоснабжения высвобождается больше кислорода - эффект, которого невозможно достичь с помощью медикаментов. Дополнительное увеличение числа ионов водорода за счет повышенной буферной емкости окисленного гемоглобина имеет также дезоксигенирующий эффект, известный как "бор-эффект'.
Активация метаболических процессов способствует накоплению в эритроцитах макроэргических соединений - АТФ. В результате восстанавливается активность Транспортных помп, в том числе, как показано нашими исследованиями, К-, Na-АТФ-азы. В результате нормализуется концентрация внутри- К+) и внеклеточных (Na+) катионов, восстанавливается электрический потенциал покоя клетки, ее заряд и, отсюда, адгезивная и агрегационная активность клеток, определяющие реологические свойства крови. Кроме того, образование в липидном бислое мембран пероксидов снижает вязкость липидного бислоя мембраны. В наших исследованиях обработка озоном определенной концентрации суспензии эритроцитов снижала вязкость липидного бислоя мембран, что продемонстрировано методом флуоресценции с использованием зонда пирена (Конторщикова К. Н. 1992, Кокшаров И. А. 1992). При этом отмечалось увеличение деформабельности эритроцитов, которая оценивалась методом пипеточной аспирации по измерению изотропного натяжения и упругости мембран. Деформабельность эритроцитов зависит от состояния спектрин-актиновой сети и ее взаимодействия с липидным бислоем. Суммарным результатом явилось отмечаемое многими авторами улучшение реологических свойств крови (Тарасова А. И. 1991), что является важной составной частью эффективности озонотерапии.
Более точные результаты по нормализации структуры эритроцитов под действием озона получены Бархоткиной Т. М. (2001) с использованием голографической интерференционной микроскопии. В данном исследовании показано, что после введения озонированного физиологического раствора в вену больных с нейросенсорной тугоухостью уменьшается число патологически измененных деструктивных форм, агрегирующих клеток, эритроциты приобретают выраженную двояковогнутую форму, причем терапевтический эффект более выражен при максимальных первоначальных патологических отклонениях в форме эритроцитов. На кровь здоровых доноров с выраженной двояковогнутой формой эритроцитов введение озона не оказывало влияние. Восстановление формы эритроцитов после озонотерапии приводило к увеличению его поверхности при данном объеме и, соответственно, повышению их функциональной способности. Одним из предполагаемых эффектов озона на реологические свойства крови является активация им NO-синтетазы. Этот фермент находится в эндотелиальных клетках и его активация является результатом взаимодействия озона с сосудистой стенкой, В настоящее время достаточно полно изучены вазодилатационные свойства радикала азота как фактора эндотелиальной релаксации. Все вместе взятое лежит в основе улучшения микрогемоциркуляции и реологических свойств крови, увеличении кислородной емкости плазмы и отдачи оксигемоглобином кислорода клеткам и, вследствие важности этих противогипоксических механизмов, снижении степени выраженности тканевой гипоксин (Перетягин С. П., (1991) Конторщикова К. Н. (1992).
Озонирование перфузата поддерживает относительно высокую скорость кровотока в микроциркуляторном русле, препятствует развитию пареза сосудистого тонуса артериол и венул, значительному снижению числа функционирующих н возрастанию количества плазматических капилляров (Жемарина Н. В. ,(1997) Бояринов Г. А., Соколов В. В. (1999), а также оказывая положительное действие на метаболизм эритроцитов, предотвращает перегруппировку их внутриклеточного содержимого и повышает резистентность мембраны, предупреждает образование большого количества деструктивных и измененных форм клеток и их агрегатов.
В печени озон активирует процессы утилизации глюкозы, жирных кислот и глицерола, увеличивает интенсивность реакций окислительного фосфорилирования, поддерживает на высоком уровне синтез АТФ при сохранении нормального содержания гликогена (Зеленов Д. М. (1988), Лебкова Н. П. (1995).
В почках озон, интенсифицируя процессы использования глюкозы, глюкоэо-6-фосфата, лактата, пирувата и реакций окислительного фосфорилирования, нормализует уровень АТФ при высокой активности глюконеогенеза. Оказывая положительное действие на метаболизм печени и почек, озонирование уменьшает степень выраженности дистрофических изменений в этих органах во время искусственного кровообращения, а также повышает резистентность мембран внутриклеточных органелл гепатоцитов и нефроцитов.
Вливание озонированного физиологического раствора при геморрагическом шоке усиливает адаптационные реакции кардиореспираторной системы. Озон, улучшая метаболизм сердечной мышцы, увеличивает сократительную и насосную функцию сердца; повышая уровень серотонина в крови.
Купить книгу "Руководство по озонотерапии - Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.
Книга "Руководство по озонотерапии"
Авторы: Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.
В руководстве представлены современные материалы по клиническому использованию метода озонотерапии при наиболее часто встречающихся заболеваниях. Издание 5-е, переработанное и дополненное.
Купить книгу "Руководство по озонотерапии - Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.
Содержание книги "Руководство по озонотерапии" - Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.
1. Основы озонотерапии
- Что такое озон
- Открытие озона и его свойства
- Клинические эффекты озонотерапии
- Методы лечебного воздействия озона
2. Общие вопросы
- Получение озона
- Формы и методика применения озонированных материалов
- Противопоказания к проведению озонотерапии и оценка результатов лечения
3. Частная озонотерапия
- Озонотерапия в хирургии
- Озонотерапия при внутренних болезнях
- Озонотерапия в гинекологии и акушерстве
- Озонотерапия в дерматологии
- Озонотерапия в неврологии
- Озонотерапия в оториноларингологии
- Озонотерапия в офтальмологии
- Озонотерапия в стоматологии
- Озонотерапия в онкологии
- Озонотерапия в гериатрии
- Озонотерапия в педиатрии
- Озонотерапия в гастроэнтерологии
- Озонотерапия в эндокринологии
- Применение озон-кислородной смеси в гнойной хирургии
- Озонотерапия в травматологии
- Озонотерапия в наркологии
- Осложнения озонотерапии
- Информация для пациентов
Купить книгу "Руководство по озонотерапии - Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Клейман Т. А.
0 комментариев