5 курс / Госпитальная педиатрия / Клиническое_применение_медицинского

роциты, дрожжевые и бактериальные клетки) модифицируются силы межмолекулярного взаимодействия (изменения устойчивости к детергентам и направление криофрактографического скола), растет гидрофильность и бифазно (разнонаправленно) изменяется микровязкость анулярного и бислойного липида (зондовая флюоресценция), а также зарядовое состояние поверхности (данные электрофореза). Изменения физического и структурного состояния мембран связаны с окислительной деструкцией липидов и белков. Происходит повышение резистентности эритроцитов и возрастание их деформабельности, что способствует оптимизации микроциркуляции. Вследствие подвижности двойного слоя мембраны, образовавшиеся дефекты в ней вновь закрываются.

Под влиянием озонолиза внутренней среды (введение озонированного физиологического раствора, проведение аутогемотрансфузии озонированной крови) происходит стимуляция биосинтеза простагландина Е1, который принимает активное участие в восстановлении микроциркуляции и периферического кровообращения. Это связано с влиянием простагландина Е1 на:

–метаболизм (улучшение утилизации кислорода и глюкозы путем перехода от анаэробного к аэробному клеточному дыханию и из-за благоприятных изменений метаболизма глюкозы, жиров и аминокислот, что ведет к восстановлению нормального метаболизма в ишемизированной ткани);

–кровеносные сосуды (сосудорасширяющее действие за счет прямого расслабляющего эффекта на гладкомышечную ткань кровеносных сосудов, что приводит к увеличению кровотока);

–гемостаз (активация фибринолиза стимуляцией образования активатора плазминогена, ведущая к стабилизации гемостаза);

–эритроциты (повышение пластичности эритроцитов и уменьшение их агрегации, способствующие нормальной микроциркуляции и адекватному снабжению кислородом);

–тромбоциты (подавление активации тромбоцитов путем уменьшения количества свободных ионов кальция в тромбоцитах и скопления тромбоцитов на поврежденных местах путем блокирования адгезии тромбоцитов к субарахноидальным тканям, что ведет к уменьшению тромбообразования);

–нейтрофильные гранулоциты (подавление активации нейтрофилов за счет ингибирования образования супероксидов и адгезии к эндотелиальным клеткам, что предотвращает повреждение тканей).

В механизме противогипоксического действия определенную роль играет вазодилатация, касающаяся в первую очередь капилляров, артериол и посткапиллярных венул. Сосудорасширяющий эффект озона связан с выделением эндотелиоцитами так называемых «эндотелиальных факторов расслабления сосудов», к которым относится оксид азота. Это подтверждает позитивное влияние

31

парентерально вводимого озона на кровообращение и микроциркуляцию, ведущее к увеличению отдачи кислорода в ткани.

После прекращения лечения повышенная точка времени редукции оксигемоглобина снижается очень медленно, в течение нескольких недель и даже месяцев. Таким образом, повышенное содержание кислорода в крови может иметь терапевтическое влияние и тогда, когда лечение озоном уже закончено.

Улучшение реологических свойств крови под влиянием озона в значительной степени связано с изменениями в системе гемостаза. Полагают, что на стадии первичного (сосудисто-тромбоцитарного) гемостаза снижение агрегационной способности тромбоцитов может быть связано с влиянием озона на метаболизм содержащейся в их клеточной мембране арахидоновой кислоты, которая, с одной стороны, является источником образования мощного активатора агрегации тромбоцитов – тромбоксана, а с другой – важного ингибитора тромбоксана – простациклина в сосудистой стенке. Озон способен активировать тромбоцитарный фермент фосфолипазу А2, которая, расщепляя фосфолипиды клеточных мембран, 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, который обеспечивает немедленное освобождение ряда высокоактивных агентов, которые инициируют процесс свертывания крови. 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.

При парентеральном введении озона также образуются другие биологически активные вещества – интерферон, интерлейкины, цитокины, опухольнекрозирующий фактор. Данные соединения оказывают стимулирующее действие на синтез иммуноглобулинов, выработку нейтрофилов, Т- и В- лимфоцитов, тканевых макрофагов, активизируют ферментные системы и метаболизм, усиливают энергетический потенциал клеток.

Действие озона на клеточном уровне можно оценить как адаптогенное, восстанавливающее окислительно-восстановительный потенциал клетки, качественно изменяющее ее метаболизм и выводящее на новый уровень саморегуляцию. Главной точкой действия озона на клетку является ее мембрана, в которой улучшается эластичность и проводимость лекарственных препаратов.

32

Озон способствует восстанавливанию поврежденных участков дезоксирибонуклеиновой кислоты и рибонуклеиновой кислоты, что снижает риск появления патологических клеток, контролирует их пролиферативную активность. Особое внимание обращено на регуляцию синтеза и активности основных ферментов катаболизма на генном уровне, информационную систему и активацию фагоцитоза.

При влиянии озона на иммунологический статус отмечено, что он не оказывает иммуносупрессивного действия, но проявляет иммунокорригирующий эффект, влияет на синтез интерлейкинов.

Являясь мощным окислителем, озон участвует в дейодизации тироксина, активизирует синтез тиреоидных гормонов (Т3 и Т4), в результате чего снижается активность тиреотропного гормона и фактора роста, активизируется апоптоз. Озон способствет синтезу интерферона который является антагонистом тиреотропного гормона.

Таким образом, для нормальной жизнедеятельности человека необходимо потребление хотя бы в ничтожных количествах активных форм кислорода с воздухом, водой и пищей, несмотря на активную генерацию активных форм кислорода в организме. Дело в том, что полноценные процессы с участием активных форм кислорода рано или поздно затухают, поскольку при их протекании постепенно накапливаются их ингибиторы – ловушки свободных радикалов. Аналогию здесь можно увидеть с костром, который затухает даже при наличии топлива, если продукты неполного сгорания начинают отбирать все больше энергии пламени. Поступающие в организм активные формы кислорода выступают в роли «искр», которые вновь разжигают «пламя» – генерацию активных форм кислорода уже самим организмом, что позволяет дожечь и продукты неполного сгорания. Особенно много таких продуктов накапливается в больном организме, и поэтому столь эффективна озонотерапия.

Основные свойства озона и их значение в клинике

В настоящее время хорошо изучены следующие свойства озона, позволяющие применять озонотерапию при лечении детей:

1.бактерицидное;

2.вируцидное;

3.фунгицидное;

4.воздействие на гомеостаз:

восстановление кислородтранспортной функции крови,

оптимизация про- и антиоксидантных систем,

33

восстановление микроциркуляции и периферического кровообращения,

оптимизация гемостаза,

стимуляция кроветворения,

оптимизация метаболизма биологических субстратов углеводов, белков, липидов (биоэнергетический, биосинтетический эффекты),

активизация продукции биологически активных веществ;

5.иммуномодулирующие (малые дозы стимулируют иммунитет, большие – подавляют);

6.анальгетическое;

7.детоксикационное;

8.противоопухолевый эффект.

При оценке клинических эффектов озона следует учитывать реакции озона с различными биоорганическими компонентами, входящими в состав тканей организма. Так, при внутривенном введении основными реагентами являются клеточные мембраны форменных элементов крови (эритроциты, лимфоциты, тромбоциты), плазменные метаболиты, а также клетки сосудистой стенки. Нельзя также забывать о том, что в каждом отдельном случае часть озона будет терять свои окислительные свойства за счет присутствия в организме и, в частности, в кровеносном русле, антиоксидантов. Так, в плазме находятся соединения, имеющие группировки – ловушки свободных радикалов кислорода. Это сульфгидрильные группировки аминокислот (цистин, цистеин, метионин), липоевой кислоты, пептидов, белков, NH и NH2 – группировки мочевины, мочевой кислоты, таурина, билирубина, трипептида глутатион (глицин–метионин–глутаминовая кислота), стероидные гормоны, витамины (особено токоферолы и аскорбиновая кислота). В связи с этим очень трудно представить все варианты вновь образующихся продуктов озонолиза в качественном, а также в количественном выражении, а отсюда и возможные ответные реакции организма на отдельные соединения или на их суммарное воздействие. Наиболее полно исследовано взаимодействие озона с липидами с образованием продуктов пероксидации. Однако следует учитывать и возможные реакции, а соответственно, и разнообразные ответы за счет взаимодействия озона со сложными углеводородами, белками, гликопротеидами и сфинголипидами. Учитывая то, что по сравнению с количеством биоорганического субстрата количество вводимого озона ничтожно, основные биологические эффекты озона можно объяснить образованием различных продуктов озонолиза. Часть из них, по всей видимости, обладая биологической активностью, способны за счет триггерного механизма запускать каскады биохимических процессов, корригирующих патологические нарушения.

34

Бактерицидное, вируцидное, фунгицидное действие озона

Среди биологических эффектов озона традиционно первое место занимает бактерио-, фунги- и вируцидный эффект озона. При наружном применении 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. Действие озона на мембраны клеток адресуется, в первую очередь, более полярным участкам. Это связано не 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 способности ее к размножению. Молекулы озона взаимодействуют не только с компонентами поверхностной мембраны, приводят к быстрому изменению ее ультраструктуры, но, изменяя проницаемость, подвергают через 10–20 мин. разрушению внутриклеточные органеллы. По данным микробиологических исследований, озон способен убивать все известные виды грамположительных и грамотрицательных 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. 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 течение 4–20 мин. При концентрации 0,1 мг/л даже для уничтожения весьма стойких спор Penicilium notatum требуется 15–20 мин.

Важно подчеркнуть, что помимо выраженного бактерицидного эффекта и подавления активности экзотоксинов озон повышает чувствительность микроорганизмов к антибиотикам.

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.

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 формы патогенных грибов становятся плоскими, перекрученными и сморщенными, в них возникают дефекты клеточной

35

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.

Незначительное количество образовавшихся озонидов приводит к частичному разрушению оболочки вируса и потере им своих свойств, ингибируется процесс транскрипции и трансляции белков и, соответственно, образование новых клеток вируса. Под воздействием озонидов нарушается способность вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней, это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем установлено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток.

Активация метаболизма

В процессе изучения биохимических процессов оказалось, что они очень чувствительны к низким дозам озона при любом способе его введения в организм. В результате реакции озона с полиненасыщенными жирными кислотами образуются озониды, обеспечивающие организму пролонгированный запас активного кислорода для поддержания аэробного метаболизма и необходимого уровня энергетических субстратов. Активация метаболизма способствует восстановлению собственной антиоксидантной системы и баланса ее с прооксидантами. Реакции озона с липидами могут изменять структуру и функцию клеточных мембран, что обеспечивает активацию многих важнейших ферментов, рецепторов для гормонов и биологически активных веществ. Активация энергетических процессов повышает работоспособность отдельных органов и всего организма, поэтому одним из важнейших эффектов озонотерапии является повышение работоспособности.

Известный американский ученый Л. Хейфлик в Медицинском центре детской больницы Северной Каролины впервые доказал, что естественная продолжительность жизни человека обусловлена числом митозов, которое могут совершить клетки данного организма. Воздействие на белок активными озонидами стимулирует накопление циклонуклидов и протеинкеназ, которые в низких субтоксических дозах индуцируют экспрессию генов, прежде всего, протоонкогенов, и снижают скорость деления клеток, тем самым продлевают жизнь организма в целом и позволяют отодвинуть старость.

Проводимые исследования в настоящее время выявили два основных механизма запуска внутриклеточных реакций, сопровождающихся определенным физиологическим ответом. Это через взаимодействие гормонов с рецепторами

36

ичерез изменение структуры липидного бислоя мембран с последующим включением системы внутриклеточных вторичных механизмов передающих сигнал на геном.

При введении даже очень низких доз озона отмечается быстрая интенсификация процессов окисления углеводов, липидов и белков с образованием энергетического субстрата АТФ в результате активации ферментов гексозомонофосфатного шунта и цикла Кребса, при этом повышается энергетическая емкость клетки и организма в целом.

Врезультате восстанавливается активность транспортных помп, в том числе К-, Na-АТФ-азы. В результате нормализуется концентрация внутри- (К+)

ивнеклеточных (Na+) катионов, восстанавливается электрический потенциал покоя клетки, ее заряд, адгезивная и агрегационная активность клеток, определяющие реологические свойства крови. Кроме того, образование в липидном бислое мембран пероксидов снижает вязкость липидного бислоя мембраны и тем самым улучшает реологические свойства крови.

Оптимизация про- и антиоксидантных систем

Оптимизация про- и антиоксидантных систем организма является одним из основных биологических эффектов системного воздействия озонотерапии, реализуемый через влияние на клеточные мембраны и заключающийся в нормализации баланса уровней продуктов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты. В ответ на введение озона в тканях и органах происходит компенсаторное повышение, прежде всего активности антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы. За счет восстановления аэробных метаболических реакций накапливаются НАДН2 и НАДФН2, являющиеся донорами протонов для восстановления окисленных компонентов неферментативной антиоксидантной системы (глутатион, витамин Е, аскорбиновая кислота и др.). Применение экзогенных антиоксидантов с предварительным расчетом назначаемой дозы необходимо при использовании высоких концентраций озона.

Противовоспалительный эффект озона

Противовоспалительный эффект озона основан на его способности окислять соединения, содержащие двойные связи, в том числе арахидоновую кислоту и синтезируемые из нее простагландины – биологически активные вещества, в большой концентрации участвующие в развитии и поддержании воспалительного процесса. Реакциями с другими производными арахидоновой кислоты, а именно лейкотриенами, можно отчасти объяснить эффект озонотерапии у

37

больных бронхиальной астмой. Именно лейкотриены, являясь сугубо патологическими соединениями, синтезируясь в лейкоцитах из арахидоновой кислоты, провоцируют развитие таких медленных аллергических реакций, как приступы бронхиальной астмы. Кроме того, озон уменьшает степень тканевой гипоксии и восстанавливает метаболические процессы в пораженных тканях в месте воспаления, корригирует рН и электролитный баланс.

Важную роль играет влияние озона на неспецифическую систему защиты организма (активация фагоцитоза, усиленный синтез цитокинов – интерферонов, тумор-некрозирующего фактора, интерлейкионов), а также компонентов клеточного и гуморального иммунитета. Образовавшиеся активные вещества при взаимодействии озона с биологическими жидкостями, в том числе гидроперекисный радикал и лейкотриены (их несколько видов в зависимости от жирной кислоты, идущей на строительство), способствуют развитию воспаления (защитная реакция), вызывают активацию фагоцитирующих клеток (нейтрофилы, макрофаги, моноциты, эозинофилы, остиокласты), хемотаксис, стимулируют сокращение гладких мышц. Макрофаги разрушают поврежденные, старые или иммунологически несовместимые, злокачественные и поврежденные вирусом клетки, способствуют обновлению костной ткани. Озон лежит в основе формирования неспецифических иммунных механизмов, уничтожения бактерий, находящихся в макрофагах, предупреждают хронический грануломатоз и развитие в последующем сепсиса.

Обезболивающий эффект озона

Обезболивающий эффект озона обусловлен, с одной стороны, окислением продуктов распада белковых молекул, так называемых алгопептидов, воздействующих на нервные окончания в поврежденной ткани и определяющих интенсивность болевой реакции, с другой стороны, нормализацией антиоксидантной системы и, соответственно, снижением количества токсичных молекулярных продуктов перекисного окисления липидов на клеточных мембранах, которые изменяют функцию мембрановстроенных ферментов, участвующих в синтезе АТФ и поддержании жизнедеятельности тканей и органов.

В купировании хронических болевых синдромов большая роль отводится восстановлению баланса между содержанием продуктов пероксидации и уровнем антиоксидантной системы защиты. В результате снижается количество токсичных молекулярных продуктов перекисного окисления липидов на клеточных мембранах, которые изменяют функцию мембрановстроенных ферментов, участвующих в синтезе АТФ и поддержании жизнедеятельности тканей и органов, что наблюдается при многих хронических заболеваниях, сопровожда-

38

ющихся болевыми проявлениями. Кроме того, нельзя исключить активацию антиноцицептивных медиаторных систем.

Дезинтоксикационный эффект озона

Дезинтоксикационный эффект озона проявляется в коррекции и активации метаболических процессов в тканях печени и почек, что обеспечивает выполнение ими одной из основных функций – нейтрализацию и выведение из организма токсичных соединений. После курса озонотерапии, в результате активации окислительного процесса, регистрируется снижение уровней молекул средней массы, характеризующих токсичность организма при различных тяжелых состояниях.

Иммуномодулирующие свойства озона

Иммуномодулирующие свойства озона основаны на его взаимодействии с липидными структурами клеточных мембран и зависят, в связи с этим, от выбранной дозы. Низкие концентрации озона способствуют накоплению на мембранах фагоцитирующих клеток, моноцитов и макрофагов, гидрофильных соединений – озонидов, которые стимулируют синтез в этих клетках различных классов цитокинов. Цитокины, являясь биологически активными пептидами, способствуют дальнейшей активации неспецифической системы защиты (повышение температуры тела, выработка печенью белков острой фазы) и, помимо этого, активируют клеточный и гуморальный иммунитет. Все вместе способствует лечению вторичных иммунодефицитов. Так, интерферон предупреждает проникновение вируса в клетку хозяина, опу- холь-некрозирующий фактор (TNF) способен лизировать злокачественно перерождающиеся клетки. Известно, что интерлейкин-6 способствует синтезу иммуноглоблинов, а интерлейкин-8 стимулирует лейкопоэз, что отражается в нормализации уровней Т- и В-лимфоцитов. Интерлейкин-1 повышает температуру тела, усиливает синтез в печени С-реактивного белка, альфа-1- антитрипсина, важнейших антиооксидантов плазмы трансферрина и церулоплазмина. Помимо этого, интерлейкин-1 активирует Т-лимфоциты-киллеры и Т-лимфоциты-хелперы. Усиление энергетической активности фагоцитов способствует активации переваривающей способности.

Высокие концентрации озона усугубляют течение процессов перекисного окисления липидов клеточной мембраны тех же фагоцитирующих клеток с накоплением токсичных и жестких продуктов перекисного окисления липидов (малонового диальдегида и оснований Шиффа), которые ингибируют синтез цитокинов и тем самым прекращают активацию лимфоцитов Т-хелперов,

39

направленную на регуляцию выработки В-лимфоцитами иммуноглобулинов (антител). Этот эффект позволяет поддерживать больных с аутоиммунной патологией (ревматоидный артрит, рассеянный склероз, склеродермия) без назначения лекарственных препаратов.

Показано, что озон потенциирует действие других лекарственных препаратов за счет того, что под его воздействием мембраны клеток становятся более рыхлыми, что обеспечивает более легкий доступ лекарства в клетки. Например, при комбинированном применении озона и антибиотиков доза последних может быть снижена в 2 раза. В последние годы активно изучается противоопухолевое свойство озона. Получены обнадеживающие результаты озонотерапии в комбинации с химиопрепаратами и лучевой терапией.

Противоопухолевое свойство озона

Внастоящее время изучается и другой аспект участия активных форм кислорода в процессах канцерогенеза, а именно – контроль активных форм кислорода над естественными цитотоксическими реакциями. Известно, что активные формы кислорода участвуют в деструкции клеток-мишеней в процессах их взаимодействия с естественными киллерами.

Большой интерес вызывают воздействие озона на опухолевый процесс, которое заключается в снижении интенсивности гликолиза, прямом воздействии свободных радикалов кислорода на опухолевую клетку, находящуюся без антиоксидантной защиты, и активации фагоцитоза и опухоль-некрозирующего фактора. При непосредственном локальном введении в опухоль озон проявляет антиканцерогенные свойства, усиливая кислородный процесс, губительно влияя на рост и размножение опухолевых клеток, активизирует фагоцитоз, увеличивает зону некроза и стимулирует прорастание опухоли сосудами. В то же время при лучевой терапии озон защищает здоровые клетки, предохраняя их от ожога и некроза.

Впоследние годы ученые обратили внимание влияния активных форм кислорода на механизм развития апоптоза. Этот процесс является генетически регулируемым и по важности для организма стоит на одном уровне с пролиферацией и дифференцировкой. Многие важные процессы организма, такие как образование тканей, элиминация потенциально опасных клеток, борьба с патогенами, удаление органов или структур, ненужных организму после определенной стадии развития или ненужных определенному полу, осуществляются посредством апоптоза. Характерными биохимическими признаками апоптоза являются снижение трансмембранного потенциала митохондрий, продукция активных форм кислорода, выход фосфатидилсерина на

40