Физиотерапевтические методы коррекции окислительного стресса
Л.В. Климова, А.В. Тараканов
Окислительный стресс, как нарушение баланса в системе «прооксиданты-антиоксиданты», является одним из важнейших этиопатогенетических механизмов заболеваний, сопровождающихся гипоксией и постгипоксическими повреждениями, воспалением, обменными нарушениями и др. [3, 4, 9, 10, 17, 23, 33-36 и др.].
Прооксиданты - активированные кислородные метаболиты (АКМ), активные формы кислорода и свободные радикалы любой этиологии провоцируют активацию свободнорадикального окисления всех биомолекул и, в частности, липидов. В условиях патологии сочетание стресса, гипоксии и реоксигенации неизбежно ведет увеличению количества прооксидантов и к появлению «неуправляемой» активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Накопление продуктов ПОЛ, особенно конечных, способно повреждать клеточные мембраны, в частности, их липидный бислой [6, 19]. Продукты ПОЛ оказывают токсическое действие за счет сшивок биополимеров, набухания митохондрий и разобщения окислительного фосфорилирования, инактивации тиоловых ферментов, участвующих в дыхании и гликолизе. Они окисляют сульфгидрильные группы белков, повреждают ДНК, нуклеотидфосфаты, могут замедлять и даже прекращать клеточное деление и рост, дестабилизируют клеточные мембраны [8, 34]. При повреждении клеточных мембран под влиянием перекисного окисления липидов изменяется их стабильность и нормальное функционирование за счет изменений физико-химических свойств: микровязкости липидного биослоя и зон белок-липидных контактов, текучести, мембранного потенциала, полярности внутренних областей мембраны, появляется модификация мембранных белков, меняется ионная проницаемость липидного слоя, уменьшается его стабильность [9]. Все эти явления сопровождаются дестабилизацией клеток, в частности, эритроцитов, уменьшением их деформируемости, снижением средней продолжительности жизни, повышением содержания внеэритроцитарного гемоглобина [7]. Пероксидация вводит клетку в порочный круг нарушения биоэнергетики и гомеостаза, который, если его не разорвать, ведет клетку к разрушению.
Ингибирование свободнорадикальных форм АКМ и цепного перекисного окисления липидов осуществляют многие биоантиокислители, которые постоянно регенерируются в организме, а при их нехватке должны поступать извне с пищей или в виде антиоксидантных препаратов. К группе ферментативных антиоксидантов относятся каталаза (КА), супероксиддисмутаза (СОД), некоторые пероксидазы, редуктазы, трансферазы и др. Группа неферментативных антиоксидантов очень велика. В гидрофобной среде действуют жирорастворимые токоферолы, убихиноны, некоторые стероидные гормоны, витамины А, Е, К и др. В гидрофильной среде действуют церулоплазмин, селеновые производные, тиоловые соединения, карнозин и его производные и др. [5, 15, 17]. В зависимости от известных механизмов действия биоантикислителей их иногда делят на ингибиторы радикальных окислительных процессов и антиоксиданты [23]. В зависимости от принципа действия антиокислители или антиоксиданты могут быть косвенного (опосредованного) или прямого (направленного) действия [16].
Антиоксиданты прямого действия, работающие и in vivo, и in vitro, к которым относится большинство антиоксидантных препаратов, часто функционально связаны между собой, они могут находиться по отношению друг к другу в синергизме или антагонизме, имеют дозозависимый эффект [15, 23], что вызывает сложности при попытках медикаментозного купирования явлений окислительного стресса при той или иной патологии.
К антиоксидантам опосредованного действия, действующих только в живых системах через стимуляцию синтеза эндогенных антиоксидантов, стабилизацию клеточных мембран и нормализацию метаболических процессов, можно отнести не только соединения, но и ряд медицинских технологий и нелекарственных методов лечения, таких как ознотерапия, гиперкапнотерапия, внутривенное лазерное облучение крови, КВЧ-терапия, магнитотерапия и СКЭНАР-терапия. Последнюю можно охарактеризовать как биорегулируемую низкочастотную импульсную электротерапию, осуществляемую с помощью аппаратов семейства «СКЭНАР» (СамоКонтролируемый ЭнергоНейроАдаптивный Регулятор).
Следует отметить, что только благодаря успехам в развитии свободнорадикальной биологии у исследователей появилась возможность объяснить некоторые механизмы клинической эффективности таких давно и широко применяемых методов немедикаментозного лечения, как озоно- и гиперкапнотерапии. Результаты проведенных в последние годы научно-исследовательских работ по применению озонотерапии и гиперкапнотерапии при сердечно-сосудистой патологии помогли определить основные клинические и саногенические механизмы действия этих газовых смесей. Были получены экспериментальные данные о комплексном антиоксидантном действии СО2, как естественного неферментативного звена антиокислительной защиты, что позволило обосновать возможность применения данного эффекта с лечебной и профилактической целью в комплексе санаторно-курортного лечения [24]. Исследования влияния медицинского озона на состояние окислительных процессов в организме подтвердили дозозависимый эффект озонокислородной терапии, а также антиоксидантный эффект, выражавшийся в снижении активности процессов ПОЛ и повышении активности компонентов антиоксидантной системы организма, в частности, на первое звено антиоксидантной защиты - супероксиддисмутазы плазмы крови [28]. Антиоксидантное действие озонотерапии и сухих углекислых ванн, наряду с другими эффектами этих немедикаментозных методов терапии, в настоящее время используется в системе восстановительного лечения и профилактики, в частности, при гипертонической болезни на санаторном этапе реабилитации, а также в системе восстановительного лечения и профилактики ишемической болезни сердца [2, 24, 28].
С 90-х годов прошлого века стали появляться работы о влиянии на окислительный стресс света гелий-неоновых лазеров. После курсового применения лазеротерапии было выявлено снижение активности процессов ПОЛ в сыворотке крови и в эритроцитах в эксперименте и клинике [1, 27]. В результате исследований было доказано, что внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК) обладает способностью не только снижать и даже прерывать аутокаталитическое накопление продуктов ПОЛ, но и активизировать антиоксидантные ферменты у больных с острым инфарктом миокарда [20], с тяжелой черепно-мозговой травмой [18], с ишемической болезнью сердца [11] и проч.
Изучение влияния КВЧ-терапии на больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки и стенокардией напряжения с эпизодами безболевой ишемии миокарда выявило, что электромагнитные волны миллиметрового диапазона нормализуют соотношение про- и антиоксидантных систем организма [26, 32].
Доказано, что применение магнитотерапии для лечения экспериментальных эрозивно-язвенных поражений гастродуоденальной зоны с использованием аппаратов, генерирующий вихревое импульсное магнитное поле, активизирует металлзависимую ферментативную антиокисдантную систему подопытных животных [29].
К сравнительно новым нелекарственным методам лечения, одним из механизмов эффективности которого является влияние на течение окислительного стресса, относится СКЭНАР-терапия. В основе СКЭНАР-терапии лежит воздействие импульсными сложномодулированными токами, по форме сигнала напоминающими потенциалы действия живых возбудимых систем и изменяющими свои амплитудно-частотные характеристики в соответствии с индивидуальной ответной реакцией организма на основе биологической обратной связи при отсутствии привыкания организма к воздействию СКЭНАР-импульса [12, 13].
В последние годы поведен ряд исследовательских работ, доказывающих влияние СКЭНАР-терапии на течение окислительного стресса как в эксперименте, так и в клинике. При этом, изменения окислительного баланса изучалось как у больных с хроническими заболеваниями на стадиях обострения или реабилитации, так и у больных с острой патологией, нуждающихся в интенсивной терапии.
Оценка эффективности СКЭНАР-терапии проводилась на разных стадиях острого экспериментального панкреатита у крыс [31]. Полученные экспериментальные данные подтверждают нормализующее влияние СКЭНАР-терапии на состояние активности ферментов антиоксидантной защиты клеток, когда в случаях снижения этой активности в эритроцитах крыс, СКЭНАР-терапия ее повысила, но не оказала тормозящего эффекта на процессы компенсаторной активации антиоксидантной системы гепатоцитов.
Влияние СКЭНАР-воздействия на свободнорадикальные процессы в тканях и структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов при окислительном стрессе изучалось также в эксперименте на подвергнутых действию ГБО половозрелых белых крысах и в клинике у пациентов с ИБС [14]. В исследовании одна группа пациентов с ИБС получала традиционное лечение, а во второй группе больных комплексную традиционную терапию сочетали со СКЭНАР-терапией. СКЭНАР-воздействие осуществляли с помощью аппарата СКЭНАР-97.4. в течение 10 дней по общей методике («3 дорожки и 6 точек на лицке»).
Было доказано, что СКЭНАР-воздействие обладает выраженным антирадикальным эффектом, снижая интенсивность быстрой вспышки хемилюминесценции на 25%, а светосуммы - на 33% относительно исходного значения, приводит к достоверному падению уровня продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови и эритроцитах, а также вызывает повышение активности ключевых антиоксидантных ферментов супроксиддисмутазы и каталазы, способствуя восстановлению антиоксидантного статуса эритроцитов.
Таким образом, было доказано, что в сравнении с традиционным стандартным медикаментозным лечением включение СКЭНАР-терапии в комплексную терапию ИБС приводило к существенному восстановлению прооксидантно-антиоксидантного равновесия, ингибированию СРО в крови, активации ферментативных антиоксидантов. Купирование окислительного стресса сопровождалось более выраженным положительным клиническим эффектом, который характеризовался улучшением общего состояния, нормализацией сна, уменьшением или исчезновением болей в сердце.
В исследовании механизмов эффективности СКЭНАР-терапии, в том числе и по влиянию на окислительно-восстановительный баланс, у больных с ранней постинфарктной стенокардией (РПИС), без фибринолитической терапии, приняли участие пациенты, спустя 3-4 недели после перенесенного острого инфаркта миокарда поступившие на дальнейшее лечение и реабилитацию в кардиологический санаторий [25]. Наряду с больными, лечение которых проводилось на основании базовых подходов к лечению ранней постинфарктной стенокардии, были изучены больные, к лекарственной терапии которых были добавлены десять сеансов СКЭНАР-терапии, которые проводились через 2-3 дня. Было обнаружено, что у больных после острого не Q-инфаркта миокарда при общепринятом лечении отмечалось дальнейшее нарастание окислительного стресса с генерацией активных форма кислорода и накоплением вторичных продуктов ПОЛ. Включение в комплекс лечения СКЭНАР-терапии вызывало регресс в образовании активных форм кислорода по сравнению с исходными параметрами, достоверно понижало уровень накопления продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) и шиффовых оснований (ШО).
Изменения в биохимическом статусе больных с РПИС, получавших СКЭНАР-терапию, способствовали не только достоверному уменьшению у них болевых эпизодов, но достоверно увеличили количество тех больных, которые закончили лечение без приступов стенокардии.
Эффективность СКЭНАР-терапии была изучена у больных с рецидивом язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (ЯБ ДПК) [30]. Клинические наблюдения и специальные исследования проводили в сравнительном аспекте у пациентов нескольких групп, которые получал как общепринятую терапию, так и СКЭНАР-монотерапию аппаратами «СКЭНАР-97,1.» и «СКЭНАР-97.4.» ежедневно в течение 10 дней по 30 минут по методике общего воздействия и СКЭНАР-терапию в составе комплексного лечения. У большинства обследованных исходно было отмечено высокое содержание МДА, превышающее норму в 1,3 раза в эритроцитах и в 1,5 раза в плазме крови. Существенное снижение активности антиоксидантной системы (АОС) плазмы крови была выявлено у 50% больных, а у 66,7% пациентов страдала антиоксидантная защита эритроцитов. Курс СКЭНАР-терапии привел к снижению концентрации МДА в плазме крови и эритроцитах и повышению соответствующих показателей АОС. Полученные данные были подтверждены дальнейшими исследованиями [21]. кислородный метаболит окислительный стресс
Аналогичные исследования были проведены у больных хронической инсомнией, сопровождающейся нейроциркуляторной астенией (НЦА), у которых в схему лечения была включена СКЭНАР-терапия [22]. Пациенты первой группы в течение 10 дней принимала снотворный препарат зопиклон (имован), второй группы - получали СКЭНАР-терапию. Использовался аппарат «СКЭНАР-94.7», курс лечения по стандартным методикам составил 10 процедур, проводимых через день. При применении зопиклона было отмечено увеличение количества активных кислородных метаболитов, что инициировало цепные реакции ПОЛ и содержание продуктов ПОЛ несколько возросло. Повышение активности каталазы и церулоплазмина было неадекватным. Под влиянием СКЭНАР-терапии на фоне достоверного улучшения всех субъективных характеристик сна и уменьшения клинических проявлений НЦА, отмечалось повышение активности супероксиддисмутазы и достоверное повышение активности каталазы.
В заключение обзора отметим, что перечисленные выше немедикаментозные методы лечения имеют определенные преимущества перед антиоксидантными препаратами, т.к. нормализуют баланс между процессами окисления и антиокисления, включая естественные универсальные механизмы саногенеза - генетической детерминированой системой любого живого организма (человек, животное, растение), обеспечивающей его жизнеспособность в физическом мире (А.Н. Кокосов, 2009). Становиться ясным и универсальность физиотерапевтических методов влияния на организм через это звено регуляции.