В конце XVIII века итальянский физик и физиолог Л.Гальвани в Болонском Университете открыл «животное электричество» (1791). В горячей полемике Л.Гальвани и А.Вольта были обоснованы научные взгляды на лечебное действие постоянного электрического тока, которое для лечения больных (гальванизации) было впервые использовано А.Гумбольдом. В 1802 г. Часть этих опытов была им произведена над собственным телом при содействии доктора Шаллерна: спина Гумбольдта служила объектом исследования, на ней специально делались раны и затем они гальванизировались различными способами. Шаллерн наблюдал за результатами, так как Гумбольдт, понятно, мог только ощущать их. Приоритет научного изучения метода принадлежит русским ученым и врачам (А.Т. Болотов, И.К. Грузинов, А.А. Кабат и др.).
Гальванизация – применение с лечебной целью постоянного непрерывного электрического тока низкого напряжения (30-80В) и небольшой силы (до 50мА), который подводят к телу через контактно наложенные электроды. Приложенное внешнее электромагнитное поле формирует в теле ток проводимости, который проникает в организм через выводные протоки потовых желез и волосяные фолликулы, в меньшей степени – между клетками эпидермиса и дермы. Между электродами движение тока не прямолинейно и не равномерно, что обусловлено сложностью состава и неоднородностью микроструктуры тканей. Максимальная плотность тока проводимости наблюдается в жидких средах организма: крови, моче, лимфе, интерстиции, периневральных пространствах, распространяясь по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервных стволов, мышцам. В плазмолемму клетки проходит тысячная доля тока, а перемещение ионов ограниченно внутренним пространством. Вследствие небольшого количества потовых желез и высокого омического сопротивления кожных покровов при гальванизации большая часть энергии поглощается именно в коже, где и наблюдаются наиболее выраженные изменения в виде раздражения кожных рецепторов, скопления ионов и их переход (восстановление) до атомарного состояния (электролиз).
Прохождение тока через биологические ткани сопровождаются физико-химическими сдвигами, лежащего в основе первичного действия гальванизации на организм. Стоит отметить, что электропроводность тканей величина не постоянная. Она меняется под влиянием факторов, приводящих к изменению в них водно-электролитного баланса. Так более высокой электропроводностью, по сравнению с неизмененными, обладают ткани находящиеся в состоянии гиперемии или отека, пропитанные тканевой жидкостью или воспалительным экссудатом. Существует зависимость от состояния нервной (в особенности вегетативной) и гормональной систем.
В связи с емкостными свойствами тканей как в коже, так и в глубоко расположенных тканях, находящихся межэлектродном пространстве возникает явление поляризации – скопление у мембран противоположно заряженных ионов с образованием электродвижущей силы, имеющей направление, обратно приложенному напряжению. Наиболее сильная поляризация выражена в коже, имеющей сложную мембранную структуру. В других тканях, расположенных на пути прохождения тока она сказывается на дисперсности коллоидов протоплазмы, гидратации клеток и проницаемости клеточных мембран. Явления поляризации затухают в течение нескольких часов, с чем в какой-то степени связанно длительное последействие постоянного тока.
Наиболее существенным физико-химическим процессом, обусловленным природой воздействующего фактора и играющим важную роль в механизме действия гальванизации, считается изменение количественного и качественного соотношения ионов в тканях, вызванное разнонаправленным – катионы (+) к катоду (–), анионы (–) к аноду (+) и не равным по скорости, в зависимости от физико-химических свойств (заряд, радиус, гидратация и др.) перемещением заряженных частиц. Это приводит к формированию ионной асимметрии на фоне процедуры, характеризующейся преобладанием одновалентных катионов (К+, Na+) у катода и двухвалентных анионов (Са2+, Mg2+) у анода, что сопровождается повышение возбудимости нервных окончаний (стимулирующее, возбуждающее действие) у катода и снижение (успокаивающее, седативное, тормозное действие) у анода.
Еще одним механизмом специфического, определяющего преимущественно стимулирующее действие гальванизации, рассматривается повышение активности ионов в тканях, особенно выраженное в первые минуты воздействия, увеличение термодинамической активности и концентрации основных неорганических ионов способствует повышению физиологической активности тканей. Это объясняется тем, что важнейшие неорганические ионы находятся в свободном и связанном полиэлектролитном состоянии, а при наложении разности потенциалов происходит высвобождение связанных ионов из лабильной системы, переход их в свободное состояние и увеличение активности.
Применение гальванического тока сопровождается образованием продуктов электролиза, что способствует изменению кислотно-основного состояния (pH) тканей, особенно в месте наложения электродов. Одним из проявлений электролиза является ощелачивание под катодом (вследствие разряжения ионов водорода и накопление гидроксильных ионов) и накоплению у анода водородных ионов, обуславливающих кислую реакцию. Продукты электролиза являются химически активными веществами и в достаточной концентрации могут вызвать химический ожог подлежащих тканей. Для его предотвращения под электродами размещают смоченные водой прокладки, что позволяет добиться достаточного разведения химически активных соединений.
Изменение рН тканей отражается на активности ферментов, состоянии коллоидов, биосинтезе биологически активных веществ, служит источником раздражения рецепторов кожи. При прохождении тока через биологические ткани наблюдается перемещение жидкости (воды) в направлении катода. Это явление носит название электроосмоса. Вследствие этого под катодом наблюдается отек и разрыхление тканей, а в области анода – их сморщивание и уплотнение.
