Современное представление о механизме действия минеральных вод основано на многочисленных экспериментальных исследованиях влияния бальнеофакторов на отдельные функциональные системы и органы в физиологических условиях и при патологических состояниях, изучении общих закономерностей и специфических особенностей ответной реакции на действие минеральных вод различного солевого и ионного состава. Помимо этого, одним из действующих факторов является тепло. Теплопроводность воды в 28 раз превышает теплопроводность воздуха. Её теплоемкость воды принята за 1,0. Для понимания того много это или мало, можно сравнить эту цифру с теплоемкостью железа, которая составляет 0,11, иловой лечебной грязи — 0,5, парафина — 0,77, озокерита — 0,8.
Общими закономерностями в механизме действия минеральных вод являются:
- сложные рефлекторные и нейрогуморальные пути воздействия с фазами непосредственного влияния и его последействия;
- зависимость непосредственных результатов воздействия от исходного состояния организма, что определяется особенностями протекания основных процессов нервной деятельности, общей реактивностью физиологических систем и уровнем обменных процессов;
- динамические сдвиги в исходном состоянии организма, появляющиеся в ответ на действие раздражителей;
- наличие эффекта суммации при курсовом лечении минеральными водами;
- формирование длительного периода последействия.
Звеньями в механизме действия минеральных вод являются:
- рефлекторное - включающее афферентную (от периферии к нервной системе) импульсацию, воспринимающий центр и эфферентные (от нервной системы к органу) сигналы;
- гуморально-гормональное, связанное с гуморальными агентами (продуцируемыми нейроном), и нейрогормонами (выделяемыми эндокринными железами);
- реакции и метаболические процессы (биохимические и биофизические), протекающие на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях.
В реакциях, вызванных минеральной водой, участвуют все звенья нервной системы. Находящиеся в подкожной жировой клетчатке тельца Руфини воспринимают тепло, а более поверхностно (в ретикулярном слое) расположенные колбы Краузе — холодовые раздражения. От рецепторов, рефлекторным путем влияние распространяется на другие органы и системы, прежде всего сердечно-сосудистую и нервную. Часть энергии минеральной воды поглощается и усваивается клетками, что способствует усилению либо ослаблению энергетических процессов, происходящих внутри клеток. Количество поглощенной и усвоенной клеточными элементами энергии действующего физического фактора зависит от специфических физических свойств последней, т.е. если качество энергии клеточных элементов и физического фактора совпадает, то возникает явление внутриклеточного резонанса и достигается наибольший терапевтический эффект.
Для наружного применения используют минеральные воды, содержащие газ (углекислые, сероводородные, радоновые), воды с различными химически активными компонентами (хлоридные натриевые, йодобромные, мышьяковистые и др.). Реакции организма при наружном применении минеральных вод обусловлены влиянием ряда физических и химических факторов. К числу физических факторов относятся механический (влияние самой воды и пузырьков газа, образующихся в ней) и термический. Химические факторы — это газовый и ионный состав макро- и микроэлементов, влияние недиссоциированных молекул.
Механический фактор
Тело человека, погруженного в воду подвержено различного вида воздействиям, формиующим комплексную ответную реакцию со стороны органов и систем.
Потеря около 9/10 своей массы создает условия близкие к невесомости - человек ощущает уменьшение веса тела, формируется потребность в постоянном поддержании баланса, что способствует перераспределению и нормализации тонуса поперечной мускулатуры. Чем выше минерализация воды, тем больше ее выталкивающая сила и потребность в удержании равновесия. Значительно влияние гидростатического давления. Наиболее чувствительны к гидростатическому давлению рецепторы кожи, вены, лимфатические сосуды. Доказана прямая зависимость изменения уровня кровяного давления от уровня воды в ванне. Наиболее чувствительно венозное – оно повышается в результате компрессии на кровеносные и лимфатические сосуды кожи, глубоко расположенные сосуды нижних и верхних конечностей. Давление на мягкую стенку живота передается на сосуды брюшной полости и крупные вены, в том числе портальную, нижнюю полую, а также поднимает диафрагму, что приводит к некоторому снижению жизненной емкости легких и газового обмена увеличению нагрузки на деятельность сердца, вследствие повышенного возврата венозной крови.
Вследствие гидростатического давления и действия газов на дыхательный центр улучшается дыхание, дыхательные движения становятся более редкими и глубокими, увеличивается дыхательные коэффициент, оказывается благоприятное действие на функцию ЦНС, уравновешиваются нервные процессы, изменяет (вначале увеличивает, затем уменьшает) чувствительность кожных экстерорецепторов, повышается уровень окислительно-восстановительных обменных процессов, стимулируется углеводный, белковый, жировой обмен, влияет на гормональный профиль больного, изменяя функцию щитовидной, половых желез и коры надпочечников.
Все изменения находятся в пределах физиологических колебаний и обычно компенсируются небольшим учащением дыхания и пульса. Стоит отметить, в отличии от венозного, артериальное давление изменяется гораздо меньше.
Компенсаторные реакции, вызванные воздействием гидростатического давления, носят адаптивный и тренирующий эффекты, но при легочной и сердечной недостаточности сравнительно небольшая компрессия может привести к не физиологическим реакциям – затруднению дыхания, сердцебиению, повышению артериального давления. Изменяя уровень воды в ванне, можно уменьшить или увеличить влияние процедуры на кардиореспираторную систему.
Определенно механическое действие оказывают и пузырьки газа. Непрерывно прикасаясь к телу и создавая характерные тактильные ощущения, они выполняют роль слабых многочисленных раздражителей, что расфокусирует схему тела, способствует снятию напряжения и спастических болей.
Таким образом, механическое воздействие при наружном применении минеральных вод служит источником раздражения механорецепторов кожи и рефлекторным путем способствует формированию общей ответной реакции организма, оказывает значительное влияние на микроциркуляцию, гемодинамику, распределение крови в организме, функцию кровеносной, дыхательной, лимфатической и опорно-двигательной систем.
Термический фактор
Термический фактор оказывает разнообразное воздействие на организм и играет важную роль в механизме лечебного действия минеральных вод. Основным местом приложения термического фактора служит кожа, богатая нервными окончаниями, воспринимающими термические раздражения, препятствующая распространению тепла внутрь организма и способствующая сохранению постоянной температуры внутренних органов. Температура кожи варьирует в зависимости от участков измерения. 29-30°С на стопах (у больного бывает более низкой), 33—36°С кожи туловища, поэтому одна и та же температура по-разному воспринимается кожей стоп и туловища. Установлено, что для общей ванны с пресной водой граница между температурой согревания и охлаждения 35—35,5°С. Обладая большой теплопроводностью вода, при температурах, близких к температуре тела, может отдать или забрать при бальнеопроцедуре значительное количество тепла, способствуя согреванию или охлаждению организма. При температуре воды выше 35,5°С тепло переходит из воды в организм, ниже 35°С — наоборот.
В зависимости от температурного фактора выделяют ванны:
- холодные — температура ниже 20°С,
- прохладные — 21—32°С,
- индифферентные — 33—36°С,
- теплые — 37—38°С,
- горячие — 39°С и выше.
Наиболее часто в бальнеотерапии применяются минеральные ванны, температурой 35—37°С.
Тепловой баланс человека регулируется физиологическими и биохимическими механизмами. Первый (физиологический) состоит в сужении или расширении сосудов кожи в ответ на воздействие тепла или холода, при этом изменяются кровоток в кровеносных сосудах, деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной систем. Второй (биохимический) выражается в повышении или понижении интенсивности обмена веществ и теплопродукции. Сложные терморегуляторные реакции, развивающиеся в ответ на действие теплового раздражителя, направлены на сохранение постоянства внутренней температуры тела.
Под влиянием температурного фактора происходят изменения едва ли не во всех видах обмена веществ. Направленность этих изменений зависит от температуры водных процедур. Наиболее существенные сдвиги при проведении гипертермических процедур отмечаются в белковом обмене. Наблюдается увеличение распада белков в тканях, содержания небелкового азота в крови и появление в моче продуктов белкового распада. Углеводный обмен несколько активизируется параллельно изменению тонуса симпатической нервной системы. При тепловых процедурах нарушается всасывание и усвоение жиров, падает активность пищеварительных желез желудочно-кишечного тракта. Ванны с холодной водой стимулируют обмен веществ, в первую очередь за счет жиров и углеводов. Происходит распад гликогена в печени и увеличение содержания глюкозы в крови, мобилизация липидов из жировых депо и увеличение их доли в покрытии энергетических затрат организма. Возрастает расход и потребность в витаминах и многих микроэлементах.
Заслуживают внимания работы, в которых показано, что от температуры воды зависит поступление в организм бальнеокомпонентов. Так, температура углекислых ванн существенно влияет на поступление и распределение в организме углекислоты, а температура радоновых ванн оказывает влияние на облучение организма. Изучение ответной реакции на действие прохладных и горячих ванн различного химического состава выявило их специфические особенности. В ответ на холодную ванну внутренняя температура тела изменяется по-разному. При приеме хлоридной натриевой ванны она повысилась у 62,5% испытуемых, кислородной — у 60%, азотной — 50%. Действие холодной сероводородной ванны, наоборот, характеризовалось понижением внутренней температуры тела.
Химический фактор
Применении различных минеральных вод играет далеко не равнозначную роль. Влияние растворенных в воде химических элементов на организм до сих пор остается предметом дискуссий. Обобщая результаты различных исследований, можно выделить следующие пути воздействия на организм химического фактора:
- непосредственно на кожу и ее структуры;
- рефлекторно вследствие химического раздражения рецепторов кожи;
- гуморальным путем, обусловленным проникновением бальнеокомпонентов в кровоток и циркуляцией их с кровью.
Длительное время существовала гипотеза, согласно которой химические вещества из воды ванн поступают через кожу в организм — в кровь, из нее — в ткани и внутренние органы в фармакологически значимых количествах, достаточных для оказания специфического действия. Подобное представление привело ученых к отказу от дальнейшего изучения действия ванн. Некоторые авторы предлагали отказаться от применения минеральных ванн, в частности сероводородных, заменив их инъекциями сульфида натрия для более «эффективного» поступления сероводорода непосредственно в кровь.
Проницаемость кожи для растворенных в воде веществ вариабельна и зависит как от функционального состояния элементов самой кожи, так и от проникающей способности химического вещества. Определение активного сопротивления здоровой кожи выявило изменение ее проницаемости под влиянием термического фактора и воздействия воды. При охлаждении сухой кожи интервалами 1,5,10,15 мин отмечено снижение активного сопротивления и возрастание проницаемость до 25% от исходного состояния на первых минутах. Через 3—8 мин проницаемость кожи достигает исходного уровня, а в дальнейшем возрастает и превышает исходный уровень в 2,5—3,8 раза.
При исследовании способности некоторых компонентов минеральных вод (сероводород, радон, мышьяк, бром, йод и др.) проникать через кожный барьер и их распределение в организме установлено, что во время ванны через кожу в организм поступает от 5 до 20г минеральной воды, что вряд ли существенно меняет водный баланс и электролитное равновесие в организме.
Различные вещества поступают в организм с разной интенсивностью: интенсивно — газы, дочерние продукты радона, малоинтенсивно — ионы калия, натрия, йода, брома. Различаются также распределение бальнеокомпонентов по внутренним органам и скорость их выведения из организма: быстрее распределяются и выводятся газы, затем бром, медленнее — йод и железо. Общим для всех исследованных веществ явилось их преимущественное депонирование в коже, которая, обладая барьерной функцией, служит в организме первичным депо для всех поступающих извне веществ, регулирующим во времени их дальнейшее перераспределение по внутренним органам и длительность пребывания в организме.
Выявленная закономерность подтвердила существенную роль кожи в формировании ответной реакции на бальнеовоздействие. Подсчет количества веществ, поступивших в организм из воды, а также поглощенной энергии излучения радона и его дочерних продуктов показал, что после ванны только в коже можно ожидать существенного превышения содержания ряда веществ по сравнению с естественным уровнем. Во всех других органах дополнительное поступление веществ даже при курсе процедур не может быть фармакологически значимым и конкурировать с его естественным поступлением через желудочно-кишечный тракт. Например, при концентрации С02 в воде 1,5 г/дм3 содержание углекислоты в выдыхаемом воздухе на короткое время повышается лишь на 30%. При проведении йодобромных ванн (Ходыженская вода, концентрация йода — 46 мг/дм3, брома — 36 мг/дм3) в организм поступает лишь 0,2 мг йода, т. е. столько, сколько за сутки с пищей, а брома — только 1% от обычного суточного поступления с пищей. При лечении ваннами с железистой водой (концентрация железа 50 мг/дм3) в организм поступает только 1—2% железа от количества, поступающего за сутки с пищей. В то же время поступление тех же веществ из воды ванны в кожу весьма существенно.
Дальнейшие исследования внесли существенный вклад в понимание роли кожного покрова в механизме реализации действия минеральных ванн. Установлено явление так называемой постперспирационной проницаемости кожного покрова, заключающееся в интенсивном проникновении в течение нескольких минут после прекращения потоотделения, контактирующих с поверхностью кожи водорастворимых веществ во внутреннюю среду организма через выводные протоки потовых желез. Доказано, что не диффузия веществ через кожу, а активный механизм кожной проницаемости определяет химиотерапевтическое действие бальнеопроцедур.
Изменяя силу температурного раздражителя, место приложения воздействия (ванна, полуванна), продолжительность процедуры, можно получать разные реакции со стороны различных органов и систем организма. Специфичность действия бальнеотерапии обусловлена газовым и минеральным составом вод. Однако не только температура ванны и химический состав воды определяют результативность процедуры, значительную роль играет и исходное состояние организма — температура кожи, уровень функционирования основных систем, тренированность к температурным воздействиям и т. д.
