Что дает применение холода и тепла в медицине?

На модерации Отложенный Подчас, прикладывая к ушибленному месту лёд, а через пару дней — грелку для лучшего рассасывания кровоподтёка, мы даже не считаем это за лечение. Между тем, холод и тепло имеют вполне определённые терапевтические эффекты, которые так же, как у других лекарств, зависят от дозы.

Воздействие на организм и отдельные органы теплом или холодом в лечебных целях сегодня принято называть термо- или криотерапией. Однако применяли его ещё во времена античности. Римские патриции для закаливания, лечения простуды и заболеваний опорно-двигательного аппарата ходили в бани — римские термы. В древней Индии и Китае теплом лечили даже опухолевые болезни. Казалось бы, что тут может быть нового? Но совсем недавно появились принципиально новые технологии применения термо- и криотерапии. Например, для того, чтобы с помощью теплового воздействия уничтожить раковые клетки, медики используют наночастицы, а чтобы бороться со СПИДом, нагревают тело человека по уникальной методике до запредельных по биологическим меркам температур — 43–44°С.

Согреть или заморозить?

Самый доступный вид теплотерапии, знакомый многим, — прикладывание горячей грелки. Местные реакции организма проявляются в улучшении крово- и лимфообращения, и как следствие ускоряются процессы обмена, регенерации и рассасывания продуктов тканевого распада. Общее же нагревание тела увеличивает частоту пульса, снижает артериальное давление, увеличивает потоотделение и повышает моторные функции органов желудочно-кишечного тракта.

Воздействие холодом приводит к противоположным эффектам: сосуды сужаются, снижается уровень тканевого метаболизма и потребления кислорода, подавляются аллергические реакции. Нередко термотерапию и криотерапию применяют для укрепления иммунитета, а порой их успешно сочетают — например, окунаются после парной бани в ледяную прорубь. Резкое кратковременное повышение и понижение температуры — это стресс для организма, и он способствует мобилизации защитной системы.

Баварский пастор Себастьян Кнейп (Sebastian Kneipp, 1821–1897), благодаря которому лечение холодом получило широкое распространение во всём мире, считал наиболее полезными холодные водные процедуры. А вот известный российский медик и последователь Кнейпа Абрам Залманов (1875–1964) полагал, что вследствие индустриального развития и загрязнения окружающей среды современному человеку особенно полезны тепловые процедуры. Он объяснял это снижением содержания кислорода в воздухе, что приводит к замедлению биохимических реакций. Залманов считал, что организм современного горожанина не в силах ответить расширением кровеносных капилляров на воздействие холодных водных процедур, поэтому ему нужны горячие процедуры.

Куриный иммунитет

Организм человека в случае необходимости и сам прибегает к гипертермии, то есть повышению температуры тела. Впервые защитную функцию повышенной температуры подтвердил основоположник современной микробиологии и иммунологии Луи Пастер (Louis Pasteur, 1822–1895).

Пастер доказал, что причина невосприимчивости кур к сибирской язве заключается в том, температура тела птиц на 6–7°С выше, чем у человека. С помощью воды он охладил кур до 38°С и заразил их сибирской язвой. Заболели и погибли лишь те птицы, которых продолжали держать в холодной воде. Если заражённую вынимали из воды, она либо не заболевала, либо выздоравливала.

Защитный механизм объясняется не только тем, что некоторые бактерии и вирусы погибают при температурах выше 38–39°С. При гипертермии также повышается активность иммунных клеток, призванных бороться с инфекцией. Поэтому современные врачи не рекомендуют снижать повышенную температуру при инфекционных заболеваниях, если нет противопоказаний — склонности к судорогам, тяжёлых заболеваний сердца и органов дыхания, например.

И, наоборот, при хронических воспалительных процессах иммунный ответ выражен слабо, а значит, в некоторых случаях имеет смысл обострить заболевание. Например, при инфекциях мочеполовых путей вызывают искусственную лихорадку с помощью специальных препаратов или с помощью горячих ванн.

Лёд и пламень

Применение тепла и холода в медицине складывается из трёх направлений: крио- и термотерапия для восстановления функций органов и оздоровления организма в целом, применение прижигания или замораживания в хирургии для удаления патологических тканей и контролируемая гипер- и гипотермия, позволяющие повышать или снижать температуру тела на 5–6°С.

Развитию криотерапии в ХХ веке способствовали новые методы сжижения газов и их хранения в сосудах Дюара. Уже в период между мировыми войнами прижигания жидким азотом применялись для лечения многих кожных заболеваний — от бородавок до себореи. Изобретённый в 1961 году Ирвингом Купером (Irving S. Cooper, 1922–1985) с коллегами аппликатор позволил обеспечивать локальное охлаждение сжиженным газом даже внутренних органов.

В 80-е годы в Восточной Европе вошли в моду криокамеры, в которых обычный атмосферный воздух смешивается с испаряющимся жидким азотом, благодаря чему пациент оказывается в воздушной среде при температуре от -100°С до -120°С. Эффект примерно тот же, что и при купании в проруби, но значительно более низкая теплоёмкость воздуха исключает потери энергии, неизбежные в воде.

Операция без скальпеля

Перспективы криохирургии и термохирургии всегда казались очень заманчивыми: ведь при этом можно избежать каких бы то ни было механических повреждений прилежащей здоровой ткани. Однако решить проблему локализации теплового воздействия долгое время не удавалось. После первого успеха Ирвинга Купера никаких существенных прорывов на этом направлении не было.

Но и аппликатор Купера оказался достаточно действенным: с его помощью стали возможны бескровные и практически безболезненные операции при лечении заболеваний шейки матки или простаты.

Виды «хирургического тепла» более разнообразны — главным образом из-за того, что более разнообразны способы локального подвода тепла к больному органу. Тут и лазерные методы (их называют еще квантовой терапией, поскольку научное название лазера - оптический квантовый генератор), и методы с применением микроволнового электромагнитного излучения (как в микроволновой печи).

К современным методам лечения доброкачественной гиперплазии предстательной железы относится микроволновая термотерапия. С помощью уретрального микроволнового аппарата простату нагревают до 45–55°С. Опухолевые клетки  более чувствительны к высоким температурам и содержат гораздо больше воды, чем клетки здоровых тканей — при нагревании вода сильно расширяется и разрывает клетку.

Профессору Александру Вэю (Alexander Wei), ассистенту кафедры Цзисиню Чэну (Ji-Xin Cheng) и их коллегам из Университета Пердью (Purdue University) удалось прикрепить к раковым клеткам наночастицы золота — крупицы по десятку атомов металла в каждой. Мембраны раковых клеток содержат гораздо большее количество рецепторов, чем мембраны здоровых, что определяет повышенную концентрацию в поражённых тканях вводимых в организм препаратов. После осаждения частиц на поверхностях раковых клеток поражённый участок тела подвергается лазерному излучению. Оно хорошо поглощается частицами золота, и нагретые частицы создают отверстия в мембранах клеток, через которые внутрь проникают ионы кальция. Их присутствие активирует внутриклеточные ферменты, что приводит к «микровзрывам», губящим раковую клетку.

Другое подобное исследование с применением нанозондов и электромагнитного излучения провели профессор Салли Денардо (Sally DeNardo) и её коллеги из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC Davis).

На грани фола

Что касается третьего направления — контролируемой гипер- и гипотермии — при их использовании велик риск серьёзных побочных эффектов, так что это лечение на грани фола. Научные данные противоречивы: например, есть сведения о положительном эффекте гипотермии при восстановлении организма после инсульта. Пациентов накрывали термоизолирующим одеялом, в которое закачивался холодный воздух. В результате температура тела падала в среднем с 36,8 до 35,5°С и поддерживалась на этом уровне в течение шести часов. При сравнении с результатами контрольной группы выяснилось, что гипотермия вдвое повышала показатели выживаемости больных. Эффект объяснялся поступлением холодной крови к головному мозгу, что предотвращает дальнейшие нарушения. Однако применение криотерапии у детей и взрослых с черепно-мозговыми травмами дало разочаровывающие результаты — пациенты погибали чаще или получали различные осложнения.

Общая гипертермия, при которой температура тела искусственно повышается на несколько градусов, может быть смертельно опасной. Однако раковые клетки, бактерии и вирусы гибнут при высокой температуре. Группе учёных во главе с доктором медицины Алексеем Суверневым из Сибирского научно-исследовательского института гипертермии в Новосибирске удалось разработать способ химической защиты организма от теплового шока. При процедуре, проводимой под общим наркозом, температура тела пациента достигает 43–44°С, такая температура уменьшает количество вирусов иммунодефицита человека в крови в сотни тысяч раз.

Подобные исследования сегодня проводятся во всем мире. Так что, возможно, медикам в скором времени удастся, используя новейшие разработки, приручить тепло и холод и применять известные веками методы более эффективно.