Биофизические основы физиотерапии - часть 1

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЗС

АРС

АРР

АРФ

АТФ

АэТ

ВЧ
ГТФ

ДНК

ИК
ИПР

квч

кд

кзс

кмп

кпд

КРС

КУД
КУФ-излучение

КэТ

ЛО

МП

МПП
НАД

ОРФ

II

ПД

ПИ

пп

ппэ

пек

свч

СИ

смт

сод

СП

ств

СУФ

УВЧ
УФ

— анодзамыкательное сокращение
— анодразмыкательное сокращение

— анодразмыкательное раздражение
— абсолютная рефрактерная фаза
— аденозинтрифосфорная кислота (аденозинтри-

фосфат)

— анэлектротон

— высокочастотный

— гуанозинтрифосфорная кислота

— дезоксирибонуклеиновая кислота

— инфракрасный

— ионный параметрический резонанс

— крайневысокочастотное

— католическая депрессия

— катодзамыкательное сокращение

— критический мембранный потенциал

— коэффициент полезного действия

— катодразмыкательное сокращение

— критический уровень деполяризации

— коротковолновое ультрафиолетовое излучение

— катэлектротон

— локальный ответ

— магнитное поле

— мембранный потенциал покоя

— никотинамидадениндинуклеотид

— относительная рефрактерная фаза

— переносчик

— потенциал действия

— потенциал инверсии

— потенциал покоя

— плотность потока энергии
— переносчик — субстратный комплекс
— сверхвысокочастотное

— международная система единиц

— синусоидальные модулированные токи
— супероксиддисмутаза
— следовые потенциалы

— синглет-триплетное взаимодействие

— средневолновое ультрафиолетовое излучение
— ультравысокая частота

— ультрафиолетовый

УФА — ультрафиолетовое излучение зоны А (длинноволновое)

УФВ — ультрафиолетовое излучение зоны В (средневолновое)

УФС — ультрафиолетовое излучение зоны С (коротковолновое)

ФАД — флавинадениндинуклеотид

ФС — фаза субнормальности

ФЭ — фаза экзальтации
ЦНС — центральная нервная система

ЭМП — электромагнитное поле
ЭП — электрическое поле

ПРЕДИСЛОВИЕ

Знание закономерностей воздействия на организм лечебных

физических факторов, составляющих теоретическую основу

современной физиотерапии, неотделимо от понимания меха-

низмов изменяемых ими физических и физико-химических

процессов, лежащих в основе жизнедеятельности организма.

Эти процессы составляют предмет биофизики, современные

программы изучения которой не позволяют дать врачам пол-

ной картины физических основ жизни и практически не за-

трагивают биофизические механизмы лечебного действия

различных физических факторов. Попыткой восполнить на-

растающий дефицит физических основ жизнедеятельности во

врачебном образовании и является данное издание, которое

не заменяет классический курс биофизики и ограничено све-

дениями об основных биофизических процессах, имеющих

непосредственное отношение к физиотерапии. Мы попыта-

лись изложить их дедуктивно, логично показывая, как ряд

закономерностей лечебного действия физических факторов

неизбежно следует из общих законов физики, биофизики и

физической химии. В стенах нашей А1та таге: — Военно-

медицинской академии — такой подход к преподаванию био-

физики был успешно применен нашим Учителем — членом-

корреспондентом РАМН профессором В.О. Самойловым.

Следуя этому подходу, мы избрали для рассмотрения преиму-

щественно энергозависимые физические и физико-химиче-

ские процессы обеспечения жизнедеятельности, в наиболь-

шей степени подверженные влиянию лечебных физических

факторов.

Изучение биофизических основ физиотерапии требует от

врачей немало усилий, однако, на наш взгляд, гораздо важ-

нее проследить

 ЛОГИКУ

 представленных теоретических доказа-

тельств механизмов формирования лечебных эффектов ис-

пользуемых врачами физических факторов. Исходя из этого,

вывод ряда законов, требующих достаточно широкого приме-

нения математики, опушен или дан петитом.

Студентам-медикам и врачам-физиотерапевтам необхо-

димо постоянно помнить, что для обоснования параметров

лечебных физических факторов в клинике, простейших мо-

делей, приведенных в отдельных разделах данного учебного

пособия, явно недостаточно. Необходим сложный математи-

ческий аппарат теории отображений и фрактальных размер-

ностей, а главное — реальные биофизические и физиологиче-

ские данные для наполнения представленных моделей содер-

жательной частью. Все эти вопросы призваны решить теоре-

тическая биология и медицина ближайшего будущего, однако

и они едва ли смогут полностью заменить опыт и интуицию

врача-клинициста формальным математическим расчетом.

Только в тесном, взаимно обогащаюшем творческом единст-

ве биофизики и физиотерапии следует искать оптимальные

пути их дальнейшего прогресса.

Сегодня во многих областях клинической медицины при-

няты алгоритмы научно обоснованных оптимальных подхо-

дов к лечению больных основными формами заболеваний,

основанные на принципах доказательной медицины. Лечеб-

ные физические факторы в большинстве из них отсутствуют

в силу недостаточных доказательств эффективности их дейст-

вия. В основе доказательной физиотерапии должны лежать

строгие биофизические закономерности лечебного действия

физических факторов.

Идея написания данной книги пришла нам в результа-

те плодотворных обсуждений проблемы с В.О. Самойло-

вым. В.С. Улащиком, А.М. Торохтиным. Т.А. Золотаревой.

А.Н. Кузнецовым. Б.Н. Семеновым и др., за что выражаем

им нашу признательность. Мы благодарны также многим

слушателям факультетов последипломной подготовки и

школ-семинаров, чьи вопросы и пожелания позволили точ-

нее сформулировать многие положения настоящей книги.

Надеемся, что она окажется полезной как врачам, так и сту-

дентам высших учебных заведений.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Жизнедеятельность организма есть непрерывный процесс реа-

лизации генетической информации в комплексе физиологиче-

ских и биохимических процессов. Механизмом реализации ге-

нетической информации биологических систем является обмен

веществ — метаболизм. Нарушения обмена веществ и энергии

неизбежно ведут к болезни, даже при безупречном генотипе.

В этом смысле имеются плодотворные попытки выделения мо-

лекулярного, клеточного, метаболического и генного уровней

патологии. Такое разделение не предполагает их противопос-

тавления, так как генетические дефекты проявляются в наруше-

ниях метаболизма (фенилкетонурия, подагра и др.), а послед-

ние влияют на хранение и реализацию генетической информа-

ции (репарация ДНК. точность и эффективность транскрипции

и трансляции, канцерогенез, радиационный мутагенез).

Ключевым звеном метаболизма любой клетки является не-

прерывное производство носителей свободной энергии, кото-

рую она затрачивает на все проявления жизни — рост, дви-

жение, раздражимость, самовоспроизведение и др. У челове-

ка энергия пищи расходуется преимущественно на синтез

АТФ, энергия фосфатных связей которой обеспечивает син-

тез полимеров, поддержание физико-химических градиентов

и мышечную работу. Перечисленные процессы составляют

основу поддержания жизнедеятельности организма — «дно

жизни» по И.П. Павлову.

Полвека назад один из основателей биоэнергетики, лауре-

ат Нобелевской премии А. Сент-Дьёрдьи. формулируя одну

из кардинальных проблем биологии, писал: «Проблема ста-

вится так: каким образом энергия управляет жизнедеятельно-

стью? Как она приводит в движение живую машину?». За по-

следние десятилетия ряд вопросов о механизмах обеспечения

энергией важнейших процессов жизнедеятельности организ-

ма получил свое разрешение. Было установлено, что наруше-

ния метаболизма присутствуют в широчайшем спектре изве-

стных заболеваний, а его коррекция является неотъемлемым

компонентом любого вида терапии. В последнее десятилетие

в медицине заметно возрос интерес к средствам, стимулиру-

ющим тканевый метаболизм. Перспективно, в частности, ис-

пользование препаратов, повышающих коэффициент сопря-

жения окисления и фосфорилирования [коэнзим Q, амтизол,

олифен, супероксиддисмутаза (СОД)]. В последние десятиле-

тия внимание врачей также стали привлекать и лечебные фи-

10

зические факторы, которые могут выступать в роли мощных

регуляторов интенсивности метаболизма в тканях.

В течение продолжительного периода XX столетия врачи

использовали преимущественно тепловое действие лечебных

физических факторов на организм. При этом избыток при-

вносимой в организм энергии трансформируется в тепло

(тривиальный нагрев), что приводит к ускорению большинст-

ва метаболических реакций (согласно правилу Вант-Гоффа) и

проявляется гиперемией тканей. В последнюю четверть века

исследователи обратили внимание на специфические реак-

ции организма, которые проявляются наиболее отчетливо

при применении низкоинтенсивных факторов, энергии кото-

рых недостаточно для нагревания тканей (свыше 0,1 °С) или

изменения их функций.

Выбирая адекватный для данного больного физический

метод лечения, врач ориентируется не столько на нозологи-

ческую форму заболевания, сколько на выраженность и кли-

ническую значимость синдромов. Специфичность лечебного

воздействия лежит в основе синдромальных клинических эф-

фектов конкретного физического метола лечения — противо-

воспалительного, анальгетического, трофостимулирующего,

дефиброзируюшего и др. Такая синдромно-патогенетическая

направленность современной физиотерапии обусловлена тем,

что физические факторы способны непосредственно влиять

на основные биофизические процессы на субклеточном и

молекулярном уровнях — синтез и превращение свободной

энергии, массивный и активный трансмембранный транспорт

низкомолекулярных веществ (ионов, аминокислот. Сахаров и

жирных кислот), биоэлектрогенез, распространение возбуж-

дения по нейронам и мышцам, межлейронную передачу воз-

буждения и мембранную рецепцию.

Разнородность механизмов формирования реакций целост-

ного организма на лечебные физические факторы различной

природы позволяет в каждом конкретном случае их примене-

ния прогнозировать те или иные специфические лечебные эф-

фекты, а также дает возможность выделить конкретный физи-

ческий фактор и метод его использования из имеющегося

множества и определяет присущие только им лечебные эф-

фекты. Вместе с тем универсальные механизмы организации

центральной нервной системы обеспечивают единство процес-

сов развития приспособительных реакций организма к данно-

му фактору, особенно при его продолжительном воздействии.

Такая диалектика разнородности и единообразия механизмов

действия лечебных физических факторов на организм состав-

ляет важный компонент как специфического лечебного эф-

фекта используемого физического фактора, так и обшей при-

способительной реакции организма больного, направленной

на восстановление функций, нарушенных болезнью.

11