Кожа и лечебные физические факторы

Кожа и лечебные физические факторы. Большинство лечебных физических факторов действует на человеческий организм преимущественно через кожные покровы, поэтому вопрос об их роли в этом процессе является ключевым для физиотерапии. Во взаимодействии кожи с лечебными физическими факторами, обеспечивающем влияние последних на организм, представляется целесообразным учитывать прежде всего ее ограничительное, функциональное, трансрецепторное, модулирующее, защитно-адаптационное и распределительное влияние.
1. Ограничительное влияние кожи. В отношении лечебных физических факторов, как, впрочем, и всех других факторов внешней среды, кожа выполняет барьерно-защитную функцию. Если рассматривать последнюю в аспекте последующего развития действия физиотерапевтических факторов, то она больше носит ограничительный характер, что и определило название этого аспекта участия кожи. Ограничительную функцию кожа осуществляет благодаря сложной структуре (в ее составе имеются различные по морфологическим, функциональным и физическим свойствам клеточные слои), образующейся на ее поверхности эмульсионной пленке (химическая мантия), потоотделению и другим механизмам. Выполнение кожей барьерных свойств по отношению к электрическим факторам тесно связано с ее электропроводностью (электросопротивлением). Эти величины определяются преимущественно интенсивностью сало- и, особенно, потоотделения, концентрацией минеральных солей в тканевой жидкости. Сопротивление сухой неповрежденной кожи человека достигает сотен тысяч и даже десятков миллионов Ом. Наиболее высокой резистентностью по отношению к электрическому току обладают роговой и блестящий слои эпидермиса, диэлектрические свойства которых обусловлены высоким содержанием липидов и низкой влажностью. Точка, в которой происходит резкое уменьшение сопротивления току, лежит примерно на внешней поверхности зернистого слоя кожи.
Основным препятствием на пути прохождения веществ (при бальнеопроцедурах, электрофорезе, фотофорезе, ультрафонофорезе и др.) является так называемый электрофизиологический барьер, расположенный на уровне базального слоя эпидермиса. Это двойной электрический слой с положительным наружным и обращенным внутрь отрицательным зарядами. Прохождению тока и проникновению электрофоретически вводимых лекарств вглубь препятствует также поляризация, наиболее сильно происходящая в коже при электровоздействиях. В основе ее возникновения, как известно, лежит способность живых клеток при электризации накапливать заряды на своих поверхностях.
Еще более отчетливо ограничительное влияние кожи проявляется в отношении других лечебных физических агентов, отражающихся от ее поверхности. Весьма иллюстративно для рассмотрения ограничительной функции кожи поведение лучистой энергии. Инфракрасные лучи различной длины волны неодинаково отражаются кожными покровами человека: спектр отражения характеризуется наличием нескольких максимумов и колебанием величины отражения от нескольких до 50 %. Пигментация, отек кожи и другие ее изменения сказываются на отражательной способности в отношении инфракрасных лучей. Видимый свет отражается кожей слабее, чем инфракрасный. Отражение падает с уменьшением длины волны света. УФ-лучи лишь в минимальной степени (8-13 %) отражаются кожными покровами, особенно пигментированными (6-8 %). Свои особенности поглощения и отражения имеет лазерное излучение. Кожа человека способна отражать 50-55 % падающей на нее энергии лазера и только 25-40 % поглощать. Поскольку размеры человека сравнимы с длиной (от 1 м до 1 мм) применяемых в физиотерапии микроволн, то часть их энергии отражается от кожной поверхности. Величина отраженной от тела человека энергии дециметровых волн (65 см) варьирует от 35 до 65 %, а сантиметровых — от 25 до 75 %.
Отражение кожей ультразвука (при соблюдении техники проведения процедур) не превышает 1 %. С увеличением угла падения коэффициент отражения возрастает в десятки раз, поэтому чрезвычайно важно, чтобы во время процедуры поверхность излучателя была параллельна озвучиваемой поверхности человеческого тела.
Действие бальнеолечебных процедур во многом зависит от поступления в кожу и в организм растворенных в ванне солей и газов, которое, в свою очередь, определяется проницаемостью кожи, зависящей как от ее морфофункциональных свойств, так и физико-химического состава используемой лечебной ванны. Кожа, если говорить обобщенно, существенно ограничивает поступление в организм различных компонентов и тем самым ослабляет химическое действие водотеплолечебных процедур.
Итак, располагая самыми различными барьерно-защитными механизмами, кожа ограничивает и тем самым регулирует действие физических факторов на организм, изменяя, прежде всего, соотношение между отражением и поглощением их энергии. Важно, что ограничительную функцию кожа выполняет не пассивно, а активно, благодаря чему имеются различные возможности для управления эффектом физиотерапевтических процедур. Признание ограничительного влияния кожи требует, с одной стороны, внесения коррекции в дозировку физиотерапевтических воздействий, а с другой — применения новых подходов при разработке дозиметрических устройств в аппаратуре.
2. Существенную роль в реализации действия лечебных факторов играет их влияние на функции кожи (функциональное влияние) . Важное значение этого механизма объясняется прежде всего тем, что кожа, являясь многофункциональным сложным органом, теснейшим образом связана с различными внутренними органами и системами, благодаря чему всякое воздействие на нее может сказываться на жизнедеятельности всего организма. Влияние же физических факторов на функции кожи многообразно.
Физические факторы, например, могут значительно влиять на защитно-барьерные свойства кожи — изменять ее проницаемость (ультразвук, микроволны, теплолечебные факторы и др.), бактерицидную активность (грязелечение, радоновые ванны и др.), образование защитной мантии (гальванизация, ультразвук, бальнеолечение) и др. Это в конечном счете сказывается не только на физиологии кожи, но и деятельности всего организма.
Одна из важнейших функций кожи — физическая терморегуляция организма. Многие физические факторы (водо- и теплолечение, криотерапия, высокочастотная электротерапия) заметно влияют на эту функцию, благодаря чему с успехом используются в закаливании и акклиматизации организма, в лечении больных с хроническими воспалительными заболеваниями и нарушенной реактивностью организма. Важная роль кожи в действии физиотерапевтических факторов может быть подчеркнута и в связи с ее обменной функцией, имеющей двойственный характер. Как известно, лечебные физические факторы (УФ-облучение, гальванизация, радонотерапия, ультразвук и др.) оказывают влияние на синтез кератина, коллагена, меланина, кожного сала и тем самым участвуют в регуляции важных для организма и специфических для кожи обменных функций. Через воздействие на углеводный, белковый и липидный обмен в коже отчасти реализуется влияние физиотерапевтических методов на энергетические и пластические процессы в целостном организме.
Аналогичные данные можно привести и в отношении влияния лечебных физических факторов на секреторно-экскреторную, дыхательную, резорбционную и другие функции кожи. Однако и изложенного вполне достаточно для того, чтобы видеть большое значение влияния физических факторов на функции кожи в их физиологическом и лечебном действии.
3. Трансрецеиториосилияиие. Рефлекторный механизм действия, считающийся основным в современной физиотерапии, реализуется преимущественно благодаря влиянию лечебных физических факторов на рецепторы кожи. И это вполне закономерно. С одной стороны, энергия всех физических факторов в большей или меньшей степени (а для многих — преимущественно) поглощается кожей, ее отдельными структурными элементами. С другой стороны, кожа является огромным рецепторным полем, посредством которого организм связан с внешней средой. Нервные рецепторы и волокна (афферентные и эфферентные) обеспечивают прямую связь кожи не только с нервной системой, но через последнюю и с внутренними органами (см. Кожа). Рецепторы кожи представляют собой реальный анатомический субстрат для осуществления рефлекторного механизма действия лечебных физических факторов. Они трансформируют энергию физического воздействия в нервную импульсацию, достигающую ЦНС и служащую базой для формирования целостной реакции организма. Изменение реактивности рецепторов или места проведения процедуры столь существенно влияет на особенности действия лечебных физических факторов, что его следовало бы широко использовать в медицинской практике. Здесь хотелось бы подчеркнуть, что важную роль в реализации действия факторов могут играть акупунктурные точки кожи, которым отводится особое место в саморегуляции организма.
4. Защитно-адаптационное влияние. Кожа представляет собой гомеостатическую систему, функционирующую в интересах целого и отвечающую местными изменениями (и даже повреждениями) ради поддержания гомеостаза всего организма. Этот механизм отчетливо прослеживается и при действии на организм многих физических факторов (как при терапевтических дозировках, так и особенно при их передозировке). К таким биологически целесообразным защитно-приспособительным реакциям мы склонны относить следующие: воспаление, гиперемию, выброс физиологически активных веществ, пигментацию и др. Некоторые из них, несомненно, имеют и самостоятельное значение для действия лечебных физических факторов на организм. Это лишний раз подчеркивает, что оценку в механизме действия физиотерапевтических методов роли кожи, отличающейся тонким реагированием на воздействия внешней среды, надо осуществлять с позиций системного подхода. Кратко рассмотрим наиболее типичные из названных защитных реакций кожи.
Воспаление, согласно мнению A.M. Чернуха, по своей биологической сущности является целесообразной защитной реакцией организма, особенности которой определяются прежде всего характером действующего агента, его дозировкой и местом нанесения раздражения. Воспаление кожи возникает вследствие воздействий на нее самыми различными агентами: физическими, химическими и биологическими. В зависимости от преобладания того или иного компонента воспалительной реакции различают альтернативную, экссудативную и продуктивную формы воспаления кожи. Той или иной степени выраженности воспалительная реакция наблюдается при действии многих физиотерапевтических процедур. При использовании терапевтических дозировок воспаление носит адекватный характер, заканчивается полным и быстрым восстановлением поврежденных или измененных структур кожи и ее исходного состояния, способствует (по различным механизмам) возникновению в организме биологически полезного результата (уменьшение воспаления в других органах и тканях, ослабление болевого синдрома, восстановление гомеостаза и т.д.). Последним, очевидно, и определяется значение воспаления в коже, индуцированного физическим фактором, для физиотерапевтической практики. При этом надо еще учитывать, что воспаление теснейшим образом связано с другими защитными реакциями организма.
К числу кожных реакций, через которые может реализоваться (включаться) действие физических факторов на организм, по-видимому, следует отнести и у ч а с т и е кожи в и м м у н о л о г и ч е с к и х р е а к ц и я х . Вопрос этот, несмотря на его важность и теоретическую обоснованность, пока недостаточно изучен, однако некоторые факты, полученные в последние годы, позволяют утверждать, что кожа не только является местом реализации иммунологических процессов, но и сама активно участвует в иммунном гомеостазе, выполняя одновременно роль органа иммуногенеза. А если это так, то физиотерапевтические факторы, способные изменять конформацию белков, вызывать воспаление, активизировать обмен многих физиологически активных веществ (гистамин, простагландины, цАМФ и др.) и даже разрушать некоторые клеточные элементы, могут и должны реализовывать свое действие путем влияния на иммунологические функции кожи. Морфологические особенности кожи создают для этого достаточные предпосылки.
В реализации иммунологических функций ведущая роль принадлежит популяции лимфоцитов, преимущественно Т-клеткам, способным к рециркуляции и имеющим аффинитет к коже. Как и в других органах иммуногенеза, лимфоциты могут иммунологически дифференцироваться в коже, являться носителем трансплантационных антигенов, участвовать в антителообразовании, выделять лимфокины. Входящие в состав кожи клетки Лангерганса функционируют в основном как эпидермальные макрофаги. К иммунокомпетентным клеткам кожи можно отнести тучные клетки, наличие на поверхности которых рецепторов для иммуноглобулинов обеспечивает участие их в реакциях гиперчувствительности немедленного и замедленного типов. Клетки эпидермиса обладают фагоцитарной активностью и вырабатывают стимулирующий пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцитов фактор. Активное участие в рассматриваемых реакциях принимают неспецифические факторы иммунитета, среди которых наибольшее значение придается лизинам, лизоциму, комплементу, а в последнее время — интерферону.
Приведенные сведения указывают на важную роль кожи в создании иммунологического барьера организма и возможность влияния на него физических факторов. Последнее доказано в отношении многих физиотерапевтических методов.
Сосудистая реакция кожи также, на наш взгляд, может быть отнесена к числу защитно-адаптационных механизмов, участвующих в реализации действия лечебных физических факторов. Более того, она нередко является началом в звене других самых разнообразных реакций организма. В значительной степени это объясняется тесной связью кровообращения кожи с терморегуляцией, требующей коррекции в связи с тепловым компонентом действия многих физиотерапевтических процедур. Поэтому наиболее типичной сосудистой реакцией кожи на физиотерапевтическое воздействие являются гиперемия, усиление регионарного и капиллярного кровотока, повышение проницаемости стенок сосудов. Еще в период становления физиотерапии кожно-сосудистые реакции (гиперемия кожи) относились к наиболее типичным неспецифическим реакциям организма на физиотерапевтическую процедуру. В основе их лежит изменение конфигурации клеток Руже и клеток эндотелия капилляров. Длительность и выраженность этих реакций зависят от физической природы действующего фактора и его дозировки, индивидуальных реактивных особенностей организма. Есть основание думать, что наряду с нервной системой в возникновении вазодилатации кожи при физиотерапевтических воздействиях определенную роль играют гормоны и физиологически активные вещества, циркуляция которых в крови при этом изменяется.
Особо следует остановиться на усиленном образовании физиологически активных веществ (шестой компонент функционального элемента кожи по Чернуху) при воздействии факторов внешней среды. Его также мы склонны относить к защитно-адаптационным реакциям. Центральное место в системе физиологически активных веществ и во взаимодействии отдельных частей функционального элемента кожи играют тучные клетки. Они накапливают гистамин, серотонин, гепарин и АТФ, освобождаемые под влиянием физиологических и патологических стимулов, в т.ч. и при действии физиотерапевтических процедур. Более того, возможна избирательная стимуляция лечебными физическими факторами этих клеток-антагонистов. Значение этого процесса в физиотерапии определяется тем, что клетки-антагонисты (их некоторые авторы называют одноклеточными эндокринными железами) играют важную роль в системе двойной регуляции функций, поддержании регионарного гомеостаза и развертывании местных защитных реакций.
Хотя бы несколько слов следует сказать о пигментации как защитной реакции кожи. В основе ее лежат образование в меланоцитах меланина и захват его клетками базального слоя эпидермиса и дермы. Образование меланина, как известно, является специфическим механизмом защиты кожи человека от УФ-лучей. Однако функция меланоцитов может стимулироваться под действием инфракрасных лучей, лазерного излучения, ионизирующей радиации и других физических факторов, что и позволяет относить пигментацию, в известном смысле, к общим защитно-адаптационным реакциям кожи.
Отметим некоторые характерные черты рассмотренных защитно-адаптационных реакций кожи. Во-первых, они универсальны и являются общими для большинства факторов внешней среды. Во-вторых, названные реакции тесно между собой взаимосвязаны и должны рассматриваться с позиций системной организации функций. В-третьих, эти реакции имеют сложную регуляцию, благодаря чему их изменение сказывается не только на функциях кожи, но и на деятельности внутренних органов, всего организма. Последнее в значительной степени определяет особое значение этого пути взаимодействия физических факторов с кожей для физиотерапии.
5. Депораспределительный эффект кожи при действии отдельных лечебных физических факторов (прежде всего, электрофореза и фонофореза лекарств, водотеплолечения) известен давно, однако должного значения ему как универсальному механизму физиотерапии до последнего времени не придавалось.
Согласно имеющимся данным роль кожи в бальнеотерапии многопланова и своеобразна, проявляется в следующих процессах: адсорбция кожей на своей поверхности химических веществ из лечебной среды («солевой плащ») и активное поглощение многих из них; одним из механизмов их проникновения внутрь служит растворение в секрете потовых желез; образование кожного депо веществ, компоненты которого действуют на различные структуры кожи, а рефлекторно — на многие органы и ткани; длительное поступление веществ из кожного депо и избирательное (в соответствии с тропностью и рефлекторными связями) влияние на многие органы и ткани.
Сказанное в равной степени относится и к физико-фармакологическим методам электрофорезу и ультрафонофорезу лекарств. Как известно, кожа играет решающую роль в закономерностях поступления и депонирования лекарств, их фармакокинетике и фармакодинамике. Благодаря так называемому ионному рефлексу (по А.Е. Щербаку) не только в коже, но и в отдаленных тканях и органах развиваются специфические для введенных веществ (ионов) реакции. Именно поэтому в этих случаях концентрация лекарства в крови не имеет столь важного значения, как при обычных способах фармакотерапии.
Следует в этой связи упомянуть и еще об одном феномене, важном для комплексной терапии. Воздействие физическими факторами приводит к резкому усилению поступления находящихся в организме лекарственных веществ (а возможно, и метаболитов) в кожу и в рефлекторно связанные с областью воздействия внутренние органы. Это, естественно, сказывается на фармакокинетике лекарств и их терапевтическом действии, что должно учитываться при комплексном использовании лекарств и физических факторов.
6. Модулирующее влияние кожи. В физиотерапии кожу следует рассматривать не только как орган с многочисленными жизненно важными функциями, но и как структурно-функциональный комплекс со своими особыми физическими характеристиками и биофизическими свойствами. Поэтому кожа, лежащая на пути физического фактора, не только отражает и поглощает его энергию, но и может изменять (модулировать, преобразовывать) его физические параметры. К сожалению, этому влиянию кожи, несмотря на его принципиальный характер, до сих пор не придавалось должного значения, из-за чего оно почти не изучено. Однако и отдельных примеров достаточно, чтобы признать этот эффект важным в действии физических факторов на организм. Кожа, например, обладает способностью трансформировать падающую на нее коротковолновую УФ-радиацию в длинноволновую. Большинство авторов роль «трансформаторов» в коже отводят пигменту. В тканях с низким содержанием воды, к числу которых относится и кожа, длина волны электромагнитных колебаний уменьшается в 2-2,5 раза, что существенно сказывается на поглощении их энергии и изменяет биологическое действие.
Коже, как известно, присущи фото-, пиро- и пьезоэлектрический эффекты. Благодаря им различные виды энергии она может преобразовывать в электрическую (токи, поля), что нельзя не учитывать в механизме действия физиотерапевтических методов. Ясно, что кожа, изменяющаяся под влиянием физических факторов, в свою очередь, способна их преобразовывать или модулировать, а следовательно, изменять тем самым направленность и спектр их физиологического и лечебного действия.
Таким образом, кожа как орган, непосредственно воспринимающий все воздействия внешней среды, играет существенную роль в действии на организм физиотерапевтических методов. Это возможно благодаря сложной структуре и полифункциональной активности кожи, тесной связи ее с внутренними органами и ЦНС. Кожа играет активную роль на всех стадиях (физическая, физико-химическая и биологическая) действия лечебных физических факторов. При этом в ней развиваются как общие для многих, так и специфические для отдельных физиотерапевтических процедур сдвиги и реакции, которые благодаря гуморальным и нервным механизмам сказываются на жизнедеятельности всего организма, его борьбе с болезнями и неблагоприятными воздействиями окружающей среды.