Озонотерапия - активно развивающееся направление как клинической, так и профилактической медицины. Она относится к группе методов окислительной терапии, в которую входят как давно и достаточно широко используемые (гипербарическая оксигенация, ультрафиолетовое облучение крови, лазерное излучение низкой интенсивности), так и новые методы, применяемые в последнее десятилетие (фотодинамическая терапия, использование доноров оксида азота для усиления терапевтической эффективности антибиотиков антрациклинового ряда - доксорубицина, синглетно-кислородная терапия).
Биологическая активность озона, а отсюда и основные принципы его применения в медицине - это результат изменения свободно-радикального статуса организма в ответ на поступление активных кислородных и озоновых метаболитов от внешнего источника. Озонотерапию широко применяют в различных областях медицины: косметологии, неврологии, хирургии, травматологии, акушерстве, гинекологии, онкологии, урологии, кардиологии, пульмонологии, гастроэнтерологии, дермато-венерологии, стоматологии, инфектологии, оториноларингологии.
Открытие озона как химического элемента (немецким химиком Кристианом Фридрихом Шенбейном) относится к концу XVIII века. Впервые на практике озон был применён в области гигиены и очистки воды. Так, в Париже вся вода проходит обработку озоном. Работы по изучению лечебного действия озона продолжались в период между двумя мировыми войнами. В 30-х годах XX века A.A. Fish, немецкий зубной врач, практикующий в Швейцарии, широко применял озон в стоматологической практике. Среди его пациентов был австрийский врач E. Payr, который в свою очередь в 1935 г. впервые использовал ректальное введение озоно-кислородной смеси (ОКС) для лечения язвенного колита, проктита, геморроя. Физик, химик и математик Йоахим Хэнзлер (1908 - 1981) создал первый медицинский генератор озона, который позволял точно дозировать ОКС, и тем самым дал возможность широко применять ознотерапию. Этот метод использовали в Германии в годы Второй мировой войны для лечения ран и ожогов. С появлением в медицинской практике антибиотиков развитие озонотерапии было надолго прервано.
Однако уже с середины 70-х годов, в связи с появлением новых данных о биологическом действии озона, озонотерапия получила широкое применение. Возрождение озонотерапии (на новом теоретически и экспериментально обоснованном уровне, что привело впоследствии к широкому и активному распространению озонных технологий в медицине), в том числе связано и с работами врачей и исследователей Нижегородской государственной медицинской академии. Итогом более чем 25-летних комплексных клинико-экспериментальных исследований явились обоснование, разработка и внедрение в практическую медицину различных методов ОТ, которые успешно применяются более чем в 20 странах мира.
Озон - газ, обладающий специфическим запахом. Основная масса озона расположена в атмосфере в виде озоносферы на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высоте 20 км. Озон образуется под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны до 185 нм. Располагаясь в верхних слоях атмосферы, он задерживает вредное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца и поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя её охлаждению. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода. Озон является аллотропической модификацией кислорода и подобно кислороду обладает окислительными свойствами. Различие заключается в том, что озон как вещество с большим запасом внутренней энергии легко распадается и становится более сильным окислителем.
Озон относительно устойчив в кислых и нейтральных растворах, в высоких концентрациях токсичен. В процессах окисления озон может отдавать атом кислорода или присоединяться целиком к двойным или тройным углерод-углеродным связям с образованием озонидов, перекисей и других веществ, также обладающих сильными окислительными свойствами. Получают озон при воздействии на воздух электрического разряда или ультрафиолетового излучения.
Проведено большое количество экспериментальных исследований in vitro и на заражённых животных, в которых изучали инактивацию озоном широкого спектра бактерий и вирусов, в частности резистентных к наиболее применяемым антибактериальным препаратам и дезинфекторам. Озон оказывает разностороннее влияние на различные органы и системы организма. Действие на организм зависит от концентрации озона.
При повышенных концентрациях озона в воздухе он действует на человека отравляюще, снижает сопротивляемость организма к бактериальным инфекциям, быстро окисляет многие аминокислоты и инактивирует SH-ферменты, нарушая тем самым течение многих биохимических процессов. Многие его эффекты, в том числе и токсическое действие озона, обусловлены образованием свободных радикалов, высвобождением из тканей адреналина, норадреналина и брадикинина.
В природных концентрациях озон обладает стимулирующим действием на организм человека: повышает устойчивость к холоду, действию токсических веществ, гипоксии, вызывает увеличение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, повышает фагоцитарную активность лейкоцитов, титр комплемента сыворотки крови, иммунобиологический потенциал организма. Низкие концентрации озона положительно действуют на дыхательную функцию, вызывают снижение или нормализацию артериального давления, стимулируют репаративные процессы в тканях, повышают активность ферментов дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования. Терапевтические дозы озона стимулируют антиоксидантную систему и уменьшают интенсивность перекисного окисления липидов; оказывают противовоспалительное и анальгезирующее действия, обусловленные модулирующим влиянием на простагландины.
Озон оказывает бактерицидное и вирулицидное действие. Разрушение микроорганизмов (в т.ч. внутриклеточных паразитов) происходит за счёт воздействия озона на клеточные мембраны и окисления рецепторов, при помощи которых паразит внедряется в клетку хозяина. Действуя на клеточные мембраны бактерий, озон вызывает их окисление, а точнее образование пероксидов из фосфолипидов и липопротеинов клеточной мембраны бактерий, в результате чего она разрывается. При воздействии озона на вирусы происходит повреждение их нуклеиновых кислот (дезоксирибонуклеиновой – ДНК, и рибонуклеиновой кислот - РНК), повреждение полипептидных цепей их оболочек, вследствие чего теряются способность вируса прикрепляться к клеткам-мишеням хозяина и возможность его репликации. Результаты исследований показали, что озон инактивирует вирус иммунодефицита человека, подавляет энтеровирусы и вирусы полиомиелита. Воздействуя на клетку патогенных грибов, озон повреждает цитоплазматическую мембрану и внутриклеточные структуры. Грибы гибнут в результате нарушения внутриклеточного гомеостаза и барьерных свойств плазматической мембраны. В отличие от многих антисептиков озон не раздражает и не разрушает покровные ткани организма человека, поскольку в противоположность микроорганизмам клетки человеческого организма обладают системой антиоксидантной защиты.
Кроме того, озонотерапия повышает количество и фагоцитарную активность нейтрофилов, увеличивает синтез интерферона, секреторного иммуноглобулина A и лизоцима, интерлейкинов-1 и -2, фактора некроза опухоли, стимулирует регенерацию клеток крови. Количество нейтрофилов, участвующих в фагоцитозе под действием озона, увеличивается с 15 до 25%, одновременно усиливается поглотительная активность фагов. Озон также способен увеличивать чувствительность микроорганизмов к антибиотикам. В результате озонотерапии изменяется чувствительность раневой микрофлоры к антибактериальным препаратам, в ряде случаев появляется чувствительность к различным антибиотикам при исходной полирезистентности флоры.
Озон характеризуется выраженным противогипоксическим эффектом, который объясняют улучшением реологических свойств крови, повышенной отдачей оксигемоглобином кислорода тканям и увеличением скорости микроциркуляции. Кроме того, взаимодействуя с двойными связями ненасыщенных жирных кислот эритроцитарной мембраны, он повышает её эластичность. Озон препятствует образованию в кровеносном русле агрегатов эритроцитов в форме «моментных столбиков», типичных, например, для тромбоэмболии, тем самым улучшается проходимость эритроцитов по капиллярам. Парентеральное введение озона в адекватной дозе активирует фермент NO-синтетазу. Образующийся оксид азота (NO) обладает выраженным сосудорасширяющим действием. Под влиянием озона активизируется работа K+ -Na+ -АТФазы, в результате чего усиливаются поступление ионов калия внутрь клеток и выход из них ионов натрия. Это препятствует адгезии и агрегации эритроцитов. Введение озонированного перфузата улучшает реологические свойства крови и поддерживает высокую скорость микроциркуляции.
Другой механизм противогипоксического действия озона - его влияние на кислородозависимые процессы в организме. Озон способен стимулировать энергетический обмен путём оптимизации утилизации кислорода, энергетических субстратов в энергопродуцирующих системах, повышать энергетическую эффективность тканевых окислительных процессов. Известна способность озона активировать перекисное окисление липидов в процессе окисления биологических субстратов, что по механизму обратной связи стимулирует механизмы антиоксидантной защиты организма. Его нормализующее действие на нарушенные при многих заболеваниях показатели свободно- радикального окисления доказывает безопасность данного метода и его способность влиять на один из основных механизмов патогенеза заболеваний.
Озону присущ гипогликемический эффект, обусловленный активацией глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. При этом усиливается поглощение эритроцитами глюкозы из плазмы крови, что даёт возможность применять озон при лечении больных сахарным диабетом. Под действием озонотерапии отмечают снижение концентрации холестерина и атерогенных фракций, а также индекса атерогенности. Она вызывает умеренный гипокоагуляционный эффект, преимущественно за счёт повышения фибринолитической активности и снижения агрегации тромбоцитов. При местном воздействии на кровоточащую рану ОКС обладает выраженными гемостатическими свойствами. Озон оказывает детоксицирующее действие, вызывает снижение уровня среднемолекулярных олигопептидов и усиливает антитоксическую функцию печени.
Установлено благоприятное действие озона при нарушениях иммунной регуляции. Он способствует нормализации показателей клеточ-ного звена иммунитета, ускоряет хемотаксис, сокращает время адгезии, активирует (ак было указано выше) переваривающую активность фагоцитов. Под его воздействием усиливается синтез цитокинов (интерферонов, интерлейкинов, фактора некроза опухоли альфа) лимфоцитами и моноцитами. Озон оказывает модулирующее действие на уровень иммуноглобулинов и циркулирующих иммунных комплексов в плазме крови. Происходит выраженная стимуляция гуморального иммунитета, выражающаяся в увеличении титра иммуноглобулинов A, M и G (IgA, IgM и IgG) в крови, что немаловажно для лечения инфекционных заболеваний.
Таким образом, основные механизмы действия озона сводятся к следующему: бактерицидное, вирулицидное (противовирусное) и микоцидное (противогрибковое0 действие, иммуномодулирующее действие, улучшение микроциркуляции, снижение тканевой гипоксии, активация антиоксидантной системы и снижение уровня атерогенных фракций в крови.
На основании механизмов действия озона разработаны методы применения ОКС: наружные, обеспечивающие прямое действие озона, и парентеральные, приводящие к системному действию озона. К наружным методам введения ОКС относятся озоновое орошение в пластиковой камере, бальнеотерапия, различные варианты применения озонированной дистиллированной воды и оливкового масла, внутрисуставные и параартикулярные инъекции озона, регионарное лимфотропное введение ОКС. К парентеральным методам введения относятся большая аутогемотерапия с ОКС, малая аутогемотерапия с ОКС, внутривенное и лимфо-тропное капельное введение озоно-насыщенного изотонического раствора натрия хлорида, внутривенное и внутриартериальное введение, внутримышечные и подкожные инъекции, ректальные инсуффляции ОКС.
Озоно-кислородные смеси производят с помощью специальных аппаратов - медицинских озонаторов. Современная установка для озонотерапии включает озонатор воздушного охлаждения, регулирующий скорость газового потока, и метрологическую систему, позволяющую измерять концентрацию озона в газовой смеси и водных растворах, а также деструктор неиспользованного озона. Озонатор должен обеспечивать широкий диапазон концентраций озона в газовой смеси. В зависимости от решаемой задачи в озонотерапии используют ОКС с концентрацией озона в диапазоне 0,1 - 100 мг/л (100 - 100 000 мкг/л) при скоростях выходных потоков смесей в диапазоне 0,1 - 1 л/мин.
Для того, чтобы свести к минимуму токсическое влияние озона на организм и повысить его терапевтическую эффективность при использовании ОКС, необходимо знать точную концентрацию озона, общую дозу и время воздействия. Особенно важна используемая концентрация ОКС, получение которой возможно с помощью генераторов озона, обладающих обязательными характеристиками: отсутствие вредных примесей в выходной смеси, высокая точность и стабильность синтеза во всем диапазоне выходных концентраций озона и скоростей потоков. Отвечает предъявляемым требованиям и превосходит известные образцы соответствующего медицинского оборудования озонатор АОТ-НСК-01 - «С(А-16)», разработанный в Российском федеральном ядерном центре - Всероссийском НИИ экспериментальной физики (г. Саров) - совместно с Федеральным управлением медико-биологических и экстремаль- ных проблем Минздрава РФ и Ассоциацией российских озонотерапевтов.
Озонотерапия в клинике внутренних болезней применяется при лечении гепатитов, хронических колитов, хронических гастритов и гастродуоденитов, язвенной болезни желудка, заболеваний органов дыхания (бронхиальной астмы, хронических бронхитов, пневмоний), ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета. Озон в урологии применяется при лечении хронических пиелонефритов и циститов. Озонотерапия в клинике нервных болезней показана при остеохондрозе позвоночника, дисциркулярной энцефалопатии, заболеваниях периферической нервной системы. Озонотерапия применяется в спортивной медицине и косметологии; в клинике ЛОР-болезней при остром и хроническом гнойных гайморитах, различных формах хронического тонзиллита, хронических средних отитах, сенсоневральной патологии. В стоматологии ОТ применяется при лечении больных с флегмонами челюстно-лицевой области и пародонтопатиях. В дерматологии ОКС лечат грибковые поражения кожи и ногтей, герпетические инфекции, фурункулез, заболевания, передаваемые половым путем. Применение медицинского озона в практической гинекологии эффективно при воспалительных процессах внутренних половых органов, эндометритах, бактериальном вагинозе, эрозивных процессах шейки матки. В хирургической практике озонотерапию используют в лечении перитонитов, гнойных ран, трофических язв, пролежней, термических травм, гнойно-деструктивных заболеваний легких и плевры, болезней суставов и облитерирующего атеросклероза артерий нижних конечностей.
Общими противопоказаниями для озонотерапии считают все состояния, сопровождающиеся повышенной кровоточивостью (гемофилию, тромбоцитопению, геморрагический инсульт), заболевания щитовидной железы (гипертиреоз), гипогликемию, инфаркт миокарда, эпилепсию и другие судорожные припадки в анамнезе, острый панкреатит, обострение язвенной болезни желудка, артериальную гипотензию в течение длительного периода, алкогольное опьянение, период менструации, применение лекарственных препаратов, снижающих свёртываемость крови, индивидуальную непереносимость. С развитием медицины перечень противопоказаний для озонотерапии сокращается. Так, несколько лет тому назад одним из противопоказаний считали беременность, а в настоящее время методики системной озонотерапии с успехом применяют для лечения гестозов и невынашивания беременности.