Физика и физиология охлаждения

Из истории изучения влияния холода на организм

Предполагают, что родиной первобытного человека были страны с жарким климатом. Однако в дальнейшем, люди расселились по земле в районах с более холодным климатом.

Основными носителями тепла и холода, с которыми издавна встречалось человечество, были воздух и вода, почвы и камни. Замечено, что жизнь в Арктике начинала бурлить у кромки тающего льда. Вблизи ледников в горах расцветают прекраснейшие луга.

Возникли новые потребности приспособления к холоду, что, во многом обусловило необходимость труда для защиты от холода и, вероятно определило дальнейшее развитие человека. За 4 тысячи лет до нашей эры жители древнего Вавилона пришли к необходимости наблюдения за погодой с целью прогнозирования похолоданий. Воздух и воду для закаливания стали широко использовать ассирийцы, египтяне. Индусы отметили положительное влияние прохладного свежего воздуха на лихорадящих больных.

Историческое развитие лечения холодом подробно рассмотрено в работе Костадинова Д. и Краева Т. Упоминание о лечебном действии холода встречается в трудах Гиппократа, Авиценны и в более ранних источниках. Такие известные врачи как Цельсий, Гален, Бертолини, Самойлович, Ларрей, Эдвардс и другие с успехом применяли низкие температуры, преимущественно как противовоспалительное средство. За 2500 тысячи лет до нашей эры египтяне применяли холодные компрессы для лечения ранений грудной клетки и переломов костей черепа.

Однако механизмы действия холода в прошлые века оставались не познанными.

В начале 17 столетия иностранные послы сообщали из России о том, что русские голые обливаются холодной водой, зимой же, выскочив из бани они валяются на снегу, трут им тело будто мылом. Потом, остывши, снова входят в жаркую баню. При посещении Петром I Парижа русские гренадеры демонстрировали парижанам купание после бани в ледяной воде. На эти зрелища приходило посмотреть целое сборище изумленных французских зрителей. Особенно непонятным было, что не смерть или болезнь, а необычайной силы здоровье давал этот необычный, экстравагантный способ закаливания.

В 1855 году в Австрии был создан первый институт закаливания. Научное осмысление законов термодинамики также наиболее интенсивно происходило в 19 веке и связано с именами знаменитых ученых Николы Карно, Михайло Ломоносова, Джеймса Джоуля, Уильяма Томсона (Лорда Кельвина), Рудольфа Клаузиса, Людвига Больцмана и многих других.

Однако с охлаждением, как проблемой, человечество столкнулось еще в незапамятные времена. В канонах тибетской медицины более чем 27 вековой давности подчеркивалось усиление заболеваний суставов в холодное время года, во время дождей и сильных ветров. Катастрофы, стихийные бедствия, войны заставляли людей внимательно относиться к проблеме охлаждения, искать способы защиты от него. Холод был страшным бичом для многих армий на протяжении всей истории. В 17 веке от переохлаждения в Абессинии погибла целая армия. В начале 20 в России замерзало насмерть до 3 тыс. человек в год. По данным Г.Н. Клинцевича, замерзание во время войны с Финляндией в 1939 - 1940 гг. как причина смерти отмечалась в 1,3% вскрытий. Потери только армии США от холода во второй мировой войне составили несколько десятков тысяч человек.

Наряду с общим переохлаждением врачам прошлого хорошо были известны ознобление и обморожение конечностей, «траншейная стопа», холодовые поражения органов дыхания.

Однако исстари «холодовой фактор» широко использовался и как средство сохранения и даже восстановления здоровья. Древние религии многих народов предписывали обмывание тела холодной водой. У египтян было принято ежедневное омовение в водах Нила. Авиценна в знаменитых «Канонах врачебной науки» подчеркивал, что для лечения многих болезней необходим свежий воздух - прекрасное средство оздоровления тела. Храмы древнегреческого бога врачевания Асклепия неслучайно размещались в живописных целебных местах с «тренирующим» микроклиматом и живительной водой в горных или лесных источниках. «Отец водолечения» Гиппократ считал прохладную воду основным фактором здоровья и рекомендовал приемы смачивания и охлаждения для лечебных целей. Знаменитый философ древности Платон называл закаливание и физические упражнения целительной частью медицины.

Для защиты от переохлаждения карфагенянин Ганнибал еще во втором веке до нашей эры рекомендовал воинам растирать конечности маслами. В Древней Греции для этой цели параллельно с холодовыми процедурами использовали миндальное масло, свиной жир, очищенный скипидар.

На Руси широкое распространение приобрело закаливание холодом после предварительного распаривания в бане.

О пользе прохладных водных ванн писал известный французский философ 16 века Мишель Монтень: «Я сам стал прибегать к водолечению, ибо считаю, что ванны оказывают целебное действие, и мы, я думаю, немало теряем от того, что перестаем пользоваться ими так, как это практиковалось в старину почти у всех народов..».

А.В. Суворов, обладавший от рождения слабым здоровьем, путем закаливания холодом и усиленных тренировок сохранял высокий уровень работоспособности на протяжении многих лет. Он вспоминал, что ходил по несколько часов обнаженным, чтобы приучить себя к холоду, в его привычку вошло обливание холодной водой. Он наказывал офицеров, допускавших повышение простудной заболеваемости у своих солдат.

Любил водные процедуры и плавание в прохладной воде, как и другие русские, Лев Толстой. В Ясной Поляне для него были устроены 2 купальни. Вот один из интересных эпизодов из его жизни: «Летом 1887 года в Ясную Поляну приехал Цезарь Ломброзо - всемирно известный психиатр, основатель учения о преступных типах. Толстой горячо спорил с ним, доказывая, что преступниками не рождаются, а становятся в силу социальных условий. Впоследствии Лев Николаевич так рассказывал об этой встрече:«Ах какой милый старикашка! Маленький, шустренький.... Старается молодиться, даже кажется, бородка подкрашена, а сам слабенький. Позвал я его купаться... Спрашиваю: «Любите плавать?» Он так бодро говорит: «Конечно, с удовольствием готов». Ну, я поплыл, он за мной. Вдруг слышу, он отстал и что-то булькает. Оглянулся, а мой старикашка, обессилел совсем и уже пузыри пускает. Ну, я его вытащил... Очень симпатичный старичок. И как это к нему не идут его жестокие рассуждения...». Но, как выясняется «старикашка» был на восемь лет моложе Толстого». (Цит. по А Галицкому, 1992).

В 19 веке известный русский терапевт Г.А. Захарьин одним из первых в России стал обучать студентов практическим навыкам водолечения, исходя из того, что везде есть вода и самые простые способы ее применения могут дать для здоровья больше, чем самые модные лекарства. Действительно, водная оболочка Земли с ее океанами, реками, подземной и почвенной влагой составляет около 1,5 кубических километров. Вода занимает около 3/4 (71%) поверхности земного шара. Да и живой организм, представляет собой как бы «одушевленную воду». Вода по результатам исследований биолога Э. Дюбуа-Реймона составляет 65% от всей массы тела человека. Как установлено в последнее время, молекулы воды располагаются хаотично только в водяном паре. Водяной лед представляет собой четкую гексагональную систему. В ней атомы кислорода расположены так, как атомы кремния в структуре тридимита. Жидкая вода способна изменять свою структуру в самых различных условиях. Она, возможно, представляет собой некую матрицу, на которой записываются и развиваются самые разнообразные жизненные процессы. Недаром вода широко используется большим числом энтузиастов-практиков как лечебный фактор уже много веков. Книга одного из таких энтузиастов водолечения пастора Кнейппа переиздавалась 46 раз. В 1897 году она была впервые переведена на русский язык. В 1965 году, по данным В.Т.Олиференко, в немецкой ассоциации бальнеологов насчитывалось 35 специальных учреждений, где проводилось лечение по методу Кнейппа. В Чехии и Словакии получил распространение метод холодового воздействия по Присницу. В России широко использовали местные холодовые воздействия при последствиях травм головного мозга, энцефалитов, при хронических нарушениях мозгового кровообращения при травмах опорно-двигательного аппарата, вегетососудистых и других заболеваниях, для оздоровления пожилых людей.

В наше временя горожане большую часть жизни проводят в помещениях с искусственным микроклиматом. В таких условиях они находятся и на работе и дома и во время отдыха. Происходит как бы частичная изоляция от естественной климатической среды, что приводит к понижению совершенства различных физиологических приспособительных реакций, ослабляет взаимосвязи между внешней и внутренней средой организма. Цена такой самоизоляции от природы - снижение иммунитета, устойчивости к простудным заболеваниям, более частый переход «обычных» болезней в хронические формы, трудно поддающиеся лечению. Нелишне напомнить мнение врача-климатолога В.Н. Дмитриева об этой ситуации: «Нужно считать не часы, отводимые для пребывания на свежем воздухе, а наоборот, часы, проводимые в комнатах, и считать их потерянным временем или даже хуже того - временем приносящим зло вместо добра».

В наше время имеется множество способов для сохранения и повышения уровня здоровья с использованием холода. Так, прохладную талую воду с успехом применяют для борьбы с тучностью, без существенного изменения рациона. Закаливание и купание в холодной воде также весьма популярные методы.

С конца 19-го - начала 20-го века во многих странах начали проводиться исследования по оценке влияния на организм искуственного глубокого охлаждения (гипотермии). В 1863 г. А.Вальтер в экспериментах на кроликах показал, что снижение температуры увеличивает безопасность хирургического вмешательства. В 1938 г. T.Фэй впервые использовал метод гипотермии для лечения онкологических больных. С 1949 по 1953 год в Канаде активно разрабатывались показания к искусственной гипотремии больных, оперируемых по поводу пороков сердца. В дальнейшем этот метод нашел широкое распространение во всем мире. Суть этого метода заключается в том, что при помощи специальной аппаратуры снижают температуру тела больного, одновременно блокируя ответные реакции организма на охлаждение.

Помимо общей гипотермии в практику вошли методики локальной гипотермии. Так, гипотермия желудка стала использоваться для остановки интенсивных кровотечений из верхних отделов пищеварительного тракта при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, при геморрагических гастритах, а также, при тяжелых клинических формах воспаления поджелудочной железы - для снятия явлений воспаления. Местная гипотермия почки используется во время операций по пересадке почек. Разработана аппаратура, позволяющая охлаждать почку контактным способом либо путем пропускания через почечные сосуды охлажденных жидкостей. Гипотермия предстательной железы, осуществляемая разными способами, является необходимым элементом оперативного вмешательства при опухолях этой железы у мужчин.

В 1965 году в нашей стране был создан аппарат «Холод -2Ф» для искусственного охлаждения мозга. Основными составными частями этого аппарата являлись охлаждающее приспособление для головы, бак-теплообменник, холодильный агрегат, насос для подачи охлаждающей жидкости, электродвигатель и электронный блок управления.

Для краниоцеребральной гипотермии у больных с тяжелой травмой черепа создан также аппарат флюидокраниотерм (О.А.Смирнов и др., 1970). В нашей стране активно разрабатываются способы гипотермии новорожденных с невротоксическими синдромами и черепно-мозговыми травмами.

В семидесятые годы двадцатого века разработана методика охлаждения черепа и мозга новорожденных, у которых в процессе родов развивалось кислородное голодание (асфиксия плода). Установлено, что умеренное охлаждение мозга плода безвредно и не влияет на развитие ребенка ни в период новорожденности, ни значительно позже. Охлаждение мозга на уровне коры до температуры 30 - 29оС не влияет на содержание в мозгу свободных аминокислот (аспарагиновой, глютаминовой), несколько снижает потребление клетками кислорода при одновременном уменьшении активности метаболических процессов. В более поздних исследованиях было установлено, что данная процедура способствует улучшению мозгового кровообращения, понижению внутричерепного давления, улучшает электрическую активность мозга. У детей перенесших родовую асфиксию такая местная краниоцеребральная гипотермия способствовала предупреждению патологических последствий кислородной недостаточности.

В последние десятилетия 20-го века во всем мире получили распространение устройства локальной гипотермии для автоматического поддержания заданной температуры отдельных частей тела или органов. Охлаждение в этих устройствах обычно достигается за счет циркуляции газового или жидкого теплоносителя. Созданы аппараты для гипотермии желудка, поджелудочной железы, почек, прямой кишки и органов малого таза, предстательной железы и т.п. Аппараты - генераторы холода обычно обеспечивают последующее согревание частей тела.

Параллельно с использованием холода в терапевтических целях развивалась специфическая хирургическая отрасль медицины - криохирургия (от греческого «Krios» - холод). Около 100 лет тому назад было замечено, что замораживание тканей с помощью орошения их хлорэтилом вызывает обезболивание при хирургических вмешательствах. Было показано, что живые клетки полностью замерзают при температурах около 20оС. При быстром замораживании в клетках развивается ряд процессов, ведущих к их разрушению. В семидесятых годах было установлено что для криодеструкции предпочтительно быстрое замораживание (до 50оС в минуту и медленное оттаивание со скоростью до 12оС в минуту. При этом клетки подвергаются резкому обезвоживанию, в них резко повышается концентрация электролитов, клеточные мембраны повреждаются кристалликами льда. Охлаждение ткани, кроме того, приводит к прекращению кровообращения в зоне замораживания, что также приводит к гибели клеток. Криовоздействие весьма удобно для хирургического лечения опухолей, поскольку оно позволяет полностью разрушить данный объем опухолевой или патологической ткани, как на поверхности, так и в глубине, это воздействие практически безболезненно, практически бескровно, очаги криодеструкции быстро заживают. Криохирургические операции стали выполнять не только с целью полного удаления опухоли, но и для облегчения состояния больного, когда опухоль, например, пищевода, неоперабильна. Основным методом криодеструкция стала в нейрохирургии для лечения труднодоступных опухолей подкорковых структур мозга.

С начала 20-го века криохирургическими методами заинтересовались офтальмологи. В 1914 году С.В. Романов впервые применил холод для лечения трахомы. В 1918 году Шелер использовал холод для лечения отслойки сетчатой оболочки глаза. В 1961 году Т. Крвавич для удаления хрусталика применил метод криоэкстракции (удаления при помощи холода). Позднее холодовые хирургические технологии стали использовать для создания спайки между инструментом (холодовым манипулятором) и опухолью сосудистой оболочки с целью удаления опухоли, для удаления внутриглазных инородных тел, кист, для создания спаек между оболочками глаза при их отслойках, для создания очагов атрофии в реснитчатом теле глаза при глаукоме, для удаления внутриглазных паразитов (цистицерка и др.), для ускорения рассасывания крови при диабетическом и травматическом ее скоплении в полостях глаза, при язвах роговицы, удалении из глаза немагнитных, инородных тел и в ряде других ситуаций. В зависимости от охлаждающего агента степень охлаждения глазных тканей колеблется от 0 до - 190оС. Разработаны способы аппликаций углекислотного снега, криообдувания, использования различных сжиженных газов.

Специалисты по уху, горлу и носу стали использовать криозонды и для хирургических вмешательств внутри носа, глотки, гортани, трахеи, внутреннего уха.

Начиная с 1964 года, криохирургия стала использоваться в урологии для удаления рака предстательной железы, доброкачественных новообразований мочевого пузыря, для остановки профузных кровотечений при распадающихся опухолях мочевыводящих органов.

Еще более широко криохирургия стала применяться в гинекологии при лечении эндометриоза шейки матки, полипов, остроконечных кондиллом, маточных кровотечений, аденом. В гинекологии эти методики оказались наиболее удобными из-за минимальной травматичности и безболезненности, в связи с возможностью лечения заболеваний шейки матки во время беременности. Разработаны предельно простые способы лечения. Так, при эрозиях шейки матки используют криоманипулятор с конусовидным концом (вводится в канал шейки матки). Ограничение глубины введения достигается за счет круглого плоского широкого основания соприкасающегося с влагалищной поверхностью шейки матки.

Методом выбора криохирургия становится при целом ряде детских, в том числе врожденных, заболеваний. Отечественные ученые используют криодеструкцию для лечения у детей бородавок, папиллом, пигментных невусов, гемагиом и ряда других болезней.

В дерматологической и косметологической практике широкое распространение получили криовоздействия при вульгарных и плоских бородавках, пигментных, родимых пятнах, старческом кератозе и грубых рубцах.

Кроме перечисленного, 20-й век приобрел существенный опыт в использовании для здравоохранения совершенно новых научных разработок по использованию холода. Своими знаниями и опытом по некоторым из этих вопросов сочли необходимым поделиться с читателями авторы-составители.

Дата добавления: 2015-10-16