Итак, водород принимает участие в важнейших динамических процессах и реакциях в организме – в биологическом окислении, обеспечивающим живые клетки энергией, в реакциях биосинтеза, в азотфиксации и бактериальном фотосинтезе, в поддержании кислотно-щелочного равновесия и гемеостаза, в процессах мембранного транспорта. Даже без одного из этих процессов не возможна полноценная жизнь. Таким образом, наряду с кислородом и углеродом водород образует структурную и функциональную основы явлений жизни.
Поэтому немаловажная роль в профилактике заболеваний и вообще нашей жизни принадлежит водороду. Водород (протон) для человека безвреден, в организме он восстанавливает митохондрию, а Решением Фармакологического комитета бывшего СССР от 22 февраля 1988 года было узаконено применение водорода. Лечение водородонасыщенной водой проводилось инъекционно.
2. Вредные и токсичные газы
2.1 Влияние озона на организм человека и механизмы его лечебного действия
Озон — газ, токсичный при вдыхании. Он раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, повреждает сурфактант легких. Последовательность болезненных проявлений при вдыхании озона была описана Флюгге. Сначала наступает сонливость, затем изменяется дыхание: оно становится глубоким, неритмичным. В конце появляются перерывы в дыхании. Смерть наступает, видимо, в результате паралича дыхания.
Патологоанатомические исследования показали характерную картину отравления озоном: кровь не свертывается, легкие пронизаны множеством сливных кровоизлияний.
Вследствие этого установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе рабочего помещения 0,1 мг/м2, что в 10 раз больше обонятельного порога для человека. При наружном (на кожные покровы и раневую поверхность), энтеральном (per os et per rectum) и парентеральном введении в терапевтическом диапазоне концентраций озон не оказывает токсического действия на организм человека.
При наружном применении высоких концентраций газообразного озона и озонированных растворов проявляются его мощные окислительные свойства, направленные против микроорганизмов. Причем озон более эффективен во влажной среде, так как при разложении озона в воде образуется высокореакционный гидроксильный радикал. Озон убивает все виды бактерий, вирусов, грибов и простейших. При этом, в отличие от многих антисептиков, озон не оказывает разрушающего и раздражающего действия на ткани, так как клетки многоклеточного организма имеют антиоксидантную систему защиты.
В исследованиях проведено испытание бактерицидных свойств озонированной дистиллированной воды с концентрацией в ней озона 4 мг/л. Установлено в условиях in vitro, что происходит полное подавление роста колоний стафилококка, кишечной и синегнойной палочек, протеев, клебсиеллы при 102—104 КОЕ/мл. При более высоком количестве микроорганизмов (около 105—107 КОЕ/ мл) отмечается их неполная инактивация.
Среди причин бактерицидного эффекта озона чаще всего упоминают нарушение целостности оболочек бактериальных клеток, вызываемое окислением фосфолипидов и липопротеидов. Грамположительные бактерии более чувствительны к озону, чем грамотрицательные, что, видимо, связано с различием в строении их оболочек. Есть также данные о взаимодействии озона с протеинами. Обнаружено проникновение озона внутрь микробной клетки, вступление его в реакцию с веществами цитоплазмы и превращение замкнутого плазмида ДНК в открытую ДНК, что снижает пролиферацию бактерий.
Эффект озонированного растительного масла обусловлен наличием озонидов. Полагают, что за счет кислородной связи озонид ненасыщенной жирной кислоты соединяется с рецептором для микроорганизмов и блокирует его. Наибольшим бактерицидным эффектом обладает масло с пероксидным числом 2,5—3 тыс. Но даже при разведении масляного раствора в 10, 20, 50 и 100 раз он сохраняет стерилизующий эффект в отношении микроорганизмов. Обнаружен его эффект на культуру T.rubrum, T.interdigitale, M.canis, плесневые и дрожжеподобные грибы рода Candida. Терапевтическая эффективность представлена при микозе стоп, онихомикозе, кандидозе кожных складок, паховой эпидермофитии. Вирицидное действие озона связывают с повреждением полипептидных цепей оболочки, что может приводить к нарушению способности вирусов прикрепляться к клеткам-мишеням и расщеплению одной нити РНК на две части, подрывая фундамент реакции размножения. Капсулированные вирусы более чувствительны к действию озона, чем некапсулированные. Это объясняется тем, что капсула содержит много липидов, которые легко взаимодействуют с озоном.
Важнейшим открытием явилось обнаружение антивирусного эффекта озона на культуре лимфоцитов, зараженной ВИЧ-1 (Freberg, Carpendale, 1988). Механизм инактивации ВИЧ объясняется следующими моментами:
1) частичным разрушением оболочки вируса и потерей им своих свойств;
2) инактивацией фермента обратной транскриптазы, что ингибирует процесс транскрипции и трансляции вирусных белков и, соответственно, размножение вируса;
3) нарушением способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней.
По данным Viebahn, электрофильная молекула озона может реагировать с парой свободных электронов азота в М-ацетил-глюкозамине, который обнаруживается в вирусных акцепторах клетки-хозяина; это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем выяснено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток. Важную роль играет активация синтеза биологически активного пептида интерферона, защищающего незараженные клетки от проникновения вируса. Кроме того, многие инфекции, сопровождающие ВИЧ, оказались устойчивыми к антибиотикам, но способными инактивироваться озоном в концентрациях, не токсичных для клеток организма.
Точками воздействия озона в организме теплокровных являются:
- ненасыщенные жирные кислоты;
- свободные аминокислоты;
- аминокислоты в пептидных связях;
- никотинамид-коэнзим.
Обнаружены селективные свойства озона по отношению к соединениям, имеющим двойные связи, и прежде всего к полиненасыщенным жирным кислотам (ПНЖК). Основными продуктами, образующимися при взаимодействии озона с ненасыщенными жирными кислотами наряду с озонидами, являются гидропероксиды. Образующиеся в реакциях озонолиза пероксиды отличаются от аутогенных своей короткоцепочечностью и гидрофильностью. Аутогенные пероксиды являются короткоцепочечными пероксидами липофильного характера. Небольшое количество пероксидов озона усиливает потребление кислорода кровью во много раз. Стабильность этих пероксидов незначительна, в течение короткого времени они распадаются и не поддаются аналитическому обнаружению. Повышенное потребление кислорода организмом было доказано с помощью специальных измерений газов крови. Наиболее четкое подтверждение было показано на увеличении артериовенозной разницы по кислороду.
Проведенные исследования по изучению спектра белков в плазме крови у экспериментальных животных не выявили изменений в соотношении фракций, это свидетельствует о том, что терапевтические концентрации озона не повреждают белковые структуры. В то же время у больных с воспалительными заболеваниями лица и шеи после курса озонотерапии отмечена нормализация белоксинтезирующей функции печени, то есть увеличение количества альбумина и снижение уровней белков острой фазы.
Наиболее полно изучено влияние озона на биохимические процессы, происходящие в эритроцитах, которые являются наиболее простой моделью для изучения. В то же время этот объект имеет немаловажное значение в связи с тем, что в медицинской практике достаточно широко используются методики парентерального введения озона.
Под влиянием озона уменьшается концентрация глюкозы в крови, что, по-видимому, связано с ростом активности Г-6-ФДГ и усилением ее использования в реакциях гексозомонофосфатного шунта. Кроме того, снижается содержание в крови лактата и пирувата. Отмечен сосудорасширяющий эффект озонотерапии, что предположительно связывают с активацией МО-синтетазы. Образующаяся окись азота обладает вазодилятационным действием. В экспериментах показана возможность реакций с озоном аминокислот, которые являются предшественниками биологически активных веществ (дофамина, норадреналина, адреналина). Они мобилизуют жирные кислоты и глюкозу, обладают вазоактивным действием.
В настоящее время активно изучается влияние озона на белые клетки крови и иммунную систему, что особенно актуально при хронических инфекционных заболеваниях, когда отмечается снижение уровня перекиси водорода. Выяснено также, что озон стимулирует выработку цитокинов лимфоцитами и моноцитами.
Экспериментальные данные позволяют сделать вывод об эффективном вмешательстве озона в свободнорадикальные и энергетические процессы опухолевой клетки, вызывающем изменения в анаболических процессах и в конечном итоге ее гибель, что подтверждается морфологическими исследованиями.
Доказано активное влияние озона на свертывающую систему крови - снижая концентрацию фибриногена, озон уменьшает агрегацию форменных элементов крови и улучшает ее реологические свойства, вводимый внутривенно озонированный физиологический раствор повышает фибринолитическую активность крови пациентов, не приводя к гиперфибринолизу. Является одним из ведущих механизмов восстановления кровотока в органах и тканях. Озон воздействует на всех этапах сложной цепной ферментативной реакции, каковой является процесс свертывания крови, однонаправленно, умеренно сдвигая систему коагуляционного гомеостаза в сторону снижения свертывающей способности крови, предотвращая тем самым внутрисосудистое тромбообразование, особенно в участках с замедленным кровотоком. Уменьшая вязкость и свертываемость крови, озонированный изотонический раствор хлорида натрия улучшает микроциркуляцию, которая охватывает множество взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, среди которых в первую очередь следует назвать следующие: циркуляция крови и лимфы в сосудах диаметром от 2 до 200 мкм, поведение клеток крови (деформация, агрегация, адгезия и др.), свертывание крови (коагуляция, фибринолизис, тромбообразование, роль тромбоцитов), транскапиллярный обмен и ультраструктурные особенности микрососудов .