Чем вреден озон для человека
Озонотерапия: все о процедуре
У каждого из видов озонотерапии есть свои особенности, показания и противопоказания.
Озонотерапия — это метод воздействия на организм человека с помощью природного газа — озона, который может использоваться наружно, либо вводиться внутрь (внутримышечно, внутривенно) [1], [2].
Озон — это особая форма кислорода, которая образуется под действием электрических разрядов или ультрафиолетовых лучей. Но в отличие от кислорода (О2) молекулы озона (О3) состоят из трех атомов, связь между которыми легко распадается, особенно при контакте с органическими веществами. Благодаря этому озон обладает очень высокой активностью и при введении в организм человека вступает в химические реакции с жирными кислотами и белками, входящими в состав клеточных оболочек или растворенными в крови. В результате этого взаимодействия образуются особые вещества — озониды, обладающие целым комплексом полезных для человека свойств, которые и лежат в основе озонотерапии.
Показания для озонотерапии
Озонотерапия широко используется в самых разных областях медицины и медицинской косметологии, так что описать все варианты ее применения в рамках одной статьи невозможно. Но для того чтобы получить наглядное представление о том, как выглядит лечение озонотерапией, можно более подробно остановиться на применении этого метода при таких актуальных проблемах, как целлюлит и варикоз.
Механизм действия озонотерапии
В зависимости от того, какая дозировка озона (низкая, средняя или высокая) использовалась во время процедуры, механизм действия и свойства озонотерапии могут изменяться.
Низкие дозы озона (менее 400 мкг/л) оказывают стимулирующее действие на иммунитет, повышают активность заживления тканей, обмена веществ и процессов детоксикации, уменьшают риск образования тромбов [3], [4].
Средние дозы озона (400–2000 мкг/л) повышают устойчивость организма к действию стрессовых факторов (холода, токсических веществ), уменьшают активность воспалительных процессов, образование отеков и выраженность болевых ощущений [3], [4].
Высокие дозы озона (более 2000 мкг/л) обладают противовирусным, противомикробным и противогрибковым действием, подавляют аутоиммунное повреждение тканей и препятствуют развитию вторичных инфекций [3], [4].
Виды озонотерапии
В зависимости от пути введения озона в организм человека принято выделять системные виды озонотерапии, которые позволяют влиять на весь организм, и местные процедуры, обеспечивающие локальное действие.
Большая аутогемотерапия с озоном — внутривенное введение собственной крови пациента, смешанной с озоном. Для проведения процедуры у человека забирают 50–150 мл венозной крови, в специальном контейнере добавляют в нее озонокислородную газовую смесь и перемешивают в течение 3–10 минут [5]. После чего смесь медленно вводят внутривенно, процедура повторяется 2 раза в неделю курсом от 2 до 10 инъекций [5].
Внутривенное введение физраствора с озоном. Для проведения процедуры через стерильный физраствор пропускают озонокислородную газовую смесь и сразу же вводят обогащенный озоном раствор внутривенно [5]. Процедура занимает довольно много времени, т. к. раствор вводится со скоростью не более 3–7 мл в минуту. Курс лечения, так же как и при аутогемотерапии, составляет 2–10 процедур [5].
Малая аутогемотерапия с озоном — внутримышечное введение собственной крови пациента, смешанной с озоном. Для процедуры в шприц с озонокислородной смесью набирается 5–15 мл венозной крови пациента. После перемешивания раствор вводится в ягодичную мышцу. Продолжительность курса лечения обычно составляет 4–8 процедур [5].
Внутримышечное введение озонокислородной смеси. Для процедуры используется газовая смесь с низкой концентрацией (дозировкой) озона, которую рекомендуется вводить в крупные мышцы [5]. Средняя продолжительность курса лечения 4–6 процедур [5].
Подкожное введение озонокислородной смеси. Используется только смесь с низкой концентрацией озона, которая вводится в несколько (от 6 до 12) точек [5]. Продолжительность курса зависит от характера заболевания.
Внутрисуставное введение озонокислородной смеси. В зависимости от размеров сустава в его полость вводится от нескольких миллилитров (для мелких суставов) до нескольких десятков миллилитров (для крупных суставов) газовой смеси. Курс лечения в среднем 8–10 процедур [5].
Наружное применение озонокислородной смеси — поверхностная обработка кожи газовой смесью в условиях изолированной камеры. Для проведения процедуры ноги или руки человека помещают в пластиковую камеру (контейнер, мешок), куда непрерывным потоком подается увлажненная озонокислородная газовая смесь [5]. Дозировка озона, продолжительность процедур и курса лечения зависят от характера заболевания.
Нанесение озонированных масел/мазей. Содержащие озониды и активные формы кислорода масла (или жирные мази) наносят на кожу от 1 до 5 раз в сутки, курсом 2–4 недели [5]. При необходимости лечение может быть продолжено до 2–3 месяцев [5].
Польза и вред озонотерапии
Как и у каждого метода лечения, у озонотерапии есть свои достоинства и недостатки.
К недостаткам озонотерапии можно отнести свойства самого озона, который обладает очень высокой химической активностью и, как и любое сильнодействующее вещество, требует очень строго соблюдения рекомендованных дозировок и продолжительности применения. Передозировка резко увеличивает риск побочных эффектов, может стать причиной раздражения слизистых оболочек и кожи (вплоть до ожога) или токсического действия при системном применении [6]. Поэтому проводить озонотерапию может только квалифицированный врач (в условиях лечебного учреждения) и только после тщательного анализа имеющихся у человека ограничений и противопоказаний.
Противопоказанием к озонотерапии считаются [5]:
При правильном применении озонотерапия считается методом лечения с хорошей переносимостью и высокой безопасностью, который обеспечивает комплексное воздействие на организм. Среди полезных свойств озонотерапии в первую очередь стоит отметить стимулирующее действие на обменные процессы и активность антиоксидантной защиты организма, которые играют важную роль в развитии многих заболеваний (включая сердечно-сосудистые, бронхолегочные, а также заболевания суставов и сахарный диабет) [6]. Не менее важную роль играют противовоспалительные, детоксицирующие и антимикробные свойства озонотерапии в сочетании со способностью стимулировать процессы заживления поврежденных тканей [6].
Благодаря комплексному терапевтическому действию показанием к озонотерапии могут быть [5]:
Среди полезных свойств озонотерапии в первую очередь стоит отметить стимулирующее действие на обменные процессы.
Озонотерапия при целлюлите
При целлюлите озонотерапия может применяться и как самостоятельный метод коррекции, и в составе комплекса лечебных мероприятий. Как правило, в качестве основного метода рекомендуется подкожное введение озонокислородной газовой смеси, которое дополняется нанесением озонированного косметического масла [7].
Озонокислородная смесь вводится под кожу в области живота, талии, ягодиц и бедер (6–12 точек в каждой области) в течение 20–30 минут. При подготовке к процедуре «проблемная» область кожи обрабатывается вакуумно-вибрационным массажером с нанесением озонированного масла. После инъекций выполняется мягкий ручной массаж для лучшего распределения озона в подкожно-жировой клетчатке. Процедура повторяется 1–3 раза в неделю курсом 6–10 сеансов. Видимый результат обычно становится заметен уже после 4-й процедуры и сохраняется (при соблюдении рекомендаций по питанию и физической активности) до 1,5–2 лет [7].
Применение озонотерапии при целлюлите нормализует обмен веществ в клетках подкожно-жировой клетчатки, улучшает циркуляцию крови в подкожных капиллярах и отток лимфы, уменьшает отечность, способствует восстановлению нормальной структуры соединительной ткани, окружающей жировые клетки [7].
Озонотерапия при варикозе
При варикозном расширении вен нижних конечностей озонотерапия применяется только как дополнительный метод лечения, не заменяющий ношение компрессионного трикотажа, применение препаратов и тем более хирургические операции.
На ранних стадиях варикозной болезни, когда симптомы недостаточности венозных клапанов еще не успели возникнуть, озонотерапия чаще всего используется для уменьшения выраженности косметических дефектов (сосудистых сеточек и звездочек) [8]. С этой целью назначается подкожное введение озонокислородной газовой смеси (курсом 5–15 процедур), наружное применение озонированных масел и гелей.
При возникновении хронической венозной недостаточности врачом может быть рекомендована системная озонотерапия — внутривенное введение физраствора с низкой концентрацией озона (10–12 процедур), которое в некоторых случаях дополняется внутримышечным или подкожным введением озонокислородной смеси. Это позволяет улучшить питание тканей, насыщает их кислородом, стимулирует обменные процессы, уменьшает образование тромбов [8].
Пациентам с трофическими язвами помимо системной озонотерапии рекомендуется длительное (до 2–3 месяцев) наружное применение озонокислородной газовой смеси. Начинать лечение следует с высоких доз озона, обладающих противовоспалительным, обезболивающим и антимикробным действием, и постепенно снижать дозировку до минимальной, т.к. это позволит ускорить заживление язвы [8].
Озонотерапия и беременность
Озонотерапия может применяться у беременных женщин. Озон позволяет не только более эффективно решать уже возникшие в этот период проблемы (анемия, токсикоз, гипотрофия плода), но и снижать риск развития таких опасных осложнений, как невынашивание беременности, развитие фетоплацентарной недостаточности [1], [9]. При наличии показаний женщине могут быть назначены большая аутогемотерапия или внутривенное введение физраствора с озоном (курсом от 4 до 10 процедур), которые рекомендуется проводить в условиях стационара.
Применение озонотерапии при беременности повышает насыщение крови кислородом, улучшает кровоснабжение плаценты и плода, способствует нормализации гормонального баланса и обмена веществ [1], [9].
1. Миненков А. А., Филимонов Р. М., Покровский В. И. и соавт. Основные принципы и тактика озонотерапии. Пособие для врачей. — М., 2001.
2. Павлов Д. С. Озонотерапия в клинической практике // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. — 2003. — № 5. — С. 49–54.
3. Viebahn-Hänsler R.The use of ozone in medicine. — Germany, ODREI, 2007. — P. 1–176.
4. Schwartz A. T., Matínez S. G. Ozone therapy and its scientific foundations. International Scientific Committee of Ozonetherapy // Bioradicals and antioxidants. — 2014. — № 1(1). — P. 10–33.
5. Масленников О. В., Конторщикова К. Н., Шахов Б. Е. Руководство по озонотерапии. — Н. Новгород : «Исток», 2015.
6. Камаев И. А., Переверзенцев Е. А. и соавт. Озонотерапия: за и против. Актуальные вопросы современной медицины: сборник материалов НПК. — Н. Новгород : НГМА, 2014. — С. 151–154.
7. Кошелева И. В. Озонотерапия в дерматологии и косметологии: достижения, проблемы, перспективы // Российский журнал кожных и венерических болезней. — 2004. — № 1. — С. 28–33.
8. Князев В. Н., Фаттяхудинова Э. С. Флеботропная адъювантная регионарная озонотерапия лимфовенозной недостаточности нижних конечностей // Биорадикалы и Антиоксиданты. — 2016. — № 3(3). — С. 172–173.
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМО ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТАМИ
Чем вреден озон для человека
Вот уже в течение многих лет в различных областях медицины остается популярной озонотерапия, возможности которой со временем значительно увеличились. Это связано со значительным расширением области применения и увеличением арсенала методов, позволяющих эффективно и безопасно использовать озоно-кислородную смесь, различные озонированные растворы и масла, обладающие рядом антиоксидантных, антигипоксантных, противовоспалительных, гепатопротекторных, антитоксических, иммуномодулирующих, реологических, антисептических и анестетических свойств [2, 5, 6].
Однако вопрос безопасности озона давно является междисциплинарным, противоречивым и поэтому достаточно спекулятивным. Ученые по сей день не могут разобраться, является ли озон лекарством или высокотоксичным полютантом. При этом ортодоксальные критики очень часто отвергают возможность более широкого и разностороннего анализа на первый взгляд токсичного вещества, тогда как сторонники в погоне за прогрессом и прибылью часто недобросовестно и поверхностно относятся к вопросам безопасности своих методик, тем самым дискредитируя озонотерапию [37, 42].
История токсичности озона послужила причиной многогранного исследования всех клинических и лабораторных аспектов токсического действия озона на различные органы и системы организма человека и служит поводом к тезису о неоспоримой токсичности озона уже в наши дни. Более того, существуют экологические исследования проблем тропосферного озона, образующегося в результате фотохимической реакции из предшественников-загрязнителей окружающей среды. Данные работы последовательно и аргументированно отстаивают позицию о бескомпромиссной и чрезвычайной вредности тропосферного озона, ссылаясь на многочисленные исследования зарубежных университетов и правительственных организаций. Так, ВОЗ отнесла озон к веществам беспорогового действия, частично отрицая нормы предельно допустимой концентрации (ПДК), установленные для России и стран Европейского союза. По разным данным, озон обладает общетоксическим, раздражающим, канцерогенным, мутагенным, генотоксическим, гемолитическим, аллергическим действиями [7, 10, 29].
Вопросы дозиметрии озона активно изучаются последние три десятилетия. Наибольшая роль в исследовании токсичности различных концентраций и доз принадлежит зарубежным исследователям, прежде всего американской итальянской и германской группе ученых. Большинство оригинальных фундаментальных работ по дозиметрической токсичности озона при ингаляционном пути введения было сделано еще до 1998 года, подробно продемонстрировав все ее аспекты. В США этой проблеме уделяют пристальное внимание на протяжении уже нескольких десятилетий. В частности, в штате Калифорния существуют обширные государственные программы по изучению аэротоксичности озона в сфере экологии и медицины [12, 25].
Любое применение озона в медицинской практике начинается с обеспечения технической безопасности, связанной с возможностью присутствия определенного количества данного полютанта в воздухе медицинских помещений. Несмотря на спорные подходы к токсичности озона, на территории России закреплена норма его предельно допустимой концентрации, равная для жилых зон 30 мкг/м3 в сутки, для промышленных зон 100 мкг/м3 в сутки. Для кратковременного контакта допустимой является концентрация озона не более 160 мкг/м3 (в Европе не более 110 мкг/м3). От данных норм отталкиваются отечественные и зарубежные государственные стандарты требований к медицинским и промышленным озонаторам, предусматривающие наличие надежных превентивных систем контроля и элиминации озона из воздуха рабочих помещений. Поэтому дозиметрическая оценка токсичности озона посредством его ингаляции является самой первостепенной и важной в токсикологии озона [3, 4, 7].
Большинство исследований по вопросу о биологическом действии озона сосредотачивается вокруг легочных реакций на него, причем упор делается на выявление его токсичности. Количественные измерения показывают, что по токсичности озон примерно равен боевым отравляющим веществам и превосходит синильную кислоту. Так, известно, что концентрация озона в воздухе 2 мг/л вызывает появление неприятных симптомов (кашель, жжение гортани, слабость), если человек прибывал в таком помещении несколько секунд. Пятиминутное пребывание вызывает отек легких, а десятиминутное – летальный исход [1].
Не смотря на первостепенность значения концентрации озона в токсикологии озоносодержащих газовых смесей, для определения суммарной дозы озона классически используются еще как минимум интенсивность (глубина, частота) дыхания и длительность экспозиции озона. Даже если не брать во внимание все индивидуальные различия в ответной реакции субъектов на воздействие озона, то дозиметрическая токсичность озона тяжело поддается стандартизации, так как из трех вышеописанных факторов вытекает множество условий, таких, как режимы активности субъектов и режимы экспозиции озона, а также физиологические характеристики легких. К тому же, легкие выступают одновременно мишенью и посредником токсического воздействия [9, 20].
Кроме того, исследования дозиметрической токсичности озона, как и других токсических веществ, сталкиваются с проблемой экстраполяции токсических порогов с животного на человеческий уровень. Так, экспериментальные исследования показали токсический ответ на разные дозы озона в расчете на килограмм массы тела для различных видов животных даже при непрерывной экспозиции, что говорит о существенных видовых различиях в отношении токсических порогов для доз озона [17, 34, 47].
Даже при экстракорпоральном воздействии озона на отдельные клетки и фракции белков отмечаются расхождения дозиметрической токсичности у животных и человека. Так, исследования на человеческих и мышиных макрофагах показали признаки токсичности при 40 мг/л у первых и отсутствие какой-либо токсичности при 100 мг/л у вторых [16].
Некоторые исследователи сталкиваются с проблемой отсутствия линейной связи между концентрацией озона во вдыхаемом воздухе и степенью интоксикации [24].
В литературе большинство исследователей дыхательной токсичности озона не рассматривает концентрацию озона выше 5 мг/л, чаще интересуясь вопросами длительности и режимов экспозиции, либо сравнивая негативное значение концентрации с ролью других показателей. Реже встречаются работы, где при равной непрерывной экспозиции происходит сравнение негативности различных концентраций озона [11, 26, 44].
Токсичность озона по отношению к легким имеет множество аспектов, основными из которых являются три. Львиная доля острых респираторных нарушений при вдыхании высоких концентраций озона связана с рефлекторной активацией парасимпатической нервной системы. Исследователями достаточно давно доказано, что озон вызывает рефлекторный спазм гладкой мускулатуры бронхов через активацию холинергических волокон блуждающего нерва путем повышения их чувствительности к ацетилхолину и гистамину [18, 38, 39].
Некоторые авторы акцентируют свое внимание на C-волокнах парасимпатической нервной системы легких для объяснения причин легочной дисфункции, выявляя большое значение субстанции Р в активации данных волокон. Это играет огромную роль в большей части респираторных нарушений, препятствуя максимальному вдоху, снижая жизненную емкость легких и скорость выдоха, а также создавая дыхательный дискомфорт, кашель и иногда боли при дыхании [8, 27, 30].
Вторым аспектом токсичности озона в легких является индукция воспаления. Воспалительная реакция на воздействие озона в легких не имеет специфичный характер и аналогична асептическому воспалению в других органах. Озон индуцирует образование воспалительных медиаторов, повреждающих клетки легочной ткани с последующей активацией альвеолярных макрофагов и фагоцитированием поврежденных клеток. За первых несколько часов после начала воспаления происходит миграция нейтрофилов и эозинофилов из крови. При дальнейшем протекании воспаления начинается приток моноцитов крови в легкие с образованием макрофагов. Данный процесс более медленный, так как для образования полноценных макрофагов из моноцитов необходимо как минимум несколько часов. Макрофаги доминируют в легочной ткани от нескольких дней до нескольких недель, что при более серьезном воспалении определяется увеличением выработки моноцитов красным костным мозгом. Макрофагальная инфильтрация может продолжаться до нескольких лет, пока не закончится индуцированное озоном воспаление [19].
При этом озон в основном не проникает глубоко в ткань легких, а реагирует либо с мембранами эпителиальной выстилки либо с бронхоальвеолярной жидкостью. При контакте с бронхоальвеолярной жидкостью происходит образование альдегидов, гидроксипероксидов и озонидов, воздействующих на липиды эпителия с образованием медиаторов воспаления, непосредственно участвующих в клеточном повреждении, а также фактора активации тромбоцитов и цитокинов [31, 35].
Генотоксичность озона в легких является третьим аспектом, который изучается с конца прошлого века и является актуальным прежде всего в плане необходимости ответа на вопрос о его канцерогенности. В частности, для проверки индуцирования озоном мутаций, приводящих к онкологическим последствиям, R.C. Sills с соавторами были изучены мутации протоонкогена K-ras в легких мышей. Результаты показали, что озон вызывает прямые и косвенные мутации в этом гене и может приводить к злокачественному перерождению [23].
Несмотря на неопровержимую мутагенность озона, его канцерогенность в легких имеет очень слабую доказательную базу. Так, R.A. Herbert с соавторами смогли проследить статистически значимое увеличение случаев образования аденокарциномы в легких только у самок-мышей после более чем двухлетнего хронического контакта животных с озоном в концентрации 1 мг/л (максимальная концентрация в данном исследовании). При этом абсолютной достоверности образования карциномы у самцов выявлено не было. Аналогичные исследования на крысах не дали никаких достоверных доказательств канцерогенности озона. Однако при длительном хроническом воздействии озона в легких животных происходили доброкачественные клеточные трансформации эпителия как верхних дыхательных путей, так и легких. При этом в легких происходил гистиоцитоз, метаплазия бронхо-альвеолярного эпителия, утолщение эпителиальной выстилки и фиброз. В верхних дыхательных путях был зафиксирован гиалиноз, гиперплазия, плоскоклеточная метаплазия переходного и респираторного эпителия, а также атрофия обонятельного эпителия [45, 46].
Клеточная метаплазия и гиперплазия в легких является основной причиной толерантности к озону при длительном хроническом контакте с ним. Так, C.G. Plopper установил дозазависимое увеличение количества нереснитчатого эпителия бронхиол (клетки Клара и альвеолоциты 2 типа) с заменой им реснитчатых клеток, наиболее чувствительных к токсическому действию озона, при более чем двухмесячном контакте животных с озоном. Механизм адаптации сводится к замене реснитчатых клеток клетками (альвеолоциты 2 типа, макрофаги), богатыми антиоксидантами и протеолитическими ферментами, способными противостоять хронической агрессии озона. Также защитным механизмом является увеличение фибробластов и коллагеновых волокон в интерстиции и утолщение базальной мембраны, что после прекращения озоновой экспозиции ведет к необратимому интерстициальному фиброзу и сокращению дыхательной поверхности. Данный процесс может привести к обструктивной болезни легких и эмфиземе. Полученные результаты можно смело экстраполировать на человека, так как при исследовании различных видов животных (от грызунов до низших приматов) были получены аналогичные морфологические последствия со стороны легких [15, 32].
Озон при его вдыхании может вызвать токсические эффекты на ткани и органы вне дыхательных путей. При этом из-за высокой реакционной природы озона маловероятно, что он может непосредственно влиять на внелегочные ткани, однако продукты реакции озона могут поступать в кровоток и по нему распространяться из легких, токсически воздействуя на другие органы и ткани. Так Rahman I. обнаружил увеличение концентрации тиобарбитуровой кислоты, а также повышенную активность каталазы и глутатионпероксидазы в тканях сердца и мозга крыс с внутри- и внеклеточным их отеком. Другие исследования доказывают разрушительное влияние цитокинов (в частности, фактора некроза опухолей) и оксида азота, производимых альвеолярными макрофагами, активированными озоном, на ткань печени подопытных крыс [36, 40].
Недавние экспериментальные исследования продемонстрировали, что ингаляция озоном может отрицательно влиять на работу сердца, провоцируя брадикардию, различные формы аритмий и блокад. При этом данные явления могут провоцировать как высокие, так и более низкие концентрации озона при одинаковом времени экспозиции. Эти данные дополняются выводами о функциональном ослаблении деятельности миокарда при ежедневном контакте животных с озоном в течение длительного времени [13, 14, 28].
Экспериментально и клинически доказано, что озон при длительном контакте с ним обладает иммунотоксичностью по отношению к Т-лимфоцитам, а также органам иммунной системы, включая селезенку и вилочковую железу, отрицательно влияет на гуморальный иммунитет и снижает резистентность животных и человека к различным инфекционным агентам. Кроме того, озон может оказывать угнетающее влияние на ростки кроветворения при длительном непрерывном контакте с ним в концентрации не менее 0,5 мг/л [21, 22, 43].
Таким образом, дыхательная токсичность озона может иметь место в независимости от его концентрации в воздухе, а токсическая доза озона зависит от огромного количества факторов и аспектов токсичности. Именно поэтому нормы ПДК озона в воздухе не являются окончательными и подлежат постоянному пересмотру.
Рецензенты:
Волков Ю.М., д.м.н., профессор, заведующий хирургическим отделением № 1 НУЗ «Дорожной клинической больницы на станции Красноярск ОАО «РЖД», г. Красноярск;
Здзитовецкий Д.Э., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой и клиникой хирургических болезней им. профессора Ю.М. Лубенского Красноярского государственного медицинского университета им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, г. Красноярск.