Физико-химические основы действия физических факторов (ФФ)

Лечебные ФФ представляют собой сложные физико-химические раздражители, привносящие в организм энергию (вещество, информацию) и способные вызывать изменения в его внутренней среде. Энергия внешнего ФФ поглощается тканями, трансформируется в энергию биологических процессов и подкрепляет собственные энергетические ресурсы организма, повышая тем самым его функциональные возможности. Действие ФФ проявляется на различных уровнях – молекулярном, клеточном, тканевом, органном, системном и всего организма.

Цепь событий, происходящих вслед за проникновением энергии ФФ в организм, условно можно разделить на три стадии: физическую, физико-химическую и биологическую. Продолжительность отдельных стадий ориентировочно выглядит следующим образом: физическая – от 10-13 дл 103 сек; физико-химические – от 1 до 10 сек; биологическая – от нескольких секунд до нескольких недель.

I стадия – энергия ФФ передается биологической системе. Взаимодействие сопровождается отражением, прохождением, рассеиванием и поглощением энергии. Действие на организм определяется поглощенной дозой. Различные ткани имеют неодинаковую способность к поглощению энергии (селективность) и проявляется это на всех уровнях биологической организации организма.

Не меньшее значение, чем селективность тканей, имеет глубина проникновения ФФ. По этому свойству ФФ условно подразделяется на четыре группы:

1 – поверхностного проникновения – УФО, инфракрасные лучи, местная дарсонвализация;

2 – глубокого проникновения – УЗИ, микроволны, магнитное поле, парафин, озокерит;

3 – сплошного проникновения – электрические токи, электрическое поле УВЧ;

4 – поверхностно-гуморального действия – лечебная грязь, бальнеофакторы, лекарственный электрофорез, фонофорез.

Различаются и механизмы поглощения энергии ФФ.

II стадия – поглощение энергии ФФ сопровождается возникновением физико-химических сдвигов в клетках и окружающей их среде, которые представляют собой первичный механизм преобразования энергии в целесообразную реакцию, направленную на восстановление равновесия в организме и поддержание гомеостаза. Физико-химические сдвиги в коже, подкожно-жировой клетчатке, мышечной ткани характеризуют преимущественно местное действие ФФ. Подобные сдвиги в эндокринных органах определяют гуморальный компонент действия ФФ. Поглощение энергии нервными образованиями – рецепторами, нервными стволами и другими структурами является основой рефлекторной реакции и началом формирования генерализированной реакции.

III стадия – представляет совокупность непосредственных и рефлекторно возникающих изменений, которые развиваются различными путями в тканях и органах как следствие физико-химических эффектов, происходящих в поглощающих энергию (вещество, информацию) биологических системах.

Выделяют местную и общую реакции с их многочисленными компонентами. Местное действие отражается в течении местного патологического процесса и проявляется в виде противовоспалительного, трофико-стимулирующего, противоотечного, рассасывающего, обезболивающего, бактериостатического (реже бактерицидного) действия. Общая реакция носит системный характер и затрагивает различные органы и системы, в первую очередь, ответственные за приспособление к изменяющимся условиям жизни. Ведущим компонентом целостной реакции является рефлекторный акт, нервное и гуморальное звенья которого теснейшим образом взаимосвязаны между собой.

Наибольшее изменение в органах происходит после обширных или интенсивных физиопроцедур, а также при воздействии на особые зоны: биологически активные точки (точки акупунктуры), воротниковую, пояснично-крестцовую зоны, зоны Захарьина – Геда и др.

Характер физико-химических изменений в биологических системах под действием ФФ чрезвычайно многообразен и до конца не изучен до настоящего времени. Основными из них считаются следующие: теплообразование, ионные сдвиги, образование свободных форм веществ, генерализация свободных радикалов, конформационные эффекты и др.

По законам термодинамики любая энергия может переходить в тепловую. Образование тепла в тканях под воздействием ФФ сопровождается повышением температуры тканей и ощущением тепла пациентом. Даже небольшие температурные изменения в тканых влияют на конформацию макромолекул: белков и нуклеиновых кислот, ускоряют химические реакции, в том числе ферментативные, воздействуют на процессы диффузии в клеточных мембранах, что сопровождается стимуляцией жизнедеятельности организма. Однако, при значительной гипертермии наблюдается обратный эффект, поэтому ФФ применяются в атермических или олиготермических режимах.

Согласно ионной теории, действие ФФ приводит к изменениям концентрации и соотношения ионов в клетках и тканях, сопровождается перемещением ионов, накоплением их у мембран, перераспределением между клеткой и окружающей их средой, депонированием в определенных структурах. Эти изменения воздействуют на электрический статус клетки, физико-химическую характеристику коллоидов клетки и межклеточного пространства, на водно-электролитный обмен организма. Многие биологически активные вещества в организме находятся в двух состояниях: свободно-активном, легко обмениваемом и связанном – неактивном, трудно обмениваемом. В биохимических реакциях вещества участвуют преимущественно в свободной форме. Под воздействием ФФ происходит более активное образование в организме свободных (активных) форм веществ.

Под воздействием ФФ увеличивается образование свободных радикалов, наличие в которых свободного электрона приводит к электронно-возбужденному состоянию клеток, их высокой реакционной активности, способствующей более легкой утилизации организмом свободных радикалов, имеющих патологическое значение.