Магнитные поля и трансдермальная доставка лекарственных веществ

Магнитотерапия, основанная на использовании магнитных полей различных параметров, прочно вошла в клиническую практику и широко используется в лечении многих заболеваний [78, 139, 140, 269, 515]. Она применяется как самостоятельно, так и наиболее часто в комплексе с другими терапевтическими средствами, в том числе и лекарственными веществами [112, 133, 140]. Применение магнитных полей в комбинации с лекарственной терапией преследует самые разные цели: повышение эффективности лечения, снижение побочного действия лекарственных веществ, уменьшение дозировки фармпрепарата, преодоление фармрезистентности и др. [260]. В последние годы магнитные поля стали активно использоваться для повышения проницаемости кожи и клеточных мембран для лекарственных веществ и генов, изменения фармакокинетики и фармакодинамики лекарств, адресной (таргетной) доставки лекарственных средств в определенные органы и ткани (мозг, опухоль, печень и др.). Рассмотрению этих и смежных вопросов в свете современных представлений о механизме действия магнитных полей на организм и будет посвящена настоящая глава.

Общая характеристика магнитных полей и их действие на организм

Магнитное поле - одна из форм электромагнитного поля, которая создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетиз ма - электронов, протонов и др. (Советский энциклопедический словарь, 1979; с. 749). Оно осуществляет связь и взаимодействие между движущимися электрическими зарядами. Одним из важнейших свойств магнитного поля, отличающим его от других физиотерапевтических факторов, является неограниченность в пространстве, хотя по мере удаления от источника оно значительно ослабляется, но конечных границ не имеет. Затухание (ослабление) магнитного поля происходит пропорционально квадрату расстояния от его источника.

Основные параметры магнитного поля: вид поля (постоянное, переменное, импульсное и др.); магнитная индукция (плотность магнитного поля); градиент (изменение величины магнитного поля в зависимости от расстояния до его источника); вектор (направление магнитных силовых линий); частота, выражаемая в герцах или кратных величинах. Указанные параметры считаются биотропными, так как от них в первую очередь зависит действие магнитного поля на живые системы [78, 90, 242].

Магнитные поля характеризуются большим разнообразием своих параметров и происхождением. Общее представление об имеющих интерес для биологии и медицины вариантах магнитных полей дает табл. 20.

Таблица 20. Классификация магнитных полей

По происхождению

По изменению во времени

По изменению в пространстве

По интенсивности

  • 1. Естественные (геомагнитное поле, поле магнитов)
  • 2. Искусственные
  • 3. Биообъектов
  • 1. Постоянные
  • 2. Переменные
  • 3. Импульсные
  • 4. Пульсирующие
  • 5. Шумоподобные
  • 6. Бегущие
  • 7. Вращающиеся
  • 8. Смешанные
  • 1. Однородные
  • 2. Неоднородные
  • 1. Слабые
  • (<0,5 мТл)
  • 2. Средние
  • (0,5-50 мТл)
  • 3. Сильные
  • (50-500 мТл)
  • 4. Свехсильные (>500 мТл)

С магнитными полями при магнитотсрапии могут взаимодействовать структурно-функциональные образования, обладающие особыми магнитными свойствами, анизотропией магнитних свойств или определенной частотой собственных колебаний [52, 90, 185, 186, 236]. Значимым является то, что многие из этих образований выполняют важные функции и играют заметную роль в жизнедеятельности организма и вызываемые магнитным полем в них изменения во многом определяют биологическое действие физического фактора. Можно назвать ряд структур и механизмов, благодаря которым магнитные поля могут оказывать реальное действие на различных уровнях биологической организации [90, 242, 261]:

  • - свободнорадикальные химические реакции, к числу которых относятся многие ферментативные и протекающие с участием кислорода реакции;
  • - жидкие кристаллы (митохондрии, фосфолипиды и белки мембран, холестерин и др.), характеризующиеся анизотропией механических, электрических, оптических и магнитных свойств;
  • - молекулы воды, которые под влиянием магнитных полей изменяют свои физико-химические и структурные свойства, а также активационные формы движения;
  • - электрические поля и токи, индуцируемые в проводящих средах под действием переменных и импульсных магнитных полей;
  • - макромолекулы (ферменты, нуклеиновые кислоты, метал-лопротеиды, белки семейства CRY и др.), являющиеся крупными анизотропными диамагнитными соединениями и обладающие анизотропией магнитной восприимчивости, что определяет изменение их концентрации, ориентации и конформации под действием магнитных полей;
  • - системы «ион-вода», «ион-белок» и «ион-белок-вода», способные реализовать множество колебательных состояний и обладающие магнитной анизотропией, что определяет их повышенную чувствительность к действию магнитных полей;
  • - неорганические ионы (прежде всего Са2+, Mg2+, К+ и др.), резонансные частоты которых могут совпадать с частотой действующего магнитного поля, следствием чего будет изменение их подвижности, активности и функций.

При взаимодействии магнитных полей с биологическими системами возможно также возникновение ряда физических явлений

Общая схема действия магнитных полей на организм

Рис. 29. Общая схема действия магнитных полей на организм

(эффекты Фарадея, Фредерикса, Холла и Зеемана), которые способны изменять электрический статус клеток и их функциональную активность [90, 185]. Следовательно, магнитные поля могут влиять на биологические системы как через диа- и парамагнитные эффекты, ион-радикальные механизмы, анизотропию магнитных свойств некоторых биологических структур, так и в связи с генерацией (наведением) ими в тканях электрических полей и токов. Возникающие при этом изменения в структурно-функциональных образованиях непосредственно или при участии нервной, иммунной и эндокринной систем трансформируются в разнообразные биологические реакции, важнейшие из которых обозначены на рис. 29.

Возникающие под действием магнитных полей изменения на различных уровнях организации живых систем в условиях патологии инициируют разнообразные терапевтические (са-ногенетические) эффекты. Магнитным полям, применяемым в различных методах и по различным технологиям присуще противоотечное, противовоспалительное, обезболивающее, иммуномодулирующее, седативное действие и др. Представление о путях и механизмах формирования важнейших из них дает табл. 21.

Современная физическая медицина располагает огромным спектром методов магнитотерапии (рис. 30) и соответствующими магнитотерапевтическими устройствами для их применения, характеристика которых давалась нами ранее [140].

Магнитотерапия с применением различных видов магнитных полей и магнитотерапевтических аппаратов показана при следующих заболеваниях и патологических состояниях:

  • - заболевания сердечно-сосудистой системы (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, ревматизм, вегетососудистая дистония, постинфарктный кардиосклероз);
  • - травмы и заболевания нервной системы (преходящие нарушения мозгового кровообращения, ишемические мозговые инсульты, травмы позвоночника и спинного мозга, невриты, невралгии, неврозы, неврастения, ганглиониты, каузалгии, фантомные боли, парезы и параличи);

Таблица 21. Основные лечебные эффекты магнитотерапии их интерпретация

Лечебные эффекты магнитных полей

Лежащие в их основе структуры, процессы и изменения

Противоотечный

Активация K+-Na+-Hacoca, снижение уровня гистамина, изменения структуры и физико-химических свойств воды, расширение русла периферических сосудов, улучшение микроциркуляции, торможение лимфообразования, ускорение лимфооттока

Противовоспалительный

Торможение синтеза простагландинов и вазоактивных полипептидов, снижение активности муколитических ферментов и кислых фосфатаз, изменение соотношения свертывающей и противосвертывающей систем, улучшение микроциркуляции, выброс противовоспалительных гормонов и цитокинов, уменьшение сосудистой проницаемости, улучшение венозного оттока

Гипотензивный

Усиление тонуса парасимпатической нервной системы, расширение артерий мышечного типа, раскрытие нефункционирующих капилляров, улучшение почечного кровотока, снижение содержания катехоламинов в ЦНС, торможение синтеза ренина, снижение активности натрийуретического гормона

Обезболивающий

Снижение чувствительности периферических болевых рецепторов и проводимости афферентов боли, устранение гипоксии, дегидратация нервных структур, активирование «воротного контроля» боли, стимуляция антиноцицептивной системы и усиление синтеза эндогенных опиоидов, выброс в ликвор эндорфинов

Иммуномодулирующий

Изменение активности специфических иммунокомпетентных клеток и синтеза ими оксида азота, стресс-лимитирующих систем, синтеза глюкокортикоидов и мелатонина, активация факторов неспецифической резистентности организма (система комплемента, пропердин, лизоцим и др.), нормализация уровня иммуноглобулинов и циркулирующих иммунных комплексов, состояния диффузной нейроэндокринной системы

Окончание табл. 21

Лечебные эффекты магнитных полей

Лежащие в их основе структуры, процессы и изменения

Трофический

(трофико-регенераторный)

Активация внутриклеточной биоэнергетики (ускорение реакций окислительного фосфорилирования и увеличение синтеза АТФ) и пластических процессов (стимуляция активности ДНК-транскриптазы, биосинтеза пуриновых и пиримидиновых оснований, транспортной РНК и белка), усиление местного кровообращения и микроциркуляции, улучшение снабжения тканей кислородом и питательными веществами, увеличение уровня ростовых факторов вследствие экспрессии соответствующих генов

Нейротропный эффект

Ограничение потока афферентной импульсации в центры ствола головного мозга, изменение обмена серотонина и дофамина, биоэлектрической активности мозга, торможение деятельности ЦНС, возбудимости нейронов головного мозга, угнетение деятельности норадренергических рецепторов

Классификация методов магнитотерапии

Рис. 30. Классификация методов магнитотерапии

174

  • - заболевания периферических сосудов (облитерирующий атеросклероз, облитерирующий эндартериит, тромбангиит, синдром Рейно, хроническая венозная недостаточность, тромбофлебит вен в подострый период, посттромбофлебитический синдром, диабетические ангиопатии);
  • - заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата (деформирующий остеоартроз, инфекционно-токсические артриты, полиартриты различной этиологии, эпикондилиты, периартриты),
  • - замедленная консолидация переломов, ушибы, растяжения сумочно-связочного аппарата, вывихи);
  • - заболевания органов дыхания (острые пневмонии затяжного течения, хронический бронхит, бронхиальная астма, неактивная форма туберкулеза);
  • - заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, хронический гастрит, гастродуоденит, дискинезия желчевыводящих путей, хронический холецистит, хронический язвенный колит);
  • - заболевания уха, горла и носа (вазомоторный ринит, рино-синусит, гайморит, фронтит, хронический фарингит, хронический отит, ларингит, трахеит);
  • - глазные болезни (конъюнктивит, кератит, ирит, иридоциклит, увеит, атрофия зрительного нерва, начальная форма глаукомы);
  • - стоматологические заболевания (пародонтоз, гингивит, язвенные поражения слизистой оболочки ротовой полости, артрит височно-нижнечелюстного сустава, переломы нижней челюсти, послеоперационные раны и травмы);
  • - подострые и хронические заболевания мочеполовой системы (цистит, уретрит, пиелонефрит, аднексит, сальпингоофорит, простатит, эпидидимит, орхит, везикулит, импотенция, бесплодие, климактерический синдром);
  • - заболевания кожи (псориаз, нейродермит, а также трофические язвы, вялогранулирующие раны, ожоги, обморожения, пролежни).

Противопоказаниями для магнитотерапии считаются следующие заболевания и состояния: артериальная гипотензия, ранний постинфарктный период, выраженный тиреотоксикоз, гипоталамический синдром, непереносимость физического фактора, тяжело протекающие сердечно-сосудистые заболевания.

Из огромного количества методов магнитотерапии для обсуждаемой в книге проблемы представляют интерес следующие: лекарственный магнитофорез, магнитолазеротерапия, фотомагнитотерапия, гидромагнитотерапия, магнитопорация и др. Они и будут рассмотрены в следующих разделах главы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >