Введение

Радоновые ванны с природными и искусственными радоновыми водами — одна из процедур, которые в настоящее время довольно широко применяются для лечения воспалительных и дегенеративных заболеваний разного генеза в санаториях на многих курортах России и в оздоровительных центрах за ее пределами [1]. Радонотерапию осуществляют не только в виде ванн, но и виде душей, орошений, сухих радоновых ванн [2—4].

Существует множество показаний для применения радонотерапии, включая ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилит, псориатический артрит, остеоартроз и другие заболевания. Радонотерапия чаще всего применяется в качестве дополнительного метода мультимодального санаторно-курортного лечения при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Следует отметить, что на некоторых профильных курортах России радонотерапии является основным компонентом комплексного санаторно-курортного лечения [5—7].

Наряду с травматическими повреждениями ревматические заболевания (в том числе и постравматические) опорно-двигательного аппарата относятся к одним из наиболее распространенных заболеваний во всем мире. Мировая статистика отмечает, что на эти заболевания приходится наибольшая доля (17%) лет, прожитых с инвалидностью, что составляет примерно 149 млн инвалидов [8].

В рамках лонгитюдного исследования показано снижение болевого синдрома, причем наиболее выраженное улучшение наблюдалось при фибромиалгии, после применения мультимодальной нефармакологической курортной терапии заболеваний опорно-двигательной системы, включающей лечение низкими дозами радона [9]. Также отмечается, что применение радоновых ванн способствует уменьшению боли и повышению подвижности позвоночника у больных остеохондрозом [10].

Согласно данным литературы, радоновые процедуры оказывают обезболивающее и противовоспалительное действие, однако клеточные и молекулярные механизмы их реализации изучены недостаточно [11—14].

В связи с этим актуален анализ российского и зарубежного опыта применения радонотерапии при воспалительных и дегенеративных заболеваниях различного генеза, а также оценка механизмов действия радона разной концентрации в эксперименте и лечебной практике для выработки углубленных научно обоснованных подходов к ее применению.

Радон — это природный газообразный радиоактивный элемент, который не имеет вкуса, запаха или цвета. Радон-222 является одним из самых тяжелых элементов в нулевой группе инертных газов. Процесс распада радона и его изотопов сопровождается испусканием α- или β-частиц. Основными продуктами распада радона являются короткоживущие изотопы полония, свинца, висмута. В земной коре радон мигрирует либо в газообразном, либо в растворенном состоянии. Он может выходить на поверхность без какой-либо химической реакции. Богатые радоном минеральные воды встречаются на Алтае, в Карелии, Санкт-Петербурге и Забайкальском крае, и содержание радона в них может достигать более 8000 Бк/л [15].

Согласно российской классификации минеральных вод, в радоновых минеральных лечебных водах концентрация радона должна превышать 185 Бк/л. На территории России насчитывается около 30 минеральных вод с высоким содержанием радона. Один из типов этих вод связан с геодинамической активностью регионов и вторичной радиоактивностью. Хорошо известным примером богатых радоном минеральных лечебных вод данного типа на Северном Кавказе является Пятигорск [15].

Биокинетика радона в организме

При изучении саногенетических эффектов применения радона необходимы знания о временно́м и пространственном распределении радона в живом организме, анализ эффективных доз воздействия радона на разные органы [16]. Был проведен анализ эмпирических данных, которые соответствовали концентрациям радона в воздухе, выдыхаемом субъектами во время и после купания в богатой радоном термальной воде. Для оценки возможных сценариев воздействия радоновых процедур на организм изучалось влияние поступления радона, продуктов его распада через дыхательные пути или кожу, на дозу радиации. На основании этих исследований была построена биокинетическая модель поступления радона и его дочерних продуктов распада в организм человека при принятии суховоздушных и водных радоновых процедур [17—19].

При разработке большинства биокинетических моделей с целью оценки механизмов влияния радона на организм в процессе приема бальнеопроцедур многие исследователи предполагали, что основным путем поступления радона и дочерних продуктов его распада является дыхательная система организма, а проникновение радона через кожу незначительно или практически не происходит. При этом концентрация радона в термальной воде значительно выше, чем в воздухе (примерно, как минимум, на три порядка величины). В такой ситуации возможно, что воздействие радона через кожу оказывает значительный вклад на биологические процессы, обеспечивающие эффективность радонотерапии [20, 21]. Однако скорость поглощения радона кожей из воды и ее последующее системное моделирование недостаточно изучены.

Ряд исследователей считают, что перенос радона из термальных вод через кожу в разные органы человека во время радонотерапии можно определить экспериментально, путем измерения концентрации активности радона в выдыхаемом воздухе. Анализ полученных данных показал, что уровень (активность) радона в начале приема бальнеопроцедуры в выдыхаемом воздухе увеличивался на протяжении времени принятия процедуры практически линейно, достигая максимального значения в конце пребывания в ванне, а затем экспоненциально снижался со временем в последующей фазе отдыха после процедуры [22].

A. Sakoda и соавт. (2016) [19] сравнивали изменения концентрации радона в выдыхаемом воздухе во время и после принятия бальнеопроцедуры радоносодержащих вод и определяли зависимость соотношения концентрации радона в термальной воде и в воздухе. В результате этих исследований показано, что поступление радона с вдыхаемым воздухом оказывает влияние на процессы, обеспечивающие биологические механизмы его влияния на организм. Однако в ситуациях, связанных с погружением в богатую радоном термальную воду, вероятно, более значимый терапевтический эффект обеспечивается радоном, поступающим через кожу. При этом, как отмечают авторы, следует учитывать, что диффузный транспорт радона из воды в дермальный отдел кожи характеризуется коэффициентом проницаемости и площадью поверхности кожи. Также следует учитывать, что кожа состоит из эпидермиса, дермы с очень скудным кровоснабжением и низким содержанием жира и жировой гиподермы, или подкожной клетчатки, богатой кровеносными сосудами и жиром, и поэтому переход радона из воды в кровь в коже происходит преимущественно в жировой ткани подкожной клетчатки.

Этот сценарий поступления радона в организм человека позднее подтвердили авторы другого исследования [22]. Концентрация (активность) радона в воздухе из дыхательных путей, артериальной крови и почках возрастает в течение фазы воздействия лечебной процедуры, снижаясь сразу после окончания воздействия, что подтверждается кривыми уровня радона при выдохе. При этом концентрация (активность) радона в венозной крови практически неотличима от значений в выдыхаемом воздухе. Напротив, концентрация (активность) радона в красном костном мозге и подкожной жировой клетчатке также увеличиваются во время воздействия, но затем остается почти постоянной в течение некоторого времени после процедуры в фазе покоя (т.е. в период отдыха после процедуры), а затем снижается относительно медленными темпами [22]. Таким образом, различия в степени поглощения и удаления радона из организма вызваны органоспецифичными различиями темпов его переноса, скорости кровотока и коэффициентах его распределения между тканями.

Эти исследования показывают, что при применении радоновых ванн через кожу поступает достаточно большое количество радона и его дочерних продуктов, что может играть важную роль в терапевтическом ответе после воздействия радона в термальной ванне [20, 22].

В экспериментальных исследованиях детально изучена биокинетика применения ингаляционного радона (суховоздушные ванны). Концентрация (активность) радона в тканях и органах мышей определяли после воздействия около 1 МБк/м³ радона в воздухе с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика и скважинного детектора, в крови мышей она составила 0,410±0,016 Бк/г. Кроме того, были получены средние коэффициенты распределения радона в тканях экспериментального животного: 0,74±0,19 для печени, 0,46±0,13 для мышц, 9,09±0,49 для жировой ткани. С учетом этих результатов с помощью физиологически обоснованной фармакокинетической модели было рассчитано среднее значение коэффициента распределения радона в системе «кровь—воздух», которое составило 0,414 [23].

В современных работах показано, что бо́льшая часть поступившего в организм радона удаляется примерно в течение 3 ч после процедуры радонотерапии. При этом полученные значения поглощенной дозы составляли 1,5±0,3 мкГр (брюшная полость, газ радон) и 1,1±0,4 мкГр (грудная клетка, радон и дочерние продукты распада) для одночасового эталонного воздействия при концентрации активности радона 55 кБк/м³. Накопление долго удерживаемого радона в брюшной полости приводило к более высоким значениям дозы воздействия в этом месте, чем в грудной клетке [24].

В другой работе представлены данные о применении воздушных радоновых ванн с использованием устройства для проведения воздушных углекисло-радоновых лечебных процедур «Реабокс» («Реабокс», Москва) в дерматологии. В результате курса радоновых ванн с концентрацией радона 1,5 кБк/л (40 нКи/л) средняя поглощенная доза составляла 0,26 МВ (2,6 мбэр), поглощенная доза на кожу достигала 0,026 МВ (8,5 мбэр). При одинаковых концентрациях радона в воде и воздушной смеси поглощенная доза α-излучения в воздушных радоновых ванн увеличивается в 4,5 раза, т.е. лечебный эффект радоновых ванн с концентрацией 8—10 нКи/л (0,38 кБк/л) равноценен эффекту водной радоновой ванны с концентрацией 40 нКи/л (1,5 кБк/л) [25].

Для последующих расчетов дозы воздействия радона необходимо учитывать коэффициенты диффузии и растворимости радона в различных тканях [13, 26].

Механизмы действия при применении радоновых процедур (экспериментальные исследования). Клинический эффект радонотерапии при разных нозологиях

Ранее был доказан обезболивающий эффект радоновой терапии с использованием низких доз радона у пациентов, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата и другими патологиями с болевым синдромом [27—29]. Показано также, что применение радоновых ванн способствует уменьшению боли и повышению подвижности позвоночника у больных остеохондрозом [10].

В клинической практике Пятигорского курорта установлена эффективность применения радоновых ванн с концентрацией 1,5 кБк/л (40 нКи/л), средняя поглощенная доза за 10-минутную процедуру — 0,161 млБэр, у больных с органическими поражениями центральной нервной системы, дисциркуляторной энцефалопатией и при восстановительном лечении последствий легких черепно-мозговых травм [30—32].

Эти данные обосновывают перспективность дальнейших исследований механизмов действия радонотерапии в комплексной реабилитации пациентов с воспалительными процессами спинного мозга различного генеза, и дегенеративными нарушениями опорно-двигательного аппарата.

На базе Пятигорской клиники курорта Кавказские Минеральные Воды также проведены сравнительные исследования влияния курса радонотерапии с разной концентрацией у пациентов кожными проявлениями псориартрического артрита. Курс курортного лечения включал санаторный режим, диетотерапию, внутренний прием минеральной воды, ЛФК, массаж. Всем больным был назначен курсовой прием радоновых ванн, состоящий из 10 процедур, с концентрацией радона 6,5 кБк/л, при температуре воды в ванне не выше 36— 37 °C, экспозицией 15 мин, через день. В качестве контроля авторы рассматривали группу больных псориазом, сопоставимых по полу, возрасту и площади поражения кожных покровов, которые получали радоновые ванны средней концентрации (1,5 кБк/л) по той же схеме. Кожный синдром оценивали до приема бальнеопроцедур, и после окончания курса лечения. Положительная динамика основных кожных проявлений (папула, бляшка, чешуйка) составляла 96,7%. При интегральной оценке индекса PASI (площадь поражения кожного покрова) улучшение в основной группе встречалось чаще, чем в группе контроля (радоновые ванны 1,5 кБк/л) [33].

Несмотря на то что было высказано предположение, что низкие дозы радона могут ослабить хроническое воспаление, основные иммунотерапевтические механизмы действия радонотерапии до настоящего времени остаются неясными.

На основании анализа литературных источников последних лет можно отметить, что одним из основных эффектов применения радоновых процедур считается модификация клеточных ответов иммунной системы. По результатам рандомизированного лонгитюдного (в течение 30 нед) исследования выявлена модуляция периферической иммунной системы после радоновой санаторно-курортной терапии низкими дозами (детальный продольный иммунный мониторинг) у пациентов с дегенеративными заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Результаты анализа крови с использованием многоцветной проточной цитометрии показали ослабление воспалительного процесса и небольшое, но продолжительное увеличение T-клеток и моноцитов, а также изменения в подмножестве иммунных клеток, в частности цитотоксических T- и NK-клеток. При этом наиболее заметные эффекты наблюдались при значительном снижении маркера активации CD69 на T-, B- и NK-клетках [34].

Остеоартрит — одно из социально значимых заболеваний среди пожилого населения во многих странах, характеризуется не только прогрессирующим разрушением хряща, но и воспалением синовиальной сумки суставов, изменениями в субхондральной кости и образованием остеофитов, поражением костного мозга, а также изменениями в суставной капсуле и связках [35].

В контролируемом исследовании [4] применения мультимодальной санаторно-курортной терапии (с комбинацией низкодозной радоновой терапии или без нее) в радоновой галерее Бад-Гаштайна наблюдалось значительное и устойчивое уменьшение болей в коленях у больных с остеартритом. Уменьшение боли сопровождалось значительным снижением уровней анандамида (этаноламида арахидоновой кислоты — эндогенного каннабиноидного нейротрансмиттера) в плазме во время лечения в обеих группах (как в группе с базовой курортной терапией, так и в группе с радонотерапией). Это исследование являлось первой работой по изучению уровней метаболитов арахидоновой кислоты в контексте нефармакологического лечения остеартритов. Поскольку эндоканнабиноидная система представляет собой потенциальную мишень для разработки новых терапевтических средств, дальнейшие исследования должны будут выяснить ее роль в формировании болевого синдрома при остеартритах. Результаты исследования показали, что механизмы терапевтических эффектов радонотерапии изучены недостаточно и необходимо также оценивать другие клеточные и системные маркеры воспаления, предикторы окислительного стресса, характерного для многих патологических процессов.

По результатам клинических данных в это же время показано, что при остеоартритах и травмах применение радонотерапии приводит к усилению процессов формирования костной ткани и облегчению боли вследствие изменения гормонального статуса организма. В слепом рандомизированном исследовании пациентов с заболеваниями шейного отдела позвоночника (3 мес после травмы) наблюдали уменьшение боли в течение 3 мес после приема процедур, подобные эффекты отмечались у пациентов с дегенеративными заболеваниями позвоночника и остеоартритом. По результатам биомедицинских исследований предполагается многофакторное влияние радонотерапии, включающее запуск антиоксидантной системы защиты за счет повышения активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, подавление местных и системных воспалительных процессов за счет увеличения высвобождения трансформирующего фактора роста TGF-1β — цитокина, контролирующего пролифирацию и клеточную дифференцировку, наряду со снижением уровня фактора некроза опухоли TNF-α, что сопровождалось снижением активации иммунных клеток и сдвигом их соотношения в сторону противовоспалительного статуса [14].

В рамках проспективного плацебо-контролируемого исследования [36] было проанализировано влияние радоновых процедур (по сравнению с термальными ванными) на остеокластогенез у пациентов, страдающих хроническими дегенеративными заболеваниями позвоночника и суставов. Исследование проводилось по перекрестному дизайну. Пациенты были рандомизированы на 2 группы для проведения двойного слепого исследования. В первый год одна группа впервые получила стандартное санаторно-курортное лечение, а другая группа — радоновое санаторно-курортное лечение с концентрацией радона 1200 Бк/л в сертифицированном государством санатории Бад-Штебен (Германия). Обе группы принимали курс из 9 ванн по 20 мин в течение 3 нед. Перед лечением (0-я неделя) были собраны данные о боли и взята кровь у пациентов обеих групп. Это повторялось на 4-й неделе непосредственно после серии ванн, а также через 12 и 24 нед после лечения. Через год после первого блока радоновых процедур лечение было перекрестно изменено для обеих групп, так что группа, которая сначала получила радоновую санаторно-курортную терапию, затем получила стандартную санаторно-курортную терапию лечебными минеральными водами. В ходе проведения лечебных курсов были получены данные об уровне болевого синдрома у пациентов, была взята кровь за неделю до начала лечения (0-я неделя) и сразу после процедур (4-я неделя), а также через 12 и 24 нед после второй серии ванн. В результате исследования было установлено, что маркеры костной эрозии, такие как фрагменты коллагена (C-концевой телопептид, CTX-карбокситерминальные телопептиды), снижаются после лечения радоновыми процедурами в сыворотке пациентов с дегенеративными нарушениями опорно-двигательной системы. Также регистрировалось увеличение доли Treg-клеток, тогда как популяция Th17-клеток не изменялась после радонотерапии. Авторы отметили, что в целом оба метода лечения оказали влияние на остеокластогенез и резорбцию кости, но после применения радонотерапии изменилось соотношение Th17/Treg, что указывает на вклад иммунной системы в терапевтический эффект радона при воспалительных и дегенеративных заболеваниях опорно-двигательного аппарата.

В эксперименте на лабораторных животных [37] было подтверждено, что терапевтический эффект суховоздушных радоновых ванн опосредован иммуномодулирующим и антиоксидантным воздействием. На самках мышей линии C57BI/6 экспериментальными исследованиями показано, что курсовое применение 7 радоновых процедур (воздействие газообразного радона в течение 1 ч в концентрации от 466 до 489 кВк/м³) улучшает клинический ответ на экспериментальной модели ревматоидного артрита. Это проявляется увеличением количества B-клеток периферической крови и концентрации интерлейкина-5, а также незначительным увеличением экспрессии гена глутатионпероксидазы и каталазы (ферментов антиоксидантной защиты) по сравнению со значениями в контрольной группе (имитация процедур). Авторы отметили, что наблюдаемые модуляции в субпопуляциях иммунных клеток и уровнях цитокинов при экспериментальной радонотерапии in vivo в контролируемом исследовании, скорее всего, иммуноопосредованные, хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять влияние радона на биологию B- и T-клеток иммунной системы.

При этом хотелось бы подчеркнуть, что в одном из самых известных центров в Бад-Гаштайне (Австрия) пациенты получают сеанс радоновой терапии с гораздо меньшей дозировкой радона (около 44 кБк/м³). Спелеотерапевтическое радоновое лечение заключалось в релаксации в лечебной галерее Гаштайна (бывшая шахта, вырытая в поисках золота), в течение 60 мин, через день (т.е. в среднем 11 сеансов спелеотерапии). Объект расположен на умеренной высоте (1270 м над уровнем моря), с низкой активностью радона в атмосфере (в среднем 44 кБк/м³ по данным лечебной галереи), высокой влажностью (70—100%) и температурой воздуха от 37 до 41,5 °C. Средняя продолжительность общей терапии составляет 17,5 сут.

При проведении лонгитюдного исследования были проанализированы терапевтические эффекты ингаляционной радонотерапии через 3, 6 и 9 мес после окончания лечения. Отмечено, что санаторно-курортное лечение, включающее низкие дозы радона, связано с клинически значимым улучшением состояния у пациентов с разными типами ревматических заболеваний опорно-двигательного аппарата. При этом авторы обратили внимание на то, что степень выраженности боли различается в зависимости от типа заболевания и поэтому ее следует учитывать при определении интервалов и частоты лечения [9].

Мультимодальная терапия и радоновые процедуры

Как уже отмечалось ранее, радонотерапия редко проводится в качестве монофакторного воздействия, чаще всего она входит в структуру мультимодальной санаторно-курортной терапии.

В курортной практике Пятигорских лечебно-профилактических учреждений применялись радоновые ванны средней минерализации в комплексе с грязевыми аппликациями, сочетанными с рапой Бишофит у пациентов с заболеваниями и повреждениями периартрикулярных тканей плечевого пояса. Мультимодальная терапия оказывала выраженный анальгезирующий эффект, способствовала увеличению амплитуды движения без болевых ощущений. Отмечается, что наблюдаемые изменения следует отнести за счет известных эффектов радонотерапии — уменьшения пролиферативных процессов соединительной ткани и количества тканевой жидкости (отечность, пастозность), улучшения микроциркуляторных, нейротрофических и системных метаболических процессов [38].

При комбинированном применении радоновых процедур с разной концентрацией (1200 Бк/л при 34 °C или 600 Бк/л) с добавлением 1 г/л CO₂ при 34 °C у 97 пациентов с болевым синдромом и гипертонией регистрировалось повышение уровня СОД, и долгосрочное уменьшение боли после курса лечения. В дальнейшем у пациентов с гипертонией (n =46), получавших комбинированную с CO₂ радонотерапию, наблюдалось снижение артериального давления. Воздействие радона на вариабильность сердечного ритма выражалось в длительном эффекте релаксации [39].

При комплексном лечении в Пятигорской клинике генитального эндометриоза у женщин, работающих в особо опасных и вредных условиях труда, установлено, что применение радоновых ванн, гинекологических орошений и микроклизм (60 пациентов) по сравнению с таким же комплексом с йодобромными водами приводило к более выраженной нормализации гемодинамики у женщин с аналогичной патологией. При использовании в комплексе лечения радоновых вод высокой концентрации степень выраженности положительных изменений была более значимой (болезненность при пальпации у пациенток первой группы полностью отсутствовала), чем при применении йодобромных вод [40].

В последнее время проводится сочетанное применение радонотерапии с фармакотерапией, способствующее повышению активности СОД, ослабляющей миграционную способность клеток [41].

В обзоре, проведенном A. Maier и соавт., проанализированы различные аспекты влияния короткоживущих α-излучающих продуктов распада вместе с первичным радоном из природных источников в облучении человека и возможные риски их негативных воздействий. Это чаще всего связано с длительным воздействием достаточно высоких доз радона, например, отмечен повышенный риск развития рака легких у шахтеров в горных штольнях [14]. В связи с этим во многих странах проводят мониторинг концентрации радона в водоносных горизонтах и источниках питьевой воды подземного происхождения, снабжающих европейские города [42].

Заключение

Экспериментальные исследования механизмов воздействия радона необходимо проводить на клеточном и организменном уровнях. Оценка риска, связанного с различными сценариями воздействия радона, включая терапевтическое применение, оценка его доз для разных органов, а также механизмов поступления и выведения радона и его дочерних продуктов должна быть подкреплена более надежными экспериментальными исследованиями с широким ассортиментом современных клинико-диагностических методов. Терапевтические эффекты клинического применения радоновых процедур должны быть дополнительно проанализированы в рамках высококачественных плацебо-контролируемых исследований, сопровождаемых биомедицинскими исследованиями, для повышения уровня доказательности терапии, а также для оценки потенциальных побочных эффектов. Все это поможет не только пациентам повысить их мобильность и качество жизни, но и имеет положительный социально-экономический эффект.

Благодарность. Авторы выражают благодарность д.м.н., проф. Н.Г. Бадалову за консультацию в выборе поисковой системы CrossRef.

Участие авторов: концепт, дизайн исследования, сбор и анализ материала, написание текста — Репс В.Ф.; редактирование статьи — Козлова В.В.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.