Известно, что природные и преформированные физические факторы обладают мощным неспецифическим адаптационным влиянием на основные регуляторные механизмы, вследствие чего происходит перестройка всех функциональных систем организма. Считается, что эта перестройка облигатно переводит организм на более выгодный для него физиологический уровень с формированием более совершенной системы компенсации нарушенных функций. И действительно, физические факторы вызывают в организме достаточно сложные адаптационные реакции кратковременного и долговременного действия. В зависимости от своего характера, его интенсивности, продолжительности воздействие на организм может быть общим или с преобладанием местных, сегментарных реакций [1].

Среди физических факторов криотерапия (КТ) давно является достаточно часто применяемым физическим методом при различной патологии [2—5]. Действие КТ на организм объясняют с позиций общей теории механизма действия физических факторов как нейрорефлекторное воздействие, где большая роль принадлежит рефлекторным механизмам, включающим афферентную сигнализацию, воспринимающий центр и эфферентные сигналы с гуморально-гормональными реакциями и метаболическими процессами (биохимическими и биофизическими), протекающими на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях [6—9]. Как показал опыт экспериментальных и клинических исследований в области криомедицины, наиболее чувствительны к холодовым воздействиям интегрирующие системы: нейрогуморальная — на уровне организма и органа, микрогемоциркуляторная — на уровне органов и тканей, мембранных комплексов — на уровне клеток [10]. В ответ на воздействие холодом происходит выработка эндогенного тепла, улучшение кровообращения и трофических функций, в первую очередь в органах, имеющих рефлекторно-сегментарную связь с областью воздействия холодом. В ответ на сигнал с рецепторного аппарата о воздействии холода включаются механизмы срочной адаптации, происходит мобилизация имеющихся в организме компенсаторных приспособительных механизмов терморегуляции (активация нервной и эндокринной системы, кровообращения, дыхания, местных «мобилизаторов» функций, перекисного окисления и т.д.), обеспечивающих сохранение тепла в организме. Влияние холода на микроциркуляцию зависит от интенсивности локального воздействия. В экспериментальных исследованиях на крысах доказано, что холодовое воздействие, не вызывающее повреждения тканей, приводит к активации противосвертывающей системы при неизмененном уровне коагулянтов крови, при этом отмечено повышение уровня эндогенного гепарина и фибринолитической активности крови, что, как известно, приводит к улучшению не только реологических свойств крови, но и кровообращения [11]. В клинических исследованиях было показано, что КТ способствует быстрому купированию болевого синдрома, воспалительных процессов, повышению капиллярного кровотока и венозного оттока, снятию мышечного спазма, обладает антигипоксическим и репаративным действием [12, 13]. Поэтому в настоящее время применению КТ в гастроэнтерологии уделяется все больше внимания [14].

Одним из методов, показавших свою перспективность при патологии гастродуоденальной области, и в частности при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (ЯБДПК), является криомассаж брюшной стенки [9]. Как было показано, в ответ на раздражение холодом экстрарецепторного аппарата кожи происходит сужение сосудов кожи. Снижение теплоотдачи приводит к увеличению теплопродукции за счет усиления кровотока во внутренних органах, что способствует усилению оксигенации тканей, в частности, органов пищеварения и нормализации энергетического и пластического обеспечения клеточных процессов. Кроме того, КТ усиливает лимфоидный и венозный отток и обладает антиоксидантным действием. Главным афферентным звеном в этой цепи являются терморецепторные нервные окончания кожи, которые по своей функции поливалентны. Было отмечено, что связь температурной кожной реакции с корой головного мозга является двусторонней. Что касается реакции вегетативной нервной системы на охлаждение, то она зависит от количества и скорости отводимого тепла и от индивидуальных особенностей организма [15]. Реакция организма на тот или иной физический фактор зависит и от функционального состояния самого организма, и от характера и стадии патологического процесса. Наличие большого количества нейроэндокринных, гуморальных путей системы регуляции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) обеспечивает надежную «страховку» организма в адаптации [16, 17], которая нарушается в неодинаковой степени на различных этапах заболевания, определяя степень и выраженность тех или иных клинических проявлений. Это в особенности касается гастродуоденальной области, возникающие функциональные и органические изменения в которой влияют на гомеостаз организма в целом. Все вместе и создает определенные трудности в понимании конкретных механизмов влияния того или иного физического фактора при конкретном заболевании у конкретного больного. Это в полной мере относится и к КТ. Кроме того, многие аспекты, касающиеся различных звеньев в механизме действия КТ, недостаточно изучены и, как подчеркивает K. Kelley [18], пока не получили удовлетворительного объяснения.

В связи с этим уточнение конкретных механизмов действия КТ (с учетом сложности данной проблемы), в частности при патологии органов пищеварения, с нашей точки зрения, представляет как теоретический, так и практический интерес.

Как известно, гормоны, обладающие регулирующим эффектом на метаболизм и клетки, действуют через «циклазную» систему. Являясь универсальным механизмом регуляции, она позволяет организму сохранять свой гомеостаз в быстро меняющихся условиях стресс-воздействия. В частности, цАМФ образуется из АТФ под влиянием аденилатциклазы (АЦ), а реакция образования цГМФ из гуанозинтрифосфата катализируется энзимом гуанилатциклазой (ГЦ). В свете имеющихся данных по изучению физиологического и биологического действия цАМФ и цГМФ, их с полным основанием можно отнести к классу гормонов. В условиях жизнедеятельности организма системы АЦ и ГЦ, цАМФ и цГМФ на основании наличия антагонистических функций прямых и обратных связей определяют динамическое равновесие регуляторных процессов в тканях [19]. Хотя до сих пор остается невыясненной роль цГМФ в формировании, в частности, секреторного ответа париетальных клеток, активация образования ДНК и процессов пролиферации клеток говорит об условности антагонизма цАМФ и цГМФ [20]. Внутриклеточные механизмы регуляции пролиферации и дифференцировки клеток слизистой оболочки, в частности гастродуоденальной области, вне зависимости от характера митогенного стимула помимо цАМФ, цГМФ осуществляются также ионами кальция, гистамином, гастрином и ацетилхолином. Играя большую роль в стимуляции соляной кислоты, гастрин, как и ацетилхолин, стимулирует специфические рецепторы, связанные с системой кальций—протеинкиназа С. По наиболее популярной точке зрения, важнейшим регуляторным узлом широкого круга внутриклеточных процессов является протеинкиназа С, которая активируется в системе Са²⁺-фосфолипидзависимых реакций. Стимулирующее влияние гистамина и гастрина на главные клетки слизистой оболочки желудка (СОЖ) обусловлено активацией системы цАМФ и увеличением поступления Са²⁺ в клетку. В свою очередь Са²⁺ стимулирует также высвобождение гастрина из G-клеток. Но кальций играет большую роль не только в механизме желудочной секреции, но и в регуляции мышечного сокращения, микроциркуляции, регуляции гормонального баланса, иммунных процессах. Доказано, что митогены и антигены вызывают быстрые изменения внутриклеточных концентраций циклических нуклеотидов в лимфоцитах посредством быстрого поступления кальция в лимфоцит.

Общепризнано, что кальций — один из важнейших медиаторов возбуждения клеток. Это связано с его подключением к таким узловым механизмам клеточного гомеостаза, как цАМФ-зависимые реакции, активация протеинкиназы С, кальмодулина, метаболизма ненасыщенных жирных кислот, регуляции рецепторов, повышения активности фосфолипазы А2, мобилизации арахидоновой кислоты. Но при этом одной из основных причин всеобщей роли кальция в биологических процессах является его принадлежность к одному из звеньев широко распространенной в живой природе цепочки: гормон (или другой лиганд) — цАМФ — кальмодулин — кальций — протеинкиназа — фосфорилирование — эффект. Большинство эффектов ионов кальция так или иначе связывают с цАМФ [21]. Кальмодулин, как и цАМФ, опосредует действие первичных внеклеточных сигналов. Это основной белок с четырьмя местами связывания Са²⁺. Когда эти места заняты Сa2+, он становится способным активировать Са — кальмодулинзависимую протеинкиназу, АЦ, фосфодиэстеразу, оксид-азотсинтетазу.

Кроме внешних источников клетки располагают внутренним запасом кальция, который расходуется при активации, обеспечивая относительную автономию от внеклеточных Са²⁺-ресурсов. Са²⁺ является пусковым сигналом для многих реакций и процессов в клетке, однако избыток его будет оказывать токсическое воздействие и вызывать гибель клетки. С помощью Са²⁺-АТФазы цитоплазматической мембраны и мембраны эндоплазматического ретикулума поддерживается низкая концентрация Са²⁺ в цитозоле клетки и создается внутриклеточное депо Сa2+ в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме. Избыточный приток Са²⁺ в клетку может легко возникать при относительно небольших повреждениях плазматической мембраны, нарушающих активный транспорт его из клетки, против электрохимического градиента. Это может происходить при избытке свободных радикалов, которые активно воздействуют на клеточные мембраны, способствуя их разрушению. Повышение их содержания в мембранах приводит к ослаблению барьерной функции последних и повышению проницаемости для органических веществ, ионов.

При воспалительных процессах ишемия клеток органа приводит к выключению дыхательной цепи митохондрий, что влечет за собой повышенное выделение катехоламинов. Хорошо известно, что действие катехоламинов, ацетилхолина, теофиллина на транспортные процессы осуществляются через механизмы, регулирующие уровень цАМФ. При этом Са²⁺ принимает участие в транспорте электронов в цепи дыхательных ферментов (повышение устойчивости к гипоксии, стимуляция активности некоторых ферментов тканевого дыхания, например сукцинатдегидрогеназы и мембранных ферментов — Са²⁺-АТФазы). Последняя встречается в любой клетке организма и является ответственной за транспорт Са²⁺ через плазматическую и цитоплазматическую мембраны.

Избыток катехоламинов приводит к спазму стенок артериол, активации липаз, фосфолипаз и детерогенному действию избытка жирных кислот и лизофосфолипидов на клеточные мембраны и как следствие к активации перекисного окисления липидов (ПОЛ). Эти реакции непрерывно протекают в норме во всех тканях организма и при определенных условиях являются типом нормального метаболического процесса, крайне важного для организма. Первичные продукты ПОЛ — радикалы, перекиси и вторичные — полимеры, альдегиды, кетоны и др. являются высокотоксичными веществами. Продукты ПОЛ оказывают повреждающее действие на белки, тиоловые соединения, ДНК, нуклеофосфатиды, что отрицательно влияет на жизнедеятельность клетки [22]. Большое количество работ указывают на повреждающее действие ПОЛ при гастродуоденальной патологии. Так, в работе D. Parks [23] показано наличие повреждений эпителиальных клеток желудка и кишечника свободными радикалами при ишемии. Убедительное доказательство значимости гипоксии в формировании свободно-радикальных реакций в СО ЖКТ имеется в целом ряде работ [24, 25]. Использование гелий-неонового лазерного допплеровского флуорометра для оценки микроциркуляции в СО у больных ЯБДПК и гастродуоденитом показало, что у больных по сравнению со здоровыми достоверно снижается индекс эффективности микроциркуляции в СО [26]. При этом отмечено возрастание вязкости крови, что свидетельствовало о повышении склонности эритроцитов к агрегации. При гипоксии СО гастродуоденальной области содержание АТФ и креатининфосфата уменьшается вследствие подавления аэробного окисления и сопряжения его с фосфорилированием.

Важная роль принадлежит Са²⁺ и в катаболизме глюкозы (гликолизе). Метаболизм глюкозы внутри β-клеток сопровождается повышением концентрации кальция в цитоплазме, что в свою очередь запускает цепь реакций, заканчивающихся секрецией инсулина. Метаболизм инозитола, калиевые каналы, изменение тока кальция в клетку и G-белки — все участвует в процессе, который связывает метаболизм глюкозы и инсулина [27]. Гликолиз на начальных этапах гипоксии активизируется, что сопровождается накоплением кислых метаболитов и развитием ацидоза и угнетения синтетических процессов в клетках вследствие дефицита энергии. Протеолиз нарастает вследствие активации протеаз в условиях ацидоза, а также неферментного гидролиза белков. Активируется также липолиз в результате активации липаз и ацидоза, что сопровождается накоплением избытка кетоновых тел и жирных кислот. Последние оказывают разобщающее влияние на процессы окисления и фосфорилирования, что усугубляет гипоксию тканей. И, как считают А.Н. Маянский и Д.Н. Маянский [28], после нарушения окислительных процессов в ткани микроциркуляция приобретает все большую автономию, причем дело идет в направлении стойкой вазодилатации. Капилляры переполняются кровью, развивается застой из-за слабого венозного оттока, и много жидкости уходит из активной циркуляции. Описанные изменения сосудов распространяются не на все регионы сосудистого русла. У человека сильнее всего страдает микроциркуляция в печени и кишечнике.

Таким образом, использование криомассажа брюшной стенки при гастродуоденальной патологии приводит к нормализации микроциркуляции органов пищеварения, увеличению оксигенации тканей, что сказывается в усилении энергетического и пластического обеспечения клеточных процессов, нормализации гликолиза, ПОЛ, активации системы циклических нуклеотидов, процессов фосфорилирования и иммунных.

Именно комплексными механизмами влияния криотерапии можно обосновать целесообразность применения данной технологии для лечения и профилактики метаболического синдрома [29] и в целом более широкое применение в восстановительной медицине [30].

Следует подчеркнуть простоту и неинвазивность данного метода, практически не имеющего противопоказаний.