К лечебным углекислым водам относят такие, которые, независимо от минерального состава, содержат в I л не менее 1,2 г углекислоты. Однако концентрацию 0,8 г/л в практике считают минимальной для наружного применения этих вод.
Углекислые воды широко распространены на земном шаре. В России пользуются также искусственно приготовленными их аналогами. Искусственные ванны готовят из водопроводной морской воды, насыщая ее под давлением угольным ангидридом через специальный аппарат, или химическим способом, который основан на принципе вытеснения углекислого газа из углекислых солей сильной кислотой. Из всех химических методов более простым и позволяющим точно дозировать содержание углекислоты в ванне является метод, основанный на взаимодействии гидрокарбоната натрия и хлористоводородной кислоты.
В физиологии действия этих ванн ведущее значение придается углекислому газу.
Углекислый газ — мощный биологический раздражитель — играет большую роль в жизнедеятельности организма: регулирует функции дыхания и кровообращения, влияя на центры продолговатого мозга и хеморецепторы каротидного синуса, входит в важнейшую буферную систему крови.
Углекислый газ рефлекторно тонизирует сосудодвигательный центр, что приводит к сужению сосудов. Непосредственно влияя на сосуды, углекислый газ расширяет их, что имеет физиологическое значение в регуляции кровообращения работающего органа. Углекислый газ увеличивает мозговое кровообращение.
В настоящее время доказано проникновение углекислого газа из воды и смесей с увлажненным воздухом через неповрежденную кожу. Установлено влияние концентрации углекислого газа и температуры окружающей среды на количественные показатели этого процесса. В дозиметрических исследованиях показано, что из воды ванн в организм поступает 0,34 % вещества, из которого 66 % адсорбируется в коже, 6 % обнаруживается в селезенке и печени.
Второй путь воздействия углекислого газа при ваннах — ингаляционный. Чем выше температура воды, тем интенсивнее ингаляционный путь поступления газа, рефлекторно меняющего функции основных физиологических систем. Основной путь выведения из организма (90 %) — через легкие в течение 40 мин.
Физиологическое действие проникшего в кожу углекислого газа дополняется микромассажем кожи вследствие образования на ней двухфазной среды (вода — газ). При этом, кроме тактильного массажа, кожа подвергается и температурному массажу, так как индифферентная температура газа (12—13 °С) значительно ниже, чем воды,— 36—37 °С.
Физико-химические свойства углекислой воды существенно меняют условия теплообмена в ванне. Исследованиями Hille H. была показана различная реакция тепловых и холодовых рецепторов кожи на местное введение углекислоты, связанная с разным изменением потенциала мембраны нерва. Углекислота повышала активность тепловых и тормозила активность холодовых рецепторов. Сдвиги в чувствительности терморецепторов приводят к ошибочным восприятиям организмом термических раздражений. Результатом является снижение температуры тела в углекислых ваннах, в которых к тому же отмечается более интенсивный кожный кровоток, что необходимо в данной температурной ситуации. Отсюда несоответствие теплоощущения и теплового эффекта углекислых ванн.
Углекислые ванны температурой 33—32°С, снижая температуру крови и охлаждая организм, субъективно воспринимаются как теплые. Это дает возможность проведения бальнеотерапии при более низкой температуре, чем в других ваннах, но может вызвать обострение хронических воспалительных процессов.
К основным нервным механизмам действия углекислых ванн относится их влияние на систему кровообращения, дыхания, транспорт кислорода на всех этапах его поступления в организм, утилизацию кислорода тканями, активность метаболических процессов.
Для углекислых ванн характерна реакция покраснения кожи, обусловленная интенсивной периферической вазодилятацией. Вазодилятацию объясняют местным действием углекислого газа на ангиорецепторы и освобождением вазоактивных веществ. Расширение периферических сосудов вызывает значительное перераспределение и увеличение количества циркулирующей крови в организме: возрастает возврат венозной крови к сердцу, усиливается систола. Наблюдаемое при приеме ванны усиление систолы и удлинение диастолы обусловлено перестройкой вегетативной регуляции сердечной деятельности вследствие влияния углекислого газа на вегетативные центры. Усиление тонуса парасимпатического отдела нервной системы ведет к урежению частоты сердечных сокращений, удлинению диастолы.
Большая серия исследований показала, что направленность изменений показателей гемодинамики под влиянием углекислых ванн зависит от исходного состояния гемоциркуляции, концентрации углекислоты и температуры ванны.
При гипокинетическом варианте кровообращения восстановление происходит за счет снижения периферического сопротивления и увеличения ударного объема, при гиперкинетическом — за счет снижения повышенных ударного объема (УО) и минутного объема крови (МОК). Повышение концентрации углекислоты в ванне усиливает ваготропное действие ванны, проявляющееся более значительным урежением ЧСС и более частой нормализацией исходно гиперкинетического варианта гемодинамики, обусловленного гиперсимпатикотонией.
Заслуживают внимания исследования, установившие различный характер механизма восстановления гемодинамики при пресных и углекислых ваннах. Так, при приеме углекислой ванны увеличение МОК коррелирует с увеличением УО, а пресной — с увеличением ЧСС.
Повышению температуры углекислой ванны с 32 до 36 °С (при идентичной концентрация углекислоты 1,2 г/л) приводит к более частому снижению периферического сопротивления, повышению ударного и сердечного индексов (УИ и СИ), что свидетельствует о более «нагрузочном» действии на миокард ванн температурой 36 °С, чем температурой 32 °С.
Установленные изменения гемодинамики (снижение периферического сопротивления, урежение ЧСС, удлинение диастолы, усиление систолы) во время ванны усиливают работу сердца, но в облегченных условиях. Многократное повторение такой «нагрузки» в течение курса является методом функциональной тренировки сердечно-сосудистой системы.
С самого начала изучения лечебного действия углекислых ванн было отмечено их благоприятное действие на проявление начальной сердечной недостаточности. Результатом специальных исследований был объяснен механизм этого явления, подтверждающий улучшение экстракардиальных механизмов регуляции сократительной способности миокарда, улучшение коронарного кровотока, метаболизма миокарда и оксигенации крови.
Во время приема ванны увеличивается объемная скорость коронарного кровообращения, расширяются коронарные сосуды, снижается чувствительность адренергетических рецепторов к катехоламинам. Экспериментальные исследования показали повышение окислительных функций митохондрии миокарда, мобилизацию аэробного и анаэробного энергообразования.
Наряду с улучшением насосной и сократительной функций сердца улучшаются и другие звенья кислородного снабжения тканей. В присутствии углекислого газа в крови облегчается диссоциация оксигемоглобина и отдача кислорода, в результате повышается парциальное напряжение кислорода в крови.
Во время и после ванны происходит фазное разнонаправленное изменение напряжения кислорода в крови: кратковременное снижение во время ванн и увеличение после ванны. Таким образом, кратковременная гипоксемия во время углекислой ванны является стимулятором кровообращения, дыхания и других функций. Тренировка через кратковременную «гипоксию» усиливает энергетический метаболизм, повышает утилизацию кислорода тканями и обеспечивает тренированность и адаптацию организма к кратковременным гипоксемическим состояниям.
Много работ посвящено изучению динамики артериального давления (АД). Изменения АД носят фазный характер: умеренное кратковременное повышение его в первые 5 минут ванны и последующее более длительное снижение. Особенно заметно снижение АД при исходно повышенном его уровне. Некоторые исследователи находили снижение уровня альдо-стерона в крови сразу после ванны. Гипотензивному эффекту ванн способствует и улучшение почечной гемодинамики. Установлена нормализация электролитного баланса: увеличение диуреза, натрийуреза, снижение натрия в эритроцитах и плазме.
Действие углекислых ванн на дыхательную функцию обусловлено рефлекторным и непосредственным действием углекислого газа на дыхательный центр. Ванна углубляет, урежает дыхание и усиливает вентиляционную функцию легких. Углекислые ванны влияют на многие обменные процессы: снижают гиперхолестеринемию, улучшают углеводный и белковый обмены.
Под влиянием курса углекислых ванн изменяется биоэлектрическая активность коры головного мозга и гипоталамуса: повышаются биопотенциалы быстрых частот в гипоталамусе, что свидетельствует о повышении их возбудимости. Такая реакция центральной нервной системы специфична для углекислых ванн повышает умственную работоспособность, уменьшает депрессию и ипохондрию.
Исследования влияния углекислых ванн на нервно-мышечный аппарат показали, что при приеме этих ванн повышается функциональная способность мышечной системы, снижается тонус бронхиальной мускулатуры, мускулатуры кишечника и, наоборот, повышается тонус мускулатуры мочеточника.
В отношении действия углекислых ванн на функцию коры надпочечников в литературе нет единого мнения. Одни находят увеличение активности коры надпочечников, другие — ее снижение. Ряд исследований, в которых определяли содержание 17 ОКС в плазме крови, толерантность к гидрокортизону пробы с АКТГ, метопироном, показали фазность влияния ванн на активность гипофизарно-надпочечниковой системы. Понижение уровня кортико-стероидов в плазме крови после углекислых ванн можно объяснить торможением кортикосте-роидогенеза и повышением утилизации кортикоидов периферическими тканями.
Сухие углекислые ванны
Гидростатическое давление углекислой ванны, увеличивая возврат венозной крови к сердцу, увеличивает и гемодинамическую нагрузку. В ряде случаев при снижении сократительной способности миокарда этот неблагоприятный момент может нивелировать лечебное действие ванн. Уменьшить «преднагрузку» сердца можно снижением уровня наполнения ванны, применением четырехкамерных ванн или «сухих» углекислых ванн.
С 60-х годов используются специальные установки для проведения «сухих» углекислых ванн, где исключаются механическое действие воды и ингаляционный путь поступления газа в организм. Такой вид лечения, в отличие от водных ванн, не вызывает значительного перераспределения крови.
Многочисленными советскими и зарубежными исследователями было показано, что при применении «сухих» углекислых ванн полностью сохраняется физиологическое действие углекислого газа. Действие «сухих» углекислых ванн на центральную гемодинамику менее выражено, чем водных.
«Сухие» углекислые ванны урежают ЧСС, снижают систолическое и диастоличе-ское артериальное давление, особенно при исходной гипертонии, снижают симпатическое вазоконстрикторные влияния, удлиняют диастолу, уменьшают общее периферическое сопротивление. Эти механизмы приводят к уменьшению «преднагрузки» и «постнагрузки» сердца, снижению потребности миокарда в кислороде при одновременном увеличении его поступления в миокард вследствие повышения кислородо-транспортной функции крови и улучшения процессов микроциркуляции. Это дает возможность применять «сухие» углекислые ванны больным с низкими резервами сердечно-сосудистой и легочной систем.
В практической бальнеотерапии недооценивают токсическое действие СО2. Основным источником опасности является ингаляция, но нарушения могут возникнуть и при резорбции углекислого газа слизистыми оболочками. Индивидуальные и видовые колебания чувствительности к концентрациям очень значительны, особенно к небольшим их значениям. Даже при кратковременном вдыхании 2 % смеси СО2 с воздухом могут возникнуть различные нарушения, а у больных с декомпенсацией сердца эти границы лежат ниже. Концентрацию СО2 в воздухе в 0,1 % можно рассматривать как пороговую. Это необходимо учитывать при организации водолечебниц и предусматривать хорошую вентиляцию и запрет на углубление ванн в пол, так как СО2 значительно тяжелее воздуха и стелется по полу.
Методики лечения
Существуют две принципиально разные схемы назначения СО2 водных ванн.
Одна предусматривает одновременно снижение температуры и времени пребывания в ванне в течение курса. Эта методика дает тренирующий и закаливающий эффект. Концентрация СО2 составляет 1 — 1,4 г/л, температура воды — 35 °С, время — 12—15 мин, назначают 3-4 ванны в неделю, на курс — 12-16 ванн. По ходу лечения время постепенно уменьшается до 5 мин, температура — до 32-28 'С (в теплое время года). Наиболее распространенная методика: концентрация СО2 — 1 — 1,2 г/л, температура — 34—35 °С, время пребывания — 10-12-15 мин, 3—4 раза в неделю, на курс — 12-16 ванн.
Методика лечения «сухими» СО2 ваннами: скорость подачи СО2 — 15-20 л/мин, температура газовой смеси — 28—38 °С, продолжительность — 15—30 мин, через день или ежедневно, или 4 раза в неделю, на курс — 12-18 процедур.
Показания и противопоказания
Углекислые ванны можно назначать при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, лицам, работающим в условиях кислородной недостаточности, в восстановительном периоде после длительной гипокинезии, больным хроническими неспецифическими заболеваниями легких (ХНЗЛ), в том числе бронхиальной астмой, а также при нарушении обмена веществ, гипофункции эндокринных желез, функциональных заболеваниях центральной нервной системы.
Противопоказания: общие к бальнеотерапии, хронические воспалительные процессы.
Минеральные ванны // Медицинская реабилитация. / Под ред. В. М. Боголюбова. Книга I. М.: Бином, 2010. 416 с. - Глава 4. Природные физические факторы, используемые для реабилитации. - 4.2. Минеральные ванны (И.М. Касьянова). С. 68-71.