Действие постоянного тока, включая и электрофорез лекарственных веществ
Направленное движение электрических зарядов вызывает сложные изменения в биологических средах, что ведет к определенным ответным реакциям. В действии постоянного тока на организм большое значение имеет электропроводность тканей, зависящая от их влажности. Сухая кожа обладает сопротивлением в десятки тысяч ом; тонкая, нежная, особенно влажная, а также поврежденная кожа лучше проводит постоянный ток. Электропроводность других сред и тканей организма гораздо больше. Наибольшей электропроводностью обладают спинномозговая жидкость, сыворотка крови, несколько меньшей - мышцы и цельная кровь. Значительная величина сопротивления кожи приводит к тому, что во время действия постоянного тока на организм почти все напряжение, подводимое к электродам, приходится на кожу, на внутренние же ткани приходится относительно малый потенциал.
Электропроводность человеческого тела - величина непостоянная; она может меняться в широких пределах. Усиление кожного кровообращения и потливость усиливают электропроводность. Функциональное состояние организма влияет на электропроводность; она увеличивается при переутомлении, переживаниях, опьянении. У одного и того же человека электропроводность в течение дня и в различные сезоны года колеблется; на разных участках кожи она неодинакова. Силовые линии тока, пройдя через поверхностные слои кожи, встречают дальше меньшее сопротивление и направляются вглубь в основном по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам, оболочкам нервных стволов.
Ткани живого организма являются биологическими образованиями со сложными физико-химическими свойствами. В процессе жизнедеятельности осуществляются различные обменные процессы разной направленности. В этих условиях действие постоянного тока вызывает сложную картину биологических изменений в организме.
Ткани человеческого организма более чем на половину состоят из воды, а некоторые из них (например, мозг) состоят из воды более чем на 80%. Поэтому в общем виде организм человека можно рассматривать как электролит, в котором имеется много молекул, находящихся в ионизированном состоянии. Под действием постоянного электрического тока ионы движутся в межэлектродном пространстве с различной скоростью в зависимости от своей физической природы, разности потенциалов тока, температуры и физико-химических свойств среды. Ионы, двигаясь под влиянием электрического поля в средах организма, скапливаются около клеточных мембран, обладающих большим сопротивлением, что ведет к образованию поляризационного поля. Электрический заряд скопившихся у мембран ионов противоположен заряду действующего постоянного тока, поэтому поляризационный ток усиливает сопротивление проходящему току, однако лишь на очень короткое время.
Постоянный ток оказывает раздражающее действие на организм не только при его замыкании и размыкании, но и во время прохождения тока. При раздражении кожи силой тока, превышающей пороговую величину, человек ощущает боль в виде покалывания. Если электрод расположен на коже вблизи нервного ствола, ощущение раздражения сильнее. При расположении электрода над мышцей можно наблюдать ее сокращение в моменты замыкания и размыкания цепи тока.
Постоянный ток во время замыкания и размыкания действует раздражающе не на весь межэлектродный участок, а только на место расположения электродов. В момент замыкания тока раздражение происходит на катоде, в момент размыкания - на аноде. Установлено, что на катоде во время замыкания возбудимость и проводимость повышаются, а на аноде, наоборот, понижаются. Эти изменения на катоде называют катэлектротоном, на аноде - анэлектротоном. Функциональные изменения происходят не только на месте локализации электродов, но и на некотором расстоянии от них. В момент размыкания возбудимость и проводимость на каждом полюсе меняются в обратном направлении.
При размыкании на катоде возбудимость и проводимость понижаются, на аноде повышаются. Практически через несколько секунд действия постоянного тока возбудимость и проводимость на обоих полюсах возвращаются к исходным величинам.
При терапевтическом применении постоянного тока вначале обычно ощущают ползание мурашек на коже под электродами, при дальнейшем увеличении силы тока появляется покалывание, затем жжение, которое при дальнейшем увеличении силы тока переходит в боль. Через несколько десятков секунд действия постоянного тока происходит адаптация к нему, что позволяет несколько увеличить применяемую силу тока. Эти реакции чувствительных нервов, как и двигательные реакции на постоянный ток, зависят от силы применяемого тока, подчиняясь закону Дюбуа-Реймона, гласящему, что раздражение в нервах прямо пропорционально быстроте изменения силы тока и обратно пропорционально длительности его действия.
Чувствительность кожи человека к постоянному току в различных местах различна; она зависит как от строения человеческой кожи, так и от количества расположенных под электродами чувствительных нервов. Слизистые оболочки весьма чувствительны к постоянному току. В зависимости от характера раздражаемых чувствительных нервов ощущения человека обладают соответствующей специфичностью. Так, при раздражении постоянным током слизистой рта и языка, а часто и кожи головы появляется металлический вкус во рту.
Ощущения в области уха, лабиринта, глаза обычно возникают при прохождении тока большой силы только вблизи этих органов, но при повышении их чувствительности или при их заболевании соответствующие реакции в виде звуков, головокружения, зрительных ощущений могут возникать и при терапевтических дозах, что может служить для целей диагностики.
Под электродами появляются заметные местные реакции, степень которых зависит от силы тока и длительности воздействия. Быстро возникающая гиперемия кожи почти всегда хорошо видна. Затем появляется выраженный отек кожи с набуханием всех ее слоев, особенно эпидермиса. Под микроскопом видны расширенные сосуды, сочные и набухшие клетки эпидермиса, расширенные межклеточные пространства. Соединительная ткань также отечна и утолщена. После выключения тока происходит постепенное обратное развитие: кровенаполнение нормализуется, отек медленно исчезает, но в эпителии, а затем и в соединительной ткани можно обнаружить большое количество митозов. При повторном применении постоянного тока описанные выше явления повторяются, но обычно с меньшей интенсивностью, так как развивается адаптация организма к раздражающему агенту.
Действие постоянного тока на организм сопровождается сложными реакциями, выраженность которых зависит от силы тока, места наложения электродов и функционального состояния организма. Как было указано, реакции организма носят ярко выраженный местный характер, а раздражение чувствительных нервных окончаний вызывает рефлекторные реакции, которые часто имеют местный сегментарный характер. Одновременно возбуждение, проходя через подкорковые образования, вызывает вегетативные реакции, эндокринные сдвиги и доходит до коры головного мозга. При детальном изучении реакции нервной системы выявляют специфические особенности для каждого ее уровня.
При воздействии постоянным током на центральную нервную систему необходимо иметь в виду физиологическую поляризацию, наблюдаемую в организме. Д. А. Лапицкий, Scheminsky и др. показали, что в головном и спинном мозге имеется функциональная полярность нисходящего направления, создающая в норме состояние физиологического анэлектротона. Постоянное физиологическое анэлектротоническое состояние центральной нервной системы обеспечивает ее нормальный физиологический тонус, а также участвует в осуществлении субординационного влияния центров на периферию. Гальванизация области головного, а также спинного мозга нарушает нормальную функциональную полярность. При нисходящем (анодическом) раздражении мозга усиливается его анэлектротоническое состояние и улучшается координирующая и регулирующая функция, повышается лабильность.
Восходящая (католическая) гальванизация приводит к катэлектротоническому устранению естественного анэлектрона. Эта деполяризация ведет к повышению возбудимости и проводимости мозга и уменьшению влияния коры мозга на нижележащие подчиненные образования.
С лечебной целью у человека часто применяют гальванизацию области головы. При расположении катода в области лба животного кожная температура понижается на 0,4--0,6°, пульс урежается на 6-12 ударов в минуту, артериальное давление снижается, на электрокардиограмме повышается вольтаж всех зубцов, особенно во втором отведении; через 30-50 минут отмеченные функциональные изменения возвращаются к исходным. При локализации анода в области лба температура кожи сразу или после предварительного повышения понижается, пульс учащается на 8-12 ударов в минуту, артериальное давление повышается на 15-20 мм рт. ст., на электрокардиограмме сглаживаются зубцы Р и Т, понижается вольтаж зубца R, эти изменения держатся в течение 40-60 минут после процедуры.
При гальванизации в эксперименте подкорковых центров с расположением здесь катода температура кожи снижается на 0,5-0,8°, пульс урежается, артериальное давление повышается на 15-30 мм рт. ст., что наблюдают и после гальванизации области головы. На электрокардиограмме повышается вольтаж зубцов во всех отведениях, углубляется зубец S2, з, а зубец Т2 становится двухфазным. Изменения гемодинамических показателей, связанные с гальванизацией, держатся 50-70 минут после нее. При гальванизации подкорковых центров с расположением здесь анода незначительно понижается температура кожи, учащается пульс на 14-16 ударов в минуту, повышается артериальное давление на 15-30 мм рт. ст., дыхание незначительно учащается. На электрокардиограмме видно повышение вольтажа зубцов Р1, зубец Т1 обычно отрицательный, а Т2 - двухфазный. Восстановление гемодинамических показателей после гальванизации наступает через 50-60 минут.
Приведенные экспериментальные данные показывают, что под воздействием постоянного тока в системе кровообращения наступает двухфазная реакция с переходом первоначальной прессорной в последующую депрессорную, и наоборот. Таким образом, при применении большой силы тока гальванизация области головного мозга вызывает существенные изменения в системе кровообращения. Особое внимание обращают изменения электрокардиографических показателей, в частности вольтажа, интервалов, углубления зубцов, что указывает на глубокие функциональные сдвиги в проводимости и сократимости сердечной мышцы под влиянием гальванизации; это следует учитывать в лечебной практике.
Для характеристики действия постоянного тока на целое животное можно привести следующие данные. Воздействие постоянным током на здоровых крыс вызывает у них изменение условно-рефлекторной деятельности, степень которой зависит как от плотности применяемого тока, так и от типологических особенностей животного. Под влиянием» постоянного тока меняется высшая нервная деятельность, что проявляется удлинением скрытого периода, снижением величины условных рефлексов, растормаживанием дифференцировок. Сдвиги в высшей нервной деятельности при применении тока плотностью 0,03-0,1 ма/см2 быстро (примерно через сутки) компенсируются, а при плотности тока 0,2 ма[см2 эти изменения высшей нервной деятельности держатся до 4-5 суток. У животных сильного уравновешенного типа нервной системы показатели условнорефлекторной деятельности более устойчивы к воздействию постоянного тока, чем у животных слабого типа. Особенно эта разница заметна при первых процедурах.
Приведенные данные о физиологических реакциях организма на действие постоянного тока при электрофорезе и гальванизации показывают качественные и количественные различия, которые зависят от интенсивности тока и локализации воздействия.
Электропроводность человеческого тела - величина непостоянная; она может меняться в широких пределах. Усиление кожного кровообращения и потливость усиливают электропроводность. Функциональное состояние организма влияет на электропроводность; она увеличивается при переутомлении, переживаниях, опьянении. У одного и того же человека электропроводность в течение дня и в различные сезоны года колеблется; на разных участках кожи она неодинакова. Силовые линии тока, пройдя через поверхностные слои кожи, встречают дальше меньшее сопротивление и направляются вглубь в основном по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам, оболочкам нервных стволов.
Ткани живого организма являются биологическими образованиями со сложными физико-химическими свойствами. В процессе жизнедеятельности осуществляются различные обменные процессы разной направленности. В этих условиях действие постоянного тока вызывает сложную картину биологических изменений в организме.
Ткани человеческого организма более чем на половину состоят из воды, а некоторые из них (например, мозг) состоят из воды более чем на 80%. Поэтому в общем виде организм человека можно рассматривать как электролит, в котором имеется много молекул, находящихся в ионизированном состоянии. Под действием постоянного электрического тока ионы движутся в межэлектродном пространстве с различной скоростью в зависимости от своей физической природы, разности потенциалов тока, температуры и физико-химических свойств среды. Ионы, двигаясь под влиянием электрического поля в средах организма, скапливаются около клеточных мембран, обладающих большим сопротивлением, что ведет к образованию поляризационного поля. Электрический заряд скопившихся у мембран ионов противоположен заряду действующего постоянного тока, поэтому поляризационный ток усиливает сопротивление проходящему току, однако лишь на очень короткое время.
Постоянный ток оказывает раздражающее действие на организм не только при его замыкании и размыкании, но и во время прохождения тока. При раздражении кожи силой тока, превышающей пороговую величину, человек ощущает боль в виде покалывания. Если электрод расположен на коже вблизи нервного ствола, ощущение раздражения сильнее. При расположении электрода над мышцей можно наблюдать ее сокращение в моменты замыкания и размыкания цепи тока.
Постоянный ток во время замыкания и размыкания действует раздражающе не на весь межэлектродный участок, а только на место расположения электродов. В момент замыкания тока раздражение происходит на катоде, в момент размыкания - на аноде. Установлено, что на катоде во время замыкания возбудимость и проводимость повышаются, а на аноде, наоборот, понижаются. Эти изменения на катоде называют катэлектротоном, на аноде - анэлектротоном. Функциональные изменения происходят не только на месте локализации электродов, но и на некотором расстоянии от них. В момент размыкания возбудимость и проводимость на каждом полюсе меняются в обратном направлении.
При размыкании на катоде возбудимость и проводимость понижаются, на аноде повышаются. Практически через несколько секунд действия постоянного тока возбудимость и проводимость на обоих полюсах возвращаются к исходным величинам.
При терапевтическом применении постоянного тока вначале обычно ощущают ползание мурашек на коже под электродами, при дальнейшем увеличении силы тока появляется покалывание, затем жжение, которое при дальнейшем увеличении силы тока переходит в боль. Через несколько десятков секунд действия постоянного тока происходит адаптация к нему, что позволяет несколько увеличить применяемую силу тока. Эти реакции чувствительных нервов, как и двигательные реакции на постоянный ток, зависят от силы применяемого тока, подчиняясь закону Дюбуа-Реймона, гласящему, что раздражение в нервах прямо пропорционально быстроте изменения силы тока и обратно пропорционально длительности его действия.
Чувствительность кожи человека к постоянному току в различных местах различна; она зависит как от строения человеческой кожи, так и от количества расположенных под электродами чувствительных нервов. Слизистые оболочки весьма чувствительны к постоянному току. В зависимости от характера раздражаемых чувствительных нервов ощущения человека обладают соответствующей специфичностью. Так, при раздражении постоянным током слизистой рта и языка, а часто и кожи головы появляется металлический вкус во рту.
Ощущения в области уха, лабиринта, глаза обычно возникают при прохождении тока большой силы только вблизи этих органов, но при повышении их чувствительности или при их заболевании соответствующие реакции в виде звуков, головокружения, зрительных ощущений могут возникать и при терапевтических дозах, что может служить для целей диагностики.
Под электродами появляются заметные местные реакции, степень которых зависит от силы тока и длительности воздействия. Быстро возникающая гиперемия кожи почти всегда хорошо видна. Затем появляется выраженный отек кожи с набуханием всех ее слоев, особенно эпидермиса. Под микроскопом видны расширенные сосуды, сочные и набухшие клетки эпидермиса, расширенные межклеточные пространства. Соединительная ткань также отечна и утолщена. После выключения тока происходит постепенное обратное развитие: кровенаполнение нормализуется, отек медленно исчезает, но в эпителии, а затем и в соединительной ткани можно обнаружить большое количество митозов. При повторном применении постоянного тока описанные выше явления повторяются, но обычно с меньшей интенсивностью, так как развивается адаптация организма к раздражающему агенту.
Действие постоянного тока на организм сопровождается сложными реакциями, выраженность которых зависит от силы тока, места наложения электродов и функционального состояния организма. Как было указано, реакции организма носят ярко выраженный местный характер, а раздражение чувствительных нервных окончаний вызывает рефлекторные реакции, которые часто имеют местный сегментарный характер. Одновременно возбуждение, проходя через подкорковые образования, вызывает вегетативные реакции, эндокринные сдвиги и доходит до коры головного мозга. При детальном изучении реакции нервной системы выявляют специфические особенности для каждого ее уровня.
При воздействии постоянным током на центральную нервную систему необходимо иметь в виду физиологическую поляризацию, наблюдаемую в организме. Д. А. Лапицкий, Scheminsky и др. показали, что в головном и спинном мозге имеется функциональная полярность нисходящего направления, создающая в норме состояние физиологического анэлектротона. Постоянное физиологическое анэлектротоническое состояние центральной нервной системы обеспечивает ее нормальный физиологический тонус, а также участвует в осуществлении субординационного влияния центров на периферию. Гальванизация области головного, а также спинного мозга нарушает нормальную функциональную полярность. При нисходящем (анодическом) раздражении мозга усиливается его анэлектротоническое состояние и улучшается координирующая и регулирующая функция, повышается лабильность.
Восходящая (католическая) гальванизация приводит к катэлектротоническому устранению естественного анэлектрона. Эта деполяризация ведет к повышению возбудимости и проводимости мозга и уменьшению влияния коры мозга на нижележащие подчиненные образования.
С лечебной целью у человека часто применяют гальванизацию области головы. При расположении катода в области лба животного кожная температура понижается на 0,4--0,6°, пульс урежается на 6-12 ударов в минуту, артериальное давление снижается, на электрокардиограмме повышается вольтаж всех зубцов, особенно во втором отведении; через 30-50 минут отмеченные функциональные изменения возвращаются к исходным. При локализации анода в области лба температура кожи сразу или после предварительного повышения понижается, пульс учащается на 8-12 ударов в минуту, артериальное давление повышается на 15-20 мм рт. ст., на электрокардиограмме сглаживаются зубцы Р и Т, понижается вольтаж зубца R, эти изменения держатся в течение 40-60 минут после процедуры.
При гальванизации в эксперименте подкорковых центров с расположением здесь катода температура кожи снижается на 0,5-0,8°, пульс урежается, артериальное давление повышается на 15-30 мм рт. ст., что наблюдают и после гальванизации области головы. На электрокардиограмме повышается вольтаж зубцов во всех отведениях, углубляется зубец S2, з, а зубец Т2 становится двухфазным. Изменения гемодинамических показателей, связанные с гальванизацией, держатся 50-70 минут после нее. При гальванизации подкорковых центров с расположением здесь анода незначительно понижается температура кожи, учащается пульс на 14-16 ударов в минуту, повышается артериальное давление на 15-30 мм рт. ст., дыхание незначительно учащается. На электрокардиограмме видно повышение вольтажа зубцов Р1, зубец Т1 обычно отрицательный, а Т2 - двухфазный. Восстановление гемодинамических показателей после гальванизации наступает через 50-60 минут.
Приведенные экспериментальные данные показывают, что под воздействием постоянного тока в системе кровообращения наступает двухфазная реакция с переходом первоначальной прессорной в последующую депрессорную, и наоборот. Таким образом, при применении большой силы тока гальванизация области головного мозга вызывает существенные изменения в системе кровообращения. Особое внимание обращают изменения электрокардиографических показателей, в частности вольтажа, интервалов, углубления зубцов, что указывает на глубокие функциональные сдвиги в проводимости и сократимости сердечной мышцы под влиянием гальванизации; это следует учитывать в лечебной практике.
Для характеристики действия постоянного тока на целое животное можно привести следующие данные. Воздействие постоянным током на здоровых крыс вызывает у них изменение условно-рефлекторной деятельности, степень которой зависит как от плотности применяемого тока, так и от типологических особенностей животного. Под влиянием» постоянного тока меняется высшая нервная деятельность, что проявляется удлинением скрытого периода, снижением величины условных рефлексов, растормаживанием дифференцировок. Сдвиги в высшей нервной деятельности при применении тока плотностью 0,03-0,1 ма/см2 быстро (примерно через сутки) компенсируются, а при плотности тока 0,2 ма[см2 эти изменения высшей нервной деятельности держатся до 4-5 суток. У животных сильного уравновешенного типа нервной системы показатели условнорефлекторной деятельности более устойчивы к воздействию постоянного тока, чем у животных слабого типа. Особенно эта разница заметна при первых процедурах.
Приведенные данные о физиологических реакциях организма на действие постоянного тока при электрофорезе и гальванизации показывают качественные и количественные различия, которые зависят от интенсивности тока и локализации воздействия.