6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Электрофорез_лекарственных_веществ_Улащик_В_С

Таблица 7. Изменение активной кислотности кожи (в области

расположения электродов) при гальванизации

Рис. 15. Схема процессов, происходящих на электродах

Происходящее при гальванизации изменение рН тканей будет служить источником раздражения рецепторов и влиять на интенсивность циркуляторно-метаболических процессов в коже и подлежащих тканях. Изменение рН прежде всего отражается на активности ферментов и тканевом дыхании, состоянии биоколлоидов, влияет на функциональное состояние клеток. Усиленное образование продуктов электролиза может явиться причиной ожога кожи. На аноде он будет кислотным, а на катоде – щелочным.

Прохождение постоянного тока через биологические ткани может сопровождаться еще одним физико-химическим процес-

50

сом – электроосмосом. Напомним, что электроосмос – это движение дисперсионной среды (воды) в электрическом поле по направлению к электроду, заряженному противоположно дисперсионной фазе. Электроосмотически перенос воды происходит через поры различных тканей (в том числе кожи), а также через капилляры, стенки которых обладают электрическим зарядом. Электроосмос сопровождается переносом растворенных в воде веществ, а следовательно, этот механизм может играть определенную роль и в транспорте лекарств при электрофорезе. Литературные данные по этому вопросу противоречивы. Например, Н. Rein (1924, 1928) относит введение лекарственных веществ при электрофорезе целиком за счет электроосмоса, в то время как И. Я. Шаферштейн (1938, 1939), наоборот, совершенно отрицает роль электроосмоса в электрофоретическом введении веществ через кожу. Более поздние исследования (Д. А. Фридрихсберг, С. С. Толкачев, 1956; J. Ipser, 1958, 1961) свидетельствуют, что электроосмос в переносе лекарственных веществ при электрофорезе через кожу не имеет сколько-нибудь существенного значения. Согласно нашим исследованиям и расчетам, на долю электрогенного переноса приходится около 90% вводимого электрофорезом вещества, электроосмоса – 3–5% и облегченной диффузии – 5–8%. Одновременно надо заметить, что изменение условий электрофореза (сочетанные методики, на фоне лекарственной терапии и др.) может существенно повышать значение электроосмотического транспорта лекарств (В. С. Улащик, 1979; I. Ipser, 1958).

Поскольку поры кожи имеют отрицательный заряд, то электроосмос при действии постоянного тока происходит в направлении катода. Вследствие этого после гальванизации и электрофореза под катодом наблюдается отек и разрыхление, а в области анода – сморщивание и уплотнение. Это явление в значительной степени определяет выбор полярности воздействия постоянным током и электрофорезом (в меньшей степени) при лечении воспалительных процессов, а также некоторых других заболеваний (Н. А. Барсуков, 1971; Н. Godlewski

и соавт., 1965, 1971 и др.).

51

Разнонаправленное движение молекул воды происходит изза различной гидратации ионов. Вследствие того, что количество гидратной воды у катионов больше, чем у анионов, ее содержание под катодом увеличивается более значительно (В. М. Боголюбов, Г. Н. Пономаренко, 1998).

3.3. Пути проникновения лекарств в организм при их электрофорезе

Основным препятствием для вводимых электрофорезом веществ является кожа, ограничивающая их свободное передвижение. При электрофорезе проникновение лекарств, очевидно, идет по тем же путям, что и при обычных аппликациях. Правда, электропроводность и другие физико-химические свойства ко­ жи, а также свойства самого электрического тока могут влиять на электрофоретический транспорт лекарств.

Кожа, как известно, представляет собой многослойную слож­ ную мембрану, пронизанную выводными протоками сальных и потовых желез, а также волосяными фолликулами. Считается общепринятым, что проникновение лекарств через кожу идет следующими путями (рис. 16): трансэпидермально (через промежутки между клетками рогового слоя и чресклеточно), трансфолликулярно (через стенки волосяных фолликулов) и трансгландулярно (через выводные протоки кожных желез). Использование тех или иных путей, а также скорость проникновения лекарств через кожу зависят от многих факторов: свойств лекарств, их растворимости, состояния кожи и др. (П. П. Слынько, 1973; Ю. И. Кундиев, 1975; А. М. Чернух, Е. П. Фролов, 1982; О. Fertek, 1990; О. Д. Мяделец, В. П. Адаскевич, 1997 и др.). Различные физиотерапевтические факторы также существенно изменяют кожную проницаемость (В. С. Улащик, 1976, 1981, 1994, 2003).

Указанные пути прохождения лекарств используются и при лекарственном электрофорезе, но значение каждого из них далеко не равнозначно и зависит от многих обстоятельств. При электрофорезе водных растворов лекарств основная часть веществ

52

Рис. 16. Пути проникновения различных веществ и микроорганизмов через кожу: 1 – роговой слой; 2 – кератиноциты; 3 – межклеточный путь; 4 – трансклеточный путь; 5 – через потовые железы; 6 – через сальные железы; 7 – через волосяные фолликулы

проникает в организм через выводные протоки потовых желез. Это хорошо демонстрируют исследования как с радиоактивными изотопами, так и водорастворимыми красителями. Например, ауторадиограмма после электрофореза радиоактивного йода показала, что введенный изотоп располагается в коже не сплошным равномерным слоем, а в виде отдельных скоплений, соответствующих выходным отверстиям кожных, преимущественно потовых желез (В. П. Варварин, 1961). Опыты с водными растворами метиленового синего также выявили после электрофореза окрашивание протоков потовых желез. Значение этого пути электрофоретического введения лекарств подтверждают и результаты параллельного исследования числа активных потовых желез и электрофоретической проницаемости кожи. Согласно нашим данным, между этими показателями имеется тесная прямая связь (r = 0,82–0,91): увеличение числа потовых желез на участке сопровождается повышением количества вводимого электрофорезом лекарственного вещества.

53

Использование в качестве растворителя ДМСО приводило к тому, что вводимые электрофорезом ионы йода уже обнаруживались в выводных протоках как потовых, так и сальных желез, в волосяных фолликулах и даже в межклеточных промежутках. Предварительное озвучивание кожи или аппликация гиалуронидазы сопровождались при последующем электрофорезе возрастанием проникновения вводимых ионов через все известные пути, в том числе и трансклеточно. Другие физические факторы (микроволны, тепло, магнитное поле) приводили к увеличению электрофоретического проникновения лекарств, преимущест­вен­ но через межклеточные щели. Эти данные обосновывают целесообразность разработки и использования сочетанных методик.

3.4. Глубина введения лекарственных веществ при электрофорезе

Глубина проникновения лекарств имеет принципиальное значение для проявления их лечебного действия, особенно скорости его наступления, а также широты использования метода.

Движение лекарственных веществ, вводимых в организм с помощью постоянного тока, включает два аспекта: а) собственно электрогенное движение вещества, т. е. движение, обусловленное действием электрического поля во время процедуры; б) движение вещества, происходящее после окончания процедуры и связанное с их диффузией и различными транспортными системами организма (кровь, лимфа и др.).

Несмотря на то что силовые линии электрического поля пронизывают все межэлектродное пространство, лекарственные вещества во время процедуры проникают сравнительно не глубоко. По этому вопросу имеются различные теоретические рассуждения и экспериментальные данные.

Неглубокое проникновение лекарств при электрофорезе может быть обусловлено рядом причин. Во-первых, кожа, являясь электрохимической активной мембраной, препятствует свободному и глубокому переносу лекарств электрическим током. Как свидетельствуют наши исследования, анионы проникают на не-

54

сколько меньшую глубину, чем катионы, что хорошо согласуется с существованием отрицательного заряда на поверхности пор кожи, по которым идет электрофоретический перенос веществ. Правда, существует еще и так называемый электрофизиологический барьер, который должен больше препятствовать глубокому проникновению катионов, чем анионов. Он располагается на уровне базального слоя эпидермиса и представляет собой двойной электрический слой с разнородными зарядами. Наружный слой вследствие кислой реакции имеет положительный заряд, а обращенный внутрь – отрицательный.

Во-вторых, в коже и подлежащих тканях имеется большое количество свободных высокоподвижных ионов, которые и берут на себя перенос значительного количества электричества. К тому же следует иметь в виду, что под действием постоянного тока, как указывалось выше, заметно возрастает активность ионов вследствие перехода части их из связанного в свободное состояние.

В-третьих, кожа богата веществами и структурами, обладающими хорошими адсорбционными свойствами, что может вести к связыванию ими вводимых лекарств и тем самым препятствовать их движению в глубь тканей.

В-четвертых, при электрофорезе в тканях происходит движение собственных ионов в различных направлениях. Соударение с движущимися навстречу ионами противоположного знака также может тормозить движение вводимых лекарственных ионов, приводить к образованию новых молекул.

В-пятых, глубокому продвижению в организм введенных электрофорезом лекарств препятствует поляризация, возникающая в коже и тканях и сопровождающаяся генерацией тока поляризации, противоположного по направлению к исходному.

И последнее. Скорость движения заряженных частиц в электрическом поле, как известно, оказывается весьма различной в зависимости от среды, в которой они перемещаются (А. П. Пар­ фенов, 1973). В условиях вязкой среды, которую представляет собой тканевой полиморфный и гетерогенный коллоид живых организмов, перемещение любой заряженной частицы под влия-

55

нием электрического тока оказывается чрезвычайно замедленным, благодаря чему глубина проникновения вводимых электрофорезом лекарств оказывается небольшой и весьма сходной для различных ионов.

Интересную точку зрения высказал И. Ипсер с сотр. (1956, 1961). Они показали, что для проникновения лекарственных веществ через кожу человека необходимо накопление в ней определенного количества лекарственного вещества. Только в этом случае лекарственные ионы начинают принимать существенное участие в переносе электричества и проникать через толщу кожи. Это количество лекарственного вещества, накапливающееся в коже и обеспечивающее его дальнейшее продвижение в тело человека, обозначают как «ионная емкость кожи». По мнению И. Ипсера, в человеческом организме достичь насыщения ионом емкости кожи трудно, что и ограничивает глубокое проникновение лекарств при электрофорезе. Согласно расчетам автора, за время процедуры (20–30 мин) глубина проникновения лекарств может составлять 3–5 мм.

Приведем некоторые конкретные сведения о глубине проникновения лекарств в организм при электрофорезе. А. П. Парфенов (1973) указывает, что глубина проникновения лекарственного вещества, вводимого с помощью постоянного тока, за время процедуры не превышает 1 см. Многие авторы придерживаются точки зрения, что лекарства за счет собственно электрофореза проникают самое большее до подкожной клетчатки (В. А. Греченин, 1955; И. А. Абрикосов, 1955; Л. Р. Рубин, 1955; Я. С. Перлин, 1958 и др.). Имеются утверждения и о более глубоком проникновении веществ при электрофорезе (Н. А. Барсуков, 1971; Б. М. Бродерзон, 1927 и др.). По данным Н. А. Барсукова, например, сульфаниламиды и антибиотики при электрофорезе не только проникают до подкожной клетчатки, но и обнаруживаются в мышцах на глубине до 2–3 см. Наши наблюдения, выполненные с различными мечеными соединениями (С14-новокаин, хромат натрия и S35-тиамин) в эпигастральной области, показали, что основная часть вводимых электрофорезом веществ определяется в эпидермисе и собственно коже. Лишь незначительная

56

часть их регистрировалась в подкожно-жировой клетчатке животных. Весьма существенно, что при повторных процедурах электрофореза концентрация вводимого вещества в глубоких слоях кожи возрастает боле значительно, чем в поверхностных (табл. 8). Проведенные для сравнения подкожные инъекции такого же количества меченого новокаина этой закономерности не выявили: его содержание в тканях практически не изменялось на протяжении всего курса. Более глубокому проникновению вводимых электрофорезом лекарств способствуют многие физические факторы: ультразвук, вакуум, микроволны, индуктотер-

мия и др. (В. С. Улащик, 1976, 1980, 1986).

Таблица 8. Динамика содержания меченого новокаина в тканях под

активным электродом в ходе его курсового введения

Дальнейшее перемещение вводимых электрофорезом лекарственных веществ связано с кровообращением и лимфооттоком (В. А. Греченин, 1950; А. П. Парфенов, 1965, 1973). Из кожного депо лекарственные вещества постоянно и непрерывно в течение длительного времени поступают в общий кровоток и лимфу, разносясь к различным тканям, и оказывают свое специфическое фармакотерапевтическое действие. Наиболее убедительным доказательством всасывания лекарственного вещества из кожного депо является обнаружение его в крови и в моче, а также во

57

внутренних органах. Скорость появления лекарственного вещества в различных тканях и жидкостях после электрофореза и других способов введения оказывается весьма различной. Еще

L. Delherm и A. Laquerriere (1927) приводили данные, согласно которым литий, введенный подкожно, появлялся в моче через 1 ч и полностью выводился из организма в течение 24 ч. В том же количестве литий, вводимый с помощью постоянного тока, появляется в моче через 24 ч и окончательно выводится из организма по истечении 3–4 дней.

Интересные сведения по динамике поступления лекарств в кровь и выведению их из организма почками (в сравнении с ап-

Рис. 17. Динамика содержания гепарина в крови (а) и моче (б) после накожных аппликаций (слева) и электрофореза (справа)

Рис. 18. Динамика содержания индометацина в крови (слева) и моче (справа) после его электрофореза и аппликаций (контроль): ↔ – воздействие

58