ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ДЕТОКСИКАЦИЯ ОРГАНИЗМА

В этом специальном приложении мы приводим краткие сведения по электрохимической детоксикации организма для коллег, мало знакомых с историей и принципами метода.

I. Электрохимические основы метода. Прямая и непрямая ЭДО.

Основным механизмом детоксикации в печени чужеродных для организма соединений (ксенобиотиков) является их окисление с помощью цитохрома P-450. Биохимический смысл реакции заключается в том, что окисленное соединение всегда лучше растворимо в воде, следовательно, оно может быть гораздо легче, чем исходное вещество, вовлечено в другие метаболические превращения, или выведено из организма другими экскреторными органами.

Простейший детоксицирующий цикл осуществляется всего двумя биомолекулами - альбумином и цитохромом P-450. Альбумин выполняет транспортную функцию, цитохром P-450 - окислительную. Гидрофобные токсичные соединения связываются с альбумином и транспортируются в печень. Часть ксенобиотиков может попадать в печень и в свободном виде. В печени на цитохроме P-450 в мембранах эндоплазматической сети гепатоцитов и происходит окисление ксенобиотиков; в виде гидрофильных соединений они поступают в экскреторные органы и удаляются.

Таким образом, фермент P-450 можно считать основной детоксицирующей системой печени. Электрохимический принцип лежит в основе абсолютного большинства, если не всех, процессов жизнедеятельности организма. Это универсальный принцип живой природы.

Впервые идею моделирования детоксицирующей функции печени с помощью электрохимического окисления выдвинули в 1975 г. S.J.Yao и S.K.Wolfson. Они предложили метод прямой электрохимической детоксикации, заключающийся в удалении токсичных веществ из крови и других биологических жидкостей с помощью вживляемой или действующей в экстракорпоральном шунте электрохимической ячейки.

В нашей стране эта идея была практически воплощена Ю.М.Лопухиным, А.И.Арчаковым и их сотрудниками, создавшими электрохимическую модель цитохрома P-450, а также детоксикационно-экскреторную систему, состоящую из реактора окислителя и диализатора. Электрохимический реактор моделировал окислительную функцию печени, а диализатор - экскреторную функцию почек. Этими же авторами было установлено, что наиболее подходящим катализатором для моделирования процессов, протекающих на цитохроме P-450, является платиновый электрод, на котором подвергаются окислению практически все токсины. Но при работе модели с биологическими жидкостями (кровь, плазма, лимфа) возникли следующие проблемы:

• при контакте электродов с кровью их поверхность быстро покрывалась белками и разрушенными форменными элементами, что приводило к "белковой блокаде" электродов, прекращению прохождения электрического тока через ячейку и остановке процесса электроокисления токсических веществ.
• связывание ксенобиотика с альбумином приводило к эффекту "белковой защиты", т.к. белковая молекула препятствовала подходу ксенобиотика к поверхности электрода.
• травмирующее воздействие электроокисления на кровь при увеличении силы тока на электродах.

В связи с этим появились необходимость и предпосылки для создания системы "непрямого электрохимического окисления", при котором кровь не вступает непосредственно в контакт с электрохимической ячейкой. Электролизу должен подвергаться раствор переносчика активного кислорода, вводимого затем больному (Pletcher D. Indust rial electrochemistry.- London: New York: Chapman and Hall, 1982.-292 p.).

Наиболее удобным для этой цели оказался изотонический раствор хлорида натрия (0,89 %), в котором при электролизе на платиновых, платино-титановых и других подходящих анодах происходит накопление переносчика активного кислорода – гипохлорита натрия (NaClO).

Теоретические основы метода непрямой электрохимической детоксикации организма были разработаны в Институте физико-химической медицины МЗ РСФСР и Институте электрохимии АН СССР в рамках совместной комплексной программы Академии наук СССР и Академии медицинских наук СССР “Фундаментальные науки медицине” и защищены авторским свидетельством СССР N 1194425 от 01.08.85 г.

Отечественной медицинской промышленностью был начат выпуск специальных электрохимических установок для приготовления окисленного изотонического раствора хлорида натрия. Широко известны такие модели установок как ЭДО-3, ЭДО-3М, ЭДО-4. Изготовлением электрохимических установок стали заниматься сразу несколько предприятий, чему, наверное, способствовала простота конструкции, не требующая каких-либо особых технологий производства. Я, например, использовал в своей практике приборы, изготовленные Заводом исполнительных механизмов (г. Петропавловск, Казахстан) и предприятием “Медпар” (Рига). Содержание активного кислорода в окисленном физиологическом растворе зависит от условий окисления, задаваемых режимами работы электрохимической установки.

Образующийся при электролизе растворов хлорида натрия гипохлорит натрия является неустойчивым соединением, и в отсутствии окисляющих веществ постепенно разлагается, выделяя активный кислород и хлорид натрия:

NaClO => NaCl + O акт.

В присутствии органических веществ гипохлорит натрия (в разбавленных растворах) окисляет их по реакции:

RH + NaClO => ROH + NaCL,

т.е. осуществляет реакцию их гидроксилирования.

В организме гипохлорит натрия освобождает “активный кислород”, окисляя содержащиеся там токсичные и балластные вещества, например, такие как билирубин, анилин, аммиак, мочевину, креатинин, холестерин, окись углерода, мочевую кислоту, ацетон, ацетоацетат, этанол, метанол, гликозиды наперстянки, барбитураты и др. При этом окисление ксенобиотиков гипохлоритом натрия, так же как и прямое электрохимическое окисление, приводит к образованию конечных продуктов, аналогичных получаемым с участием цитохрома Р-450.

Поэтому непрямое электрохимическое окисление с использованием в качестве переносчика активного кислорода гипохлорита натрия имитирует функцию биокатализатора цитохрома Р-450.

Гипохлорит натрия представляет собой соединение с небольшой молекулярной массой и малыми структурными размерами, поэтому он может свободно проникать через клеточные мембраны, а, следовательно, окислять токсины, содержащиеся не только в крови, но и в тканях. О физиологичности действия гипохлорита натрия можно судить по факту его образования в макрофагах во время фагоцитоза при адгезии и обездвиживании микробных клеток.

Гипохлорит натрия оказывает очень сильное антисептическое действие, и поэтому нашёл широкое практическое применение для обеззараживания воды, больничного белья, выделений инфекционных больных и т.д. Бактерицидные свойства хлорноватистой кислоты, солью которой является гипохлорит натрия, давно используются при хлорировании воды. Кальциевая соль этой кислоты (хлорная известь) применяется для дезинфекции. Кстати, очень распространённой ошибкой является мнение, что обеззараживающий эффект гипохлорита связан с выделением свободного хлора. Однако в используемых в медицинской практике растворах гипохлорита натрия образование свободного хлора в заметных количествах (сверх равновесного значения) полностью исключено. Обеззараживающий эффект связан с действием самого гипохлорита (или атомарного кислорода) на бактериальную клетку и возрастает с повышением его концентрации. Простое пропускание газообразного хлора через раствор не позволяет достигнуть такого обеззараживающего эффекта.

Клиническая апробация метода ЭДО-терапии показала практически неограниченную возможность его применения в лечебной практике. В основном это обусловлено его выраженным влиянием как на общий, так и на местный гомеостаз, связанный не только с детоксикационным эффектом, но и улучшением реологических свойств крови, противовоспалительным и антигипоксическим действием на организм, что сопровождается стабилизацией микроциркуляции и аналгезией. Благотворный эффект применения гипохлорита натрия связан также с его способностью подавлять гиперчувствительность и антителообразование (иммунносупрессорный эффект), с антиферментным, фибринолитическим, фагоцитостимулирующим действием. Очень важным свойством гипохлорита натрия является его мощное бактерицидное, антивирусное и антигрибковое действие.

Немного о терминологии. Метод непрямого электрохимического окисления традиционно относят к эфферентной медицине, хотя в отличие от прямой ЭДО он не является экстракорпоральным. Термин “эфферентный” произошёл от латинского слова “efferens” (выводить). Если исходить из того, что эфферентные методы предназначены для выведения из организма ядовитых, балластных или потенциально опасных веществ экзогенной или эндогенной природы, то непрямую ЭДО безусловно можно отнести к эфферентной медицине. Но тогда к эфферентным методам можно отнести и назначение лазикса, гемодеза, рвотных, слабительных, желчегонных средств и т.д. Но оставим решение терминологических проблем патриархам эфферентной медицины, самое главное, что метод ЭДО успешно применяется для лечения экзо- и эндогенной интоксикации.

II. Общие рекомендации по применению и дозировке растворов, содержащих гипохлорит натрия.

Необходимые исследования перед ЭДО-терапией:

1. Клинический анализ крови.
2. Сахар крови.
3. Анализ мочи (гематурия).
4. Время свёртывания и кровотечения.
5. Анализ кала на скрытую кровь.

Способы применения гипохлорита натрия:

1. Дезинфекция и обработка инструментария. Дезинфекция помещений и оборудования.
2. Наружный.
3. Внутриполостной.
4. Энтеральный.
5. Ингаляционный.
6. Внутривенный.
7. Опосредованное применение (добавка к диализату в аппаратах “Искусственная почка”.

При применении растворов гипохлорита натрия необходимо учитывать, что их воздействие зависит от концентрации, способа введения, времени экспозиции и стадии патологического процесса.

Наружное применение гипохлорита натрия.

Во всех просмотренных мной методичках и рекомендациях по применению растворов гипохлорита натрия авторами отмечается, что противопоказаний для наружного применения нет.

1) Повязки и компрессы:

Гипохлорит натрия может быть использован для лечения наружных инфекционных и инфекционно-аллергических поражениях кожи (фурункулёз, рожистое воспаление, панариций, инфицированные раны, трофические язвы и т.д.) в виде действующего начала при наложении повязок, компрессов, тампонов, турунд. Используются концентрации 600-1200 мг/л. В начале лечения при выраженной инфильтрации, при обильном гнойном отделяемом применяется раствор с концентрацией гипохлорита натрия до 1800 мг/л.

При появлении грануляционной ткани концентрацию необходимо снижать (вдвое, затем в 4 раза) по мере выздоровления. По данным некоторых авторов наиболее оптимальная концентрация при появлении свежих грануляций – 300 мг/л.

Продолжительность лечения определяется тяжестью состояния в каждом случае индивидуально. Ограничений в длительности курса нет. Частота смены повязок определяется продолжительностью сохранения активности раствора (как правило, 1 раз в сутки), а при гнойных ранах с обильным отделяемым повязки меняют через 2-3 часа.

При ожогах и лечении гнойных ран очень эффектным является использование угольных тканей, пропитанных активным раствором.

Продолжительность наложения компрессов с активными растворами не должна превышать двух часов из-за возможной мацерации кожи.

2) Ванночки и орошения:

При псориазе и грибковых поражениях кожи используется концентрация 900 мг/л.

Для лечения гнойных ран, трофических поражений кожи гипохлорит натрия может использоваться в виде ванн для отдельных частей тела, а также в виде орошений поражённой поверхности (например, при открытом способе лечения ожогов).

Для лечения больных хроническими дерматозами (микробная экзема, вирусные поражения кожи, герпес, трофические язвы и т.д.) рекомендуется применять орошения растворами с концентрацией 1500-3000 мг/л. Хотя по моим собственным наблюдениям более положительный эффект наблюдается при концентрациях 200-300 мг/л.

3) Полоскания:

При наличии инфекционного процесса в полости рта (стоматиты, глосситы, ангины, тонзилиты, фарингиты, парадонтоз и т.д.) возможно использование раствора в виде полосканий. Концентрация гипохлорита в растворе ( от 60 мг/л до 600 мг/л) и частота процедуры определяется степенью поражения и объективными изменениями, происходящими в процессе лечения.

Внутриполостное применение гипохлорита натрия.

Обработка брюшной полости при перитонитах, операционного поля, обработка инфицированных почек при операциях, промывание дренированных абсцессов брюшной и грудной полостей растворами в концентрации до 300 мг/л.

При использовании растворов с концентрацией гипохлорита натрия более 600 мг/л возможно капиллярное кровотечение. При убедительном отграничении абсцесса можно использовать растворы с концентрацией до 600-900 мг/л.

Эндометрит, инфицированные аборты - орошение полости матки раствором с концентрацией до 300- 600 мг/л через двойной катетер (один раз в сутки).

Кольпит, эрозия шейки матки, вульвит, бартолинит – местное применение растворов с концентрацией 600-900 мг/л.

Острый и хронический цистит, уретрит – промывание активным раствором в концентрации 300-600-900 мг/л один раз в день в течение 5-7 суток.

Острый и хронический простатит – положительный эффект наблюдается при применении микроклизм с раствором в концентрации 300-600 мг/л, по одной процедуре в течение 7-10 дней подряд.

Острый гнойный пиелит – промывание почечной лоханки через уретральный катетер раствором в концентрации 300-600 мг/л однократно 3-5 дней.

Энтеральное применение гипохлорита натрия.

Гастрит (кроме геморрагического), гастродуденит, холецистопанкреатит, эзофагит, анастомозит, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки без признаков кровотечения – применяется раствор гипохлорита натрия в концентрации 150-200 мг/л, в объёме 150-200 мл на приём, перорально, 1-2 раза в день за полчаса до еды. В Карельском центре нетрадиционной медицины по данной методике была пролечено более 120 пациентов, страдающих обострением язвенной болезни. Наблюдаемые в данной группе результаты лечения значительно превосходили результаты по другим общепринятым методикам, включающим самые современные противоязвенные препараты. Лечение в данной группе проходило при обязательном эндоскопическом контроле в динамике.

При пищевых токсикоинфекциях – промывание желудка раствором гипохлорита натрия в концентрации 300 мг/л с последующим приёмом 3-4 столовых ложек углеродистого энтеросорбента.

Острый панкреатит – гипохлорит натрия применяется как перорально, так и внутривенно, учитывая его свойство понижать активность трипсина, фосфолипазы и др.

Противопоказаниями для перорального применения гипохлорита натрия являются:

• геморрагический гастрит
• кровоточащие язвы желудка и кишечника
• варикозное расширение вен пищевода.

Острая и хроническая пневмонии, гнойный трахеобронхит, бронхиальная астма – эффективно проведение ингаляций с гипохлоритом натрия в концентрации 150-300 мг/л, в зависимости от тяжести состояния. Ингаляции проводятся 2-3 раза в день по 3-5 мл на процедуру.

Особенно убедительным является клинический эффект санации трахеобронхиального дерева при гнойном трахеобронхите ингаляцией раствора гипохлорита натрия в концентрации 150 мг/л.

Внутривенное применение гипохлорита натрия.

Показания к внутривенному применению раствора гипохлорита натрия.

1. Эндогенная интоксикация
   • сепсис и различные септические состояния
   • почечная и печёночная недостаточность
   • гипербилирубинемия
   • диабетический кетоацидоз
   • ожоговая болезнь
   • деструктивные формы панкреатита
   • тяжёлые формы перитонита
   • осложнённые пневмонии
   • синдром длительного сдавления и т.д.
2. Экзогенная интоксикация
   • отравления барбитуратами, угарным газом, анилином, сердечными гликозидами, аммиаком, кетонами, ацетоацетатом, метанолом, бледной поганкой и т.д.
3. Повышенная резистентность микрофлоры к антибиотикам.
4. Гиперкоагуляционный синдром.

Наиболее безопасной и допустимой для внутривенной инфузии концентрацией гипохлорита натрия является 300-600 мг/л. Использование более высоких концентраций может оказывать деструктивное воздействие на клетки крови.

Как правило, количество переливаемого раствора не должно превышать 1/10 ОЦК (некоторые авторы указывают 1/6 ОЦК).

Инфузию предпочтительно осуществлять в центральные вены (подключичные, ярёмные, бедренные) через пластиковый катетер со скоростью 50-70 капель/мин. Использование для инфузии периферических вен вызывает ожог или раздражение интимы сосуда в месте введения, и может привести к таким осложнениям как флебит, некроз вены, образование паравенозного инфильтрата. Клинически это проявляется чувством “жжения” в месте введения, появлением отёчности, сочетанием участков гиперемии и бледности по ходу сосуда. В случае данного осложнения необходимо прекратить введение гипохлорита натрия, обколоть зону инфильтрации 0,25% р-м новокаина с 60-90мг преднизолона, наложить спиртовой компресс, ввести внутримышечно анальгин 50%-2,0. Болезненные явления проходят через 4-5 часов.

Говоря о лечении такого вида экзогенной интоксикации как отравление алкоголем, следует подчеркнуть, что внутривенная инфузия гипохлорита натрия в первые часы после потребления алкоголя крайне опасна возможным развитием шока из-за массивного выброса в кровь ацетальдегида. Другое дело, когда мы начинаем инфузию через несколько часов, или имеем дело с синдромом похмелья, когда в крови преобладают последующие продукты распада этанола. Кстати говоря, пероральный приём 200 мл раствора гипохлорита натрия в концентрации 150-180-200 мг/л на следующее утро после бурной вечеринки, со слов пострадавших имеет очень даже выраженный положительный эффект.

Гипохлорит натрия обладает полинаправленным действием, эффективно инактивируя в крови высокие концентрации билирубина, мочевины, спиртов, практически всего комплекса “средних молекул”, продуктов деградации фибрина и т.д.

В отличие от эфферентных методов, позволяющих снизить интоксикацию преимущественно за счёт удаления средних молекул, циркулирующих в плазме, применение гипохлорита натрия приводит к инактивации крупных токсических молекулярных соединений, фиксированных на форменных элементах крови, и трансформации гидрофобных метаболитов в гидрофильные, которые в дальнейшем успешно выводятся экскреторными органами.

При этом возрастает фибринолитическая активность, дезагрегация тромбоцитов, снижается вязкость крови, улучшается микроциркуляция.

Однако полинаправленность действия гипохлорита натрия создаёт и ряд серьёзных неудобств, а также возможность для грозных осложнений.

• инактивации подвергаются не только токсические соединения, но лекарства вводимые в кровеносное русло пациента. Действительно, принимая во внимание этот фактор, очень трудно совместить в одной схеме лечения и ЭДО и все остальные элементы лекарственной и инфузионной терапии, входящие в комплекс интенсивной терапии пациентов с серьёзной патологией.
• гипохлорит натрия проявляет себя как мощный антикоагулянт прямого действия за счёт воздействия на ряд факторов свёртывания. Отсутствие контроля гемостаза у пациентов, получающих ЭДО, очень опасно возможностью развития кровотечения.
• при наличии гиповолемии и сгущении крови применение гипохлорита натрия даже в стандартной, рекомендуемой концентрации может вызвать повреждение форменных элементов крови с развитием гемолиза или привести к модификации гемоглобина.
• к сожалению, инактивации подвергаются и другие полезные организму биологические активные вещества, ферменты и т.д. Об истинных биохимических изменениях происходящих при ЭДО, мы можем только предполагать.
• при слабом венозном кровотоке возможно распространение раствора гипохлорита натрия в систему циркуляции малого круга кровообращения, что создаёт потенциальные условия для повреждения сурфактанта.

Следовательно, применение методики внутривенной электрохимической детоксикации могут позволить себе только те отделения интенсивной терапии, в которых имеются экспресс-лаборатории или другая возможность контроля в динамике системы гемостаза, биохимических показателей и т.д. Мы в своей практике были вынуждены отказаться от методики внутривенной ЭДО именно из-за этих причин, т.к. работа “в слепую” без должного лабораторного контроля и ЭДО несовместимы. Да и вообще по сравнению с началом 90-х годов общий интерес к данной методике несколько снизился. Хотя знакомство со статьёй "Иммунодиагностика и принципы иммунокоррекции у больных с гнойно-септическими заболеваниями органов брюшной полости" ( И.Н. Баранова, Н.М. Федоровский, П.А. Федотов (МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, ММА им. И.М. Сеченова ), опубликованной в "Вестнике интенсивной терапии" (2000 г., N 3.), даёт надежду на дальнейшее развитие внутривенной ЭДО, и говорит о том, что “чемпионы метода” в стране ещё остались.

Абсолютные противопоказания к внутривенной ЭДО.

1. Отсутствие должного лабораторного контроля.
2. Гипогликемическая кома.
3. Ненадёжный хирургический гемостаз.
4. Паренхиматозное кровотечение.
5. Менструальный и предменструальный периоды.
6. Капилляротоксикоз, тромбоцитопеническая пурпура, гемофилия.
7. Респираторный дистресс-синдром.

Относительные противопоказания к внутривенной ЭДО.

1. Гипогликемия.
2. Гипопротеинемия.
3. Анемия.
4. Острое алкогольное отравление.

Гипохлорит натрия может быть использован в качестве добавки к диализату в аппаратах “Искусственная почка”, где он служит как для окисления метаболитов крови, так и для регенерации самого диализирующего раствора. В зависимости от целей его количество можно варьировать от 1/10 до Ѕ объёма диализирующего раствора. В такой системе используется гипохлорит натрия в концентрации 900 мг/л.

Рекомендуемая литература:

1. Электрохимические методы в медицине. Дагомыс. 7-11 октября 1991 г. Тезисы докладов, Москва. 1991 г.
2. Итоги науки и техники. Электрохимия. М., 1990, том 31.
3. Петросян Э.А. Патогенетические принципы и обоснование лечения гнойной хирургической инфекции методом непрямого электрохимического окисления. Докт дисс., 1991 г.
4. Федоровский Н.М., Сапин С.М. Методические рекомендации по клиническому применению аппарата для непрямой электрохимической детоксикации организма ЭДО-4 при эндотоксикозе методом интравенозного введения гипохлорита натрия. М., 1991г.
5. Федоровский Н.М. “Комбинированная эфферентная детоксикация в комплексном лечении перитонита” Автореф…учёной степени доктора мед.наук. Москва, 1993.
6. Федоровский Н.М., Гостищев В.К., Долина О.А. Методика непрямой внутривенной электрохимической детоксикации в комплексном лечении синдрома эндотоксикации. “Вестник интенсивной терапии”, 1993 г., N 1.
7. Лопаткин Н.А., Лопухин Ю.М. Эфферентные методы в медицине (теоретические и клинические аспекты экстракорпоральных методов лечения). – М.: Медицина, 1989.