Общая характеристика криогенного метода лечения
Лечебные свойства охлаждения были известны людям всегда. Холод снимает боль, позволяет защитить головной мозг при сильном повышении температуры тела, оказывает противовоспалительное, закаливающее действие. Неоценимы консервирующие свойства замораживания.
Только сорок лет назад развитие лечебного использования охлаждения вступило в новую эру. Это сопряжено с началом использования специальных криоинструментов, а в качестве хладагента - жидкого азота, имеющего температуру -196°С. В естественных Земных условиях встретиться с такой температурой невозможно, это поистине Космический холод.
С самого начала развитие криогенного метода лечения пошло по разным путям: замораживание может быть проведено для разрушения, деструкции биологической ткани, а в небольшой дозе для получения иных мягких терапевтических эффектов, или использовано, как вспомогательный прием.
Механизмы разрушающего патологическую ткань действия замораживания.
Криодеструкцию называют самым естественным и физиологичным, если можно так выразиться, способом получения некроза, разрушения биологической ткани. Важно, что при ее осуществлении не происходит тепловой денатурации белков и нуклеиновых кислот. Повреждение связано с другими механизмами и обусловлено в основном изменениями, происходящими с водой, находящейся внутри и вне клетки.
Понятно, что при охлаждении наступает фазовый переход и вода из жидкого состояния превращается в лед. Клетки сдавливаются им. Сначала замерзает межклеточная жидкость, затем происходит внутриклеточное обледенение. А образующиеся и растущие по мере углубления замораживания кристаллы льда совершают вращательное движение вокруг центров кристаллизации. При этом твердыми кристаллами льда повреждаются, практически субмикроскопически «режутся» клеточные и внутриклеточные мембраны. Поэтому при осмотре и даже при гистологических исследованиях кусочка подвергнутой глубокому локальному охлаждению ткани, сразу после него, никаких изменений в структуре ткани не отмечается. Крионекротические изменения возникают постепенно.
При криодеструкции биологическая ткань превращается в лед. Кровообращение, поступление кислорода, питательных веществ, тканевое дыхание и все биохимические процессы на время замораживания полностью останавливаются. В результате наступает гибель клеток, в которых были длительно парализованы все процессы жизнедеятельности. Не могут возобновиться тепловые энергетические процессы в митохондриях.
В момент образования в ткани льда происходит резкий скачек осмотического давления в клетках, так как внеклеточная жидкость замерзает раньше и катионы солей устремляются через мембраны вовнутрь клетки. Такой осмотический шок биологические клетки пережить не могут.
Бытует мнение, что сверхнизкое охлаждение активизирует «ген смерти» клетки. Поэтому ее гибель происходит медленно и планомерно, естественным физиологичным путем.
Как обеспечить достаточную интенсивность криоповреждения?
Ответ на этот вопрос вытекает из приведенных механизмов криоповреждения биологической ткани. Разрушение тем интенсивнее, чем больше в ткани воды, клеточных элементов, чем быстрее было осуществлено замораживание, чем дольше находилась ткань в замороженном состоянии. Оно определяется отрицательной абсолютной температурой, созданной в конкретной точке замораживаемой ткани, зависит от числа повторений замораживания-оттаивания.
Слизистый полип в полости носа, не смотря на то, что очень богат водой в отечной строме, к криоповреждению оказывается малочувствительным, так как в нем совсем мало клеточных элементов.
Пожалуй, решающее значение имеет скорость замораживания патологической ткани. Она должна быть не менее нескольких десятков градусов в минуту. При таком интенсивном охлаждении клеточные мембраны активно повреждаются льдом и осмотический шок наносит непоправимый урон клеточным органеллам. Из этого вытекает необходимость обеспечения наиболее интенсивного теплообмена между криоинструментом и патологической тканью.
Зона замораживания быстро растет в течение только первых 1-3 минут аппликационного криовоздействия. Затем постепенно наступает тепловое равновесие между охлаждающими возможностями инструмента и теплопритоком от живой ткани. Дальнейшим медленным ростом зоны замораживания, если говорить о радикальной криодеструкции патологической ткани, можно пренебречь. Поэтому необходимо обеспечивать достижение требуемой зоны замораживания быстро, на первых 1-1,5 - 3 минутах охлаждения. Если это не удается, надо менять аппаратуру, подбирать инструментарий адекватной конструкции, прибегнуть к другим методикам криовоздействия.
Охлаждение ниже -60°С с последующим оттаиванием не может пережить ни одна биологическая клетка. Однако такая низкая температура достигается только в центре зоны замораживания, непосредственно около криоинструмента. Понятно, что в живом, активно постоянно согревающемся организме температура на периферии и вокруг патологического очага не может быть столь низкой. Это вызвало бы слишком обширные разрушения окружающих здоровых тканей. Поэтому понижение температуры на границе патологической и здоровой ткани необходимо осуществлять в пределах, минимально необходимых для криогенного разрушения всего патологического очага. Эти значения колеблются для разных видов тканей от температуры замерзания (головной мозг) до -20°--30°С (кожа).
Однако, обеспечивая охлаждение на границе кожной опухоли до -20°С, осуществлять это с последующим оттаиванием необходимо не менее трех раз. Многократное замораживание-оттаивание позволяет снизить летальную для патологической ткани температуру, найти своеобразный компромисс между стремлением как можно сильнее заморозить опухолевый очаг и необходимостью сохранить здоровые окружающие ткани.
Практически во всех ситуациях проведения криодеструкции важно обеспечить самопроизвольное медленное естественное оттаивание патологической ткани. Никаких мероприятий по ускорению оттаивания замороженной патологической ткани предпринимать не нужно. Это обеспечивает достаточно длительный период ишемии, повышает надежность разрушающего эффекта. Оттаивание может быть искусственно удлинено оставлением холодного криоинструмента в контакте с замороженной тканью.