В некотором смысле жизнь — это окислительно-восстановительная реакция. Большинство заболеваний человека тесно связаны с дефицитом кислорода, либо как причина, либо как следствие их патогенеза и развития. Эдвард Тейлор, всемирно известный физик и отец американской водородной бомбы, с сожалением сказал: «Мы не единственные, кто может быть уверен, что мы сможем выжить. Не исключено, что, возможно, в следующем десятилетии профессорам медицины будет трудно объяснить, почему лечение (гипербарическим) кислородом не получило широкого распространения гораздо раньше. Академик Ван Чжунчжун, известный в Китае как «гигант внемедицинской науки», однажды с чувством сказал после того, как сам провел более 20 гипербарических процедур: «Эффективность гипербарического лечения действительно поразительна, и необходимо усилить фундаментальные и клинические исследования!». Я занимаюсь клиническими и научными исследованиями в области гипербарической медицины более 20 лет, имею определенный опыт и понимание современной ситуации применения кислорода как наиболее естественного лекарства в клинической практике, и у меня есть глубокие чувства по этому поводу. В данной статье я остановлюсь только на следующих аспектах: I. История развития кислородной медицины Кислород (Oxygen) был разработан шведским фармацевтом и химиком Шерером и британским химиком Джозефом К. Пристли в 1773-73 годах. Кислород был открыт шведским фармацевтом и химиком Шееле и британским химиком Джозефом Пристли в 1773-1774 годах соответственно. Его английское название, Oxygen, происходит от греческого слова, означающего кислоту, и было дано французским химиком Лавуазье, который ошибочно полагал, что все кислоты содержат этот новый газ. Китайское название кислорода было дано Сюй Сянем во времена династии Цин. Он считал, что люди не могут выжить без кислорода, поэтому назвал его «питательный газ», т.е. «качество питательного газа». Позже, как вид газа, слово «питательный» было заменено на «кислород» для единообразия, и сегодня его пишут как «кислород». Как кислород был открыт, когда его первооткрыватели уже прекрасно понимали, насколько важен этот газ для жизни, так и человечество осознало, что без кислорода не было бы жизни. Ряд медицинских пионеров были убеждены, что кислород можно использовать для лечения многих клинических заболеваний, и упорно продолжали свою клиническую практику. Однако путь к клиническому использованию кислорода для лечения заболеваний был не таким простым, как использование лекарств в целом. Даже попав в клинику, он, похоже, не получил того внимания, инвестиций и исследований, как многие другие препараты. Медицинское сообщество в целом, похоже, страдает странной болезнью — ценить лекарства выше кислорода. Причины этого, вероятно, сложны и разнообразны. В первые 150 лет после открытия кислорода история кислородной терапии описывалась термином «Курьезы, шарлатанство и прочие исторические мелочи», хотя в июне 1885 года в округе Йорк, штат Пенсильвания, США, Хозаппл лечил больных острой пневмонией кислородом, и различные формы клинического применения кислорода были распространены в обществе в последующем. «Это говорит о том, что пионеры того времени имели лишь ограниченное представление о важности кислородной терапии. Это говорит о том, что у пионеров того времени было лишь любопытство к кислородной терапии и некоторые исторические анекдоты, смешанные с обманчивыми приемами многих шарлатанов, которые использовали ее для получения денег во имя науки. Причиной этого могли быть трудности с получением действительно чистого кислорода для медицинского использования в больших количествах и на постоянной основе из-за низкого уровня науки и техники того времени. Однако, несмотря на столь неудачную историю кислородной терапии, большинство различных приборов и средств для поглощения кислорода, доступных сегодня, были изобретены именно в эту эпоху, например: кислород в носовой канюле, кислород в маске, кислород в кислородной палатке, в том числе кислород в гипербарических камерах… и другие методы. Эти приборы и установки использовались на протяжении всей истории кислородной терапии, хотя и с многочисленными модификациями. Только в начале XX века британский физиолог Холдейн в 1919 году написал в «Британском медицинском журнале», что «частичная гипоксия не просто замедляет движение жизни, но ее дальнейшее развитие может привести к необратимым повреждениям структуры организма». В то время он предсказал, что кислород быстро войдет в больницы как средство спасения пациентов. Во время Первой мировой войны Холдейн произвел сенсацию в медицине, когда ввел кислород отравленным хлором солдатам, что привело к значительному снижению смертности среди раненых солдат. В 1922 году Альван Барач первым начал систематически использовать кислород в клиническом лечении пациентов с бактериальной пневмонией [7], одновременно он адаптировал кислородную палатку, изобретенную его предшественниками [7, 8]. Он также заинтересовался терапевтическими эффектами кислорода и механизмом его действия для облегчения одышки при физической нагрузке. С тех пор использование кислорода приобрело большое значение, и источники кислорода постепенно стали необходимым и обычным медицинским оборудованием почти во всех больницах. В 1958 году Барач изобрел портативный кислородный баллон, который можно было носить с собой во время тренировки, чтобы облегчить введение кислорода во время физических упражнений, а Котес и Гилсон также начали вводить кислород обездвиженным пациентам с помощью портативного гипербарического кислородного баллона в Великобритании. Котес сообщил, что насыщение артерий кислородом улучшалось с увеличением времени ходьбы, когда кислород вводился во время тренировки [9]. К 1955 году около 30% фармацевтов только в Монмутшире, Уэльс, Великобритания, выписывали пациентам кислород. Основным средством хранения и транспортировки кислорода в то время были кислородные баллоны. Очевидно, что эта медицинская практика не получила продолжения в Великобритании, или, скорее, сократилась. Только в 1960-х годах появились сообщения о хороших результатах применения гипербарического кислорода для лечения острого отравления угарным газом, и постепенно интерес к использованию высокого давления воздуха для быстрой доставки физически растворенного кислорода к тканям с глубоким дефицитом кислорода для лечения заболеваний восстановился. Впоследствии специальность гипербарической медицины получила определенное развитие. Барах умер в 1976 году, но именно его смерть вызвала энтузиазм к исследованиям и практике, который побудил многих искать ценность кислородной терапии и революционизировать способ применения кислорода в клинических условиях, способствуя началу современных исследований и практики кислородной терапии. Современная ситуация с кислородной медициной В 21 веке наука и технологии развиваются стремительно, и развитие медицины не является исключением. После рождения клонированной овечки Долли геном человека был успешно и быстро расшифрован, в результате чего вся медицина, казалось, вступила в новый эпохальный период. Однако, несмотря на все достижения науки и техники, мы даже можем рассчитать точное количество питательных веществ и микроэлементов, необходимых каждому пациенту, который не может есть, и закачать их в организм с помощью желудочного питания, энтерального питания и, при необходимости, внутривенной инфузии… но мы не разобрались с вопросом о том, как эти питательные вещества могут быть адекватно введены после того, как они окажутся в организме пациента. Но мы не рассматривали вопрос о том, как эти питательные вещества попадают в организм пациента и как они могут быть адекватно окислены и в конечном итоге использованы организмом. Достаточное снабжение кислородом является основой для того, чтобы организм восстанавливал свой обмен веществ, восстанавливал себя различными питательными веществами и преодолевал болезни. При ближайшем рассмотрении выясняется, что хотя многие аспекты современных клинических медицинских технологий хорошо развиты, единственный способ введения кислорода остается практически неизменным на протяжении столетия. В настоящее время аппараты, оборудование и методы доставки кислорода, которые мы используем, — это все концепции, которые были изобретены древними в течение почти столетия. Эти технологии претерпели некоторые усовершенствования, но революционных достижений не наблюдается. Если жизнь подобна шкале окислительно-восстановительных реакций, то важность улучшения снабжения кислородом упускалась из виду или разработка средств сильно отставала от других методов. Сегодня клиницисты должны сказать, что они хорошо понимают важность улучшения кислородного голодания для спасения различных пациентов, а настенные кислородные установки стали необходимостью в инфраструктуре больниц всех уровней. Врачи также часто назначают кислород различным пациентам, но кроме некоторых более специализированных врачей, которые указывают способ введения кислорода и требования к дозировке, например, использовать ли носовую трубку или маску, высокую или низкую скорость потока (сколько литров в минуту) и время, врачи во многих отделениях имеют большую свободу действий при введении кислорода пациентам, делая акцент на лекарствах, а не на кислороде, и не имеют динамического мониторинга после введения кислорода, чтобы наблюдать и судить о введении кислорода. Также не хватает осведомленности и эффективных средств для мониторинга и оценки эффекта от применения кислорода и своевременной корректировки режима и дозировки его применения. Кроме того, сегодня многие врачи первой линии плохо понимают степень и выраженность гипоксии и ее влияние на процесс заболевания у пациентов с различными заболеваниями в разные патологические периоды, что также связано с непониманием клинического значения существующих инструментов и показателей клинического тестирования, таких как газы крови и пульсоксиметрия. Например, врач, проверяющий пациента с респираторным заболеванием, имеет нормальные газы крови и насыщение кислородом, что подтверждает, что текущая или леченная функция легких пациента обеспечивает отсутствие у него значительных гипоксических состояний. Напротив, у пациента с травматической черепно-мозговой травмой или цереброваскулярным критическим заболеванием вышеперечисленные показатели отражают только состояние функции легких пациента и отсутствие гипоксии в кровообращении, но малозначимы при оценке отека головного мозга или локальной циркуляторной ишемии и гипоксии в тканях мозга из-за локального отека тканей мозга. Это говорит о том, что существует большой клинический разброс в диагностике и понимании гипоксии при различных заболеваниях, и что общепринятые тесты на гипоксию и показатели мониторинга в настоящее время ограничены. Отрадно отметить, что в настоящее время проводится большое количество исследований инвазивного и неинвазивного измерения парциального давления кислорода в тканях и других методов выявления местной тканевой гипоксии, что в будущем может обеспечить клиницистов общим средством мониторинга местной тканевой гипоксии. Кроме того, с ростом понимания роли гипоксии в развитии различных заболеваний, появился большой клинический интерес к нетрадиционным путям и способам введения кислорода, помимо традиционных методов, таких как носовые канюли, маски и механическая вентиляция, таких как внутривенная оксигенация, экстракорпоральная оксигенация крови и гипербарическая кислородная терапия. Будущее некоторых из этих методов пока неясно, но гипербарическая кислородная терапия демонстрирует неограниченную жизнеспособность в лечении клинических многопрофильных заболеваний. Гипербарическая медицина — это форма физиотерапии, при которой пациентов помещают в закрытую камеру с высоким давлением воздуха (обычно считается, что оно выше 1,4 АТА) для периодического дыхания чистым кислородом. Под высоким давлением кислород быстро растворяется в кровотоке, и молекулярный кислород поступает в более глубокие ткани, испытывающие дефицит кислорода, через поток кровообращения организма. Такое физическое растворение кислорода имеет следующие преимущества: 1. В отличие от гемоглобина, который содержится в эритроцитах для переноса кислорода при атмосферном давлении, процесс растворения в легочной циркуляции является чисто физическим и не требует связывания с гемоглобином, что не является энергоемким процессом; 2. Количество кислорода, которое может быть растворено в крови при обычно используемом гипербарическом состоянии 2-3 ATA, в 17-21 раз больше, чем при атмосферном давлении. В литературе доказано, что одного только физического растворенного кислорода достаточно для поддержания основных жизненных потребностей в условиях гипербарии 3ATA; 3. Физический растворенный кислород в крови является конечной формой кислорода, используемого тканями организма, и достаточное количество физического растворенного кислорода в условиях гипербарии может эффективно преодолеть порочный круг поражения тканей организма из-за отека, сужения капилляров под давлением и невозможности прохождения эритроцитов, что приводит к дальнейшему усугублению гипоксии тканей организма. Растворенный молекулярный кислород в жидком компоненте крови быстро поступает в гипоксические ткани через сжатые и суженные капилляры, улучшая гипоксическое состояние более глубоких тканей и тем самым быстро останавливая течение болезни. Многочисленные последние сообщения в литературе также подтвердили противовоспалительное, антивозбуждающее аминокислотное, антиокислительное стрессовое и антиапоптотическое действие гипербарической кислородной терапии с помощью различных механизмов молекулярной биологии и др. В клинической практике гипербарический кислород использовался для лечения более 130 заболеваний в различных дисциплинах и показал хорошую эффективность и перспективность в различных областях, таких как: отравление вредными газами, черепно-мозговая травма, инфаркт головного мозга, трудноизлечимые раны, травмы от раздавливания и т.д. Однако достоверных медицинских доказательств эффективности гипербарической кислородной терапии при этих заболеваниях не хватает по ряду причин, включая экономические аспекты медицины и серьезное отставание в исследованиях по дозиметрии и токсикологии различных заболеваний. Продвижение и развитие этой клинической дисциплины сильно затруднено. Тем не менее, гипербарическая медицина, как важный инструмент для лечения и даже профилактики заболеваний с точки зрения улучшения дисбаланса окислительно-восстановительных реакций в организме, должна получать больше внимания со стороны медицинского сообщества, а также необходимо больше инвестиций и углубленных исследований для содействия развитию клинической кислородной медицины на благо человечества. Кислород составляет более 62% состава человеческого тела. Являясь основным элементом в составе человеческого организма, он играет чрезвычайно важную роль в расцвете человеческой жизни, а также в моменты жизни, старости, болезни и смерти. К сожалению, в такое время быстрого экономического развития и стремительных изменений в науке и технике, медицина сильно отстает от других областей в плане внимания и инвестиций в исследования по кислородной медицине. Знания в области кислородной медицины среди клиницистов относительно слабые, образование в области кислородной медицины среди студентов-медиков недостаточное, а фундаментальным исследованиям в области кислородной медицины не уделяется должного внимания, что приводит к отсутствию теоретической базы для клинического использования кислорода, отсутствию стандартизации работы, сосредоточению внимания на введении лекарств, а не кислорода, и отсутствию объективной основы для оценки эффективности лечения. Мы призываем соответствующие ведомства и академические институты полностью осознать важность развития кислородной медицины, увеличить поддержку инвестиций в научные исследования, усилить распространение и обучение знаниям кислородной медицины, а также обеспечить специальные образовательные курсы по физиологии кислорода, биохимии, патологии, фармакологии и клинической кислородной медицине при подготовке студентов-медиков. Управление клиническим использованием кислорода должно быть усилено, а соответствующие академические институты должны организовать экспертов для разработки выполнимых норм клинического использования кислорода на основе существующих баз. Мы считаем, что важность и инвестиции в кислородную медицину будут иметь далеко идущее значение в продвижении развития клинической медицины в 21 веке.