Теория и практика инъекционной карбокситерапии. Т. 1. Эстетическая и антивозрастная медицина

В 1772 году Лавуазье начал ставить опыты, в которых тщательно взвешивал взятые и полученные вещества. Один из первых результатов – обнаружение увеличения веса при горении серы, фосфора, угля. Затем также были изучены явления обжигания металлов.

В 1774 году Лавуазье описал свои опыты и сделал вывод, что воздух состоит из двух газов, один из которых соединяется с веществами при горении и обжигании. В статье 1775 года ученый специально рассмотрел природу образующихся при горении газов, особенно углекислого газа.

Лавуазье также занимался всесторонним изучением химической стороны дыхания и тех изменений, которые при этом происходят с воздухом. Он доказал присутствие в выдыхаемом воздухе того же углекислого газа, который образуется при горении (статья о Лавуазье в журнале «Химия», №37/2004).

В книге Г. Зеленковой «Карбокситерапия» упоминается, что точные свойства СО установил А. Л. Лавуазье. Также указывается, что именно он целенаправленно в терапевтических целях стал использовать чистый углекислый газ в 1720 году на курорте Пирмонт. И этот факт не может быть принят, так как Лавуазье еще не жил в это время. Жаль, что эта информация неоднократно копировалась другими авторами. 2

– британский священник-диссентер, естествоиспытатель, философ, химик, общественный деятель. Вошел в историю как выдающийся химик, открывший кислород. Основные научные работы Пристли были посвящены химии газов. Он создал ряд приборов для изучения газов. Вот некоторые из его открытий. Джозеф Пристли (1733—1804)

В 1771 году Пристли открыл фотосинтез, обнаружив, что воздух, «испорченный» горением или дыханием, становится вновь пригодным для дыхания под действием зеленых частей растений.

Именно в этом году повторно открыл и углекислый газ. Наблюдая на местной пивоварне за тем, как при брожении выделяются пузырьки, он задумался, из чего они могут состоять. Затем Пристли предположил, что газ должен хорошо растворяться в воде, и установил емкости с водой над готовившимся пивом. Увидев, что вода зарядилась, ученый установил, что в пузырьках находится углекислый газ.

В 1771 году он сделал ценнейшие выводы о роли углекислого газа в дыхании растений. Ученый заметил, что зеленые растения на свету продолжают жить в атмосфере этого газа и даже делают его пригодным для дыхания.

Джозефу Пристли удалось создать первую газированную воду в 1772 году, переведя серную кислоту в известковый раствор и растворив полученный диоксид углерода в стакане с водой. Джозеф Пристли изготовил первую в мире бутылку газированной воды, и через некоторое время он представил доклад о свойствах газированной воды в Королевском научном обществе. Там же он наглядно продемонстрировал партию содовой газировки по его собственному рецепту – «Пирмонтская вода». После этого и началось распространение газированной воды по всему свету, а Пристли был удостоен медали лондонского Королевского общества.

В 1772 году Пристли, действуя разбавленной азотной кислотой на медь, впервые получил монооксид азота – «селитряный воздух». В 1772—1774 годах Пристли впервые получил хлороводород – «солянокислый воздух» и аммиак – «щелочной воздух». В 1774 году Пристли, нагревая окись ртути, выделил кислород – «бесфлогистонный воздух».

Кроме химии, его исследования относятся также и к оптике. Пристли – автор книги «История и современное состояние открытий, относящихся к зрению, свету и цветам» [3], опубликованной в 1772 году.

(10 апреля 1749 – 17 июля 1820) – чешский анатом, физиолог и окулист. Про него известно много интересных фактов. И́ржи Про́хаска

В возрасте 18 лет он получил степень доктора философии и тогда же приступил к изучению медицины в Праге. Получив степень доктора медицины в 1776 году, сделался помощником профессора анатомии Йозефа Барта.

В 1778 году, после многих анатомических работ, он стал профессором в Вене, но скоро перешел профессором анатомии и глазных болезней в Прагу, где основал анатомический музей и напечатал много анатомических исследований.

В 1779 году опубликовал труд «О структуре нервов», в котором автор сделал описание нервной системы и указал на функциональное значение морфологического различия между передними и задними корешками спинномозговых нервов.

В 1785 году И. Прохаска дал СО название «мефитический газ» (Мефитис – античная богиня, охранявшая от вредных испарений), почему, собственно, он и попал в список часто упоминаемых в книгах по карбокситерапии ученых. 2

В 1791 году он вновь перешел в Вену профессором анатомии, физиологии и глазных болезней, оставаясь в этом звании до 1819 года. Иржи Прохаска имел обширную практику по офтальмологии, произвел свыше 3 000 операций катаракты и основал в Вене превосходный анатомический музей, купленный у него правительством за 6 000 флоринов. В ряду его многочисленных печатных трудов видное место занимает «» (1812). Знаменитый венский анатом Гиртль говорит, что Прохаска был единственный венский анатом, который оставил глубокий и продолжительный след своей научной деятельности. Он был выдающийся мыслитель, и только много времени спустя после его смерти удалось усвоить новые начала, которые он положил в основу изучения науки [4]. Disquisitio anatomico physiologica organismi corporis humani ejusque processus vitalis

В книге Г. Зеленковой «Карбокситерапия» (2015) упоминается, что в 1777 году Д. Бехер раскрыл характер газа и его коммерческое применение. К сожалению, никакой информации об этом ученом мне не удалось найти. Буду очень признательна, если кто-то из вас укажет достоверный источник. Также Ганна Зеленкова упомянула профессора К. И. Гейдлера, который в 1819 году впервые опубликовал свои научные исследования о положительном влиянии газовых ванн на человека. Публикацию 1819 года, к сожалению, найти не удалось, но мне стало известно, чтоГейдлер-Гейльборн, Карл Иосифович фон (1782—1866) написал врачебный путеводитель по Мариенбаду («Мариенбад с его учреждениями и лечебными средствами»: Врачеб. путеводитель по Мариенбаду, сост. д-ром К. ф. Гейдлер-Гейльборном, практ. врачом при Мариенбад. водах: Пер. с нем. / [Предисл.: д-р Н. Козлов]. Санкт-Петербург: типо-лит. А. Е. Ландау,1887,114 с). В разных публикациях можно найти имена и других ученых, например Уильяма Браунригга, который обнаружил связь между углекислым газом и угольной кислотой гораздо раньше. Есть информация, что в 1823 году Гэмфри Дэви и Майкл Фарадей сжижали углекислый газ, увеличив давление [5].

Известно, что первое описание твердого углекислого газа принадлежит Андриену Тилорье, который открыл в 1834 году герметичный контейнер с жидким углекислым газом и обнаружил, что при самопроизвольном испарении происходит охлаждение, с образованием в результате твердого СО [6]. 2

(1816—1885) – российский ученый датского происхождения, доктор классической филологии, профессор римской словесности и древностей Казанского и классической филологии Новороссийского университетов. Федор Аристович Струве

Струве изучал минеральные природные воды и искусственные воды, доказав, что натуральные воды образуются путем выщелачивания горных пород. В 1820 году он основал первое заведение по приготовлению искусственных минеральных вод в Дрездене, а в 1823 году – в Берлине. После этого ученый учреждал такие заведения в разных государствах, в том числе и в России.

Струве также проводил на себе опыты, принимая ванны с газом СО. Его перу принадлежат наблюдения и описание изменений характера ревматических заболеваний до и после лечения минеральными водами (источник – «Википедия»). 2

Последующие исследования и открытия, которые внесли огромный вклад в изучение СО и механизмов, лежащих в основе карбокситерапии, в конце XIX – начале XX века связаны с трудами таких ученых, как Холдейн, Вериго, Бор.И они заслуживают не только уважения, но и того, чтобы о них написать подробно и достоверно. 2

) – шотландский физиолог, член лондонского Королевского общества, иностранный член Национальной академии наук США. Учился в Эдинбургской академии, в Эдинбургском и Йенском университетах. В 1884 году получил степень доктора медицины. С 1887 года работал на кафедре физиологии Оксфордского университета – ассистентом, а затем профессором. В 1897 году был избран членом лондонского Королевского общества, в 1905 году – членом совета Нью-колледжа Оксфордского университета. Руководил физиологическими лабораториями в Донкастере (с 1912 года) и Бирмингеме (с 1921 года). Джон Скотт Холдейн (3 мая 1860 – 15 марта 1936

В 1911 году возглавил высокогорную экспедицию на пик Пайкс (штат Колорадо), положившую начало исследованиям по приспособлению организма к экстремальным условиям. Занимался вопросами охраны труда шахтеров, изучал влияние влажности воздуха на переносимость организмом высоких температур. Разработал новый метод декомпрессии, создал основы профилактики кессонной болезни. В 1933 году участвовал в создании и испытании первого высотного скафандра. Является одним из создателей учения о дыхании человека, о его регуляции и роли в этом процессе углекислого газа. Автор эффекта Холдейна.

– свойство гемоглобина, впервые описанное Джоном Скоттом Холдейном: «Оксигенация крови в легких вытесняет углекислый газ из гемоглобина, что увеличивает удаление углекислого газа. Следовательно, насыщенная кислородом кровь имеет пониженное сродство к углекислому газу». Таким образом, эффект Холдейна описывает способность гемоглобина переносить повышенное количество углекислого газа (CO) в состоянии, не содержащем кислород, в отличие от состояния, насыщенного кислородом. Высокая концентрация CO способствует диссоциации оксигемоглобина. Эффект Холдейна 2 2

Ученый исследовал токсическое действие окиси углерода, разработал методы борьбы с отравлением этим газом. Впервые определил состав альвеолярного воздуха у человека с помощью созданного им газоаналитического аппарата (аппарат Холдейна). Результаты своей научной деятельности Холдейн обобщил в следующих книгах: «Методы анализа воздуха» (Methods of Air Analysis, 1912 год); «Организм и окружающая среда на примере физиологии дыхания» (Organism and Environment as Illustrated by the Physiology of Breathing, 1917 год); «Новая физиология» (The New Physiology, 1919 год); «Философские основы биологии» (The Philosophical Basis of Biology, 1931 год); «Дыхание» (Respiration, 1935 год) (источник – «Википедия»).

По мнению Холдейна, терапевтическое действие от добавления углекислоты к вдыхаемой газовой смеси при гипоксии также в определенной степени связано с эффектом Вериго, являющимся основным механизмом газообмена в тканях который принят всеми карбокситерапевтами как основной механизм действия карбокситерапии, связанный с именами описавших его ученых.

Эффект Вериго – Бора

Эффект Вериго – Бора связан с повышением оксигенации тканей под влиянием повышения концентрации CO и величины pH на процесс связывания и высвобождения O из гемоглобина. «В периферических тканях с относительно низким значением pH и высокой концентрацией CO сродство гемоглобина к O падает, и наоборот, в легочных капиллярах выделение CO и сопутствующее этому повышение pH крови приводит к увеличению сродства гемоглобина к O». 2 2 2 2 2 2

Это явление первым открыл белорус Бронислав Вериго в 1892 году.

Вериго Бронислав Фортунатович (1860—1925)

Родился в Витебской губернии, закончив в 1877 году Витебскую гимназию.

Образование: Санкт-Петербургский университет (1882), Военно-медицинская академия (1886). Работал в научных лабораториях под руководством И. М. Сеченова и И. Р. Тарханова. С 1894 по 1914 год преподавал в Новороссийском университете (Одесса). С 1917 года до конца жизни заведовал кафедрой физиологии в Пермском университете. В 1920 году стал деканом медицинского факультета. В 1920-х годах руководил Пермским биологическим научно-исследовательским институтом. Автор трудов по электрофизиологии, профессор физиологии Новороссийского (1894—1914) и Пермского университетов (1917—1925).

Этот гениальный русский физиолог впервые установил факт влияния углекислого газа на способность крови связывать кислород, описав эффект, названный его именем.

В 1892 году он впервые установил зависимость степени диссоциации оксигемоглобина от величины парциального давления углекислоты в крови. Он выяснил, что на связывание кислорода гемоглобином очень сильное влияние оказывает pH и концентрация CO: при присоединении CO и ионов H+ способность гемоглобина связывать O снижается. Действительно, в периферических тканях с относительно низким значением pH и высокой концентрацией CO сродство гемоглобина к кислороду падает. И наоборот, в легочных капиллярах выделение CO и сопутствующее ему повышение pH крови приводит к увеличению сродства гемоглобина к кислороду. Это влияние величины pH и концентрации CO на связывание и освобождение O гемоглобином и называют эффектом Вериго – Бора [7]. 2 2 2 2 2 2 2

Говоря проще, уменьшение СО в крови повышает связь кислорода и гемоглобина и затрудняет поступление кислорода в клетки. Уменьшение СО крови (гипокапния) вызывает уменьшение кислородного притока в ткани и приводит к кислородному голоданию тканей – гипоксии. То есть Вериго еще в 1892 году (132 года назад!) дал самое четкое обоснование того, что в основе гипоксии лежит гипокапния, а гиперкапния может способствовать уменьшению гипоксии, причем, заметьте, без всяких усилений и обострений этой самой гипоксии. Но потребо-валось более ста лет, чтобы факт «гипокапния вызывает гипоксию» заново открыли и об этом заговорили современные ученые. Совершенно непонятно, откуда пришло описание, которое часто использовалось в публикациях европейских авторов, что «введение СО усиливает гипоксию, и поэтому карбокситерапия работает как гомеопатический метод, усиливая гипоксию». 2 2 2

Только через 12 лет, в 1904 году, по закону парных случаев этот же эффект, что открыл Вериго, был вновь открыт датским коллегой Христианом Бором и вошел в историю под названием закона Вериго – Бора. Именно этот закон указывается как основополагающий для лечебного применения углекислого газа (то есть карбокситерапии).

Поскольку этот эффект был отмечен двумя исследователями независимо друг от друга: русским физиологом Б. Ф. Вериго, который это сделал первым (1892), и датским физиологом Бором (Ch. Bohr, 1904), правильнее называть его эффектом Вериго. В статьях, публикуемых за рубежом, большинство авторов обозначает это явление как эффект Бора, т. к. работа Б. Ф. Вериго мало кому была известна. О ней упоминают только Дж. Холдейн и Пристли [8].

(1855—1911) был датским врачом, отцом физика и нобелевского лауреата Нильса Бора. Кристиан Харальд Лауриц Петер Эмиль Бор

Свою первую научную статью «Om salicylsyrens indflydelse på kødfordøjelsen» («О влиянии салициловой кислоты на переваривание мяса») он написал в возрасте 22 лет. Он получил медицинскую степень в 1880 году, учился у Карла Людвига в Лейпцигском университете, получил степень доктора философии по физиологии и был назначен профессором физиологии в Копенгагенском университете в 1886 году.

В 1904 году Кристиан Бор описал явление, теперь называемое эффектом Бора, при котором ионы водорода и углекислый газ гетеротопически снижают сродство гемоглобина к кислороду. При снижении pCO в альвеолярном воздухе и крови сродство кислорода к гемоглобину повышается, что затрудняет переход кислорода из капилляров в ткани. Это регулирование повышает эффективность выделения гемоглобином кислорода в тканях, таких как активная мышечная ткань, где при быстром метаболизме образуются относительно высокие концентрации ионов водорода и углекислого газа. Кстати, Бора трижды номинировали на Нобелевскую премию – в 1907 и 1908 годах за работы по химии дыхания, связанных как раз с открытым им эффектом. Но Кристиану Харальду Бору не повезло, в отличие от его ученика, который был его студентом, помощником в исследованиях и, как выяснилось, соавтором [9]. О, сколько же интересных открытий вас ждет в ближайшее время! Но чуть позже, а сейчас вернемся к нашим ученым. 2

Имя этого ученика Бора – , который впоследствии серьезно опередил своего учителя, поскольку он лично получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1920 года «За открытие механизма регуляции просвета капилляров (for his discovery of the capillary motor regulating mechanism)». Похоже, что есть основания для включения в название эффекта Вериго – Бора и третьего имени. Все началось тогда, когда Крог в 19 лет поступил в Копенгагенский университет изучать медицину и физику. Первым его исследованием, еще в качестве студента, стало изучение насекомых: он занялся личинками коретры – рода некровососущих комаров. Личинки его хорошо известны аквариумистам: они продаются в качестве корма для рыбок. Уже в этом исследовании студент Крог сделал свое первое важное изобретение – микротонометр, позволяющий точно измерять парциальное давление газа, растворенного в жидкости (фактически это давление газа, которое он создавал бы сам по себе в том же объеме, заполняя его единолично). Шек Август Стринберг Крог (15 ноября 1874 – 13 сентября 1949)

В 1902 году Крог совершил первую свою экспедицию в Гренландию, где как раз и научился измерять парциальное давление кислорода и углекислого газа в морской воде – соленой и немного похожей на кровь. В 1903 году Крог получил докторскую степень: его работа по изучению клеточного и кожного дыхания лягушки заслужила всеобщее одобрение. Он обнаружил, что кожное дыхание у лягушки относительно постоянно, а легочное изменяется и регулируется вегетативной нервной системой. Надо сказать, что к тому времени теория дыхания существовала лишь в зачаточном состоянии, и в начале XIX века боролись две парадигмы. Чтобы разобраться в них, нужно вспомнить, что дыхание – это обмен кислородом и углекислым газом между клетками и окружающей средой. В момент вдоха кислород поступает в кровеносную систему – капилляры легких – через мембрану так называемых альвеол, легочных пузырьков. Потом кислород начинает свой метаболический путь, запуская огромное количество окислительно-восстановительных каскадов. Итог всегда один: образуется вода, энергия и углекислый газ, который поступает из тканей в кровь, из крови в альвеолы и во время выдоха уносится из тела.

Сторонники первой парадигмы (Бор был в их числе) считали, что мембрана между альвеолами и капиллярами активно выделяет кислород и углекислый газ в ту или иную сторону (то есть, по сути, легкие – это своеобразная железа, выделяющая кислород и CO), а сторонники второй говорили, что в этом процессе нет особой физиологии, а лишь сплошная физика. То есть переход газами мембраны – это обычная диффузия. И прежде чем мы скажем, как решился этот вопрос в лаборатории Бора, нужно обязательно упомянуть еще одного человека – жену Крога. Все-таки без женщин и научная жизнь не так захватывающа и не столь эффективна. 2

В тот же год, когда Бор и Крог открыли эффект Бора, в лабораторию пришла работать Марта Йоргенсен, молодая и талантливая девушка. Уже через год, в 1905 году, она стала женой Августа Крога. Большинство последующих работ Крог сделал с ней вместе. Это была очень счастливая пара соратников. Мари Крог, например, сопровождала мужа в их экспедиции в Гренландию в 1908 году, в которой супруги изучали влияние исключительно мясной диеты на обмен веществ и дыхание у эскимосов. Забегая вперед, скажем, что, так и не получившая премии, супруга Крога в итоге ушла в нутрициологию и стала самым хорошим специалистом по питанию в Дании. Интересно, что одной из сложнейших и кропотливых работ семейной пары стала попытка доказать правоту своего шефа. Но в 1909 году вышла статья Августа и Мари Крог, которая показала, что альвеолярное парциальное давление кислорода выше артериального легочного. А это означало, что Бор неправ и дыхательные газы переходят через мембрану только благодаря диффузии.

Во второй декаде XX века Крог стал всемирно известен. Его работы по дыханию принесли ему почет и славу, а в 1916 году еще и профессорскую кафедру зоологии Копенгагенского университета (Крог параллельно занимался сравнительной физиологией, изучая разнообразие функций у разных организмов, и считается едва ли не основателем этой области науки). Будучи профессором, Крог занялся физиологией капилляров – тем, как работает «конечная станция» в транспорте кислорода к клеткам.

В отличие от артерий и вен, стенки которых состоят из нескольких слоев, стенки капилляров – это один слой клеток. Именно через них происходит обмен между кровью и тканями кислородом, углекислым газом, питательными веществами и продуктами метаболизма. Крог уже знал, что капилляры «открываются» и «закрываются» не синхронно, не в сердечном ритме. Знал он и то, что при любом увеличении кровотока в связи с повышением артериального давления возрастает и капиллярный кровоток. Крог предположил, что площадь стенок работающих капилляров (то есть «открытых»), так называемая капиллярная поверхность диффузии, напрямую зависит от того, сколько организм в данный момент потребляет кислорода. Экспериментируя с языком лягушки, физиолог увидел, как во время работы мышцы языка капилляры становятся хорошо видны в обычный микроскоп, а в покое они становятся невидимыми. Чуть позже студент Крога под чутким руководством учителя нашел и «управляющую компанию» капилляров – специализированные клетки Руже (перициты) в капиллярной стенке. У открытия был не только теоретический характер. Поскольку функция клеток Руже регулируется в том числе и температурными факторами (это тоже открыл Крог), то именно его работы привели к применению гипотермии, заметно снижающей смертность при операции на открытом сердце.

Нобелевская премия Крога была абсолютно заслуженной. И никак не заставила снизить его уровень научной активности. Уже в 1922 году Крог активно изучал только что открытый инсулин, и, поскольку у Мари был диабет, он начал организовывать лаборатории по производству и изучению инсулина в Дании. Он исследовал клеточные мембраны и дыхание насекомых, активно интересовался историей науки и языком пчел.

«Крог был великолепным экспериментатором и изобретательным создателем научных приборов, однако его опыт и любовь к красивым методикам никогда не заслоняли для него фундаментальных научных проблем» – пожалуй, лучше физиолога Арчибальда Хилла и не скажешь об этом замечательном человеке (первоначально опубликовано на портале Indicator.Ru).

Вот так появляются новые подробности открытия эффекта Вериго – Бора, в котором участвовали и другие ученые. Все это теснейшим образом связано с изучением функционирования капилляров микроциркуляторного русла, окислительно-восстановительных процесов, процессов гипокапнии и гипоксии, старения, карбокситерапии. Но это будет уже позже.

А пока… поскольку доказанное научное первенство принадлежит Вериго, то будет правильно называть этот эффект именно его именем – эффект Вериго. Но эффект Вериго – Крога тоже звучит отлично! Не правда ли?

В эти же годы изучали углекислый газ и другие ученые. Данные о том, что изменения уровня углекислого газа в крови влияют на тонус дыхательных путей, были впервые сообщены Эйнтховеном в том же 1892 году. Он описал, что вдыхание высоких концентраций углекислоты (смеси, богатые СО) вызывало бронхоконстрикцию у собак, что было подтверждено на различных моделях собак, подверженных нормоксической гиперкапнии. 2

– выдающийся нидерландский физиолог, медик, физик, основоположник электрокардиографии, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1924 года «За открытие механизма электрокардиограммы». Виллем Эйнтховен (21 мая 1860 – 29 сентября 1927) 

– британский физиолог, более всего известный исследованиями дыхательной функции крови. Член лондонского Королевского общества (1910), иностранный член Национальной академии наук США (1939). Сэр Джозеф Баркрофт (26 июля 1872 – 21 марта 1947) 

В 1896 году окончил Кембриджский университет, получив степень доктора медицины, и сразу же начал активную научную работу по изучению гемоглобина. В мае 1910 года был избран членом Королевского общества, в 1922 году ученый был награжден Королевской медалью лондонского Королевского общества, в 1943 году – медалью Копли, в 1935 году был посвящен в рыцари, в 1938 году избран почетным иностранным членом Американской академии наук и искусств.

В 1936 году номинировался на Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования в области дыхательной функции крови и функций селезенки. С 1925 по 1937 годы Джозеф Баркрофт возглавлял кафедру физиологии в Кембридже.

Биохимический механизм, определяющий развитие эффекта Вериго, долгое время оставался недостаточно изученным. Дж. Баркрофт в течение 9 лет (1910— 1929) исследовал эффект Вериго и совместно с Л. А. Орбели установил определенную зависимость величины сдвигов кривой диссоциации оксигемоглобина от величины pCO и pH крови. 2