Лечение в спелеоклиматической камере из натуральных калийно-магниевых солей верхнекамского месторождения. Методические рекомендации. Часть первая

проф. М. А. Рычкова, проф. А. В. Туев, проф. Е. Е. Красноштейн, к.м.н. Н. С. Айрапетова, к.м.н. Л. А. Верихова, к.м.н. А. Г. Малявин, Я. М. Нохрина, Ю. Н. Падерин, к.т.н. Л. М. Папулов, д.т.н. Г. З. Файнбург

Методические рекомендации подготовлены в соавторстве сотрудниками отделения реабилитации и лечения больных заболеваниями органов дыхания РНЦ реабилитации и физиотерапии Министерства здравоохранения РФ. В основу рекомендаций положены научно-исследовательские работы, выполненные в Горном институте Уральского отделения РАН, Пермском политехническом институте, Пермском государственном медицинском институте, институте химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН, Пермской облсанэпидемстанции при методическом руководстве Ленинградского НИИ радиационной гигиены МЗ РФ. Экспертная оценка научно-исследовательских работ и практического медицинского использования наземных спелеоклиматических камер произведена Российским научным центром реабилитации и физиотерапии МЗ РФ.

Введение

Широкое распространение бронхолегочных заболеваний в стране и вполне очевидные трудности их медикаментозного лечения предопределили развитие в последние годы немедикаментозных видов терапии. К ним относят различные виды физиотерапии, бальнеотерапии, рефлексотерапии и психотерапии.

Спелеоклиматическое лечение вполне можно обозначить как комплексный вид лечения, поскольку в этом случае на организм больного оказывают воздействие и физические факторы внешней среды (температура, влажность, газовый состав и высокая ионизация воздуха, ингаляция высоко дисперсного аэрозоля) и психологические факторы (соответствующая обстановка проведения процедур, возникающее психологическое ощущение временной изоляции от «агрессивной» внешней среды) и, наконец, немаловажный фактор временной элиминации аллергенов.

Все эти положения легли в основу метода спелеотерапии, первоначально весьма успешно примененного и изученного в спелеолечебницах. Творческим продолжением метода и путем его более широкого распространения стало изготовление и применение в лечебных и профилактических целях искусственных галокамер. Вдыхание высокодисперсного аэрозоля хлорида натрия в условиях относительно стабильных температурно-влажностных условий способствует снижению бронхиальной реактивности, нормализации мукоцилиарного транспорта, улучшению дренажной функции бронхов и ликвидации грубых иммунологических расстройств.

Вмеете с тем, наряду с существенными достоинствами и широкой доступностью метод не лишен определенных недостатков (в частности, не всегда показан избыток ионов хлорида натрия) и бывает недостаточно эффективен. Рациональным было бы изучение различных солей и сравнительный анализ их эффективности или особенностей действия по общепринятым методикам. В этой связи весьма интересны исследования и наблюдения, проведенные в спелеолечебнице Первого Березниковского рудника и спелеоклиматических камерах, изготовленных на основе силъвинитовых пород Верхнекамского соляного месторождения. Образование спелеолечебницы было связано с многолетними наблюдениями за заболеваемостью шахтеров и с анализом газового и бактериального состава воздуха, используемого для шахтной вентиляции.

Физическая характеристика сильвинитовых пород, используемых в спелеоклиматотерапии

С геологической точки зрения соляные породы, слагающие каменносоляные и калийные пласты, представлены комплексом различных минералов.

Основные из них - галит, сильвин, карналлит. Они и определяют эффективные физико-механические и физико-химические характеристики соляных пород.

Кристаллы галита (NaCL) и сильвина (KCL) имеют кубическую структуру. Каждый ион Na+ и К+ окружен 6 ионами СL-, а каждый ион СL- 6 ионами Nа+ или К+. При этом плоскости кристаллов заполнены ионами равномерно, вследствие чего спаянность по граням куба является совершенной. Разница в структурах кристаллов NаСL и КСL определяется лишь более сильным поляризующим действием иона Nа+ по сравнению с ионом К+. Этим и вызвано незначительное отличие в механических характеристиках галита и сильвина.

Первичный сильвин обычно образует взаимные прорастания с галитом в массивных - от тонко - до крупнокристаллических - скоплениях. Получившаяся порода называется «сильвинит». Окраска сильвинита - различные оттенки красного, бурого цвета - обусловлена тонко рассеянными мельчайшими вкраплениями иголочек и пластинок гематита. Радиоактивное разрушение связи КСL обуславливает пурпурно-фиолетовую окраску. Молочно-белый цвет обусловлен мельчайшими полостями, заполненными азотом и метаном, с незначительной примесью битумов.

Двухкомпонентные соляные породы, состоящие, например, из галита и сильвинита, образуют в зависимости от содержания сильвина следующий ряд: каменная соль (0-5%); сильвиносодержащая каменная соль (5-10%); галитсильвиннтовая порода (10-15%); силъвиновая порода (менее 50%). При этом примесями считаются компоненты (СаСL, МgСL, глина), содержание которых не превышает 5%. Проведенные исследования химического состава пород, слагающих пласты сильвинита и каменной соли на Верхнекамском калийном месторождении, показали, что суммарное содержания в них галита и сильвина в среднем составляет 97-98%.

Как известно, калий (К) - один из самых распространенных элементов на Земле. Его кларк 2,5%. В природе К находится в виде трех изотопов 39 К19 (калий-39), 40К19 (калий-40) и 41К19 (калий-41), распространение которых в горных породах находится в постоянном соотношении 93,08:0,0119:6,91. Изотоп калий-40 неустойчив, при распаде испускает бета-частицы (электроны) со средней энергией Е = 0,54МэВ и превращается в кальций- 40: 40К19->40Са20-е, либо путем К-захвата превращается в аргон-40:40К19 + е -> 40 А18 +hV.

Образовавшееся ядро аргона-40 нестабильно и, переходя в стабильное состояние, испускает гамма-квант с энергией 1,46МэВ.

Период полураспада калия-40 составляет 1,32x109 лет. Первый тип превращения преобладает (8:10) и даже при сравнительно небольшой энергии бета-излучения радиоактивность калия-40 является существенным фактором в ионизации воздуха. Эманированные бета-частицы (электроны) присоеди-
няются к внешним оболочкам атомов и молекул воздуха и образуют отрицательно заряженные аэроионы на всем пути свободного пробега. Для бета-частицы с энергией 0,541 МэВ длина пробега в сухом воздухе достигает 1,7м. В мягких тканях человека пробег не превышает 2 мм, а учитывая, что практически все бета-излучение поглощается одеждой, прямое воздействие радиоактивного излучения калийных руд ничтожно, тем более, что пробег бета-частиц в сильвинитовой породе составляет около 2 мм, а следовательно, бета-излучение идет лишь от самого внешнего слоя сильвинита.

Кроме бета-излучения калий-40 является источником и гамма- излучения с более низкой ионизирующей, но существенно более высокой, проникающей способностью. Источниками гамма-излучения в соляных породах определены также незначительные содержания урана, радия, тория, а бета-излучения - рубидия, однако, как показали специальные исследования, в обоих случаях подавляющий вклад определяется калием-40. Вместе с тем анализ радиоактивности образцов сильвинитовой руды, используемых для строи-тельства спелеоклиматических камер показал, что содержание естественных радионуклеидов в отобранных пробах и концентрация радона в спелеоклиматической камере не превышает допустимых уровней согласно действующим нормам радиационной безопасности (письмо Государственного комитета РСФСР СЭН за № УП12-256 от 24.01.92).

Аэрозольный состав атмосферы определяется в основном составом совмещающих пород, т.е. взвешенные в воздухе частицы на 60-65% состоят из солей натрия. В воздухе спелеолечебницы содержится 3-5 мг/м частиц солей, размеры которых на 80-90% составляют 5 мкм, т.е. являются оптимальными для проникновения в бронхиолы.

Ионный состав атмосферы характеризуется повышенным содержанием легких аэроионов. В среднем по данным специальных исследований в 1 см3 воздуха содержится 760-960 легких отрицательных аэроионов (при коэффициенте униполярности 0,5-0,7). Для сравнения: в атмосферном воздухе 115-160 аэроионов при коэффициенте униполярности 1,2-1,3.

Важными факторами, определяющими терапевтические свойства спелеоклиматических камер, являются практически полное отсутствие в воздухе аллергенов, включая аллергены микробного происхождения, а также чрезвычайно низкая обсемененность микроорганизмами.

В частности, в камерах в зависимости от времени года общее микробное число в 1 м3 воздуха составляет 130-700, в то время как воздух считается чистым в жилых помещениях, если этот показатель составляет ниже 1500/м3.

Некоторые сведения об опыте спелеоклиматотерапии в подземной спелеолечебнице в г. Березники

За период 1977-1992гг. в специально оборудованном подземном спелеостационаре БКРУ-1 курс лечения прошли более 5000 больных в возрасте от 18 до 60 лет, страдающих предастмой, бронхиальной астмой легкой и средней тяжести, хроническим бронхитом, поллинозом, риносинусопатиями.

Больным бронхиальной астмой и хроническим бронхитом в фазе полной ремиссии назначали комплекс 1, включавший дозированное пребывание в микроклимате спелеолечебницыи свободный режим. Комплекс 2 включает дополнительно к лечению микроклиматом лечебницы бронхолитические и отхаркивающие препараты, физиопроцедуры. Он применялся болъньшв фазе неполной ремиссии.

В фазу обострения заболевания применялся комплекс 3, предусматри-вавший 5-дневное антибактериальное и противовоспалительное лечение с последующим назначением спелеоклиматотерапии.

При атонической бронхиальной астме, поллинозе и аллергическом рините спелеотерапию сочетали со специфической гипосенсибилизацией выявленным аллергеном или гистаглобуллином (комплекс 4).

Во всех комплексах применялась лечебная дыхательная гимнастика и пребывание больных в подземной спелеолечебнице практиковалось с 19-00 до 8-00. Курс лечения состоял из 18-23 спусков.

В ходе спелеотерапии примерно у 6% больных отмечалось кратковременное ухудшение состояния, чаще после 5-7 спусков, которое купировалось прерыванием спусков на 1-2 дня и назначением симптоматических средств. Положительные клинические результаты подземной спелеотерапии за 15 лет колебались от 42,8% (бронхиальная астма тяжелого течения) до 99,4% (пылевой бронхит) и в среднем составили 85,2 % (без перемен 12,7%, ухудшение -2,1 %, в основном за счет больных с тяжелой бронхиальной астмой - 42,8 %). При этом положительный эффект спелеотерапии у больных, например, бронхиальной астмой, удерживался в течение 1-3 лет в 93% случаев.

Клиническое улучшение сопровождалось достоверным улучшением показателей функции внешнего дыхания (ЖЕЛ, МВЛ, мощность выдоха) и гемодинамики малого круга кровообращения (ЧСС, систолическое давление в легочной артерии, ударный индекс, общее легочное сопротивление, скорость распространения пульсовой волны по легочной артерии, фаза изометрического сокращения правого желудочка, период напряжения, период изгнания, внутрисистолический показатель и индекс напряжения миокарда). Наряду с этим у больных с сопутствующей гипертонической болезнью отмечено снижение системного артериального давления.

Кроме того, специальные исследования показали благоприятное влияние спелеотерапии на количество фагоцитирующих клеток, фагоцитарноечисло и фагоцитарный индекс, иммуноприлипание и титр сывороточных антител, а также на показатели функционального состояния носа: вазомоторную активность, двигательную активность мерцательного эпителия, рН носового секрета и скорость развития реакции на холодный раздражитель.

Эти и другие данные, связанные с опытом спелеотерапии в подземной спелеолечебнице, подвигли к попытке воссоздания микроклимата соляной шахты на поверхности путем физического моделирования климатических условий калийных рудников, что позволило существенно расширить возможности использования спелеоклиматотерапии. 

Отдаленные результаты спелеотерапии 
 

Непосредственные результаты спелеотерапии за 15 лет (1977-1992)