Léčba mrazem
17. 1. 2007
Už odedávna lidé vědí, že chlad a mráz je léčebný prostředek proti bolestem a zánětům. Využívá jej i novodobá věda. V Lázních Teplice nad Bečvou jako jedni z prvních v České republice otevřeli polárium, tedy zařízení, které využívá léčebných účinků přímého působení nízkých teplot (kolem mínus sta stupňů) na lidské tělo. Dalším příkladem je aplikace kapalného dusíku při léčbě virových bradavic. Chlad ale dokáže živé buňky nejen zničit, ale i uchovat. V pražském Fyziologickém ústavu AV ČR se při velmi nízkých teplotách uskladňují buněčné kultury užívané ve tkáňovém inženýrství. Někteří studenokrevní živočichové však dokáží přežít zimu zamrzlí v ledu, a to díky jakési nemrznoucí směsi v jejich žilách. Autoři sci-fi předpokládají, že se brzy dočkáme technologie, která umožní člověka dlouhodobě zmrazit, což by bylo pro cesty do vesmíru, trvající desítky let, velmi užitečné. Zatím na to ale naše znalosti ještě nestačí.
Chlad. Samo to slovo zní mrazivě. Většina živočichů se zimě vyhýbá. Jiní se naopak životu ve studených oblastech přizpůsobili hustou srstí či opeřením, nebo zásobou podkožního tuku. Dokáží pak přežít i v krutých antarktických podmínkách. Člověka jako teplokrevného živočicha chlad ohrožuje: už pokles tělesné teploty na 28 °C nad nulou zastaví srdce, nedostatek kyslíku vzápětí způsobí poškození mozku a při 22 stupních se nevratně poškozují buněčné membrány.
Už odedávna ale lidé také vědí, že chlad je léčebný prostředek proti bolestem a zánětům. Novodobá věda dokáže chladu k léčebným účelům využít mnoha způsoby.
Lázně Teplice nad Bečvou. Jako jedni z prvních v České republice tady otevřeli polárium, zařízení využívající léčebné účinky přímého působení nízkých teplot na lidské tělo. V komoře ochlazované zkapalněným vzduchem pobývají pacienti několik minut při teplotě až mínus sto šedesát stupňů. Rukavice a čelenka je chrání před omrzlinami.
Prim. MUDr. František Juráň, lékařský ředitel: Účinek chladové terapie je založen na dvojím působení: je to jednak lokální působení chladu na povrch tkáně, a další je centrální účinek, který vyvolává uvolnění mediátorů – hormonů v těle člověka, a ty ten účinek znásobují.
Pobyt v komoře se doporučuje jako podpůrná léčba při onemocněních pohybového aparátu, při kožních onemocněních, ale i při depresích.
Po odchodu z komory čeká pacienty cvičení v posilovně. Léčebný účinek polária je výsledkem kombinace chladu a pohybové aktivity. Tkáně se prokrví, organismus vyplaví škodlivé produkty a uvolní endorfiny.
Abychom snesli pobyt v tak nízké teplotě, musí být vzduch v komoře absolutně suchý – kontakt těla s vlhkým prostředím může způsobit omrzliny.
Ing. Josef Frélich, technický manažer: Venkovní zásobník je naplněný kapalným vzduchem, to je to základní médium, vzduch vaří při teplotě minus 193 stupňů, jakmile se rozepne tryskami do kabiny, odnímá teplotu a tím pádem dochází k enormnímu chlazení.
Dalším příkladem využití velmi nízkých teplot pro léčebné účely je aplikace kapalného dusíku. Setkáme se s ní běžně v kožních ambulancích, například při léčbě virových bradavic. Tekutý dusík má teplotu mínus 196 stupňů. Aplikuje se buď na vatě nebo v kryospreji.
MUDr. Lucie Jarešová, Dermatovenerologické oddělení Fakultní nemocnice v Motole: V tkáni dochází k destrukci samotné bradavice. Důsledek podchlazení je v tom, že dochází ke vzniku puchýře, který se propíchne a odstraní. Většinou tento zákrok je ale potřeba opakovat.
Chlad dokáže živé buňky nejen zničit, ale i uchovat. V pražském Fyziologickém ústavu se při velmi nízkých teplotách uskladňují buněčné kultury užívané ve tkáňovém inženýrství. Jak dosáhnout toho, aby buňky tento drastický způsob konzervace přežily?
Nízká teplota vyvolá za normálních okolností v buňce vznik ledových krystalů. Ty poškodí buněčné stěny. Proto se před zmražením buněk aplikují takzvaná kryoprotektiva.
MUDr. Lucie Bačáková, CSc., Fyziologický ústav AV ČR: Buňky jsou promíchány se speciálním médiem, které do jisté míry imituje složení tělních tekutin, a je doplněno dvaceti procenty séra a dimethylsulfoxidem. To jsou látky, které mají protektivní účinek na buňky předcházející jejich poškození při mrazení.
Kryoprotektiva, jako je zmíněný dimethylsulfoxid, dokáží svou vysokou viskozitou zabránit tvorbě ledových krystalů. Zmražené buňky se po dobu několika měsíců nebo let ukládají v mrazicích boxech, pro dlouhodobé uskladnění slouží nádoby s tekutým dusíkem.
Stejně se uchovávají lidské spermie a embrya pro programy umělého oplodnění. I tady se používají podobné postupy jako u tkáňových buněk: spermie a zárodky se chrání kryoprotektivy a pomalu zmrazují.
MUDr. Lucie Bačáková, CSc., Fyziologický ústav AV ČR: V podstatě si takovéto embryo na nízkém stadiu ontogenetického vývoje můžeme představit jako shluk buněk, jako malou kuličku buněk, čili to embryo do jisté míry připomíná naši buněčnou suspenzi, kde je třeba milion buněk na mililitr zmrazovacího média.
Nezmrazují se jen lidská embrya, ale i dobytčí zárodky, opět pro účely umělého oplodnění. Přenesením zárodků získáme od jedné kvalitní dojnice desítky telat.
Asi vás napadlo: Jestliže zmrazení přežijí buňky a zárodky, proč ne dospělý živočich, třeba člověk? Obecně platí, že čím složitější organismus, tím hůře nízké teploty snáší. Bakterie nezahubí ani zchlazení kapalným dusíkem. Někteří studenokrevní živočichové přežívají zimu zamrzlí v ledu.
Mgr. Martin Pařízek, Fyziologický ústav AV ČR: Jako konkrétní příklad živočišného druhu může být pamlok sibiřský a mechanismus, který to způsobuje, je takový, že oni mají v žilách fridex, podobná nemrznoucí směs je v chladičích našich automobilů, která zabraňuje tvorbě velkých krystalů v buňkách.
Pro savce vystavené chladu je největší nevýhodou jejich teplokrevnost. Souvisí to s fungováním nervové soustavy. Jak už jsme si řekli, člověku přestává pracovat srdce poklesne-li jeho tělesná teplota na dvacet osm stupňů. Brzy na to mu nedostatkem kyslíku odumírá mozek.
Určitě jste slyšeli o takzvané kryonice. Jde o pokusy uchovat těla zemřelých lidí při velmi nízké teplotě do doby, kdy půjdou vyléčit nejen jejich choroby, ale půjde zvrátit i samotný proces smrti. Používají se k tomu podobné mechanismy jako při uchování buněk: tělo se napustí kryoprotektivy a potom pomalu zmrazuje. A v tom je právě největší úskalí.
MUDr. Lucie Bačáková, CSc., Fyziologický ústav AV ČR: Organismus člověka je velmi nehomogenní struktura tvořená mnoha typy buněk, od nervových, přes svalové, vazivové až po kostní. Ty buňky se při zmrazovací technice nedostanou do kontaktu s protektivním zmrazovacím médiem.
Kryonika tedy poškození buněk zabránit nedokáže. Autoři sci-fi předpokládají, že se brzy dočkáme technologie, která umožní člověka dlouhodobě zmrazit. Například pro cesty do vesmíru, trvající desítky let, by to bylo velmi užitečné. Zatím na to ale naše znalosti prostě nestačí.