Krioterapia ogólnoustrojowa: ogólna charakterystyka metody, efekty biologiczne i zastosowanie kliniczne temperatur kriogenicznych

 Paweł Zalewski 1, Jacek J. Klawe 1, Małgorzata Tafil-Klawe 2

1. Katedra i Zakład Higieny i Epidemiologii CM UMK
2. Katedra Fizjologii, Zakład Fizjologii Człowieka CM UMK 

Wykorzystanie metod fizykalnych w medycynie 

Zabiegi terapeutyczne z zakresu medycyny fizykalnej stanowią jeden z zasadniczych elementów procesu rehabilitacji oraz odnowy biologicznej. Stosowanie metod fizykalnych w leczeniu różnorodnych chorób ma swoją wielowiekową historię. Już w Starożytności lekarze wykorzystywali terapeutyczne właściwości światła słonecznego, wody, ciepła czy zimna. Hipokrates (ok. 470-360 p.n.e.) zalecał obniżanie temperatury tkanek w celu zmniejszenia obrzęku, krwawienia lub pourazowych dolegliwości bólowych. Wzrost udziału metod fizykalnych w procesie leczenia wiąże się z aktualnymi procesami demograficznymi i socjoekonomicznymi zachodzącymi w naszym społeczeństwie. W ostatnich dekadach stale zwiększa się liczba osób starszych, których ogólny stan zdrowia często wymaga systematycznego leczenia i usprawniania. Z kolei osoby aktywne zawodowo coraz częściej poszukują skutecznych i niepowodujących skutków ubocznych metod leczniczych, które jednocześnie umożliwią im szybki powrót do codziennych obowiązków. Wśród tych metod ważne miejsce zajmuje fizykoterapia, która stanowi jeden z zasadniczych elementów medycyny fizykalnej. 

Fizykoterapia opiera się na wykorzystaniu bodźców elektrycznych, magnetycznych, mechanicznych lub termicznych jako czynnika terapeutycznego. Skutkiem działania bodźców fizykalnych są lokalne (narządowe) lub ogólnoustrojowe reakcje fizjologiczne, które mają na celu zahamowanie lub - w niektórych przypadkach - nawet cofnięcie procesu chorobowego. 

Krioterapia ogólnoustrojowa 

Wśród licznych metod medycyny fizykalnej termoterapia stanowi obszerną grupę zabiegów o bardzo zróżnicowanych wskazaniach terapeutycznych. Do metod z zakresu termoterapii zalicza się zabiegi zimnolecznicze, wśród których krioterapia ogólnoustrojowa, zwana również kriostymulacją ogólnoustrojową (WBC–whole body cryotherapy) stanowi istotny element. Krioterapia ogólnoustrojowa stanowi dość popularną i szeroko stosowaną w naszym kraju metodę terapeutyczną w zakresie fizjoterapii i odnowy biologicznej. Zabieg krioterapii (kriostymulacji) ogólnoustrojowej polega na poddanie organizmu nieinwazyjnemu oddziaływaniu par skroplonego gazu o temperaturze od –110 do -160oC przez okres nie dłuższy niż 3 minuty. Najczęściej wykorzystywane są pary azotu, dwutlenku węgla lub powietrza.

 Fot. 1. Widok na komorę właściwą kriokomory z kaskadowym systemem sprężania powietrza, temperatura komory właściwej ok. – 120 oC (zbiory własne)

 

Zabiegi krioterapii mogą być wykonywane przy użyciu różnych urządzeń do schładzania całego ciała lub tylko jego części. Różnice dotyczą zarówno konstrukcji tych urządzeń jak i stosowanego nazewnictwa, np. kriosauna, kriokomora, kriobeczka czy kriodołek. Technologia wykonania danego urządzenia w dużej mierze zależy od rodzaju gazu wykorzystywanego jako czynnik chłodzący. Zabiegi kriostymulacji całego ciała wykonywane są w specjalnie w tym celu skonstruowanych kriokomorach. Kriokomora może być przeznaczona dla jednej lub kilku osób, najczęściej wyposażona jest w jeden lub dwa przedsionki, w których panuje wyższa temperatura powietrza, około -10 do -60oC. Osoba poddawana zabiegowi przechodząc przez kolejne przedsionki adaptuje się do niskiej temperatury, co pozwala na zmniejszenie nieprzyjemnych efektów stresu termicznego po przejściu do komory właściwej. Przed wejściem do kriokomory każda z osób musi być zaopatrzona w maskę ochronną, rękawiczki, opaskę na uszy oraz skarpety i obuwie. Stosowana odzież ma na celu ochronę dystalnych części ciała przed nadmiernym wychłodzeniem i możliwym odmrożeniem. Najczęściej spotykane są kriokomory, w których czynnikiem chłodzącym są pary azotu – komora z zaleganiem chłodu lub sprężonego powietrza (Fot. 1). 

Historia krioterapii

 Prekursorem wykorzystania bodźca kriogenicznego w praktyce był prof. T. Yamauchi, którego zespół naukowy w 1978 roku skonstruował pierwszą na świecie kriokomorę i zastosował krioterapię ogólnoustrojową w leczeniu pacjentów z rozpoznaniem zesztywniającego zapalenia stawów. Efekty kliniczne zastosowanej terapii zostały publicznie przedstawione w 1981 roku. Drugą na świecie, a zarazem pierwszą w Europie kriokomorę skonstruował zespół pod kierunkiem prof. R. Fricke w 1982 roku, w Niemczech. Dzięki współpracy interdyscyplinarnego zespołu naukowego pod kierunkiem prof. Z. Zagrobelnego, zrzeszającego pracowników naukowych Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Akademii Medycznej we Wrocławiu oraz Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN, już w 1983 roku skonstruowano i wprowadzono do klinicznego użycia pierwszy w Polsce krioaplikator. W kilka lat po tym, w 1989 roku, zespół pod kierunkiem mgr inż. Z. Raczkowskiego skonstruował pierwszą w Polsce kriokomorę. Początkowo testowano ją w Katedrze Rehabilitacji AWF we Wrocławiu, a docelowo zainstalowana została w Oddziale Reumatologicznym Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego Narządu Ruchu w Kamiennej Górze. 

Zastosowanie kliniczne krioterapii ogólnoustrojowej 

Jak dotąd powstało wiele opracowań naukowych wskazujących na skuteczność tej formy terapii w leczeniu przewlekłych stanów zapalnych w obrębie narządu ruchu, a połączenie krioterapii ogólnoustrojowej z kinezyterapią zwiększa zakres ruchomości chorobowo zmienionych stawów. Leczniczą skuteczność krioterapii ogólnoustrojowej wykazano również w leczeniu fibriomialgii oraz nieswoistego procesu zapalnego w obrębie ścięgien i mięśni. W dostępnym piśmiennictwie wyraźnie zauważalne jest zastosowanie krioterapii ogólnoustrojowej właśnie w leczeniu chorób narządu ruchu o etiologii przeciążeniowo-zwyrodenieniowej oraz autoimmunologicznej.

 Wykazano korzystny efekt krioterapii ogólnoustrojowej u dzieci z niedowładami spastycznymi w przebiegu porażenia mózgowego, gdzie obserwowano obniżenie napięcia mięśniowego. Podobne efekty zaobserwowano również u osób z rozpoznaniem stwardnienia rozsianego. W tym przypadku bodziec kriogeniczny powodował krótkotrwałe obniżenie napięc ia mięśniowego. Innym korzystnym efektem stosowania krioterapii było zmniejszenie nasilenia dolegliwości bólowych. Krioterapia ogólnoustrojowa korzystnie wpływa na stan psychiczny osób z rozpoznaniem lekkiej depresji, stanów lękowych oraz zaburzeń nastroju.

 Przeprowadzono liczne badania w celu wykazania stymulującego wpływu krioterapii ogólnoustrojowej na parametry hormonalne oraz poziom katecholamin, jednakże wyniki tych badań nie są jednoznaczne. Część autorów pisze o silnie modulującym wpływie krioterapii ogólnoustrojowej na parametry biochemiczne krwi oraz poziom wybranych hormonów u osób uprawiających sport, z kolei inni autorzy potwierdzają taki efekt, ale jednocześnie podkreślają, że jest on zwykle krótkotrwały.

Niestety, dostępne piśmiennictwo w zakresie krioterapii ogólnoustrojowej dotyczy przede wszystkim badań osób chorych, a brak badań na wpływem temperatur kriogenicznych na osoby zdrowe – zarówno takie, u których nie stwierdza się stanu zapalnego lub innego procesu chorobowego w obrębie danego układu oraz osoby, które poprzez intensywną aktywność fizyczną mogą wykazywać odmienne reakcje na bodźce kriogeniczne. Dlatego tak ważne są badania w kierunku obiektywizacji wpływu krioterapii ogólnoustrojowej na organizm człowieka w warunkach fizjologii.

 Oddziaływanie krioterapii ogólnoustrojowej na organizm człowieka w warunkach fizjologii 

Doświadczenia własne wskazują, że jednym z zasadniczych i najbardziej zauważalnych skutków krioterapii ogólnoustrojowej jest znaczny i dość gwałtowny spadek temperatury powierzchni skóry. Wykorzystując termowizyjny pomiar temperatury powierzchni skóry można łatwo zaobserwować zachodzące zmiany temperatury powierzchni ciała po zabiegu krioterapii. Powierzchnia skóry stanowi podstawowy narząd termorecepcji, biorący czynny udział w procesach termoregulacyjnych organizmu. Na skutek oddziaływania bodźca kriogenicznego inicjowane zostają obwodowe mechanizmy termoregulacyjne, które mają na celu zachowanie równowagi termicznej ustroju. Jedną z głównych reakcji stanowi gwałtowny skurcz (wazokonstrykcja) naczyń skórnych Mechanizm ten zapobiega nadmiernemu napływowi wychłodzonej krwi do głębszych warstw ciała i jednocześnie ogranicza proces oddawania ciepła. Omawiane zmiany są widoczne na zamieszczonych poniżej zdjęciach wykonanych techniką termowizyjną.

 Fot. 2 i 3. Przykładowy termogram – fotografia tułowia od strony brzusznej wykonana przed oraz po zabiegu krioterapii ogólnoustrojowej

 

Fot. 3 i 4. Przykładowy termogram – fotografia tułowia od strony grzbietowej wykonana przed oraz po zabiegu krioterapii ogólnoustrojowej

 

Kolejna obserwacja zmian parametrów fizjologicznych dotyczy wpływu translokacji wychłodzonej krwi z obszaru naczyń włosowatych powłok skórnych do wnętrza ciała. Skutkiem tego obserwowany jest spadek temperatury głębokiej ciała. W dotychczas dostępnym piśmiennictwie przeważa opinia, że temperatura wnętrza ciała. nie ulega zmianie  pod wpływem bodźców kriogenicznych, jednakże przeprowadzone ostatnio badania wyraźnie wskazują zmniejszenie temperatury głębokiej pod wpływem działania bodźców kriogenicznych. 

Badania własne przeprowadzono u 25 zdrowych ochotników. Okazało się, że w czasie 15 minut od ekspozycji organizmu na kriogeniczny czynnik termiczny o temperaturze ok. -110oC przez okres 3 minut nie występują istotne zmiany ciśnienia skurczowego (sBP), rozkurczowego (dBP) i średniego (mBP) badanych osób. Wyniki wskazują również na brak istotnych zmian w obrębie parametrów charakteryzujących przepływ krwi przez obwodowe naczynia krwionośne, m.in. całkowitego oporu obwodowego (TPR), co również tłumaczy brak zmian wartości ciśnienia krwi. Inna bardzo ciekawa obserwacja dotyczy zmian częstości akcji serca (HR) po gwałtownym wychłodzeniu powłok skórnych, a następnie translokacji wychłodzonej krwi do części centralnej ustroju. Zwiększony powrót żylny spowodował istotny wzrost objętości wyrzutowej serca (SV) oraz wskaźnika skurczowego serca (SI). Można więc stwierdzić, że napływ wychłodzonej krwi pod wpływem krioterapii ogólnoustrojowej powoduje zwiększony wyrzut krwi z komór serca, a jednocześnie obniżona temperatura napływającej do serca krwi powoduje zwolnienie częstości akcji serca. Mechanizm ten ma swoje fizjologiczne uzasadnienie, ponieważ obniżenie temperatury okolic skupisk komórek bodźcotwórczych serca (węzła zatokowo-przedsionkowego) skutkuje zmniejszoną częstotliwością ich wyładowań co ma bezpośredni wpływ na częstość akcji serca. Bardzo podobne zjawisko, lecz o zdecydowanie większym natężeniu, możemy obserwować u osób poddanych sztucznie wywołanej hipotermii podczas zabiegów kardiochirurgicznych lub w warunkach naturalnych na skutek znacznego wychłodzenia organizmu pod wpływem czynników środowiskowych. 

Przeprowadzone badania wskazują na silnie stymulujący wpływ krioterapii ogólnoustrojowej na autonomiczny układ nerwowy człowieka, zwłaszcza na część przywspółczulną. Autonomiczny układ nerwowy ma podstawowe znaczenie dla zachowania homeostazy oraz odruchowej regulacji czynności większości narządów. Funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego, pokarmowego, moczowo-płciowego, termoregulacja oraz kontrola aktywności dobowej podlegają ścisłej kontroli autonomicznego układu nerwowego. Warto zwrócić uwagę na niezwykle istotny wpływ układu autonomicznego na okołodobową zmienność procesów biologicznych organizmu oraz równowagę somatyczno-emocjonalną. 

 Wykazany stymulujący wpływ krioterapii ogólnoustrojowej na układ przywspółczulny wydaje się być korzystnym efektem terapeutycznym, podobnie jak ogólne obniżenie aktywności autonomicznego układu nerwowego w czasie kilku godzin od zabiegu. Może to tłumaczyć doniesienia o korzystnym wpływie tej formy zabiegu fizykalnego na funkcje psychiczne u osób z zaburzeniami lękowymi i depresyjnymi. Dość dobrze udokumentowany jest również korzystny wpływ krioterapii w leczeniu stanów zapalnych o zróżnicowanej etiologii w obrębie narządu ruchu. Natomiast w przypadku chorych, którzy wykazują nawet nieznaczne zaburzenia funkcji układu sercowo-naczyniowego, interpretacja wpływu krioterapii ogólnoustrojowej nie jest tak jednoznaczna, zwłaszcza że ocena odruchowych reakcji kontrolujących czynność autonomicznego układu nerwowego i układu sercowo-naczyniowego była zwykle przeprowadzona w przeciągu pewnego odstępu czasu od zakończenia zabiegu. 

Krioterapia ogólnoustrojowa z pewnością stanowi bardzo atrakcyjną metodę fizykalną, zwłaszcza dla osób, które preferują bodźce o niskiej i bardzo niskiej temperaturze. Dotychczasowe badania wskazują, że krioterapia ogólnoustrojowa wywiera leczniczy wpływ w przypadku leczenia schorzeń narządu ruchu, szczególnie o podłożu zapalnym. Potwierdzają to również liczne doniesienia naukowe w tym zakresie. Na uwagę zasługuje jednak fakt, że wciąż jest bardzo niewiele badań osób zdrowych, bez cech obciążenia układu sercowo-naczyniowego.

 

Piśmiennictwo dostępne u autorów.