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

История метода, или Путь длиной в несколько веков

Фраза , которую я однажды услышала, перевернула мою жизнь как врача-косметолога и стала ключевой для понимания мной многих процессов в человеческом организме. «Жизнь зародилась при высоком содержании углекислого газа и, возможно, чтобы продлить себе жизнь и сделать ее максимально здоровой, нужно вернуться к первоисточнику»

Современная медицина имеет в своем распоряжении огромный арсенал для диагностики и лечения различных заболеваний. Мы с вами живем в эпоху не только передовых технологий, но и удивительных открытий, позволяющих по-новому взглянуть на хорошо известные методы, дающие возможность человеческому организму вернуться к самообновлению и самоизлечению за счет восстановления физиологических процессов. И метод карбокситерапии – именно тот метод, который позволяет нам делать эти открытия.

Медицина ХХІ века – это использование уникальных, полимодальных, патогенетических возможностей терапии, среди которых карбокситерапия (лечение с помощью углекислого газа – СО) является одной из широко применяемых медицинских технологий [1]. Карбокситерапия – метод лечения и профилактики, основанный на применении диоксида углерода (СО) в газообразном виде. _{2 2}

Применение СО имеет долголетнюю историю во многих медицинских областях. Сначала применение осуществлялось опытным путем, постепенно перешло на солидную научную базу. На протяжении многих десятилетий проводились дискуссии по поводу применения диоксида углерода в практической медицине. Сегодня имеется большое количество научных работ по поводу его использования инъекционным и неинъекционным образом в различных ее областях. Конечно, сложно проследить весь этот путь, поскольку история изучения углекислого газа невероятно интересна, а история применения углекислого газа для лечения различных человеческих страданий насчитывает века, возможно и тысячелетия. Но для меня поиск информации на эту тему стал невероятно увлекательным и захватывающим путешествием. Как обычно говорят писатели, путешественники, преподаватели и другие любители поговорить: «Усаживайтесь поудобней, я начинаю». ₂

Уже стало традиционным рассказывать, что «в древние века в купальнях применялись газовые испарения вулканических сольфатар. В Европе, например, это пещера Байя в Неаполе. Позднее углекислый газ использовался вместе с сероводородом». Надо сказать, что «новые страницы в научных исследованиях углекислого газа для лечения заболеваний были открыты не одним человеком, а многими талантливыми людьми, чьи работы стали известны далеко за пределами их государств». Одним из первых применил СО с лечебными целями Гиппократ (460—370 гг. до н. э.), который назначал своим пациентам с дерматологическими и другими болезнями ванны в источниках, обогащенных углекислым газом. ₂

Можно считать, что первый официальный источник, посвященный лечебному эффекту углекислых вод, – это книга Томаша Йордана из Клаузенбурга «О водах хогитедлных или Моравских теплицах», изданная в Оломоуце, датированная 1580 г. Томаш Йордан, как свидетельствует история, был «земский врач Моравского маркграфства, эпидемиолог и бальнеолог» [2].

По имеющимся данным, тема лечения углекислым газом, да и сам углекислый газ, интересовала многих ученых. Среди них известны А. Либавиус, Я. Б. Гельмонт, Роберт Бойль, Антуан Лавуазье, Д. Блэк, Д. Пристли, которому принадлежит заслуга определения свойств углекислоты, Г. Кавендиш и многие другие.

То есть на данный момент мы можем совершенно официально заявлять о том, что лечебный эффект углекислого газа известен 444 года (около 450 лет) и в интересе к нему были замечены самые известные ученые, жившие в разные века. Предлагаю вспомнить их имена и заслуги. Мировая карбокситерапия должна помнить своих героев.

(1550—1616) родился в Галле, Германия. Проявив в детстве большой интеллект, поступил в Виттенбургский, а затем и в Йенский университет, где изучал философию, историю и медицину. В 1581 г. он получил академическую степень магистра искусства и был назван поэтом-лауреатом. В 1588 г. он поступил учиться в Базельский университет и получил степень доктора медицины. Вскоре после этого он стал профессором истории и поэзии в Йенском университете. В то же время он также руководил диспутами в области медицины. В 1591 г. он стал врачом городского совета Ротенбурга, Либавиус был наиболее известен тем, что практиковал алхимию и написал книгу под названием «Алхимия», один из первых когда-либо написанных учебников химии. Алхимия была ранней наукой, целями которой были преобразования материи, такие как превращение неблагородных металлов в золото. Алхимики также пытались найти эликсир жизни, который позволил бы им вылечить все болезни. Либавиус верил, что его исследования в области алхимии помогут дальнейшему прогрессу в области медицины. Его исследования в области алхимии привели ко многим новым открытиям в химии. Он открыл методы получения ряда химических веществ, таких как соляная кислота, сульфат аммония и хлорид олова. Известно, что он изучал углекислый газ еще в 1597 г., называя его кислым спиритусом. За 25 лет (1591—1616) Либавиус написал более 40 работ в области логики, теологии, физики, медицины, химии, фармации и поэзии. Андреас Либавиус

– фламандский врач и химик. Ян Баптист ван Гельмонт был химиком, физиологом и врачом из Брюсселя. Он работал сразу после Парацельса и расцвета ятрохимии, Получил медицинскую степень в 1599 г. Он практиковал в Антверпене во время великой чумы 1605 г., после чего написал книгу под названием De Peste («О чуме»). В 1609 г. он получил докторскую степень по медицине. Ян Баптист ван Гельмонт (1579—1644)

Ван Гельмонт считал, что воздух и вода были двумя примитивными элементами. Огонь он явно отрицал как элемент, а земля таковой не является, потому что ее можно свести к воде. Ван Гельмонт считается основателем пневмохимии, поскольку он первым понял, что существуют газы, отличные по своему виду от атмосферного воздуха, и, кроме того, изобрел слово «газ». Он вывел слово «газ» от греческого слова хаос (χᾰος). Он впервые использовал слово «газ» для описания состояния материи и установил четыре вида газов: монооксид углерода (угарный газ), диоксид углерода (углекислый газ), закись азота (веселящий газ) и метан.

Ван Гельмонт заметил, что масса древесного угля уменьшалась, когда он сжигался, потому что масса оставшейся золы была меньше массы используемого древесного угля. Его интерпретация заключалась в том, что остальная часть древесного угля превратилась в невидимое вещество, которое он назвал газом, или spiritus sylvestre («лесной дух»). В 1648 г. Ван Гельмонт открыл «сильвестровый» газ (бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом). Он был обнаружен в пещерах, копях, погребах, а также в некоторых минеральных водах – и процесс его выделения описывался весьма поэтично: «Воды сна выделяют дикий воздух». Он понял, что его «сильвестровый газ» (углекислый газ), выделяемый при сжигании древесного угля, был таким же, как при брожении сусла, газа, который иногда делает воздух пещер непригодным для дыхания. Один из важнейших экспериментов ван Гельмонта – попытка установить, откуда растения получают массу для своего развития. Для этого он взял иву, засыпал в горшок почву и посадил саженец. В течение пяти лет ученый поливал дерево только дождевой водой. По завершении эксперимента он обнаружил, что масса дерева увеличилась примерно на 74 кг, а масса почвы уменьшилась незначительно. Основываясь на результатах взвешиваний, ван Гельмонт сделал неверный вывод из своего открытия – он утверждал, что дополнительный вес получен из воды и почва не является строительным материалом для роста дерева. Позднее ученые смогли установить, что необходимый дереву углерод получается после поглощения растением атмосферного углекислого газа.

был шотландским физиком и химиком, известным своими открытиями магния, скрытой теплоты, удельной теплоемкости и углекислого газа. Он был профессором анатомии и химии в Университете Глазго в течение 10 лет с 1756 года, а затем профессором медицины и химии в Эдинбургском университете с 1766 года, преподавая и читая лекции там более 30 лет. Джозеф Блэк (16 апреля 1728 – 6 декабря 1799)

Как и большинство экспериментаторов XVIII века, концепция химии Блэка была основана на пяти принципах материи: воде, соли, земле, огне и металле. Он добавил принцип воздуха, когда его эксперименты показали присутствие углекислого газа, который он назвал неподвижным воздухом, тем самым внося свой вклад в химию пневматики. Открытием СО было положено начало новой отрасли химии – пневматохимии (химии газов). Химическая формула углекислого газа СО была определена им в 1754 году. А названия углекислого газа, которые использовал Блэк, были весьма разнообразны: двуокись углерода, углекислый газ, оксид углерода, диоксид углерода, угольный ангидрид, углекислота. Онустановил, что известковый минерал мрамор (карбонат кальция) при нагревании разлагается с выделением газа и образует негашеную известь (оксид кальция). В 1754 году он обнаружил, что при смешивании растворов карбоната кальция с кислотами выделяется газ, который тяжелее воздуха и не поддерживает процессы горения. Когда газ вводили в раствор гидроксида кальция, он мог образовывать осадок. С помощью этого явления Джозеф Блэк показал, что углекислый газ содержится в дыхании млекопитающих и выделяется в результате микробиологической ферментации. Его работа доказала, что газы могут участвовать в химических реакциях, и внесла свой вклад в дело теории флогистона. _{2 2}

был английским натурфилософом и ученым, химиком-экспериментатором-теоретиком. Член лондонского Королевского общества (1760) [4], иностранный член Парижской академии наук (1803). Английский физик и химик, создатель газовой химии. Генри Кавендиш (10 октября 1731 – 24 февраля 1810)

Он известен своим открытием водорода, который он назвал «легковоспламеняю-щимся воздухом». Он описал плотность такого воздуха, в котором при горении образуется вода, в статье 1766 года «Об искусственных выбросах воздуха». Кавендиш получил углекислый газ растворением мрамора в соляной кислоте. Он обнаружил, что выделяющийся газ может сохраняться до одного года под слоем ртути, не теряя эластичности и химических свойств, быстро взаимодействует с щелочами, но при этом обладает растворимостью в воде, частично соединяется с нею, образуя угольную кислоту. Г. Кавендиш первый обратил внимание на то, что водный раствор двуокиси углерода имеет приятный кислый вкус. Он продемонстрировал в Королевском научном обществе стакан «чрезвычайно приятно искрящейся (шипучей) воды, едва ли отличной от Сельтерской воды» и получил за это золотую медаль общества. Это было первое практическое применение диоксида углерода. Подобный случай приписывается и Пристли.

 (26 августа 1743, Париж – 8 мая 1794) – французский естествоиспытатель, основатель современной химии. Антуан Лоран Лавуазье

Лавуазье окончил коллеж Мазарини (1761) и юридический факультет Парижского университета (1764). Одновременно изучал естественные науки.

Основные достижения:

• В начале 1770-х годов выполнил систематические экспериментальные работы по изучению процессов горения, в результате которых пришел к выводу о несостоятельности господствовавшей в то время теории флогистона.

• В 1774 году получил кислород и разработал основы кислородной теории горения.

• В 1783 году совместно с Ж.-Б. Мёнье доказал сложность состава воды, установив, что вода состоит из кислорода и «горючего воздуха» (водорода).

• В 1789 году издал «Начальный учебник химии», основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре.

• Ввел в химию строгие количественные методы исследования.

• В 1789 году на основе экспериментальных исследований количественного состава веществ и соотношения масс реагентов и продуктов реакции Лавуазье сформулировал закон сохранения массы.

Лавуазье положил начало применению физико-химических методов исследования к биологии.

В 1789 году совместно с К. Бертолле и другими учеными основал одно из первых химических периодических изданий – журнал Annales de сhimie.

В 1793 году Антуан Лоран Лавуазье был арестован, обвинен в «в заговоре с врагами Франции против французского народа, имевшем целью похитить у нации огромные суммы, необходимые для войны с деспотами» и приговорен к смерти. Ни громкая слава, ни реальные заслуги перед Францией, ни заступничество бюро искусств и ремесел не спасло его.

Антуан Лоран Лавуазье изучал углекислый газ в рамках своих исследований о процессах горения и окисления.

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

Ими было установлено, что сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина зависит как от изменений pH среды, так и от специфического действия углекислоты. Сэр Джозеф Баркрофт также получил известность тем, что в своих опытах очень часто использовал самого себя в качестве подопытного. Так, во время Первой мировой войны, когда он был призван на Королевскую инженерную опытную станцию, он проводил эксперименты с удушающими газами, подвергая себя воздействию цианида водорода. Однажды он в течение семи дней просидел в небольшой стеклянной камере, чтобы рассчитать минимально необходимое для выживания человека количество кислорода, а в другой раз закрылся в камере с настолько низкой температурой, что упал в обморок.

Баркрофт также занимался изучением свойств кислорода на большой высоте, поэтому организовывал восхождения на пик Тенерифе (1910), Монте-Роза (1911), перуанские Анды (1922).Во время Второй мировой войны он был призван в Портон в качестве консультанта по химическому оружию [10].

– российский физиолог, академик АН СССР, АН Армянской ССР, АМН СССР, член Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Герой Социалистического Труда, генерал-полковник медицинской службы. Орбели Леон Абгарович (1882—1958) 

Основные исследования Л. А. Орбели были посвящены физиологии нервной системы. Он развивал учение о нервизме, выявил адаптационно-трофическую функцию симпатической нервной системы, изучил механизмы спинномозговых координаций и влияние подкорковых нервных центров на функционирование коры больших полушарий головного мозга.

Под руководством Л. А. Орбели в СССР произошло становление авиационной медицины и физиологии подводных погружений. Он стоял у истоков работ по созданию средств медицинской защиты от ядерного оружия.

С 1962 года АН СССР учреждена премия имени Л. А. Орбели за работы по эволюционной физиологии.

(1853 – 1922) – русский патофизиолог, исследователь теплообмена, кислородного голодания, влияния на организм углекислого газа. Петр Михайлович Альбицкий

В 1884 году защитил докторскую диссертацию на тему «О влиянии недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе на азотистый обмен у собак».

В последующие пять лет вел исследования по влиянию углекислоты на организм, изучал обмен веществ при голодании и откармливании.

С 1886 года читал приват-доцентский курс лекций по патологии дыхания. Ни одно из исследований Альбицкого этих лет не было своевременно опубликовано. Но в 1911 году вышел его основной труд «Об обратном действии (о следствии) углекислоты и биологическом значении СО обычно содержащейся в организме». Работа была признана классическим сочинением и премирована Академией наук [11]. ₂

Важно, что в начале ХХ века русский ученый и физиолог П. М. Альбицкий в своих трудах отмечал, что значение углекислого газа недооценено: он, так же как и кислород, является одним из важнейших элементов живой системы. Кислород и углекислый газ не являются абсолютными антагонистами, в живых системах О и СО в определенных соотношениях проявляют себя как синергисты, обеспечивая оптимальное течение окислительных процессов в тканях. _{2 2}

Именно Альбицкий выдвинул гипотезу, согласно которой pCO в крови является важнейшим регулятором интенсивности окислительных процессов в тканях. Он обнаружил, что при вдыхании высоких концентраций СО скорость метаболи-ческих процессов понижается. Этим, в частности, может быть объяснено наркотическое действие высоких концентраций углекислоты во вдыхаемом воздухе. При снижении ранее повышенной pCO скорость обменных процессов возрастает. В случае развития гипоксии возникающая гипервентиляция (учащение дыхания, приводящее к вымыванию СО – гипокапнии) приводит, с одной стороны, к повышению содержания кислорода в крови, а с другой – к снижению поступления его в ткани. Повышенное содержание кислорода в крови уменьшает возникающий при гипоксии цианоз кожи и слизистых оболочек, однако не улучшает состояние организма. При этом необходимо иметь в виду, что гипервентиляция (гипокапния) приводит не только к проявлению закономерностей эффекта Бора, но и к сужению кровеносных сосудов, преимущественно сосудов головного мозга, что само по себе может быть причиной кислородного голодания (гипоксии). Так мы еще раз убеждаемся, что ученые XIX – XX века указывали гипокапнию причиной гипоксии. _{2 2 2 2}

П. М. Альбицкий продолжал изучение кислородного голодания и влияния на организм углекислоты до 1917 года: им были проведены калориметрические исследования по газообмену и теплообмену при кислородном голодании и по влиянию температуры среды на его развитие; изучено влияние недостатка кислорода на эмбриогенез; влияние избытка углекислоты на газообмен, теплообмен, теплорегуляцию и температуру тела, нарушения обмена веществ при полном и неполном голодании, при питании углеводами, «сберегающее» действие жиров и углеводов пищи на расходование в организме белка и нарушение обмена при минеральном голодании. Было изучено происхождение амилоида и условия его образования в организме. При помощи точнейшего по тем временам калориметра системы В. В. Пашутина было исследовано теплопроизводство человека, выяснена динамика изменений теплопродукции и теплоотдачи при приступе малярийной лихорадки.

П. М. Альбицкий развил три теоретические обобщения:

1) учение об углекислоте как важной биологической константе, играющей роль физиологического тормоза и регулятора интенсивности окислительных процессов; 2) значение нормального развития различных метаболитов в крови и тканях для авторегуляции и нормального течения промежуточных процессов обмена;

3) учение о «критических дозах» и «критических точках» в действии на организм различных вредных влияний.

В 1918 году вышел его второй капитальный труд «Односторонность и ошибочность современного физиологического учения», получивший высокую оценку современников [12].

– выдающийся русский естествоиспытатель, советский почвовед-гидрогеолог, профессор, человек с удивительной и трагической судьбой, внес большой вклад в развитие микробиологии и почвоведения. Он вошел в историю микробиологии открытием у бактерий хемосинтеза за счет использования водорода и открытием гетеротрофной фиксации углекислоты, далеко опередившим развитие науки. Его основополагающий вклад в развитие почвоведения связан с созданием теории происхождения почвенных и грунтовых вод. Александр Федорович Лебедев (1882—1936) 

В 1921 году российский биолог А. Ф. Лебедев показал, что гетеротрофные организмы (в том числе некоторые бактерии и грибы) способны усваивать углерод из CO, обеспечивая накопление до 10% всего углерода организма в виде органического вещества. Так им был открыт эффект ассимиляции углекислоты гетеротрофными организмами, а позднее доказана способность клеток как простейших, так и высших животных, включая и человека, использовать углекислоту для синтеза углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот. Однако этот процесс обычно маскируется гораздо большим количеством CO, образуемого в результате дыхания. _{2 2}

– советский биолог и биохимик, создавший теорию возникновения жизни на Земле из абиотических компонентов; академик АН СССР (1946; член-корреспондент с 1939), Герой Социалистического Труда (1969). лауреат Ленинской премии. Александр Иванович Опарин (18 февраля (2 марта) 1894 – 21 апреля 1980) 

Сущность теории Опарина – постулирование закономерного характера возникновения жизни в результате длительного процесса химической эволюции соединений углерода, приведшей к образованию различных, в том числе и полимерных, органических соединений, и последующего действия естественного отбора на уровне формирующихся из этих соединений многомолекулярных образований – обособленных от внешней среды, но постоянно с ней взаимодействующих предбиологических структур [13].

Результаты экспериментальных исследований подтвердили положение А. И. Опарина о том, что фиксация углекислоты является процессом совершенно универсальным, а потому и очень древним, заложенным в самой основе организации обмена веществ у всех живых существ. «Уникальность физиологического значения углекислоты определяется тем, что она участвует в реакциях биосинтеза важнейших компонентов клетки: липидов, углеводов, белков, азотистых оснований нуклеотидов, а значит, и нуклеиновых кислот».

В 1933 году с помощью изотопного метода американские биологи Г. Вуд и Ч. Веркман подтвердили эту способность.

– известный советский ученый, один из основателей советской биохимии, организатор науки. С 1932 года деятельность М. Ф. Гулого связана с Институтом биохимии им. А. В. Палладина. На протяжении почти 40 лет Максим Федотович руководил отделом биосинтеза и биологических свойств белка. В 1972—1977 годах возглавлял институт, а затем выполнял почетную функцию советника при его дирекции. Максим Федотович Гулый (3 марта 1905 – 23 мая 2007)

В 1957—1963 годах М. Ф. Гулый избирался вице-президентом Академии наук УССР. Одна из работ Максима Гулого – книга «Роль углекислоты в регуляции обмена веществ у гетеротрофных организмов» [14].

– советский физиолог. Заслуженный деятель науки РСФСР (1946). Член-корреспондент Академии медицинских наук СССР (1957). Моисей Ефимович (Мовша Хаимович) Маршак (23 сентября 1894 – 1977)

В 1919 году окончил медицинский факультет Московского университета.

С 1924 по 1933 год был заведующим лабораториями гигиены и физиологии труда Института охраны труда. С 1933 года заведовал лабораторией климатофизиологии, а затем до 1972 года – лабораторией физиологии дыхания и кровообращения (последовательно находившейся в составе Всесоюзного института экспериментальной медицины, Института физиологии АМН СССР, Института нормальной и патологической физиологии АМН СССР). Одновременно с 1938 по 1949 год заведовал кафедрой физиологии Института физической культуры. Является пионером изучения механизмов регуляции регионарного кровообращения (1948—1970).

:«К регуляции дыхания, кровообращения и газообмена» (1948), «Физиологические основы закаливания организма человека» (1957), «О регуляции регионарного кровообращения» (1961), «Физиологическое значение углекислоты» (1969) [15], «Регуляция дыхания» (1973). Его известные научные труды

Совершенно очевидно, что мировая история открытий в области углекислого газа неразрывно связана с именами великих русских и советских ученых. И я надеюсь, что эта информация станет достойным дополнением к той истории карбокситерапии, которую написали до меня.

Продолжить чтение