KATALOG

Poznatky , fyziologické a patofyziologické odpovědi na působení magnetických polí, magnetoterapie.

  • VASODILATACI ( rozšíření cév )
  • MYORELAXACI ( svalová relaxace )
  • SPASMOLYTICKÝ ÚČINEK ( uvolnění hladkého svalstva )
  • ANALGETICKÉ PŮSOBENÍ ( snížení bolesti )
  • AKCELERACI HOJENÍ ( zrychlení hojení )
  • PROTIZÁNĚTLIVÉ PŮSOBENÍ ( ochranné působení )
  • PROTIEDÉMOVÉ PŮSOBENÍ ( protiotokové působení )

Vazodilatace (rozšíření cév) může být způsobena efluxem Ca2+ iontů, což ve svém důsledku může znamenat povolení tonu svaloviny cév, zejména prekapitárních svěračů. Dále lze uvažovat o aktivaci vagu a na základě zvýšené metabolické aktivity buněk exponované oblasti (včetně buněk endotelu) o zvýšené produkci EDRF (endothelium derived relaxing factor) a tvorbě prostacyklinů. Konečně i aktivace mastocytů může mít svůj význam, stejně jako popisované zablokování N a M receptorů.

Analgetické působení lze vysvětlit jednak zjištěnou zvýšenou tvorbou endorfinů. dále protizánětlivým a protiedémovým působením a konečně i navozenou myorelaxací (svalová relaxace) Nezdá se pravděpodobné, že by jako v pokusech na zvířatech docházelo k morfologickým (tvarové poměry těla organismu) změnám nervových zakončení a destrukcím nervů. Tento děj by musel mít za následek i poruchu např. kožní citlivosti, což nebylo nikdy pozorováno. Konečně nelze vyloučit ani ovlivnění Melzackových "vrátek".

Protizánětlivé působení - teoretické zdůvodnění bylo podáno a zakládá se na výše popsaných pozorováních. Slabé elektrické proudy (i magnetické pole samo o sobě) jsou schopny zvýšit fagocytózu (pohlcování drobných čáatečků buňkou , zvl.mikrobů) neutrofilů včetně zvýšené produkce superoxidu (luminometrický důkaz, průkaz INT testem). Následná indukce superoxiddizmutázy vázané na endotel (buňka vnitřní vystýlky cév a dutin) je pravděpodobná, což má za následek vyšší koncentraci peroxidu vodíku v exponované oblasti. Protože superoxid inhibuje aktivitu katalázy (enzym velmi rozšířený zvl.v játrech) , produkovaný peroxid vodíku není odbouráván a je schopen destruovat leukotrieny, jedny z nejsilnějších aktivátorů fagocytózy. Tento navržený mechanismus protizánětlivého působení vysvětluje i zdánlivě kontroverzní působení magnetických polí jak u zánětů sterilních (revmatická onemocněním. Bechtěrev, PAP) tak i mikrobiálně indukovaných (sinusitidy dětí, osteomyelitidy). V případech mikrobiálně indukovaných zánětů je zvýšená fagocytární aktivita, včetně zvýšené produkce superoxidu, patrně zodpovědná za rychlé potlačení bakteriální flóry v exponované oblasti. Tento jev na druhé straně vysvětluje dočasné zhoršení stavu revmatiků (větší bolestivost) v průběhu prvních 3 expozic, kdy dochází k vyšší produkci superoxidu, který zesílí zánětlivé projevy. Poté se patrně uplatní indukce superoxiddizmutázy a lze uvažovat, že je zde obdobná situace jako při aplikaci Peroxinormu do místa zánětu. Další vysvětlení protizánětlivého účinku lze spatřit jednak změnou mikrocirkulačních poměrů, potlačením koagulace (srážení krve) a aktivní fagocytózy, jednak přímým ovlivněním cytoplazmické (veškerý obsah buňky mimo jadernou hmotu) a organelových (organel - drobný plazmatický útvar jednobuněčných organismů s některými funkčními úkony ,pohybovými, ochrannými atd) membrán (obalová vrstva buňek). Ukazuje se, že citlivost mikroorganizmů na působení antibiotik in vitro i in vivo koreluje s indukcí magnetického pole, jeho gradientem (vektor ve směru největšího narůstání pole), dobou expozice a opakováním expozic.

Myorelaxace (svalová relaxace) , resp. spasmolytický účinek (uvolnění hladkého svalstva) je rovněž často popisovaným dějem při aplikaci magnetických polí, zejména v případě paravertebrálních kontraktur. V tomto případě lze uvažovat o analgetické roli magnetoterapie. Kromě toho zlepšená perfúze může mít svou důležitost při odplavování kyselých metabolitů způsobujících bolestivé dráždění, a konečně byla prokázána zvýšená aktivita LDH ve svalstvu exponovaném magnetickým polím. Nelze vyloučit ani roli CNS a samozřejmě eflux Ca2+ ze svalové buňky.

Zrychlení hojení bylo prokázáno nejen u kostí, ale rovněž u měkkých tkání. Toto působení lze vysvětlit hypotézou podle Oberleyho. Předpokládá se, že nespecifické podráždění cytoplazmatické membrány aktivuje metabolický řetězec, jehož klíčovým bodem je změna poměru cAMP/cGMP. Tento děj je iniciován zvýšenou koncentrací intracelulárního superoxidu, patrně na podkladě aktivace membránově vázané NAD(P)-OX. Kromě toho je známo, že magnetická pole aktivují respirační řetězce, tedy zdroje intracelulárního superoxidu.Aktivace dýchacích řetězců se, mimo jiné, vysvětluje zvýšenou permeabilitou cytoplazmické membrány pro H+, zvýšeným influxem protonů a snížením intracelulárního pH. U hojení pseudoartróz se patrně uplatňuje ještě další mechanismus, a to aktivace osteoklastů. Důkazem pro tento předpoklad jsou rtg nálezy po relativně krátce (1 měsíc) trvající magnetoterapii, kdy dochází ke zdánlivému zhoršení rtg obrazu ve smyslu rozostření a dilatace lomné linie. Tento obraz je zřejmě způsoben aktivací osteoklastů. Další hojení je patrně podpořeno zvýšenou tvorbou fibronektinu těmito buňkami, takže nepřekvapí literární údaje sledující dynamiku hojení, které popisují podstatně rychlejší tvorbu vaziva. Dalším pozitivním příspěvkem je jistě i potlačení zánětlivých projevů a zlepšená perfúze danou oblastí, navozená magnetickým polem. Působení magnetického pole proti rozvoji edému, případně pro jeho rychlé vymizení, je vysvětlitelné zlepšením perfúze a protizánětlivým působením. Je zřejmé, že jediným negativním rysem je možnost navození hypotence, pokud není expozice přehnaná ať ve smyslu příliš vysokého B, nebo dlouhých expozičních časů. Za popisované experimentální poškození je patrně zodpovědný biochemický mechanismus indukce respirace a s ní spojené: a) zvýšená tvorba superoxidu => oxidace -SH skupin glyceraldehyd-3-PDH b) snížení IC pH=>změna xantin-DH na xantin-OX c) katabolizmus ATP startovaný odtržením fosfátu oxidovanou glyceraldehyd -3-PDH. Další katabolizmus ATP, resp. ADP znamená spolu se zlepšenou perfúzí a objevením se xantin-OX mohutný a hlavně náhlý zdroj superoxidu, který nemůže být detoxikován SOD na stávajícím aktivačním stupni. Tím je nastartována peroxidace lipidových struktur buňky a oxidace -SH skupin enzymových proteinů se všemi negativními důsledky.

Tento mechanismus však může být částečně zodpovědný za pozitivní výsledky u léčby zhoubných nádorů. Je totiž známo, že většina nádorových buněk prakticky nemá vyvinutý enzymatický systém antiradikálové ochrany a zvýšení nitrobuněčné tvorby aktivních forem kyslíku na ně působí vysoce toxicky. Tedy nepřekvapí příliš, že expozice, které nevyvolají výraznou změnu normálních buněk působí proti růstu nádorových buněk a potencují účinek cytostatik, zejména s radiomimetickým působením. Z výše uvedených skutečností vyplývá, že je nutno uvažovat o otázce dávky, kterou lze odhadnout z rovnice :

Dávka = dB/dt .Bmax .doba expozice .f
dB/dt = změna mag. indukce za jednotku času - strmost náběžné nebo sestupné hrany impulzu [T/s]
Bmax = špičková indukce magnetického pole [T]
f = frekvence aplikovaného pole [Hz]
doba = expozice v hodinách


Tato rovnice vyčísluje "celkovou dávku" a její hodnota vypočtená pro postupy používané v různých zemích pro hojení kostí se shodným účinkem (tj. zhojení pakloubů v 80-90%), se pohybuje v rozmezí 4-8. Není důvod se domnívat, že obdobný výpočet nebude platit i v případě jiných onemocnění. Jinými slovy, pro přístroje používané v současné době pro pulzní magnetoterapii (indukce pole je zpravidla řádově v desítkách mT) by neměla expoziční doby přesáhnout 40 minut. V případech použití statických magnetických polí bude rozhodující prostorový gradient. Jestliže bude na úrovni magnetoforů (permanentní elastické magnety, B do 5 mT, extrémní gradient) lze předpokládat bezproblémové použití i při trvání expozice řádově v hodinách, možná i déle. Pokud bude statické magnetické pole generováno elektromagnety a tedy rozptylové pole bude rozsáhlejší (zásah i hlubších struktur), jeví se značnou dávkou opatrnosti jako ještě bezpečná expoziční doba při B <= 100 mT do 1 hodiny. Pokud shrneme jednotlivé medicínské obory, kde byla magnetorerapie použita, můžeme s jistotou říci , že účinek byl prokázán v trumatologii, revmatologii, v některých pediatrických aplikacích, angilogii a gynekologii. Pro toto tvrzení existuje jednak dostatečné množství klinických pozorování, která lze považovat za věrohodná a navíc v traumatologii jsou klinické výsledky dostatečně podpořeny experimentálně. V interních oborech lze některé práce s výhradami a nutností ověření akceptovat. V těchto případech existuje vždy problém s experimentálním podkladem, což je dáno obtížností modelování konkrétních, zejména chronických patologických stavů.



O MAGNETOTERAPII

Článek podává přehled o současných názorech magnetoterapie, na působení magnetických polí z hlediska potřeb fyziatrie (nauka o přírodních léčivech a způsobu jejich využití v lékařství) . Jsou rozebírány nejdůležitější mechanismy působení se zřetelem jak na pozitivní i možné negativní důsledky aplikace, včetně rozboru kontraindikací k této léčbě.


rozložení magnetického pole aplikátoru

Úvod Magnetoterapie


Magnetoterapie je dnes značně rozšířená fyziatrická metoda, kterou díky jednoduchosti obsluhy přístrojů používají i lékaři z jiných oborů. Problém je v tom, že v našem písemnictví není příliš mnoho článků zabývajících se touto tématikou a tedy ne vždy se přístroje používají optimálním způsobem. Spoléhá se spíše na návod k použití přístroje, kde se často vyskytují informace povrchní a ne zcela korektní. Jako i v jiných oborech, a ve fyziatrii pak zvlášť, je třeba pečlivě rozmyslet, zda je aplikace vybraného faktoru vhodná a zda kombinace více faktorů je účelná a do jaké míry.


Tento článek přináší obecné informace, nikoliv "kuchařku" jak přistupovat k aplikaci magnetoterapie. Není tedy zaměřen na to, jak aplikovat magnetická pole např. u bolavých kloubů a páteří našich spoluobčanů, ale spíše chce ukázat možnosti efektivního využití tohoto druhu fyzikální léčby a inspiraci k dalšímu použití.


Fyzikální podstata magnetického pole

Magnetické pole je definováno jako pole pohybujícího se náboje, které působí na jiné pohybující se náboje. Pod pojmem pohybující se náboj rozumíme elektrony ve vodiči (vodič, kterým protéká elektrický proud), elektrony ve vakuové trubici (např. obrazovka TV, počítačové video displejové terminály apod.), ionty v elektrolytické lázni atd. Zdrojem statických magnetických polí u permanentních magnetů jsou elektrony na orbitách atomů a jejich spinové magnetické momenty.

U magnetického pole určujeme jeho velikost a směr, jde tedy o pole vektorové. Přiložením elektrického napětí na vodič začne vodičem protékat elektrický proud a jednotlivé vektory volných elektronů ve vodiči se sčítají a tedy čím větší proud vodičem prochází, tím má generované magnetické pole větší intenzitu. Pro intenzitu magnetického pole v okolí dlouhého přímého vodiče platí zjednodušeně:

Ze vzorce plyne, že intenzita magnetického pole klesá se vzdáleností od zdroje. V případě aplikátorů pro magnetoterapii je vztah složitější, ale lze říci, že čím plošší je aplikátor, tím je tento pokles od čela větší, jinými slovy, tím má pole větší gradient, to znamená většinou ve vzdálenosti pouhých 10 cm nalézáme zlomky hodnot ve srovnání s plochou aplikátoru.

V případech solenoidů, to znamená bezjaderných cívek, do kterých se umísťuje pacient, nebo např. jeho končetina je pole orientováno ve směru osy této duté cívky a uvnitř nacházíme gradienty nižší, přičemž na vnitřním povrchu je pole nejsilnější, klesající směrem ke středu a samozřejmé i k okrajům solenoidu.

Základní veličiny magnetického pole.

Intenzita pole H - A/m(ampér na metr),dříve se používal Oersted (Oe),1 Oe =79.6 A/m

Indukce pole B - T (Tesla), dříve G (Gauss), 1 T = 104 G

Přepočet mezi indukcí a intenzitou: B = m0H, kde m0 = 1.257 . 10-6

Magnetické pole dělíme na statická a časově proměnná a dále na homogenní a nehomogenní.

 

Statická magnetická pole: během času se nemění ani velikost ani směr magnetického pole, příkladem je Země, pole v okolí např. ferritových magnetů, v okolí elektromagnetů napájených stejnosměrným proudem.

Časově proměnná magnetická pole: během času se mění buď velikost nebo směr magnetického pole, nebo obě veličiny současně. Běžně nacházíme magnetická pole střídavá v okolí jakýchkoliv vodičů, které jsou připojeny k síti a protéká jimi proud. Např. stolní lampička, kávovar, lednička atd.

Homogenní magnetická pole mají ve všech bodech měřeného prostoru stejnou velikost i směr, u nehomogenních polí toto neplatí.

V magnetoterapii se u nás běžně používají magnetická pole pulzní, tedy časově proměnná a nehomogenní. V těchto případech se elektronicky na určitou dobu spíná do obvodu aplikátoru (cívka elektromagnetu) proud. Ačkoliv se spíná napětí vesměs pravoúhlé, tvar proudu pravoúhlý nikdy není. Ve tkáni, která je elektricky vodivá a kterou lze přirovnat k systému uzavřených vodičů, v nichž se indukuje proud. Ten však nikdy není stejného průběhu jako aplikované pole ale vždy bifázický.

Homogenita, resp. ne homogenita pole závisí na geometrii aplikátoru

Velmi důležitou a příjemnou vlastností magnetických polí je jejich schopnost pronikat bez změny indukce (intenzity) i směru tkaninami a všemi ve zdravotnictví běžně užívanými materiály. Z praktického hlediska to znamená, že magnetoterapii lze aplikovat i přes oděv (odpadá ztráta času svlékáním) i přes sádrový nebo jiný obvaz. Navíc je vyloučeno lokální popálení elektrickým proudem, které se zřídka objevuje u "klasických" elektroléčebných procedur.


Biofyzikální základ magnetoterapie

Má se za to, že magnetická pole v tkáni působí prakticky výlučně prostřednictvím indukovaných elektrických proudů. Lze říci, že jde svým způsobem o distanční elektroléčbu. To platí i pro magnetická pole statická, kdy dochází k indukci elektrických proudů v pohybujících se tělesných tekutinách. V případech časově proměnných magnetických polí platí rovnice:

kde: J = proudová hustota v exponované tkáni (A/m2)

E = indukované napětí v exponované tkáni (V/m)

r = poloměr řezu tkáně, do nějž se proud indukuje (m)

s = vodivost tkáně (S/m)

dB/dt = rychlost změny magnetického toku (T/s)

Pomocí této rovnice nelze získat přesné údaje u lidí, protože chybí údaje o vodivosti jednotlivých struktur a samozřejmě každý člověk je originál ve smyslu přesné anatomické lokalizace jednotlivých vodivých oblastí. Nicméně, pro účely odhadu nejvyšších dosažitelných proudových hustot za předpokladu nejnepříznivější vodivosti (0.2 S/m pro krev) postačí. Důležité je uvědomění si skutečnosti, že indukovaný proud je funkcí dB/dt. Jinými slovy, čím je generovaný impuls strmější (platí jak pro náběžnou tak i sestupnou hranu impulsu), tím větší proud bude indukován.

Dalším důležitým parametrem je i směr vektoru magnetického pole vůči tkáni. Bude-li např. snaha ovlivňovat vazy, cévy a nervy zápěstí (např. syndrom karpálního tunelu, stavy po zlomeninách této oblasti apod.), lze tyto struktury pro daný okamžik považovat za dlouhý přímý vodič a je nezbytné aplikovat magnetického pole tak, aby jeho siločáry směřovaly kolmo k jejich průběhům. Bude tedy třeba použít vhodný aplikátor, např. plochý a přiložit ho k volární (dorsální) ploše zápěstí. Lze očekávat menší účinnost při použití solenoidu nasunutého na ruku a předloktí, protože jeho siločáry procházejí paralelně.


Obrázek C. Znázornění průběhu siločar u plochého aplikátoru a solenoidu


Kromě těchto úvah je třeba ještě brát v úvahu roli gradientu (1Barkusova). Bylo prokázáno, že kultury pekařských kvasnic jsou v růstu inhibovány tam, kde je přítomen vysoký gradient statického magnetického pole (25Kimball). Nověji byl pozorován opačný účinek při růstu vlny křepelčích embryí v podmínkách pulzních polí (8Debouck). Jde zřejmě o vyšší vyjádření elektrické složky v polích s vyšším gradientem. Výše uvedené kontroverzní nálezy jsou vysvětlitelné rozdílem použitých polí a dobami expozice. V prvním případě šlo o statické pole o indukci řádově v desítkách mT s dobou expozice několik hodin, ve druhém případě šlo o přerušované střídavé pole se základní f=5 kHz, přerušování s f=15 Hz a Bmax=0.9 - 2.2 mT s expozicí až 150 hodin.

Někdy se vyskytují pochybnosti, jak je to s případným ohřevem kovových implantátů. Je samozřejmé, že vodivost tohoto materiálu je daleko vyšší nežli vodivost tkání a tedy se do nich indukují vyšší proudy. Je třeba si však uvědomit, že např. hlavice endoprotézy kyčelního kloubu je jednak relativně hluboko a v případě aplikace plochým aplikátorem bude indukce pole v této hloubce velmi nízká a dále že zlepšená per fúze působením magnetického pole vznikající teplo spolehlivě odvede.


Fyziologická odezva na expozici magnetických polí.

Zdá se, že magnetická pole působí jak místním i celkovým mechanismem. Pod pojmem "celkový mechanismus" rozumíme působení prostřednictvím CNS a/nebo ovlivněním imunitních mechanismů. Při konstrukci přístrojů je většinou dávána přednost zdůraznění místního působení. Proto jsou konstruovány spíše malé, lokální aplikátory, které navíc jsou lehčí a manipulace s nimi je snazší. Jde rovněž o to, aby byly minimalizovány případné vedlejší účinky, zejména navození poklesu TK, které je tím pravděpodobnější, čím větší objem těla je exponován

Nejen v případě magnetických polí ale i u jiných fyziatrických procedur je znám protizánětlivý účinek. Stejně jako u tzv. "lázeňské reakce" lze očekávat asi u 1/3 léčených přechodné počáteční zhoršení s následným zlepšením jak subjektivních tak i objektivních ukazatelů.

Jde o to, že počáteční nespecifická stimulace aktivuje fagocytární (fagocyt - buňka pohlcující drobné částečky , zvl. mikroby) aktivitu poly morfonukleárních leukocytů ( bílých krvinek) (PMNL), které při této činnosti extra celulárně produkují super oxidový radikál anion O.2. Ten je zodpovědný za projevy zánětu - rubor, tumor, calor, dolor, functio laesa. Tato forma aktivního kyslíku jednak přímo indukuje aktivitu super oxid dismutázy (SOD) lokalizované m.j. na povrchu intimy cév, která redukuje O.2 na peroxid vodíku a zároveň inhibuje (utlumuje) aktivitu katalázy (enzym) (KAT), která přítomný peroxid vodíku štěpí na kyslík a vodu. Znamená to, že zpočátku (odhadem první 3 dny) je přítomna vyšší koncentrace H2O2 v místě zánětu díky aktivaci SOD a současně inhibici KAT. To však dále znamená pokles koncentrace leukotriénů (snad neúčinnějších aktivátorů fagocytózy), které jsou oxidativně destruovány H2O2. Tento navržený mechanismus vysvětlí jak zmíněné zhoršení stavu pacientů, ale rovněž pozorované překvapivě rychlé antimikrobiální působení magnetických polí např. u sinusitid (zánětlivé onemocnění vedlejších nosních dutin), osteomyelitid (chirurgický zákrok na kosti) apod.

 

Zásady praktického použití magnetoterapie

1. Aplikátory musí být přiloženy co nejblíže k exponované oblasti těla. Nicméně nevadí vrstva oděvu, obvaz apod.

2. Pro mikrobiálně indukované záněty lze doporučit frekvenci 25Hz. Optimalizováno u dětských sinusitid (zánětlivé onemocnění vedlejších nosních dutin..)

3. Pro sterilní záněty frekv. do 10Hz. Empirie (zkušenost) u revmatických onemocnění.

4. U degenerativních onemocnění pohybového aparátu se osvědčily frekvence nad 10Hz. Pokud jsou přítomny známky zánětu, platí bod3).

5. Při sledování perfúze dolními končetinami bylo zjištěno, že frekvence do 10Hz způsobovaly okamžitou vazodilataci (rozšíření cév), které přetrvávala několik desítek minut. Pokud byla použita frekvence 25 a 50Hz, po několik desítek minut trvající vasokonstrikci (zúžení cév) došlo k několik hodin přetrvávající mohutné vazodilataci (rozšíření cév).

6. V případech "tenisových loktů" nebo "zmrzlých ramen" je účelná simultánní expozice C-pateře (krční páteř). Lze doporučit nízkou (do 10Hz) frekvenci místně a na oblast C-páteře frekvenci vyšší (25Hz).

7. Pokud je magnetoterapie terapie použita pro léčbu akutních vert. (obratlových) alg. (bolestivých) syndromů (současný výskyt několika příznaků typických pro určitou chorobu), je účelné exponovat spouštěcí body .

8. Celková denní doba expozice by neměla překročit 60 minut, jednotlivá expoziční doba 40 minut.

9. Magnetoterapie by měla být aplikována alespoň v prvních 5 sezeních denně, nebo 2x denně. Po té lze doporučit postupné prodlužování expozičních intervalů, např.

Týden            1               2             3                4              5

Expozice     denně        denně     Po, St, Pá      Út, Čt          St

10.Ukazuje se, že pokud tato léčba selže po 20 expozicích, nejspíše selže zcela. Toto neplatí pro hojení zlomenin s prodlouženou dobou hojení, ev. paklouby, kde lze očekávat známky hojení nejdříve po 30 dnech. RTG obraz však v těchto případech ukazuje zdánlivé zhoršení ve smyslu dilatace a rozšíření lomné linie. Je to patrně dáno aktivací osteoklastů (obrovitá buňka kostní dřeně). Po té lze očekávat jak end- tak periostální (blanitý obal kostí,okostnice) tvorbu svalku (novotvořená vazivová nebo kostní tkáň spojující úlomky kostí).

11.Asi u 1/3 revmatiků lze očekávat zhoršení po prvních 3 expozicích. To není důvodem k přerušení léčby, ale k úpravě režimu, jak je uvedeno výše, tedy především snížením frekvence (=frekvence tj. počet periodicky se opakujících dějů za sekundu).


 


Jsme také na Facebooku