MIKROPRĄDY – CZASEM MNIEJ OZNACZA WIĘCEJ….
Elektryczność w atmosferze
Prąd jako zjawisko fizyczne początkowo kojarzymy z gniazdem elektrycznym, baterią. W szkole dowiadujemy się, że jest to uporządkowany ruch ładunków spowodowany różnicą potencjałów.
Ale do końca nie zdajemy sobie sprawy, że żyjemy dzięki przepływającym przez nas jonom.
Znany fizyk Richard Feynman w „Wykładach z fizyki” zawarł cały rozdział poświęcony elektryczności w atmosferze. Dowiadujemy się tam, że Ziemia jest naładowana ładunkiem ujemnym, a w miarę wznoszenia się nad jej powierzchnię potencjał elektryczny rośnie o ok.100 V/m, by na wysokości 50 km osiągnąć 400 000 V.
Rys. 1 Typowe warunki elektryczne w czystej atmosferze
Rys. 2 a) Rozkład potencjału nad Ziemią, b) Rozkład potencjału w człowieka stojącego na otwartym płaskim terenia
Żyjemy niejako między okładkami kondensatora w ciągłym przepływie jonów z Ziemi do górnych warstw atmosfery.
Powrót elektronów do Ziemi odbywa się przez wyładowania elektryczne w czasie burz.
Powietrze nie jest dobrym przewodnikiem prądu – zawiera jednak jony (powstałe w wyniku promieniowania kosmicznego), które powodują przepływ prądu o gęstości 10pA/m2 (pA to 10 –12 ampera). Wydawałoby się, że tak niewielki prąd nie powinien mieć wpływu na nasze życie – tymczasem zrobiono doświadczenie na myszach i pozbawiono je tych jonów. Myszy nie przeżyły. Życie w środowisku niezjonizowanym jest niemożliwe.
Dlaczego nie czujemy tak dużej różnicy potencjałów? Człowiek jest dobrym przewodnikiem prądu i przyjmuje potencjał Ziemi.
Różne tkanki człowieka posiadają różny opór elektryczny – najlepiej przewodzi prąd rdzeń kręgowy, nerwy, naczynia krwionośne. Skóra stanowi duży opór – są jednak na skórze miejsca, których opór elektryczny waha się od 20 do 250 kiloohmów, podczas gdy opór otaczającej skóry przekracza 300 kiloohmów. Te punkty o zmniejszonym oporze (a zwiększonej pojemności elektrycznej i potencjale do 60 mV w stosunku do otaczającej skóry) – to punkty znane jako biologicznie aktywne tj. akupunkturowe.
Człowiek posiada duże skupienia punktów akupunkturowych na stopach i rękach. Można więc powiedzieć, że elektrony starając się pod wpływem pola wyrwać z powierzchni Ziemi, przenikały do gołych stóp i przewodzących prąd zakończeń nerwowych mięśni człowieka pierwotnego chodzącego boso.
Pod działaniem pola elektrycznego ładunki przenikające do ciała człowieka dążyły do wyrwania się na zewnątrz, gdzie były przechwytywane i wchodziły w różne kombinacje z dodatnio naładowanymi jonami atmosfery, bezpośrednio stykającej się z powierzchnią skóry głowy i rąk.
Izolując się od Ziemi butami ze sztuczną podeszwą odizolowaliśmy od naturalnej elektroterapii i możliwości „doładowania” jonami Ziem
Elektryczność człowieka
Zdolność do wytwarzania różnic potencjału elektrycznego (z ujemnym ładunkiem wewnątrz komórki i dodatnim na zewnątrz) jest jedną z podstawowych cech czynnościowych żywej komórki. Odbywa się to dzięki transportowi czynnemu i biernemu przez błonę komórkową, szczególnie dzięki tzw. pompie sodowo-potasowej. Jest to mechanizm dość dobrze poznany, wymagający jonów Mg 2+ oraz ATP jako źródła energii i enzymu transportującego Na-K-ATPazy. Prawidłowo funkcjonująca pompa utrzymuje małe stężenie wewnątrzkomórkowe jonów sodu i duże stężenie zewnątrzkomórkowe jonów potasu- nie dopuszcza do przepływu jonów zgodnego z gradientem stężeń.
Istniejąca w poprzek błony spoczynkowa różnica potencjałów (potencjał spoczynkowy) jest stanem gotowości, który można uznać za punkt wyjścia dla bioelektrycznych zjawisk czynnościowych.
Poszczególne tkanki i struktury komórkowe różnią się między sobą tym potencjałem, oporem elektrycznym i rozkładem linii sił pola elektrycznego i magnetycznego.
I tak w komórkach pobudliwych (nerwowe i mięśniowe) jest on wyższy i wynosi dla mięśnia sercowego od –90 do –65 mV, mięśnia poprzecznie prążkowanego –85mV.
W badaniach nad morfogenezą zauważono, że wewnętrzne pola elektryczne i prądy są ważnym czynnikiem kontroli wzrostu i migracji komórek.
Komórki komunikują się między sobą i środowiskiem poprzez tzw. kanały jonowe (ionic channel gates). Są to wbudowane w błonę komórkową struktury białkowe, które funkcjonują jak specyficzne śluzy. Na określone pobudzenia, a mogą to być bodźce elektryczne, chemiczne, mechaniczne, reagują zmianą swojej struktury, co powoduje otwarcie na bardzo krótki moment maleńkich kanalików – porów w błonie komórkowej i przepływ prądu jonowego.
Rys. 3 Różne typy kanałów jonowych napięciowo –zależnych.
Rys. 4. Prąd pojedynczego kanału jonowego. Wartość prądów jonowych są rzędu kilku pikoamperów. (1 pA= 10 –12 A)
Elektroterapia – od ryb elektrycznych do mikroprądów
Elektroterapia znana jest ludzkości od czasów starożytnych. Źródłami jej były głównie ryby morskie i słodkowodne np. Torpedo marmonata.
Tradycyjna elektroterapia w postaci prądów diadynamicznych, interferencyjnych czy TENSów bazuje na natężeniach, które są odczuwalne przez pacjenta i są wyrażone w miliamperach. (1/1000 Ampera).
Zastosowania powyższych prądów są powszechnie znane, wpisały się one już na stałe do kanonu zabiegów fizykoterapeutycznych.
Współcześnie wzrosło zainteresowanie prądami, których natężenia wyrażają się wartością 1000 krotnie niższą tj. w m A (1/1000 000 Ampera). Od około 1978 roku terapia prądem mikroamperowym zaczęła się stopniowo rozwijać, stanowiąc samodzielną formę fizykoterapii i wykazując dużą dynamikę w zakresie badań naukowych i rozwiązań technicznych.
W terapii prądem mikroamperowym stosuje się prąd zarówno bipolarny, jak i monopolarny o natężeniu 1-999m A, częstotliwość – 0,3 – 320 Hz i napięciu około ok. 60 V. Impulsy są prostokątne lub z pewną modyfikacją w postaci pika w fazie narastania (tzw. overshoot peak), który osiąga natężenie 1,5-2 mA. Czas trwania impulsu 50-60 ms.
Rys. 5. Kształt impulsu mikroprądowego
Amplituda mikroprądu jest tak mała, że w czasie stymulacji nie jest on odczuwany przez pacjenta. Z uwagi na małe wartości natężenia prądu – aplikacja odbywa się za pomocą elektrod pokrytych specjalnym żelem charakteryzującym się dobrym przewodnictwem prądu. Bardzo często w stymulacji wykorzystuje się punkty akupunkturowe.
Prąd mikroamperowy stanowi podprogową stymulację prądem elektrycznym, który jest oparty na prawie Arndta-Schulza zakładającym, że słabe bodźce wzmagają procesy fizjologiczne, a bardzo silne mogą częściowo lub całkowicie je wyhamować.
Mechanizm działania mikroprądu
Prąd uszkodzenia
Mechanizm działania mikroprądu nie jest jeszcze dokładnie wyjaśniony. Jedna z hipotez mówi o tym, że przywraca on biologiczną, elektryczną równowagę tkanek niezbędną do pobudzenia procesów gojenia. Zewnętrzna powierzchnia błony komórkowej posiada ładunek pozytywny, a wewnętrzna negatywny. Spoczynkowa różnica potencjałów wynosi 50-90 mV. Kiedy komórka jest uszkodzona potencjał w tej części staje się bardziej negatywny, dlatego też prąd płynie do tego obszaru. Zjawisko to zmierzył Matteucci (1938) i Bois- Reymond (1843), a prąd nazwano „prądem uszkodzenia”. Generowany jest on zarówno w czasie uszkodzenia pojedynczej komórki, jak również tkanek. Doświadczalnie stwierdzono, że natężenie „prądu uszkodzenia” mieści się w zakresie od 10 do 30mikroA, więc jest to mikroprąd. Uważa się, że „prąd uszkodzenia” wspomaga zdrowienie komórek i tkanek w żywym organizmie. Dlatego też nieinwazyjnie aplikowany mikroprąd może uzupełniać i wspomagać naturalne funkcje „prądu uszkodzenia”.
Otwarcie kanałów jonowych
Odkrycie Chenga z 1987 r., dotyczące wpływu prądu mikroamperowego na otwarcie w komórkach włóknistych kanałów wapniowych wrażliwych na napięcie, stanowiło wyjaśnienie efektywności działania leczniczego tego rodzaju prądu. Według tych badań przy prądzie od 10mikroA do 1000mikroA poziom ATP wzrastał 3-5-krotnie, natomiast przy prądzie powyżej 1000mikroA wracał do poziomu wyjściowego, przy prądzie zaś 5 mA poziom ATP ulegał obniżeniu.
Ponadto stwierdzono, że transport aminokwasów przez błonę komórkową zachodził najintensywniej przy prądzie 100-500 mikroA.
Przy zastosowaniu elektrostymulacji małymi wartościami prądu dochodzi do otwarcia kanałów jonowych wrażliwych na napięcie. Optymalny czas trwania impulsu – tak aby mogło dojść do otwarcia maksymalnej liczby kanałów wnosi 50-60 ms.
Zahamowanie lub ograniczenie wnikania jonów do wnętrza komórek jest równoznaczne z uniemożliwieniem wnikania wszelkich substancji odżywczych oraz innych substancji nieodzownych do utrzymani prawidłowej funkcji komórek. W tych warunkach prąd mikroamperowy mimo zwiększonej oporności błon komórkowych (w tkankach zmienionych chorobowo), umożliwia otwarcie kanałów jonowych wrażliwych na napięcie. Szczególne znaczenie mają kanały wapniowe, zwłaszcze typu L i N oraz w mniejszym stopniu typu T. Dzięki wzmocnieniu siły elektromotorycznej ułatwiającej ruch i wnikanie jonów wapnia do chorobowo zmienionych tkanek zostają uruchomione procesy naprawcze i powraca prawidłowa przemiana materii.
Działania przeciwbólowego mikroprądu nie można wyjaśnić za pomocą mechanizmów „bramki kontrolnej”, czy teorii zwiększania produkcji endogennych substancji tłumiących ból, jak to ma miejsce w przypadku zastosowania prądów, których amplitudę mierzy się w miliamperach. Uważa się, że działanie przeciwbólowe mikroprądu można wyjaśnić za pomocą następujących hipotez:
A. Mikroprąd rozprzestrzenia się wzdłuż naczyń krwionośnych mających mały opór elektryczny. Dzięki przepływowi elektronów usprawnia się w naczyniach włosowatych krążenie krwi. Równocześnie przyspiesza się rozpad kwasu mlekowego i substancji uwrażliwiających receptory bólowe (np. bradykinina, histamina). Produkty rozpadu są również szybciej eliminowane dzięki zwiększonemu przepływowi krwi. Zmniejszenie dolegliwości bólowych następuje bezpośrednio po stymulacji. Na podstawie badań klinicznych proponuje się następujące parametry lecznicze mikroprądu: natężenie 300mA lub wyższe, czas impulsu 1-50msec, częstotliwość 200Hz lub wyższa.
B. Wyższe poziomy wapnia powodują zwiększoną produkcję ATP, zachodzi synteza protein, co przyspiesza proces zdrowienia tkanek, a naturalną jego konsekwencją jest zmniejszenie dolegliwości bólowych. W tym przypadku konieczny jest dłuższy czas terapii, aby uzyskać powyższe efekty kliniczne.
Wskazania i przeciwwskazania do wykonywania zabiegów
Działanie biologiczne mikroprądów na organizm:
– zwiększenie przewodnictwa neuronowego,
– przyspieszenie procesów odnowy biologicznej,
– zmniejszenie dolegliwości bólowych,
– obniżenie napięcia mięśniowego,
– zwiększenie zakresu ruchu w stawach.
Wskazania:
– trudno gojące się rany,
– nerwobóle,
– rwa kulszowa,
– zespoły bólowe kręgosłupa lędźwiowego,
– zespół bolesnego barku,
– choroby zwyrodnieniowe stawów,
– migreny,
– półpasiec
Przeciwwskazania:
– choroby nowotworowe,
– nie wykonuje się zabiegów w okolicy klatki piersiowej u pacjentów z wszczepionym rozrusznikiem.
Uwagi do prądów mikroamperowych
Jak w każdej metodzie terapia mikroprądowa posiada ogólne wytyczne
dotyczące stosowanych częstotliwości – np. działanie przeciwbólowe – 10-400 Hz.
Często też działamy kilkoma częstotliwościami lub „przemiatamy” przedział częstotliwości.
Jeszcze bardziej wysublimowaną metodą jest poszukiwanie częstotliwości rezonansowej dla danej tkanki. Jeżeli uda nam się wybrać właściwą częstotliwość efekt w postaci zmniejszenia bólu i zmniejszenia napięcia leczonej tkanki pojawia się niemal natychmiast.
Terapia mikroprądami na pewno jest bardziej precyzyjną metodą terapeutyczną (aparat sam dostosowuje się do zmieniającej się oporności tkanek) – jest też na pewno bardziej wymagająca i czasochłonna. Przy zastosowaniu niewłaściwej częstotliwości do świeżej rany– efekt gojenia rany może zostać opóźniony zamiast przyspieszony.
Jednak operuje parametrami zbliżonymi do fizjologicznych i to z pewnością decyduje o jej sukcesach.
Wraz z rozwojem techniki możliwe będzie precyzyjne badanie parametrów tkanek i aplikacja prądów o parametrach dobranych ściśle do tkanki.
Kojarzenie mikroprądów z TENSami
W przypadku szczególnie ostrych dolegliwości bólowych terapię mikroprądem można łączyć z TENSem. W takiej sytuacji w fazie pierwszej stosuje sięTENS, a w fazie drugiej mikroprąd o parametrach przyspieszających zdrowienie tkanki.