ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Общие положения
КПЖ (кислородная полиатомарная жидкость) (итальянская аббревиатура OPL ® – прим. переводчика) – это новая и революционная оксидативная терапия, основанная на внутривенном введении свободных радикалов в водном растворе, часто обозначаемых простым сокращением ROS (высокореактивные формы кислорода), где наиболее представленным свободным радикалом является супероксидный парамагнитный анион (О2-).
Терапия с использованием свободных радикалов КПЖ благодаря задействованию ионизированных атомов кислорода, а, значит, и электронов, может достичь областей тканей, которые в обычных условиях не омываются артериальной кровью, активизируя митохондриальные оксидативные системы, обычно участвующие в производстве энергии, которые в особых патологических состояниях либо при простом старении значительно замедлены. Исходя из этих важных замечаний, жизнь можно определить как «способность сложной системы принимать, накапливать и отдавать электрические заряды », так как только через точное управление электронами клетка может обзавестись биохимической системой, эффективной для жизни.
Химическими реакциями, которые в естественных условиях затрагивают электрические заряды, являются окислительно-восстановительные, радикальные и, наконец, кислотно-основные реакции, все они могут затрагивать, как подслой, как неорганические, так и органические молекулы.
Как окислительные, так и восстановительные реакции состоят в окончательном переносе электронов от одного реагента к другому. Окислительные и восстановительные реакции часто играют противоположные биологические роли и дают противоположные результаты. Многие окислительные реакции могут рассматриваться как прямое следствие воздействия атмосферного кислорода, в то время как в биологических системах бóльшая часть окислительных реакций зависит от химико-физических характеристик водной среды, в которой они протекают, таких как рН, температура и присутствие других молекул или ионов и особенно металлов.
На основе его потенциала окисления или восстановления (Ео) можно предвидеть тенденцию молекулы или однородного раствора к окислению или восстановлению других молекул или макромолекулярных систем. Когда у раствора значение Eo низкое или отрицательное, он будет действовать как восстановитель и сможет быть окислен с большой легкостью, и наоборот, когда значение Ео высокое и положительное, раствор ведет себя как окислитель и может быть окислен с большим трудом. Потенциал окисления или восстановления (Ео) зависит от эффективного потенциала (Е) и от соотношения между концентрациями окисленной и восстановленной форм соединения:
Е = Ео + 0,0592 / n • log [Ox] / [Rid.] при 25°
n = количество переданных электронов
КПЖ (кислородная полиатомарная жидкость) при рН 7,4 и температуре, близкой к 37 ° С, имеет очень высокие и положительные значения Ео, впрочем нестабильные и потому зачастую неповторимые. При этом, значения Ео при рН ниже 6 становятся гораздо более стабильными, поскольку в окислительно-восстановительных системах окисление провоцирует помимо потери электронов (е-) также высвобождение ионов водорода (Н+) по реакции:
Восстановленная форма ‹―› Окисленная форма + е- + Н+
Потенциал восстановления Е в этом случае прямо пропорционален и концентрации ионов водорода по следующему уравнению:
Е = Ео + 0,0592 / n • log [Oх] [Н+] / [Rid.]
Последняя реакция показывает, как присутствие ионов водорода провоцирует повышение потенциала окисления, усиливая противовоспалительное действие КПЖ, объясняя присущий ей противовоспалительный механизм, особенно когда речь идет о высококислотных средах.
Наряду с этими двумя необходимыми для жизни реакциями существует и третий тип реакций – радикальные реакции, которые приводят к разрыву в результате гомолиза ковалентной связи σ (все химические связи образованы двумя электронами), разделяя оба электрона связи, симметрично ведя к образованию двух химических форм, называемых свободными радикалами.
А•┐―┌• В → А• + В•
Свободные радикалы всегда считались «противниками» жизни, с которыми необходимо бороться фармакологическими средствами с помощью их естественных противников – антиоксидантов. Впрочем благодаря энергоэффективности окислительного метаболизма и деятельности клеточных «посланников», осуществляемой также свободными радикалами, стал возможен переход от одноклеточной организации к многоклеточной, что изменило судьбу живого мира.
До сих пор не было обнаружено ни одного заболевания, причины которого можно было бы свести исключительно к свободным радикалам, так же как и их увеличение, подтверждаемое в особых патологических состояниях, может считаться лишь эфемерным эпифеноменом, а не специфическим эпигенетическим фактором, и наоборот до сих пор не было найдено ни одной болезни, которую можно вылечить лишь с помощью антиоксидантов.
Знание свободных радикалов все еще анекдотическое, лишь в 1999 году команда доктора Джованни Барко смогла показать на живом организме посредством продолжительного, в течении нескольких месяцев, приема через центральную вену КПЖ (кислородной полиатомарной жидкости), богатой супероксидными анионами, что ROS не имеют побочных эффектов и обладают широким фармакологическим диапазоном, в то время как многие исследования in vitro выявили сильное и разнообразное воздействие на митохондрии.
Продолжительный прием КПЖ (кислородной полиатомарной жидкости), полагаем, может индуцировать сильное окисление клеточных липидов, особенно если они полиненасыщенные, провоцируя отрыв лабильного атома водорода от липидной молекулы, превращая его в радикал. Эта первая фаза образования радикала может быть вызвана присутствием следов отдельных металлов, например, железа и меди, а потому во время терапии КПЖ желательно избегать приема железа или других металлов.
Необходимо избегать этой первой фазы образования радикалов, так как, однажды начавшись, она уже не может быть остановлена, запуская «цепные реакции», образуя сначала пероксидные радикалы, а затем гидропероксидные. Прием КПЖ в высоких дозах провоцирует липидное окисление перикапсидной оболочки многих вирусов, инактивируя их и намного сокращая их вирусный потенциал. По этой причине использование КПЖ – одно из немногих терапевтических средств, эффективных против вирусов, обладающих перикапсидной оболочкой, среди наиболее значимых – вирусы гепатита С и В, Herpes Zoster и Symplex и, наконец, ВИЧ.
Последним типом химических реакций, которые затрагивают электроны и играют основополагающую роль в поддержании тканевого гомеостаза, являются кислотно-основные реакции, этот тип химической реакции основывается лишь на совместном участии пары электронов.
КПЖ и ВИДЫКИСЛОРОДА
Группа VI B состоит из серы, селена, теллура, полония и кислорода. Последний отличается от всех остальных как высокой электроотрицательностью, так и отсутствием пустых легкодоступных орбиталей, что делает его способным образовывать многочисленные связи. Атом молекулярного кислорода содержит в своем атомном ядре 8 протонов и 8 нейтронов, кроме того он обладает 8 электронами, которые вращаются вокруг ядра, но по орбитам с разным радиусом. Более внутренние орбитали заняты двумя электронами, в то время как шесть оставшихся электронов занимают более внешние орбитали. Кислород обладает своеобразной электронной структурой, где наиболее высокий электронный уровень состоит из двух орбиталей π*, заполненных всего двумя электронами и имеющих одинаковую энергию, называемых вырожденными. Каждый из этих электронов находится только в одной орбитали π*, они имеют параллельные между собой спины, образовывая таким образом триплетное состояние 3О2 (3Σg-), которое химически ведет себя как дирадикал-окислитель, но слабо реактивный, несмотря на свой высокий потенциал реактивности. Первичное возбужденное состояние представлено фактом, что оба электрона в одной и той же орбитали имеют противоположный спин. Это сингулярное состояние, называемее 1О2 (1Δg-), помимо достаточно длительного периода полураспада (45 минут в вакууме), демонстрирует выдающуюся реактивность к возбужденным электронам органических молекул, таким как алифатические соединения, диены, полициклические ароматические соединения либо фенолы.
Многие исследования 90-х годов показали, что синглетный кислород может быть порожден особыми молекулярными механизмами, чтобы затем быть использованным в механизмах защиты, которые некоторые клетки иммунной системы задействуют против вирусов и бактерий.
Рис.1: атом кислорода
Некоторые биологические системы могут дать основу для образования синглетного кислорода, например, система миелопероксидазы, липоксигеназы или циклоксигеназы либо реакция пероксида водорода (Н2О2), которая в нашем организме производит большие количества синглетного кислорода, до нескольких граммов в день. Синглетный кислород и супероксидный ион (О2-) больше всего ответственны за терапевтический эффект некоторых физических видов терапии, таких как радиотерапия, лазер-терапия, фотодинамическая терапия, а также многих фармакологических видов терапии, таких как кислородно-озоновая терапия или терапия некоторыми цитотоксичными препаратами, такими как доксорубицин, новантрон и др.
КПЖ (кислородная полиатомарная жидкость) – это новая терапия, изобретенная доктором Джованни Барко в 1999 году, которая берет свою фармакологическую основу в действии молекулярных видов кислорода, обеспечивая гомеостатическое регулирование как реакций клеточного окисления-восстановления, так и производства радикалов с целью модулирования митохондриальных путей, производящих клеточную энергию (АТР). КПЖ – терапия, которая возвращает на физиологический уровень жизненные энергетические реакции в клетках, которые в условиях болезни или старения сокращены до минимума или происходят с отклонениями.
Все молекулярные виды, которые составляют действующее вещество КПЖ, происходят из кислорода и представлены следующими видами:
- Супероксидный ион (О2-) является наиболее представленным молекулярным видом в смеси КПЖ
- следы озона (О3): аллотропная форма кислорода
О2 + О + энергия → О3
И из его продуктов распада:
О3 + Н2О → НО3 + ОН•
1О2 + Н2О3 → Н2О + НО3
НО3 + ОН• → 2 НО2
О3 + НО2 → ОН + 21О2
ОН + НО2 → Н2О + О2
- следы кислородосодержащей воды
1О2 + 2 НО2 → 2 Н2О2
НО2 + НО3 → Н2О2 + О3
Недавние исследования изменений концентрации раствора КПЖ, доведенной до температур, близких к жидкому азоту, позволяют предполагать наличие циклических молекул, состоящих из более чем трех атомов кислорода, например, О4, О6 и т.д.
На земле химические реакции происходят в средах, занятых водными растворителями. В нашем случае клетка может рассматриваться как контейнер, содержащий водный растворитель, где в растворенном виде находятся белки, жиры и углеводы. Водный растворитель – это множество молекул воды, состоящих из кислорода и водорода, которые, благодаря их физико-химическим свойствам, напрямую участвуют в химических реакциях, обусловливая их течение, скорость и, наконец, результат. Окислительно-восстановительные, кислотно-основные и радикальные реакции, вместе с водным растворителем, который представляет собой среду, в которой они происходят, являются двигателем жизни, и в этом химическом контексте кислород является химической основой энергетической жизнедеятельности. Это объясняет широкий интерес к реакциям в водном растворителе и то, что сегодня они охватывают широкий спектр химических, биохимических, фармакологических и клинических исследований. Из этого очевидно, что помимо углерода, который выполняет функцию молекулярной структуры, кислород и водород, благодаря их атомарным и молекулярным характеристикам, способны возбуждать энергетические реакции, необходимые для жизни. Кислород – один из наиболее распространенных в природе элементов и представляет собой во многих отношениях точку пересечения между миром неорганическим и живым.
Многие разделы медицины всегда были посвящены изучению кислорода, находя в нем лечение многих заболеваний, впрочем его использованию и особенно терапевтическому применению его полиатомарных и радикальных форм в медицине всегда препятствовало их газообразное состояние и очень короткий период полураспада.
КПЖ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ТЕРАПИИ
С этой целью было решено применять контактно молекулярный кислород (О2), используя небольшие среды (гипербарические камеры), где давление газа очень высокое, и он может быть усвоен как респираторным путем, так и через кожу. Использование газообразного кислорода в гипербарических камерах ограничивается многочисленными проблемами, как в связи с его взрывоопасностью, так и из-за множества побочных эффектов, которые имеет этот газ, если применяется через кожу и воздушным путем, не последними среди них является появление катаракты или воспаление бронхиального дерева с опасными последствиями для сердечно-легочной и дыхательной системы пациента. Еще одним ограничением данной системы приема кислорода является то, что абсорбируется только молекулярный кислород (О2), а не остальные его молекулярные формы, которые могут приниматься только в водном растворе, которые, в отличие от молекулярного кислорода, являются гораздо более реактивными и не подвержены связи с гемоглобином, а потому могут быть немедленно использованы тканями.
Разработка различных смесей кислородной полиатомарной жидкости с медицинской целью позволила легко применять внутривенно дозируемые количества кислорода с терапевтической целью, чтобы ускорить окислительный метаболизм у пациентов, страдающих заболеваниями, вызванными сниженным использованием тканями кислорода, либо чтобы использовать у лиц, занимающихся специфическими видами спорта, где количество кислорода, необходимое для возвращения в норму функций организма после значительных усилий, является лимитирующим фактором в процессе соревнования, но главное увеличивает срок, когда спортсмен не может тренироваться после сильного анаэробного стресса.
Доктор Барко, разработавший кислородную полиатомарную жидкость для увеличения окислительно-энергетической эффективности в профессиональном спорте, использовал ее для лечения обструктивных бронхо-легочных заболеваний, где главной причиной болезни является прогрессирующее сокращение поверхностей альвеолярного воздушно-кровяного обмена, сокращая в артериальной крови парциальное давление кислорода и увеличивая парциальное давление углекислого газа. КПЖ показала себя особенно полезной у больных, страдающих тяжелой формой эмфиземы, где уровень жизни снижен, а смерть от удушья является нормой. Первый аппарат по производству и применению КПЖ был сложен и труден в использовании (рис.1), что не помешало использованию КПЖ и проверке ее эффективности. Через пять лет после первого прототипа были сконструированы другие типы аппаратов для применения КПЖ в терапевтических целях, и сейчас работа идет по пути миниатюризации (рис.2) и использования эластомеров (рис.3).
Недавние исследования показали, что использование КПЖ может быть распространено также на лечение и профилактику различных групп заболеваний, вызванных сниженной зональной доступностью кислорода (болезнь Рейно, вазомоторные синдромы конечностей, хронические облитерирующие заболевания артерий нижних конечностей), в то время как ее регулярное использование доказало свою необходимость в профилактике и лечении рецидивирующих ишемических приступов в органах, снабжаемых концевыми артериями (центральная нервная система, сетчатка и сердце).
Спектр применения КПЖ для лечения хронических заболеваний, например, диабета, сердечной недостаточности, тезауризмоса и всех заболеваний, связанных со старческим возрастом, очень широк и является его естественным показанием.
Кислородная полиатомарная жидкость препятствует также ухудшению некоторых метаболических нарушений, которые обычно обозначаются общим термином старения, но которые можно хорошо контролировать ее регулярным приемом (еженедельное применение).
Ткани стареют из-за прогрессирующей недостаточности кислорода, это провоцирует сначала сокращение выработки коллагеновых волокон – структуры, которая заключает в себе клетки тканей, что приводит к выраженному сокращению эластичности и объема жидкости в самих тканях, включая кожу, в то время как на следующих стадиях происходит сокращение клеточного обновления тканей из лабильных клеток и прогрессирующее функциональное ухудшение тканей из стабильных и постоянных клеток (нервная система и мускулы), которое приведет к ухудшению когнитивных и мышечных способностей человека.
Окислительная активность КПЖ в состоянии запустить транскрипцию определенных генов, которые кодируют различные типы белков, как имеющих структурную функцию, так и ферментативное действие. In vitro антивозрастное действие КПЖ проявляется увеличением в фибробластах мРНК межклеточного коллагена (ММП-1), так, лица, проходящие терапию КПЖ, имеют более эластичную и молодую кожу со значительным уменьшением количества морщин и кожной атрофии, вызванной старением. В более высоких дозах КПЖ активизирует также экспрессию гемоксигеназы-1 и интерлейкина IL-1α/β и IL-6, повышая их внеклеточный выброс, и, связываясь здесь с их особым рецептором в мембране, стимулируют транскрипцию гена, который кодирует костную коллагеназу, активируя ее обновление. Взаимосвязь, которая существует между КПЖ и экспрессией коллагеназы, как интерстициальной, так и костной, объясняет выраженное антивозрастное действие на кости, хрящи и кожу и объясняет клиническое улучшение некоторых хронических воспалительных заболеваний, характеризующихся преждевременным старением соединительных тканей, таких как ревматоидный артрит, деформирующий артроз, эмфизема, диабет и некоторые заболевания эндотелия.
Если старение и некоторые тяжелые заболевания связаны с хроническим состоянием аноксии в тканях, правда также и то, что некоторые новообразования, которые происходят из стволовых клеток, обязаны своим развитием низкому парциальному давлению тканевого кислорода. На основании этого КПЖ применялось для борьбы с несколькими типами новообразований как в центральной нервной системе (глиобластома), так и в иммунной системе (плазмоцитома), так и в желудочно-кишечном тракте и мочеполовой системе (аденокарцинома простаты с метастазами). При лечении опухолей КПЖ вводится постоянно через центральный венозный катетер, соединенный с микропомпой.
Дозы, применяемые при лечении опухолей, очень большие, и этот метод введения через центральную вену позволяет увеличить парциальное давление кислорода во всех тканях, включая опухолевую массу и ее метастазы.
Было также замечено, что кислородная полиатомарная жидкость в состоянии усиливать действие многих противоопухолевых препаратов. Принимаемая в высоких дозах КПЖ в состоянии вызывать разрушения в местах окисления гуанина, которые примыкают к точкам разрыва фосфодиэфирных связей.
Эти окислительные повреждения гуанина, производимые КПЖ, в нормальных клетках системно нейтрализуются репаративной системой, которая воздействует на ядерную ДНК в здоровых клетках. В опухолевых клетках эта система репарации недостаточна, так что повреждения, наносимые КПЖ, суммируются с теми, которые некоторые цитотоксичные препараты в состоянии произвести на гуанин. Именно сумма повреждающего воздействия обоих препаратов на гуанин убивает опухолевые клетки. В случае некоторых опухолей мозга, таких как глиобластома, было замечено полное исчезновение опухоли, когда наряду с постоянным приемом высоких доз КПЖ внутривенным способом одновременно принимался Темозоломид, триазен с физиологическим рН, способствующий быстрому химическому превращению в активное соединение монометил-триазеноимидазол-карбоксамид (MTIC), которое в состоянии осуществить алкилирование в позиции О6 и N7 гуанина (4).
КПЖ, принимаемая внутривенно, в состоянии быстро инактивировать широкий спектр оболочечных вирусов, таких как вирус гепатита В и С, вирус простого герпеса 1 типа либо вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) или цитомегаловирус, в то время как обладает лишь слабой антивирусной активностью в отношении безоболочечных вирусов, таких как аденовирус и полиовирус. И хотя существует клиническая очевидность инактивации оболочечных вирусов, пока неясно, каков или каковы его настоящие механизмы вирусной инактивации. Возможно, его антивирусное действие может быть приписано его способности, продемонстрированной in vitro, разрушать перикапсидную оболочку вируса, необходимую как для инфицирования хозяйской клетки, так и для защиты вируса от атак ретикуло-эндотелиальной системы животного-хозяина.