A Sieroń Zastosowanie zimna w medycynie kriochirurgia i krioterapia

Aleksander Sierori, Grzegorz Cieślar,

Leszek Jagodziński, Zofia Drzazga, Ewa Birkner,

Aleksandra Bilska-Urban, Aleksandra Mostowy,

Magdalena Kubacka, Agata Stanek, Bernadetta Wiśniowska,

E w a Romuk, Bronisława Skrzep-Poloczek,

Armand Cholewka, Mariusz Adamek, Marzanna Puszer

Zastosowanie zimna

w medycynie

- kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne,

zastosowania kliniczne

Pod redakcją:

Aleksandra Sieronia i Grzegorza Cieślara

a~ medica press

Poniższa publikacja, zarówno w całości, jak i w postaci fragmentarycz
nej, nie może być kopiowana, przekazywana ani przechowywana
w postaci mechanicznej, elektronicznej lub w jakikolwiek inny sposób
bez uprzedniej pisemnej zgody Wydawcy.

ISBN 83-88778-59-5

Recenzenci: Prof. zw. dr bab. Fehks Jaroszyk

Prof. zw. dr bab. Jerzy Żmudziński

Wszelkie uwagi prosimy kierować pod adresem wydawnictwa:

a-medica press, skr. poczt. 333, 43-300 Bielsko-Biała
e-mail: poczta@atfamedica.pl; www.alfamedica.pl

Autorzy dołożyli wszelkich starań, aby informacje zawarte w książce,

a w szczególności dotyczące parametrów terapeutycznych krioterapii

miejscowej i ogól nou strój owej oraz krioablacji wykorzystywanych
w leczeniu poszczególnych schorzeń, opierały się na najnowszych

danych literaturowych oraz wynikach badań własnych. Tym niemniej
za ostateczne decyzje terapeutyczne odpowiedzialny jest lekarz pro
wadzący leczenie zimnem. W związku z tym, zarówno Autorzy, jak

i Wydawnictwo, nie mogą ponosić odpowiedzialności prawnej za kon
sekwencje leczenia wynikające z niewłaściwego zastosowania i tdędnej
interpretacji informacji zawartych w publikacji.

Druk: Ośrodek Wydawniczy ,^ugustana"
Plac M- Lutra, 43-300 Bielsko-Biała

Spis treści

P r z e d m o w a 9

Historia leczenia zimnem 11

1. Teoretyczne podstawy l e c z e n i a z i m n e m 15

Prawa termodynamiki 15

Zerowa zasada termodynamiki

Ciepło i pierwsza zasada termodynamiki

Entropia i druga zasada termodynamiki

Trzecia zasada termodynamiki

Sposoby wymiany ciepła 23

Wtaściwości emisyjne i absorpcyjne ciai stałych

Prawa termodynamiki w procesach biologicznych 27

Pierwsza zasada termodynamiki

Druga zasada termodynamiki

Kinetyka procesów biologicznych 30
Temperatura i metody jej pomiaru 31

Metody pomiaru temperatury

Kontaktowe metody pomiaru temperatury 33
Bezkontaktowe metody pomiaru temperatury 36

Otrzymywanie niskich temperatur 37

Efekt rozprężania gazu w maszynie ekspansyjnej

Efekt Joule'a Thomsona

Efekt magnetokaloryczny

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna 43

Mechanizmy termoregulacji w warunkach

oddziaływania niskich temperatur 44

Efektory termoregulacji fizycznej 47

Efektory termoregulacji chemicznej 47

Wjrfyw niskich temperatur na przebieg procesów

hemodynamicznych w skórze - biofizyczny mechanizm

termoregulacji 50

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Spis treści

Okłady plastikowymi woreczkami wypełnionymi

kostkami lodu

131

Okłady woreczkami wypełnionymi schłodzonym

żelem silikonowym

131

Masaż kostką lodu

131

Kąpiele w śniegu (ice slush)

131

Okłady ze schłodzonych ręczników

(ice towels) 132

Aerozole oziębiające

132

Jednorazowe kompresy chłodzące

132

Krioterapia ogóinoustrojowa 132

Budowa i zasada działania kriokomory

133

Metodyka zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej

136

Zastosowania lecznicze 139

Cfioroby narządu ruchu

139

Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa 140
Reumatoidalne zapalenie stawów 144
Choroba zwyrodnieniowa stawów 149
Zapalenia okołostawowe 152
Dna moczanowa 152
Choroby na tle zaburzeń struktury kostnej 153
Fibromialgia 154
Pourazowe schorzenia narządu ruchu i powildania

pooperacyjne 156

Choroby układu nerwowego

158

Choroby ośrodkowego układu nerwowego

ze wzmożoną s pas tycz n ością 158

Choroby krążka międzykręgowego - dyskopatie 161
Stwardnienie rozsiane 165

Choroby obwodowego układu nerwowego 167

Choroby o podłożu psychogennym - nerwice

167

Odnowa biologiczna i sport wyczynowy

168

Wskazania do stosowania krioterapii 171

Przeciwwskazania do stosowania krioterapii 173

Skorowidz 185

Wpływ niskich temperatur na przebieg procesów

metabolicznych - biochemiczny mechanizm
termoregulacji 61

Wpływ niskich temperatur na powstawanie wolnycli rodników

tlenowych i aktywność enzymów antyoksydacyjnych 67

Wpływ niskich temperatur na układ krwiotwórczy

i immunologiczny 72

Wf>lyw niskich temperatur na strukturę cytozolu

i błon biologicznych 75

Wpływ niskich temperatur na procesy regeneracyjne

w uldadzie kostno-stawowym i tkankach miękkich 79

Działanie przeciwzapalne

i przeciwbólowe niskich temperatur 80

Wpływ niskich temperatur na mięśnie i obwodowy

układ nerwowy - efekt nerwowo-mięśniowy 87

Wpływ niskich temperatur na czynność wyższych pięter

ośrodkowego układu nerwowego i psychikę 93

Wpływ niskich temperatur na układ krążenia 94
Wpływ niskich temperatur na układ oddechowy 100
Wpływ niskich temperatur na układ hormonalny 102

3. Zastosowanie kliniczne niskich temperatur 115

Metody leczenia zimnem 116

Kriochirurgia

116

Choroby skóry i błon śluzowych 117
Kriochirurgia onkologiczna 119
Żylaki kończyn dolnych 123
Krwawienie z przewodu pokarmowego 124

Zaburzenia rytmu serca 124

Schorzenia laryngologiczne 125
Schorzenia okuhstyczne 125
Schorzenia ginekologiczne 127

Krioterapia

128

Krioterapia miejscowa 128

Krioterapia miejscowa z wykorzystaniem par azotu

130

Krioterapia miejscowa z wykorzystaniem CO^

130

Przedmowa

Współczesna medyc3Tia fizykalna należy do najbardziej dyna

micznie rozwijających się działów medycyny Jest to wynikiem coraz

szerszej wiedzy środowiska medycznego na temat medycyny fizykal
nej, ogromnego rozwoju możliwości technicznych tego działu tera

pii, jak również zwiększenia wiedzy pacjentów na temat jej poten

cjału leczniczego.

Krioterapia - obok zastosowania pól magnetycznych i laserotc-

rapii - należy do najnowszych metod terapeutycznych, które mają
ponad 20-Ietnią tradycję. Wprawdzie próby leczenia zimnem podej
mowane są od wielu stuleci, jednak dopiero odkrycie możliwości
uzyskania niskich temperatur kriogenicznych rzędu -ISO^^C do

—200*C wprowadziło nową jakość do nowoczesnego kriolecznictwa.

Najlepiej dotychczas poznaną formą zastosowania temperatur

kriogenicznych jest kriochirurgia, w której wykorzystuje się de
strukcyjne działanie bardzo niskich temperatur w stosunku do
nieprawidłowych tkanek, w tym przede wszystkim zmian przedno-
wotworowych oraz nowotworowych, Kriochirurgia - dzięki sporej

precyzji w usuwaniu zmian patologicznych, dużemu bezpieczeństwu

i nie obciążającemu charakterowi zabiegów, umożliwiającemu ich
wykonywanie także w warunkach ambulatoryjnych, jak również
dobrym efektom kosmetycznym - znajduje coraz szersze zastosowa
nie w leczeniu zmian zlokalizowanych na skórze i tóonach śluzo
wych, a także w narządach wewnętrznych.

Umiejętność wykorzystania skroplonego azotu do obniżenia

temperatury możliwość miejscowego stosowania oziębionych par
w postaci nawiewów z użyciem specjalnych aplikatorów oraz ła
twość przenoszenia pojemników z tym gazem umożliwiły rozwój
innej formy kriolecznictwa. tzw, krioterapii miejscowej. Obecnie
trudno wyobrazić sobie lecznictwo sanatoryjne i uzdrowiskowe bez

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

lOi

Historia leczenia zimnem

Historia leczniczego wykorzystania niskich temperatur sięga

czasów starożytnych. Krioterapia - obecnie stosowany termin na
określenie nowoczesnych metod terapeutycznych wykorzystujących

niskie temperatury - pochodzi z języka greckiego (gr, cryos oznacza
mróz).

Pierwsze wzmianki o miejscowym zastosowaniu zimna jako

niezależnej metody leczenia pochodzą z Egiptu z 2500 r.p.n.e.

Już wówczas kojarzono działanie zimna z efektem przeciw

zapalnym i uśmierzającym ból w naiejscu urazu. Kilkaset lat póź
niej, wVw.p.n.e., Hipokrates wykorzystywed zimno do zmniejsza
nia obrzęków, krwawień i bólu [7,8].

Obserwacje te stały się punktem wyjścia dla leczniczego zasto

sowania niskich temperatur przez lekarzy w naszym tysiącleciu.
1 tak w czasie kampanii rosyjskiej napoleoński chirurg D.J. Larrey
zaobserwował, że kończyny rannych żołnierzy m o ^ być amputo

wane przy minimalnym bólu i krwawieniu, jeżeli były uprzednio
obłożone lodem lub śniegiem. Na podstawie tego wysunął on

wniosek, że korzystny wpływ zimna wynika z oddziaływania na
układ nerwowy i zmniejszenia czucia uszkodzonych narządów. Nie

co później, w 1845 r., J. Arnott zapoczątkował analgezję poprzez

miejscowe oziębianie w leczeniu neuralgii, reumatyzmu, a także

w leczeniu bólu u pacjentów z terminalną postacią choroby nowo
tworowej. W 2 lata po tym doniesieniu P Flaurens odkrył analge-
tyczne właściwości powierzchniowo stosowanego chlorku etylu,

U chorych został on jednak użyty dopiero w 1866 roku w postaci

aerozolu. Działanie przeciwbólowe ctilorku etylu jest związane
w faktem, ze jego parowanie z powierzchni skóry obniża jej tempe
raturę do -15°C -H -20°C. Do dzisiaj analgetyczne właściwości tej

wykorzystania krioterapii miejscowej, zwłaszcza w scliorzetiiacti
przewleklycli, którycłi podstawowym objawem jest ból, miejscowy
odczyn zapalny i spastyczność mięśni. Wygoda stosowania pozwała
na wykorzystanie tej formy terapii w warunkach ambulatoryjnych,
w tym także w ramach Praktyki Lekarza Rodzinnego,

Rozwój techniki w ostatnich latach umożliwił budowanie krioko-

mór, w których oziębieniu można poddawać całe ciało pacjenta.
Wyniki badań klinicznych oceniających oddziaływanie krioterapii

ogól nou strój owej na organizm ludzki umożliwiły wprowadzenie tej
metody do rutynowego leczenia wielu jednostek chorobowych, jak
również pozwoliły na wykorzystanie kriokomór do odnowy biolo
gicznej, co ma istotne znaczenie nie tylko dla sportowców wyczyno
wych, ale także dla reszty społeczeństwa.

Pomysł powstania tej książki zrodził się na podstawie dużego

zapotrzebowania na monograficzne opracowanie omawiające cało
kształt zagadnień związanych z kriolecznictwem, obserwowanego
wśród kolegów rehabilitantów, fizjoterapeutów, lekarzy różnych
specjalności oraz osób zainteresowanych nowoczesnymi metodami
fizjoterapeutycznymi i odnową biologiczną. Autorzy zdają sobie
sprawę, że ta dziedzina medycyny jest na tyle dynamiczna, że
wiadomości znajdujące się w tej książce odpowiadają jed3mie aktu
alnemu stanowi wiedzy i wymagają systematycznego uaktualniania.

Autorzy mają także nadzieję, że książka ta przyczyni się do lepszego
poznania fascynującej dziedziny medycyny fizykalnej, jaką jest
leczenie zimnem.

prof dr hab. n. med. Aleksander Sieroń

Kierownik Katedry i Kliniki Chorób

Wewnętrznych i Medycyny Fizykalnej

Śląskiej Akademii Medycznej

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Historia leczenia zimnem

Piśmiennictwo

1. Biały D.. Zimmer K., Skrzek A., Zagrobelny Z.: Komora kriogeniczna - możli

wości zastosowania w rehabilitacji, Baln. Pol., 1998.40,13-4]. 44-47.

Bialj- D.. Zimmer K., Zagrobelny Z.: Komora kriogeniczna - zalety zastosowa

nia w rehabilitacji - doświadczenia własne,

.1. Boyle R,: New experiments and observations touching cold, or, and experimen

tal history of cold, begun. Richard Davis Bookseller, London 1683.

4. Fricke R,: Lokale Kaltlufttherapie - eine weitere kyotherapeutische Bahan-

dlungsmelhode, Z. Phys. Med. Baln. Khm. 1984,13, 260-270.

5. Gregorowicz H.: Wpływ (^ólnoustrojowej krioterapii na wybrane wskaźniki he

modynamiczne i wentyiaeji płuc w scliorzeniach reumatycznych. Praca doktor

ska AM, Wrocław 1992.

6. Raczkowski Z., Zagrobehiy Z.: Techniczne i fizjologiczne aspekty oziębienia całe

go ciała. W: Materiały IV Konferencji Naukowo-Szkoleniowej Polskiego Stowa-

r;^yszenia Kriomedycznego. Wrocław 1990, 17-42.

7. Scłiroder D,. Anderson M.: Kryo- und Thermotherapie. Grundlangen und prakti-

sche Anwendung. Gustaw Fischer Verlag. Stuttgart;, Jena, New York 1995.

8. Thorwald J.: Dawna medycyna - jej tajemnice i potęga. Egipt, Babilon, Indie.

Cłiiny, Meksyk. Peru. Ossolineum, Wrocław 1990.

9. Wawrowska A.: Wpływ ogólnoustrojowej krioterapii na organizm osób zdro

wych i chorych reumatycznych ze szczególnym uwzględnieniem stężeń wybra

nych hormonów, beta-endorfm. 6-keto PGFlalfa, Praca doktorska AWF Wro

cław 1992,

10, Yamauchi T., Nogami S., Miura K,: Various applications of extreme cryothera

py and stremous exercise programm - focusing on chronic rheumatoid arthri

tis. Physiotherapy Rehab. 1981. 5, 35-39,

cieczy są wykorzystywane gównie w medycynie sportowej w uśmie

rzaniu bólu powstającego na skutek kontuzji [1-3,5,9],

Rozwój nowoczesnej kriomedycyny nastajjil u schyłku XIX wie

ku, kiedy to fizycy nabyli umiejętność skraplania gazów. Ogromne

zasługi w tej dziedzinie mają między innymi polscy uczeni - I ^ r o l
Olszewski i Zygmunt Wróblewski, którzy w 1883 roku po raz

pierwszy dokonali skroplenia składników powietrza azotu i tlenu.

Z kolei w 1907 roku Whitehouse skonstruował pierwsze urządzenie
uwalniające pary ciekłego azotu, które wykorzystywał do niszczenia
powierzchownie zlokalizowanych nowotworów i leczenia niektó
rych schorzeń dermatologicznych [5,9|.

Od tego czasu możliwa stała się produkcja gazów na skalę

przemysłową, a także ich przechowywanie i praktyczne wykorzysty
wanie, między innymi w medycynie.

Początki krioterapii ogólnoustrojowej sięgają roku 1978, kiedy

to T Yamauchi wykorzystał po raz pierwszy komorę kriogeniczną
do leczenia chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów [lOJ.
W 4 lata później w Niemczech R. Fricke wprowadził krioterapię
ogólnoustrojową do leczenia chorobowo zmienionych stawów
i opracował pierwsze standardy stosowania krioterapii w medycy
nie [4,5,7,91.

Początek polskiej krioterapii miejscowej datuje się na rok 1983,

a jej „kolebką" stała się Katedra Fizjoterapii Akademii Wychowania
Fizycznego we Wrocławiu, kierowana przez prof. Zdzisława Zagro-
belnego.

W Polsce pierwsza kriokomora powstała w 1989 roku i została

zainstalowana w Oddziale Reumatologicznym Szpitala Specjahstycz-

nego Chorób Narządu Ruchu im. Janusza Korczaka w Kamiennej
Górze. Kriokomora ta była drugą w Europie i trzecią w świecie,

ajej konstruktorem, jak też twórcą całej generacji urządzeń krio
genicznych, jest mgr inż. Zbigniew Raczkowski z Instytutu Niskich
Temperatur I Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk we
Wrocławiu, kierowanego przez prof dr hab. inż. Tadeusza Stręka

[1,2.5,6,9].

Teoretyczne podstawy

leczenia zimnem

Oddziaływanie niskich temperatur na organizmy żywe podlega

podstawowym prawom fizyki regulującym procesy termodynamicz

ne 13-5,7,8,11-131.

Prawa termodynamiki
Zerowa zasada termodynamiki

Gdy dwa układy A i B oddzielone są wzajemnie ścianką adiaba

tyczną (izolacyjną), lecz każdy z nich styka się z trzecim układem
C poprzez ściankę diatermiczną (pozwalającą oddziaływać jednemu

układowi na drugi), po pewnym czasie dwa pierwsze układy osiągną
stan równowagi termicznej z trzecim układem. Po zastąpieniu

ścianki adiabatycznej oddzielfyącej układ A i B ścianką diatermicz

ną nie nastąpią już żadne zmiany

Z kolei w sytuacji, gdy zamiast równoczesnego doprowadzenia

układów A i B do równowagi z układem C, najpierw zostanie
osiągnięta równowaga pomiędzy układami A i C, a następnie

pomiędzy układami B i C» to ostatecznie, po zetknięciu układu A

z układem B przez ściankę diatermiczną, okaże się, że są one
również względem siebie w równowadze termicznej.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

c =

(1)

Pojęcie „pojemność cieplna" oznacza więc taką ilość energii, jaką

należy dostarczyć do ciała w postaci ciepła, aby podwyższyć jego
temperaturę o jeden stopień.

7. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

Pojemność cieplna przypadająca na jednostkę masy ciała, nazy

wana ciepłem właściwym (c), stanowi cechę charakterystyczną
substancji, z której zbudowane jest to ciało:

c =

mAT

(2)

gdzie: m - masa

Pojemność cieplna oraz ciepło właściwe materiahi nie są stałe,

lecz zależą od temperatury, w jakiej materiał ten znajduje się

w danym momencie.

Ciepło, jakie należy dostfu-czyć ciału o masie (m) i cieple właści

wym (c), aby podnieść jego temperaturę od (temperatura począt
kowa) do Tj (temperatura końcowa) przy założeniu, że AT « T^-T,
po przejściu do różniczkowych przyrostów temperatury, wyrazić
można za pomocą wzoru:

Q = m cdT

C3).

Przenoszenie energii wywołane różnicą temperatur między są

siednimi częściami ciała nazywane jest przewodnictwem cieplnym.

Dla płaskiego materiału o powierzchni (Aj i grubości (Ax),

którego powierzchnie są utrzymywane w różnych temperaturach,

przenoszenie ciepła (AQ) w czasie (At) określa relacja:

(4)

Z powyższej relagi wynika, że prędkość przenoszenia ciepła

pr;!ez powierzchnię (strumień cieplny) zależy od gradientu tempe
ratury (AT/Ax). Ciepło przepływa w kierunku malejącej temperatu
ry T, stąd w relacji (4) występuje znak „minus".

Przepływ ciepła między układem a otoczeniem zachodzi tylko

wtedy, gdy występuje różnica temperatur po obu stronach po-

Opisane fakty doświadczalne można podsumować w następujący

sposób: dwa układy, pozostające w równowadze termicznej z trze
cim, pozostają względem siebie w stanie równowagi termicznej.

Wniosek ten nazywany jest zerową zasadą termodynamiki.

C i e p ł o i p i e r w s z a z a s a d a t e r m o d y n a m i k i

Ciepło to forma energii, która przepływa z jednego ciała do

drugiego w wyniku różnicy temperatur występującej pomiędzy nimi.

Pierwszym, który wykazał doświadczalnie, że przy zamianie

pewnej ilości pracy mechanicznej na ciepło zawsze wydziela się ta
sama ilość energii, a tym samym ustalił zasadę równoważności
ciepła i pracy mechanicznej jako dwóch różnych form energii, był

Joule.

Natomiast Helmholtz wykazał, że wszystkie formy energii są

równoważne i że nie może „zniknąć" żadna ilość energii w pewnej
postaci jednej postaci energii bez równoczesnego „pojawienia się"
takiej samej ilości energii w jakiejś innej postaci.

Jednostkę ciepła Q definiujemy ilościowo przez określenie zmian

temperatury powstałych podczas określonych procesów termicz

nych. Przykładowo, jeżeh podczas ogrzewania temperatura jednego
kilograma wody podnosi się z 14,5°C do 15,5°C, to do układu została
dostarczona jedna kilokaloria Ikcal] ciepła. Jako jednostki ciepła
używa się także kalorii równej 10-3 kcal.

Stosunek ilości energii dostarczonej do ciała w postaci ciepła

(ńQ) do odpowiadającego tej energii przyrostu temperatury (AT),
nazywany jest pojemnością cieplną (C) ciała:

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

W - i d W = pdV

(5)

gdzie: p - ciśnienie,

V - objętość.

Jak już wspomniano powyżej, ciepło i praca to różne formy

energii, jednak istnieje między nimi ścisła zależność, którą można

przedstawić w postaci mechanicznego równoważnilca ciepła.

Wielkości Q i W nie charakteryzują stanu równowagi układu,

wiążą się natomiast z procesami termodynamicznymi, które w wy-

niłtu oddziaływania z otoczeniem przeprowadzają uldad z jednego
stanu równowagi w inny. Podczas tych procesów energia w postaci

ciepła oraz (lub tylko) pracy może być wprowadzana do układu lub

z niego wyprowadzana.

Praca wykonana przez układ zależy nie tylko od jego stanu

początkowego i końcowego, lecz także od stanów pośrednich, tj, od
drogi procesu. Również ilość ciepła tracona lub otrzymana przez
układ zależy od: objętości początkowej (i), końcowej (fi oraz stanów
pośrednich, czyli od drogi procesu.

Istnieją funkcje współrzędnych termodynamicznych, które zależą

wyłącznie od współrzędnych początkowych i końcowych, a nie

zależą od drogi, po której dokonuje się przejście między tymi
skrajnymi punktami. Przykładem takiej funkcji jest energia we

wnętrzna układu U, Energia wewnętrzna ma określoną wartość AU

= Uf-U¡, niezależną do sposobu przejścia układu ze stanu fi) do

stanu (f).

Zmiana energii wewnętrznej układu jest związana z energią

dostarczoną w postaci ciepła Q i energią uwolnioną z układu
w postaci pracy (W) w następujący sposób:

i. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

A U = Q - W

lub w postaci różniczkowej:

d U = 6 Q - 6 W

(6a)

f6b)

Zależność ta jest określana mianem pierwszej zasady termody

namiki.

Powyższa zasada dopuszcza istnienie tylko takich procesów

termodynamicznych, w których całkowita ilość energii zostaje za
chowana. Należy przy tym pamiętać, że nie wszystkie spośród
procesów termodynamicznych sprfniających pierwszą zasadę termo
dynamiki zachodzą w normalnych warunkach w przyrodzie. Przy-
idadowo powietrze znajdujące się w danym pomieszczeniu nigdy

„spontanicznie" nie skupia się w jednym określonym jego punkcie.

Nie jest również możliwe, by po zetknięciu dwóch ciał makroskopo

wych o różnych temperaturach chłodniejsze z nich „spontanicznie"

przekazało część swej energii wewnętrznej cieplejszemu, czego
wynikiem byłby spadek temperatury chłodniejszego i wzrost tempe
ratury cieplejszego.

E n t r o p i a i d r u g a z a s a d a t e r m o d y n a m i k i

Proces, w trakcie którego nie występują takie zjawiska jak

przyspieszenie, ruch falowy, turbulencje, tarcie itp., a układ i jego
otoczenie zachowują się w sposób idealny, nazywamy procesem
odwracalnym. Warunkiem jego występowania jest jednorodność
wszystkich własności charakteryzujących układ, taldch jak ciśnie
nie, temperatura, namagnesowanie itp., co oznacza, że wartość tych
parametrów musi być jednakowa w każdym punkcie układu, który

musi być przez c^ czas bardzo zbliżony do stanu równowagi.

Chociaż proces odwracalny jest procesem czysto teoretycznym

i praktycznie nie może istnieć w rzeczywistości, można jednak

osiągnąć pewne jego przybliżenie, pod warunkiem, że będzie on
zachodził bardzo powoh.

wierzchni granicznej. Przy braku różnicy temperatur przepiyw
energii związany jest z pracą.

Pracę (W) można zdefiniować jako;

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

TdS = d O

(7)

Zależność ta stanowi podstawę drugiej zasady termodynamiki,

którą można sformułować następująco: Samorzutne procesy, które
zaczynają się jednym stanem równowagi, a kończą innym, mogą
przebiegać tylko w takim kierunku, z którym związany jest wzrost
sumy entropii układu i otoczenia.

Jeśli proces jest odwracalny i zarazem adiabatyczny (dS=0 oraz

S-cansL),

poprzez połączenie pierwszej i drugiej zasady termodyna

miki, otrzymujemy:

d U = T d S - d W

(8)

I. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

a w przypadku, kiedy nie została wykonana praca:

(9)

Dla procesów odwracalnych, dla których przyrost energii we

wnętrznej związany jest jedynie z dostarczaniem ciepła, związek
pomiędzy temperaturą, przyrostem entropii i ciepłem, wyrażany jest
przez równość: Td3=dQ,

Z kolei dla wszystkich procesów nieodwracalnych spełniona jest

nierówność: TdS>dQ. Jeżeli wszystkie zmiany i oddziaływania
związane z procesem nieodwracalnym zamykają się w granicach

i'ozważanego układu, to pomiędzy tym izolowanym układem a jego

otoczeniem nie zachodzi wymiana ciepła, czyli dQ=0, a zatem
dS > 0.

Wynika stąd, że jeżeli w układzie izolowanym dążącym do stanu

równowagi zachodzi proces nieodwracalnj^ to jego entropia rośnie,
Stan równowagi jest zatem stanem największej entropii.

Entropia związana jest z nieuporządkowaniem następującą za

leżnością:

S = klnw

(10)

gdzie

- stała Boltz manna,

S -

entropia układu,

w -

parametr nieuporządkowania (prawdopodobieństwo

tego, że układ znajduje się w określonym stanie
w odniesieniu do wszystkich innych dostępnych dla
niego stanów).

W termodynamice klasycznej dowodzi się istnienia innych funk

cji charakteryzujących stan układu, których ubytek w procesie

odwracalnym jest równy maksymalnej pracy użytecznej, co wynika
^ równania;

Natomiast proces nieodwracalny to proces, w którym układ

przecłiodzi przez szereg stanów nie dającycłi się opisać przy pomocy

niewielu makroskopowych jednorodnych własności i w czasie które
go zachodzą zjawiska związane z rozpraszaniem energii (tarcie,
opór elektryczny, niesprężystość itpj.

Wykonując szereg procesów termodynamicznych, w wyniku któ

rych ostatecznie układ powróci do swojego pierwotnego stanu
równowagi, otrzymuje się proces naz3^any procesem kołowym albo
cyklem. Jeśli wszystkie kolejne procesy cyklu są procesami odwra
calnymi, mówimy że jest to cykl odwracalny. Przykładem takiego
cyklu jest cykl Carnota.

Ważną termodynamiczną funkcją stanu jest entropia (S). Zmia

na entropii układu w trakcie pewnego procesu związana jest

z wymianą ciepła bez względu na to, czy jednocześnie została
wykonana jakakolwiek praca, czy też nie. Jedynym zastrzeżeniem

jest to, aby proces był odwracalny.

Dla niewielkich odwracalnych zmian układu iloczyn temperatu

ry (T) i przyrostu entropii (dS) jest równy ilości doprowadzonego

ciepła <Q>:

Zastosotvanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

5W^^, = T d S - d t l - p d V

gdzie: 5 W „ , , = a W + pdV .

(11)

Do tych funkcji, określanych mianem potencjałów termodyna

micznych, zaliczane są:

• Energia wewnętrzna (U), parametry stałe: S,V;
• Entalpia (H): H = U + p y przy stałych parametrach S, p;
• Energia swobodna (F): F = U - T S , przy parametrach T, V;
• Entalpia swobodna (G): G=F-t-py przy stałych T, p.

Przy pomocy pochodnych cząstkowych potencjałów termodyna

micznych można wyrazić termodynamiczne własności układu. Dla
potencjałów termodynamicznych F i G otrzymujemy:

v = - s

rap

- _ c fdG]

BT ^ — o

= v

(12a)

(12b)

J a k widać, energia swobodna (F) maleje wraz ze wzrostem

objętości i temperatury, natomiast entalpia swobodna (G) maleje ze

wzrostem temperatury, lecz rośnie przy wzroście ciśnienia.

Druga zasada termodynamiki, wprowadzając pojęcie procesu

nieodwracalnego, wskazuje, które z procesów dopuszczalnych przez
pierwszą zasadę termodynamiki mogą realnie występować w przy
rodzie. Zasada ta określa również kierunek przebiegu (trend) pro
cesów zachodzących w przjTodzie, na przykład kierunek przepływu

masy danego składnika od jego wyższej do niższej koncentracji
(dyfuzja Ficka) lub energii z ciała o wyższej temperaturze do ciała
o niższej temperaturze (przewodnictwo cieplne Fouriera).

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

T r z e c i a z a s a d a t e r m o d y n a m i k i

Wszystkie przesłanki teoretyczne i doświadczalne prowadzą do

wniosku, że żadna skończona ilość procesów termodynamicznych
nie jest w stanie spowodować osiągnięcia temperatury zera bez
względnego, a tym samson w warunkach rzeczywistych obowiązują
następujące dwa równoważne sformułowania trzeciej zasady termo

dynamiki:

• Nie jest możliwe sprowadzenie układu do temperatury zera bez

względnego przy pomocy skończonej ilości operacji w jakimkolwiek,
nawet najbardziej wyideahzowanym procesie. Sformułowanie to
zwane jest zasadą nieosiągalności zera bezwzględnego lub też (wg
Fowera i Guggenhcima) sformułowaniem trzeciej zasady termo
dynamiki przez nieosiągalność zera bezwzględnego.

• Zmiana entropii układu skondensowanego, towarzysząca izoter-

micznemu (zachodzącemu bez zmiany temperatury), odwracalne
mu procesowi, dąży do zera przy temperaturze dążącej do zera.

Określenie to, nazjnwane sformułowaniem Nernsta-Simona trze

ciej zasady termodynamiki, wyraża się równaniem:

lim

T-iO

(13)

Sposoby wymiany ciepła

Wymiana ciepła dla każdego ciała znajdującego się w powietrzu

i mającego temperaturę wyższą niż temperatura otoczenia zacho
dzić może trzema drogami: poprzez przewodzenie, unoszenie (kon
wekcję) i promieniowanie.

Przewodzenie ciepła ma miejsce zarówno w ciałach stałych,

cieczach, jak i w gazach. W ciałach stałj'ch jest ono skutkiem drgań
sieci krystalicznej oraz (w ciałach przewodzących prąd elektryczny)
przemieszczania się swobodnych elektronów. W przeciwieństwie do

unoszenia, przewodzenie nie jest związane z przemieszczaniem się

cząstek o podwyższonej energii na większe odległości, lecz z prze

kazywaniem energii otaczającym cząstkom.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

o = -k

(14)

gdzie: <P - strumień ciepła [W/m^] przewodzony przez jednostkową

powie rzctinię,

k -

przewodność cieplna materiału |W/mK|,

- gradient temperatury w kierunku prze[Jywu ciepła [K/m].

Z tej zależności wynika, że w przypadku ośrodka jednorodnego

przepływ ciepła maleje wraz z odległością zgodnie z równaniem:

<D =

-k

T,-T,

1 A

(15)

gdzie: P - moc cieplna przepływająca przez daną powierzchnię [W],

A - powierzchnia normalna do kierunku prze|rfywu ciepła [m^],

T j - 7", - różnica temperatur |K1,

/ - odległość [m|.

Znak „minus,, wskazuje, że strumień ciepła w tym przypadku

skierowany jest od obszaru o temperaturze wyższej do obszaru
o temperaturze niższej.

Unoszenie (konwekcja) ciepła to proces, w którym energia prze

noszona jest na skutek przepływu płynnego lub gazowego. Stanowi
ona istotny czynnik wymiany energii pomiędzy ciałami stałymi,
a przemieszczającymi się płynami i gazami.

Można wyróżnić dwa typy konwekcji: wymuszoną i naturalną.

Jeżeli przepływ ośrodka wynika z zastosowania zewnętrznych źró

deł, takich jak wentylatory czy pompy, mówimy o konwekcji wymu
szonej. W przypadku, gdy przepływ ten następi^e w wyniku lokal
nych zmian gęstości ośrodka wywołanych gradientem temperatury,
mówimy o konwekcji naturalnej.

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

W unoszeniu współuczestniczą cztery wzajemnie powiązane zja

wiska:

• przewodzenie ciepła z powierzchni ciała stałego do bezpośrednio

przylegających cząsteczek płynu lub gazu,

• absorpcja i utrzymanie tak przekazanego ciepła przez te cząstecz

ki, powodujące wzrost ich energii wewnętrznej,

• migracja cząsteczek o podwyższonej energii do obszarów o niższej

temperaturze, powodująca wymianę części tej energii,

• transport energii poprzez przepływ ośrodka.

Dla uproszczenia analizy, działanie poszczególnych czynników

ujednolica się, opisując zjawisko konwekcji w oparciu o prawo
Newtona;

T = -h (T -T„)

(16)

gdzie: f - gęstość mocy oddawanej na jednostkę powierzchni

(strumień ciepła) fW/m^]

- współczynnik konwekcji fW/m^-K!,

r - temperatura ciała stałego [KJ,
T_-

temperatura [rfynu (gazu) poza strefą bliską [K].

Z kolei promieniowanie jest procesem wymiany energii w posta

ci fal elektromagnetycznych pomiędzy oddalonymi od siebie obiek

tami o różnych temperaturach. W przebiegu tego procesu istotne
znaczenie ma zjawisko emisji i absorpcji ciał stałych.

W ł a ś c i w o ś c i e m i s y j n e i a b s o r p c y j n e

c i a ł s t a ł y c ł i

Wszystkie ciała stałe w temperaturze wyższej od zera bez

względnego emitują promieniowanie elektromagnetyczne, zwane
promieniowaniem cieplnym lub termicznjTn. Istotnym parametrem

jest całkowita emisja energetyczna promieniowania oznaczana jako

E [W/m^l, wyrażająca szybkość wypromieniowania całkowitej ener

gii przez jednostkę powierzchni danego ciała. Całkowita emisja

promieniowania (E) może zostać obUczona po scałkowaniu widmo-

Przewodzenie ciepła opisuje równanie Fouriera:

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

E =

(17)

Idealnym emiterem promieniowania jest ciało doskonale czarne.

Ciało doskonale czarne ma też doskonałe własności absorpcyjne, co
oznacza, że całkowicie pocłiłarua dochodzące do niego promieniowa
nie elektromagnetyczne.

Promieniowanie ciała doskonale czarnego jest opisane prawem

Plancka:

= ' 4

exp

(18)

gdzie: A - długość fah emitowanego promieniowania,

Ojfi^

.- .stałe,.

T -

temperatura absolutna \K].

Przy formułowaniu swojej teorii w 1900 r. Planck oparł się na

założeniu, że oscylatory elektromagnetyczne mogą pocłiłaniać lub
tracić energię tylko równymi porcjami:

E = hv

(19)

V - częstość oscylatora,

h ~

stała Plancka.

Stała h=6,62610^'' [Js] występująca we wzorze okazała się

fundamentalną stałą przyrody

Do opisu promieniowania ciała doskonale czarnego służą rów

nież inne zależności, które można wyprowadzić z prawa Plancka.
Są nimi: prawo przesunięć Wiena oraz prawo Stefana-Boltzmanna.

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

Prawo przesunięć Wiena określa się relacją:

k -T = const.

(20)

Zgodnie z tym równaniem, wraz ze wzrostem temperatury ciała

maksimum widmowej gęstości emisji promieniowania przesuwa się
w stronę krótszych fal.

Natomiast prawo Stefana-Boltzmanna określa zależność całko

witej emisji promieniowania ciała doskonale czarnego w funkcji
temperatury:

E = oT"

(21)

gdzie: CT- stała Stefana-Boltzmanna = 5,67-l(H [Wm-^K-*],

T-

temperatura [KJ.

Prawo Stefana-Boltzmanna jest również spełnione dla układów

biologicznych. Całkowita moc promieniowania takiego układu,
w którym ciało ma temperaturę wyższą od otoczenia wyrażona jest

następująco:

= Sa

( T ;

- V)

(22)

gdzie: Tg - temperatura obiektu.

Tg - temperatura otoczenia.

Wszystkie przedstawiono prawa termodynamiki obowiązują

również w układach biologicznych, w tym także w odniesieniu do

organizmu człowieka [3,4,7,11,121.

Prawa termodynamiki

w procesach biologicznych

P i e r w s z a z a s a d a t e r m o d y n a m i k i

Każdy organizm żywy potrzebuje energii do utrzymania proce

sów życiowych. Energia ta wyzwalana jest w procesach utleniania
produktów pokarmowych, które w zasadzie zachodzą w stałej
temperaturze i przy s t ^ y m ciśnieniu. W związku z tym, jako miarę

wej zdolności emisyjnej (E,) (szybkość wypromieniowania energii
odpowiadającej długościom fal zawartych w przedziale X i X+ dk) po

wszystkich długościach fali (d^) zgodnie z równaniem:

Zastosowanie zimna ui medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

As +

ori.

AS , . = AS

(24)

Oznacza to, że proces życiowy, t a k jak każdy inny proces fizycz

ny, zwiększa entropię przyrody.

CJeneralnie entropia nabyta w chwili urodzenia w ciągu życia

maleje, osiągając pewne plateau, by w chwUi śmierci znów wzro-

1, Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

U t r z y m a n i e organizmu przy życiu wiąże się ze z m i a n a m i entro

pii. Przyjmuje się, że na entropię organizmu żywego składają się
dwa czynniki zgodnie z zależnością;

d S .

dS„ d S ,

dt dt

(25)

gdzie: - entropia zewnętrzna,

S. -

entropia wewnętrzna.

Entropia wewnętrzna jest związana z procesami nieodwracalnymi

zachodzącymi w organizmie. Gdyby organizm żywy stanowił układ

zamkmęty ( ~j~ —'^}, jego entropia

sem aż do śmierci

(IS,,,^ dS

— - — = —— >0 rosłaby z cza-

dt dl

' O. J e d n a k ż e organizm, będąc układem

otwartym, wymienia entropię dS^ z otoczeniem. Pobiera entropię
z produktami pokarmowymi, a oddaje - wraz z degradowanymi

produktaini przemiany materii i zdegradowaną energią [w postaci
ciepła). Przy czym wypadkowa wymiana entropii z otoczeniem jest
ujemna powodując, że entropia organizmu w przeważającym okresie

życia wykazuje pewną stabilność. Oznacza to, że dojrzały organizm
znajduje się w stanie stacjonarnym, w którym szybkość tworzenia się
entropii jest równa szybkości jej oddawania;

dSi^

d S .

że entropia organizmu nie zmienia się w czasie:

— ^ = 0 , S = c o n f i t .

(26)

(27)

energii wewnętrznej w organizmach wyżej zorganizowanych (hete-
rotrofach), można przyjąć entalpię swobodną (G) iub entalpię (H),

Pierwsza zasada termodynamiki jako zasada zachowania energii

w procesach biologicznych może zostać zapisana następująco;

AH = W + Q (23)

gdzie: W - praca zewnętrzna,

Q - ciepło metabolizmu.

P r a c a zewnętrzna obiektów biologicznych r o z u m i a n a jest jako

praca wykonywana kosztem wysiłku mięśniowego. W organizmie
ma również miejsce praca wewnętrzna związana z przemianami
chemicznymi, t r a n s p o r t e m przeciw gradientom stężeń, krążeniem

krwi, oddychaniem i trawieniem. Podczas tych procesów pokonywa
ne są różne opory, co prowadzi do powstawania ciepła, które
nazywamy ciepłem metabolizmu.

Jeżeli organizm nie wykonuje pracy zewnętrznej (W = 0), to cała

p o b r a n a energia ( A H ) jest równa ciepłu p r o d u k o w a n e m u w organi
zmie ( A H = Q ) . Człowiek jest organizmem stałocieplnym, stąd, aby
uniknąć przegrzania, musi oddawać ciepło do otoczenia.

Druga zasada termodynamiki

J a k wiadomo, wysoko zorganizowany organizm żywy jest ukła

dem otwartym i może wymieniać entropię z otoczeniem.

Gdyby przyjąć, że organizm człowieka wraz otoczeniem jest

układem izolowanym, to - zgodnie z drugą zasadą termodynamiki

- entropia (S) w t a k i m układzie może jedynie rosnąć zgodnie

z zależnością:

Zasłosoicanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

(29)

Współczynnik ten określa stosunek szybkości przebiegu procesu

w temperaturze (T-ł-lOK) do jego szybkości w temperaturze (T).

W oparciu o prawo Arrheniusa, współczynnik (Qn|) można w przy

bliżeniu zapisać jako:

(30)

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

Znając współczynnik (Q^g), można wnioskować o energii aktywa

cji (E) odniesionej do 1 mola substancji zgodnie ze wzorem:

E = N,E,=^,9mgQ,„}^

(31)

Dla procesów zachodzących w organizmach żywych wartość

i.Qii,) jest zawarta w granicach 1-^4. Dla procesów o charakterze

fizycznym wynosi ona w przybliżeniu 1,03-^1,3, dla procesów o cha
rakterze chemicznym - na ogół 2-:-3, a dla procesów enzymatycz
nych - nie przekracza 2.

Z powyższych rozważań wynika, że istnieje pewien optymalny

zaltres temperatur, w którym procesy biologiczne zachodzą prawi
dłowo, W przypadku temperatur zbyt niskich lub zbyt wysokich
występuje zwykle wyraźne zaburzenie przebiegu tych procesów.

Temperatura i metody jej pomiaru

Istotnym zagadnieniem związanym z weryfikacją efektów le

czenia zimnem jest ocena temperatury okolic ciała poddanych

krioterapii oraz temperatury całego organizmu.

Temperatura opisuje stan energetyczny badanego ciała i jest

miarą średniej energii kinetycznej ruchu cieplnego, która jest
proporcjonalna do kwadratu średniej prędkości ruchu cząsteczek.

W normalnych warunkach (temperatura otoczenia około 20°C,
ciśnienie atmosferyczne 1013 hPa) ustala się stan równowagi ter

modynamicznej i pojęcie temperatury jest dobrze zdefiniowane

jedynie dla takiego stanu.

Jeżeli dwa układy A i B, uprzednio izolowane od siebie,

zetkniemy za pośrednictwem ścianki diatermlcznej (tzn. ścianki,
która pozwala jednemu układowi oddziaływać na drugi), to okaże
się, czy są one w równowadze termicznej. Stan ten zostanie

określony za pomocą własności układu zwanej właśnie temperatu

rą. Kiedy dwa lub więcej układów znajdują się w równowadze
termicznej, wówczas mówimy, że mają one taką samą temperaturę.

Kinetyka procesów biologicznych

Procesy biologiczne mają w dużej mierze charakter reakcji

chemicznych, a szybkość ich przebiegu zależy od temperatury.
Szybkość procesów biologicznych, podobnie jak procesów chemicz

nych, można opisać przy pomocy prawa Arrheniusa, zgodnie z któ-

jqnn;

k^Ae-^'^-'"^ (28)

gdzie: k - szybkości reakcji,

A - współczynnik proporcjonalności,

- energia aktywacji,

R -

stata gazowa,

liczba Avogadro.

Energia aktywacji E dostarcza informacji na temat mechani

zmu przebiegu procesu biologicznego. Precyzyjne wyznaczenie
energii aktywacji dla układów biologicznych jest jednak trudne.

Wpływ temperatury na szybkość reakcji biologicznych opisuje się

często przy pomocy współczynnika Van't Hoffa zwanego współczyn
nikiem (Q..):

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

(32)

gdzie: Tj - temperatura termodynamiczna zbiornika oddającego

ciepło,

- temperatura termodynamiczna zbiornika pobierającego

ciepło,

Q, - ciepło oddane,

- ciepło pobrane.

Podstawowym punktem skali temperaturowej jest punkt potrój

ny wody, któremu odpowiada temperatura 273,16 K lub 0°C.

Od października 1968 r. obowiązuje Międzynarodowa Praktycz

na Skala Temperatury (MPST) posiadająca nazwy, symbole, ozna
czenia i jednostki wspólne ze skalą termodynamiczną. MPST do

puszcza używanie skali Celsjusza, w której temperatura t [°C1
definiowana jest wzorem:

t = T - T

(33)

gdzie: r„ = 273,16 K,

7"-temperatura badanego ciała w skali termodynamicznej.

Przyjęto, że l ' G = 1 K

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

M e t o d y p o m i a r u t e m p e r a t u r y

Kontaktowe metody pomiaru temperatury

Aby określić temperaturę pewnej liczby układów, najprościej jest

wybrać jeden z nich jako wskaźnik równowagi termicznej pomiędzy
układom wybranym a pozostałymi. Tak wybrany układ zwany jest

termometrem.

Z zerowej zasady termodynamiki wynika, że wartość odczytana

na termometrze stanowi temperatm-ę każdego układu pozostającego

z nim w stanie równowagi.

Najpospolitszym termometrycznym przyrządem pomiarowym

jest termometr cieczowy, w którym naczynie termometryczne wy-

petnia ciecz (rtęć, alkohol, toluen itp.). Zmiany jej objętości pod
wpływem zmian temperatury pozwalają na ocenę wskazanej tempe
ratury.

Innym typem termometru umożliwiającym czuły i dokładny

pomiar temperatury jest termometr gazowy. W tym urządzeniu,
wypełnionym stalą objętością gazu, ciśnienie gazu zależy tylko od

jogo temperatury i rośnie proporcjonalnie do jej wzrostu. Termome

try gazowe stosowane są zwykle jedynie w laboratoriach badaw

czych, ponieważ są niewygodne w użyciu i powoli osiągają równo

wagę termiczną.

Kolejnym typem termometru jest termometr oporowy, który

wykonany jest z cienkiego drutu (zwykle platynowego) nawiniętego

na ramkę mikową i umieszczonego w osłonie z cienkościennej rurki

srebrnej. Element term o metryczny połączony jest przewodami mie
dzianymi z układem mierzącym opór elektryczny (np. mostek
Wheatstonc'a). Ponieważ opór elektryczny który jest proporcjonal

ny do temperatury może być mierzony z dużą dokładnością, termo
metr oporowy jest jednym z najdokładniejszych przyrządów do
pomiaru temperatury W celu wykonywania pomiarów w zakresie

skrajnie niskich temperatur, zamiast cewki z drutu platynowego
użj'wany jest zwykle pręcik węglowy lub kryształ germanu.

Temperaturę wszystkich układów pozostających w równowadze

termicznej można wyrazić za pomocą liczb. Aby określić skalę

temperatur, przyjęto pewne reguły przyporządkowujące temperatu
rom odpowiednie liczby.

Podstawową skalą temperatury, do której należy odnosić uzyski

wane wyniki jej pomiarów, jest skala termodynamiczna. W użyciu

jest także tzw. aktualna termodynamiczna skala temperatury, okre

ślona przez równanie definicyjne:

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Termometr gazowy

Termometr cieczowy

Termometr oporowy (platynowy)

Termopara

Termorezystor

Termistor

Półprzewodnikowy czujnik złączowy

~ -240°C do -1000°C

rtęć: -ag-C do 300°C

alkohol; od -100X

pentan: od -190°C

o°c do eecc

-184°C do 2300°C

-200°C do 850°C

-20''C do 100°C

-55°C do 150°C

Rzadziej wykorzystywaną kontaktową metodą pomiaru tempe

ratury jest termografia ciekłokrystaliczna. Ciekłe kryształy łączą
w sobie zarówno mechaniczne właściwości cieczy (np. płynność).

I. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

l,ik 1 właściwości strukturalne ciał stałych. Cechą pozwalającą na
zastosowanie ciekłych kryształów do pomiarów temperatury jest

specyficzne uporządkowanie przestrzenne ich cząsteczek. Rozmiesz
czenie cząsteczek ciekłego kryształu w poszczególnych jego war-
.^twach jest częściowo uporządkowane, tak że można określić średni
wypadkowy kierunek uporządkowania długich osi cząsteczek, tzw,
direktor. Direktory w poszczególnych warstwach ciekłych kryszta
łów są skręcone względem siebie, co powoduje powstanie struktury
śrubowej. Struktura śrubowa charakteryzowana jest przez skok (p)
odpowiadający odległości między najbhższymi warstwami o tym
samym kierunku uporządkowania cząsteczek, co ma miejsce po
obrocie direktora o 180°. Gdy na ciekły kryształ pada światło białe,

przechodzi ono przez niego niemal bez żadnych strat energii za

wyjątkiem pewnej długości fali {\) określonej wzorem:

\=np

(34)

gdzie: n - średni współczynnik załamania światła warstwy

cie kło kry stalicz nej,

- skok struktury śrubowej.

Fala o długości (XJ przy przejściu przez strukturę ciekłego

kryształu ulega w połowie odbiciu, a w drugiej połowie - zostaje

przez nią przepuszczona. Gdy kryształ leży na czarnym podłożu,
część światła przechodzącą przez warstwę ciekłego kryształu zostaje
pochłonięta, a obserwowana jest tylko ta część światła, która u l e ^ a
odbiciu, posiadająca długość fali odpowiadającą (XJ. Określonej
długości fali odpowiada określona barwa światła, stąd barwa ciekłe
go kryształu umieszczonego na czarnym podłożu będzie odpowiada
ła dhigości fali światła od niego odbitego. Ponieważ struktura

ciekłego kryształu, a tym samym wartość (p), ulegają zmianie pod

wph-wem wzrostu temperatury, specyficzne zmiany zabarwienia
ciekłych kryształów dają możliwość pomiaru temperatury.

Obecnie do pomiarów temperatury używa się również nowocze

snych czujników temperatury, takich jak: termorezystory, termisto-
ry, półprzewodnikowe czujniki złączowe oraz termopary.

Najpopularniejszymi z powyższych czujników są termopary, któ

rych działanie opiera się na odltrytym przez Seebecka efekcie
termoelektrycznym. Efekt ten polega na tym, że jeżeh oba połącze
nia zamkniętego obwodu wykonanego z dwóch różnych metali
znajdują się w różnych temperaturach, to w obwodzie tym płynie
prąd elektryczny. Wynika stąd, że poprzez pomiar napięcia w takim
obwodzie można mierzyć różnicę temperatur pomiędzy złączami.

Jeśli zatem jedno złącze utrzymywtme będzie w stałej temperaturze

(tzw. zimne złącze umieszczone w wodzie z lodem o temperaturze

0°C), to - mierząc napięcie w obwodzie - można wyznaczyć tempera
turę złącza pomiarowego (tzw złącza gorącego). Pojawiające się
w uldadzie napięcia są zwykle bardzo małe i na ogół zmiana tempe
ratury o 1°C powoduje zmianę napięcia na poziomie mikrowoltów.

Przykłady termometrów oraz czujników temperatury i zakresy

mierzonych przez nie temperatur przedstawia Tabela 1.

Tab. 1. Przykładowe termometry i cziyniki temperatury wraz z zakresami

pomiarów temperatury.

Rodzaj termometru tub czujnika Zakres mierzonych temperatur

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

rolę w pocłiłanianiu i odbijaniu światła widzialnego, jednak, ponie
waż jej wpływ staje się zupełnie nieistotny dla długości fal przekra
czających 2,5 mm, praktycznie nie wpływa ona na emisję promie

niowania podczerwonego. Dzięki temu, w klasycznej termografii

ciała ludzkiego kolor skóry nie odgrywa istotnej roli.

Bardzo ważne podczas badań termograficznych jest zapewnienie

odpowiednich warunków pomiaru. Stwierdzono, że ciało rozebrane
go człowieka znajdującego się w pomieszczeniu o temperaturze
pokojowej, w ciągu pierwszych 15 minut chłodzi się szybko, przez
następne 45 minut wolniej, aż wreszcie dochodzi do równowagi

cieplnej z otoczeniem z wtórnym ustabilizowaniem temperatury
ciała. Stąd nasuwają się wnioski dotyczące przygotowania pacjenta
do badań [1,2,6,14J. Aby zminimalizować zmiany temperatury ciała,

należy zredukować wpływy czynników zewnętrznych. Dlatego tem
peratura otoczenia powinna być w miarę możliwości stała (18-22°C).

Warunki wymiany ciepła w znacznym stopniu zależą od wilgotności
powietrza, dlatego również ten parametr powinien być ścisłe kon

trolowany. Zaleca się utrzymywanie wilgotności powietrza na pozio

mie 45-^55%. Pacjent przed badaniem termograficznym nie powi

nien stosować używek i narkotyków ani wykonywać żadnych

ćwiczeń fizycznych. Bezpośrednio przed badaniem powinien pozo
stawać w spoczynku przez co najmniej 30 minut, przy czym
wcześniejsze oczekiwanie w pomieszczeniu, w którym wykonywane
są badania, umożliwia skrócenie czasu aklimatyzacji, dzięki czemu
w praktyce wynosi on najczęściej od 5 do 30 minut, W tym czasie
okolice ciała podlegające badaniu termograficznemu powinny być
odkryte - tak, aby warunki wymiany ciepła były w pełni ustabili
zowane.

Otrzymywanie niskich temperatur

Niezwykle istotnym zagadnieniem z punktu widzenia efektyw

ności leczenia zimnem jest otrzymywanie skrajnie niskich tempera

tur, tak zwanych temperatur kriogenicznych.

Bezkontaktowe metody pomiaru temperatury

Bezkontaktowe metody pomiaru temperatury opierają się na

detekcji promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez
badane ciało. Do najbardziej znanycłi przyrządów wykorzystujących
to zjawisko należą pirometry i termografy optyczne.

Oba typy urządzeń wykorzystują taką samą zasadę detekcji

promieniowania, różnią się natomiast systemem obrazowania uzy
skanych informacji.

Pirometr służy do pomiarów punktowych temperatury na dro

dze detekcji promieniowania emitowanego przez badany obiekt,
natomiast termograf posiada dodatkowo możliwość obrazowania
większego obszaru zawierającego pewną ilość punktów pomiaro

wych, które występują jako piksele obrazu. Każdemu pikselowi
przypisana jest wartość temperatury, która może być przedstawio
na w postaci skali szarości lub skali kolorowej, W przypadku
urządzeń cyfrowych wybranie danego piksela umożliwia odczyt
temperatury w postaci numerycznej.

Obecnie największe możliwości wśród urządzeń wykorzystują

cych do pomiaru temperatury detekcję promieniowania elektroma
gnetycznego emitowanego przez badane ciało mają kamery termo
wizyjne.

Termowizja jest młodą i dynamicznie rozwijającą się metodą

wykorzystywaną coraz powszechniej w medycynie, w tym także do
oceny skuteczności krioterapii [1,2,6,14], W termograficznej techni
ce pomiaru temperatury ciała ludzkiego wykorzystuje się podobień

stwo jego właściwości do właściwości ciała doskonale czarnego.

Współczynnik emisji ciała ludzkiego wynosi około 0,98, tak więc

jest ono zarówno doskonałym emiterem, jak i absorbentem promie

niowania podczerwonego.

Przy zastosowaniu w termografii ciała ludzkiego odpowiednich

detektorów pracujących jedynie w określonym zakresie emitowane
go promieniowania można uniknąć ewentualnego wpływu koloru
skóry na wynilu pomiarów. Pigmentacja odgrywa wprawdzie dużą

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

E f e k t r o z p r ę ż a n i a g a z u
w m a s z y n i e e k s p a n s y j n e j

Najprostszym ze sposobów obniżenia temperatury jest rozpręże

nie adiabatyczne pewnej objętości gazu znajdującego się w cylindrze

z ruchomym tłokiem. W przebiegu takiego procesu dochodzi do
obniżenia temperatury w wyniku wykonania pracy z wydatkowa
niem energii wewnętrznej gazu. Jednak wykorzystanie tej metody
utrudniają pewne problemy natury technicznej związane z koniecz
nością zapewnienia odpowiedniego smarowania poruszającego się
tłoka oraz wyeliminowania powstających podczas jego ruchu zakłó

ceń mechanicznych powietrza znajdującego się wewnątrz cyUndra.
Innym istotnym problemem ograniczającym możUwość wykorzysta

nia tej techniki jest fakt stopniowego zmniejszania się stopnia

obniżania temperatury proporcjonalnie do spadku ciśnienia wystę
pującego w miarę oziębiania gazu.

E f e k t J o u l e ' a - T h o m s o n a

Powyższe problemy związane z otrzymywaniem coraz niższej

temperatury były przyczyną opracowania innego, bardziej wydajne
go sposobu obniżania temperatury opartego na efekcie Joule'a-
Thomsona.

Energia wewnętrzna gazu, jako energia ruchu cząstek, może

ulec zwiększeniu przez ogrzanie lub sprężanie gazu w zamkniętej
przestrzeni, a zmniejszeniu przez jego ochładzanie lub rozprężanie.
Zmiana wartości energii wewnętrznej jest więc funkcją ciśnienia,
objętości i temperatury, czyli U=f(IjyT). W stanie równowagi, gdy
energia swobodna F(i;yT)=0, energię wewnętrzną można wyrazić

jako funkcję dwóch dowolnych parametrów:

U= f,(I>V)= f,(irr)= f^(MT) (35)

Ponieważ energia wewnętrzna gazów doskonałych zależy tylko

od ich temperatury, czyh U=f(T), stąd;

Technika zajmująca się wytwarzaniem i utrzymywaniem bardzo

nisltich temperatur nosi nazwę kriogeniki.

Poniżej zestawiono najważniejsze etapy w historii kriogeniki;

• 1860, Kirk (Szkocja) uzyskał temperaturę poniżej punktu krzep

nięcia Hg (234 K),

• 1877, Cailletet (Francja) otrzymał ciekły tlen dzięki wykorzysta

niu procesu dławienia z naczynia ciśnieniowego (90,2 K),

• 1884, Wróblewski i Olszewski (Polska) wykorzystali termiczne

właściwości ciekłego azotu i tlenu (77,3 K),

• 1898, Dewar (Anglia) wykorzystał efekt Joule'a-Thorasona i prze-

ciwprądowy wymiennik ciepła do otrzymania ciekłego wodoru (20,4
K),

• 1908, Kammerhngh-Onnes (Holandia), wykorzystując tę samą

metodę, otrzymał ciekły hel (4,2 K),

• 1927, Simon (Niemcy, Angba) wykorzystał adiabatyczne rozprę

żanie z naczynia ciśnieniowego ze wstępnym ochładzaniem przy
pomocy ciekłego wodoru (4,2 K),

• 1933, Giauąue i McDougall (USA) zastosowah metodę adiabatycz

nego rozmagnesowania (0,25 K),

• 1934, Kapica (Anglia, ZSRR) skroplił hel bez użycia ciekłego

wodoru (4,2 K),

• 1946, Collins (USA) wykorzystał agregat rozprężający i przeciw-

prądowe wymienniki ciepła (2,0 K),

• 1956, Simon i Kurti (AngHa) zastosowali adiabatyczne rozmagne

sowanie w stadium jądrowym soU paramagnetycznych (10"^ K),

• 1960, Kurti (Anglia) przy użyciu metody jądrowego chłodzenia

otrzymał temperaturę (10"^ K).

Obecnie stosowane metody wytwarzania niskich temperatur

najczęściej są oparte na wykorzystaniu: efektu rozprężania się
gazów w tak zwanej maszynie ekspansyjnej, zjawiska Joule'a-
Thompsona (często ze wstępnym cłiłodzeniem, np. ciekłym azotem)
oraz zjawiska magnetokalorycznego (pozwalającego na otrzymjnwa-
nie najniższych temperatur rzędu 10"^ K) [9,10].

Zaatoaoivanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Bidstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

= 0

(36)

Równanie to przedstawia prawo Joule'a-Thomsona.
Jego konsekwencją jest zjawisko termodynamiczne, zwane dła

wieniem, wykorzystywane w praktyce dJa otrzymywania cieklycti
gazów oraz niskich temperatur Polega ono na tym, że ciecz lub gaz

znajdujące się pod wysokim ciśnieniem przesącza się adiabatycznie
i nieodwracalnie przez mały otwór lub szereg małych otworów do
przestrzeni o ciśnieniu niższym. Podczas takiego przesączania (dła
wienia) występuje znaczne obniżenie temperatury. Dla uzyskania
skroplenia gazu efekt Joule'a-Thomsona należy powtórzyć kilka

krotnie, co jest realizowane w skraplarkach ciekłych gazów, np,

wodoru lub helu.

E f e k t m a g n e t o k a l o r y c z n y

Stan równowagi termodynamicznej może być opisany również

przy pomocy takich zmiennych jak: pole magnetyczne (H), nama
gnesowanie (M) oraz temperatura (T).

Wychodząc z pierwszej zasady termodynamiki dU=dQ-HHdM

można wykazać, że dla procesów adiabatycznych zmiana natężenia
pola magnetycznego prowadzi do zmiany temperatury zgodnie

z równaniem:

AT = -T/C,

(37)

gdzie: C„ - ciepło właściwe przy stałym natężeniu pola magne

tycznego.

1. Teoretyczne podstawy leczenia zimnem

Ponieważ dla normalnej soli paramagnetycznej

jest

ujemne, więc wzrost natężenia pola magnetycznego IH) prowadzi do
(jprzania i na odwrót - zmniejszenie natężenia pola magnetycznego
powoduje spadek temperatury tej soli. Zjawisko to nazywane jest
L^lcktem magnetokalorycznym.

Efekt magnetokaloryczny znajduje zastosowanie w otrzymywaniu

temperatur poniżej 1 K. W praktyce polega on na namagnesowaniu

izotermicznym soli paramagnetycznej, podczas którego następuje

zmniejszenie się jej entropii. W drugim etapie adiabatycznego rozma

gnesowania, przy zachowaniu entropii następuje spadek temperatu
ry soh. W ten sposób można otrzymać temperatury rzędu 10^ K.

Dalsze obniżanie temperatury do wartości rzędu 10"^ K jest

możliwe drogą rozmagnesowania jądrowego. Zgodnie z trzecią zasa

dą termodjTiamiki, nie jest natomiast możliwe otrzymanie tempe
ratury zera bezwzględnego.

Bardzo niskie temperatury powodują istotne zmiany własności

fizycznych substancji. Wykazano między innymi, że w skrajnie

niskich temperaturach oporności elektryczne czystych metali male

ją do bardzo niskich wartości. Niektóre metale poniżej określonej

temperatury posiadają oporność zerową, co stanowi istotę zjawiska
nadprzewodnictwa. Ponadto wiele substancji w skrajnie niskich
temperaturach staje się bardzo krucha, W odniesieniu do tkanek

biologicznych właściwość ta umożliwia precyzyjne cięcie wielu ela
stycznych tkanek (np. naczyń krwionośnych), stanowiąc jedną

podstaw terapeutycznego zastosowania zimna w kriochirurgii.

Piśmiennictwo

I. Bauer J., Hurnik P., Zdziarski J., Mielczarek W., Podbielska H.: Termowizja

ijej zastosowanie w medycynie. Acta Bio-Opt. Inform, Med., 1997, 3, (2-4),

121-131.

:!. Bauer J,, Hurnik P., Zdziarski J., Mielczarek W., Skrzek A., Podbielska H,

Zagrobelny Z.; Zastosowanie tennowizji w ocenie skutków krioterapii. Acta Bio-

Optica Inform. Med,, 1997, 3, (2-4). 133-140,

Zastosowanie zimna iv medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Domański R: Magazynowanie energii cieplnej. PWN, Warszawa 1990.

4. Hobbie R. K.: Intermediate Physics for Medicine and Biology. 2nd edition.

John Wiley & Sons, Singapore 1988.

5. Morrish A.H.: Fizyczne podstawy magnetyzmu, PWN, Warszawa 1970.

6. Nowakowski A. (red,]: Postępy termografii - aplikacje medyczne. Wydawnictwo

Gdańskie, Gdańsk 2001.

7. Pilawski A. (red.): Podstawy biofizyki. PZWL, Warszawa 1985.

8. Resnick R-, Halliday D,; FizykaT,l, PWN, Warszawa 1994.

9. Scott. R.B.: Technika makich temperatur, wyd. I, WNT, Warszawa 1963.

10. Stefanowski B.: Technika bardzo niskich temperatur w zastosowaniu do skra

plania gazów. Wyd. I. WNT, Warszawa 1964.

11. Ślęzak A.| Sieroń A.; Zarys terraodjTiamiki medycznej, a-medica press, Bielsko-

Biała 1998.

12. Zemansky M. W.: Temperatury bardzo niskie i bardzo wysokie, Wyd. I, PWN.

Poznań ¡964.

13.

ŻmuaJ., Zieliński J., Parka E., Nowinowaki-Kruszelnicki E.i Displeje cieldokry-

stalJczne, PWN, Warszawa 1993.

14. Zuber J., Jung A.: Metody termograficzne w diagnostyce medycznej. PZWL,

Warszawa 1997,

Biologiczne efekty

oddziaływania zimna

Efekty biologiczne oddzi^ywania zimna na organizmy żywe

uzależnione są głównie od zakresu stosowanych temperatur, pręd

kości ochładzania t k a n e k i czasu ekspozycji, W zależności od wyżej

wymienionych parametrów, zimno może powodować zarówno nisz
czenie t k a n e k patologicznie zmienionych, j a k i pobudzanie proce

sów fizjologicznych.

Pierwsze z opisanych działań znalazło zastosowanie w kriochi-

rurgii, gdzie do usuwania t k a n e k przez wymrażanie (krioablację

lub kriopeksję) używa się t e m p e r a t u r rzędu - I S C C , drugie zaś
stanowi podstawę krioterapii wykorzystującej t e m p e r a t u r y o wy
ższych wartościach rzędu -110°C zarówno w formie działania ogól-
noustrojowego, j a k również aplikacji miejscowej [1371,

Do czynników odpowiedzialnych za efekty oddziaływania niskich

t e m p e r a t u r na organizm zalicza się również: sposób aplikacji

niskich t e m p e r a t u r (na całe ciało bądź na ograniczoną jego po
wierzchnię), sposób u t r a t y ciepła (np, drogą przewodnictwa, pro
mieniowania lub konwekcji), stopień wilgotności chłodnego powie

trza, osobniczo u w a r u n k o w a n e zdolności adaptacjjne organizmu do
i^imna. wiek, schorzenia współistniejące, zażywane leki, czy wresz

cie aktywność fizyczną i stosowane u ż y w k i

4 5

Zastosoicanie zimna iv medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Mechanizmy termoregulacji

w warunkach oddziaływania

niskich temperatur

Utrzymanie względnie stałej temperatury wewnętrznej jest nie

odzownym warunkiem sprawnego działania organizmu stałociepl
nego. Wiadomo jednak, że stałość temperatury dotyczy głównie
wnętrza ciała, podczas gdy temperatura warstw powierzchniowycli
w znacznym stopniu zależy od czynników zewnętrznych [137].
Proces wychładzania dotyczy gównie tkanek powierzchownych
nawet podczas stosowania temperatur kriogenicznych (do -160°C),
w związku z cz3Tn powłoki ciała oraz kończyny mają właściwości
poikiio termiczne.

Największą utratę ciepła wykazują te części ciała, które mają

stosunkowo dużą powierzchnię w stosunku do swojej objętości

(głównie kończyny a zwłaszcza palce rąk i stóp). Wartość utraty

ciepła w palcach jest prawie dziesięciokrotnie większa niż w tułowiu

[3,13]. W trakcie ogólnoustrojowej ekspozycji na zimno w komorze

kriogenicznej spadek temperatury tułowia wynosi około 3°C, nato
miast kończyn - aż 12°C. WjTiika to z odmiennych mechanizmów
termoregulacji tych okolic ciała oraz z różnicy temperatur panują
cych w komorze Icriogenicznej na poziomie tułowia i stóp, która
wynosi około lO^C.

Pomimo zmiany temperatury struktur powierzchownych ciała,

temperatura narządów klatki piersiowej, jamy brzusznej, wnętrza
czaszki oraz krwi pozostaje stała, dzięki czynności mikrokrążenia
i zmianom intensywności komórkowych procesów metabolicznych
prowadzących do wytwarzania ciepła. W warunkach zwiększonej
aktywności ruchowej lub ekspozycji na działaiue zimna wytwarzane
są zwiększone ilości ciepła. W zimnym otoczeniu powłoki ciała

(skóra i podskórna tkanka tłuszczowa! pełnią funkcję termoizolato-

ra, a w środowisku o wysokiej temperaturze są główną drogą
usuwania ciejda z głębiej położonych narządów i tkanek. Ocłironna

rola powłok ciała w procesach adaptacji do zmieniających się wa
runków termicznych związana jest przede wszystkim ze zmianami
przepływu krwi fl7,128].

Układ termoregulacji organizmu składa się z trzech podstawo

wych elementów:

• termoreceptorów i termodetektorów,

• ośrodka termoregulacji,

• efektorów układu termoregulacji.

Termoreceptory - w zależności od ich lokaOzacji - dzielimy na

termoeksteroreceptory i te rmoen tero receptory Pierwsze, jako re-
L'cptory zewnętrzne, położone są na powierzchni ciała i odbierają
bodźce cieplne ze środowiska. Drugie kontrolują temperaturę wew
nątrz organizmu. Wśród funkcjonujących w skórze termoeksterore-
ccptorów część reaguje na zimno, inne na ciepło, a pozostałe na
gorąco. Najważniejszym zadaniem termoeksteroreceptorów jest
przekazywanie impulsów nerwowych drogami dośrodkowymi do
podwzgórza będącego ośrodkiem kierującym wszystkimi wegeta
tywnymi funkcjami ustroju człowieka (jak również większością
funkcji hormonalnych) [82,104].

Wszystkie zjawiska termoregulacji w organizmie pozostają tym

samym pod nadrzędną kontrolą podwzgórza pełniącego funkcję

„termostatu biologicznego" (Ryc. 1) [10,137].

Procesy termoregulacji dzielimy na bioflzyczne i biochemiczne.

Głównymi efektorami termoregulacji fizycznej są: układ krążenia
i gruczoły potowe, a efektorami termoregulacji chemicznej - przede
wszystkim mięśnie szkieletowe, wątroba i tkanka tłuszczowa
(zwłaszcza brunatna).

W wyniku stałego bądź powtarzającego się działania zimna na

organizm można wywołać korzystne zmiany fizjologiczne, w tym
trzy podstawowe rodzaje adaptacji do zimna:

• hipotermiczną,
• izolacyjną,
• metaboliczną.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Termoreceptory

Podwzgórze

Regulacja funkcji wegetatywnych Regulacja funkcji hormonalnych

Ryc. 1. Mechanizm odpowiedzi na działanie zimna stanowiącej element za
chowania homeostazy cieplnej organizmu ludzkiego.

Adaptacja hipotermiczna polega na adaptacyjnym zmniejszaniu

wytwarzania ciepła i obniżeniu temperatury wewnętrznej, bez od
czuwania dyskomfortu (np. u Lapończyków zamieszkujących rejony
o chłodnym klunacie). Adaptacja izolacyjna jest wynikiem zwiększe
nia grubości podskórnej tkanki tłuszczowej i rozwoju zdolności

naczyń obwodowych do skurczu (np. u pływaków przepływających
długie dystanse w zimnej wodzie). Z kolei metaboliczna adaptacja
do zimna wiąże się z dłuższym czasem utrzymywania się lub
powtórnym pojawieniem się brunatnej tkanki tłuszczowej.

Zmiana stanu czynnościowego efektorów prowadzi do zwiększe

nia lub zmniejszenia utraty ciepła przez organizm (efektory termo
regulacji fizycznej) bądź też zmniejszenia lub zwiększenia tempa
wytwarzania w organizmie ciepła metabolicznego (efektory termo
regulacji chemicznej) [122].

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Efektory termoregulacji fizycznej

Do fizjologicznych mechanizmów efektorowych zabezpieczają

cych ustrój przed wychłodzeniem, wchodzących w zakres termore

gulacji fizycznej, należy skurcz obwodowych naczyń krwionośnych.

Biorąc pod uwagę zmienne ukrwienie obwodu ciała w procesie
regulacji termicznej, wyodrębnia się ciepłozmienną „powłokę" i cie-
płostałe ,jądro". Skurcz naczyń powłoki i jej ochłodzenie mają na

celu ocłironę jądra termicznego przed utratą ciepła. W przebiegu
tego zjawiska, termoregulacyjnemu zwężeniu naczyń krwionośnych
skóry towarzyszy przemieszczenie krwi do głębiej położonych po

jemnościowych naczyń krwionośnych, co prowadzi do zwiększenia

objętości tak zwanej Itrwi centralnej. Przemieszczenie krwi z żył
powierzchniowych do żył głębokich, przebiegających w sąsiedztwie

tętnic i mających stosunkowo wysoką temperaturę, powoduje odda
nie ciepła chłodnej krwi żylnej. Pozwala to zachować ciepło we

wnątrz organizmu. Podobnemu celowi służy również przeciwstawne
zachowanie się procesów przemiany materii w obu omawianych
strukturach. W „powłoce" następuje zahamowanie tempa przemia
ny materu, natomiast w ,Jądrze termicznym" procesy związane
z

wytwarzaniem ciepła wyraźnie się nasilają. Zmniejszeniu utraty

ciepła sprzyja także zmniejszenie powierzchni ciała przez przyjęcie
odpowiedniej pozycji (skulenie się), z czym wiąże się wzrost napię
cia mięśni, prowadzący do wzmożonej pracy mięśniowej i wtórnego
wytwarzania ciepła. Uwzględniając warunki panujące w komorach

niskich temperatur, ważnym potencjalnym czynnikiem obronnym
przed nadmiernym działaniem zimna jest aktywny ruch powodujący

zwiększenie wytwarzania ciepła. W innych (niemedycznych)
sytuacjach wychłodzeniu przeciwdziałają także odpowiednie zmiany
aktywności i zachowania - reakcje behawioralne [71].

Efektory termoregulacji chemicznej

Wzrost napięcia mięśniowego i drżenie mięśniowe obserwowane

w organizmach poddanych działaniu niskich temperatur prowadzą

Zimno.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

do powstania ciepła. Skurcze mięśniowe są bardzo wydajną metodą

produkcji ciepła i są one podstawą tzw. termogenezy drżeniowej.

Nasilenie tego kosztownego, z energetycznego punktu widzenia,

procesu zależy od temperatury otoczenia i czasu narażenia organi

zmu na zimno. Źródłem energii drżenia mięśniowego jest rozpad

ATP do ADP i fosforanu nieorganicznego. Szybko powstający ADP

przyspiesza utlenianie substratów w mitochondriach. Podstawo

wym substratem energetycznym dla pracy mięśni są niewątpliwie

węglowodany, jednak w warunkach oddziaływania niskich tempera
tur ważną rolę źródła energii dla drżenia mięśniowego mogą odgry
wać również lipidy.

W niskiej temperaturze otoczenia zwiększa się aktywność ukła

du adrcnergicznego oraz następuje uwalnianie szeregu hormonów:
amin katecholowych, glukagonu i trójjodotyroniny. Hormony te,
działając na tkanki i narządy organizmu (głównie brunatną tkankę
tłuszczową i wątrobę), mogą powodować przyspieszenie tempa ich
metabolizmu i zwiększenie wytwarzania ciepła na drodze bozdrże-
niowej [82].

Charakterystyczną właściwością brunatnej tkanki tłuszczowej

jest bardzo duża liczba mitochondriów i bogate unerwienie współ-

czulne. Noradrenalina uwalniana z zakończeń nerwowych działa
na receptory p-adrenergiczne błony adipocytów brunatnej tkanki
tłuszczowej, inicjując łańcuch reakcji metabolicznych. W tkance tej
wykryto peptyd zwany termogeniną (UCPl), który, zmniejszając
tempo fosforylacji oksydatywnoj, znacznie nasila wytwarzanie cie
pła. Termogeneza bezdrżeniowa związana z wytwarzaniem ciepła
w wyniku procesów zachodzących w brunatnej tkance tłuszczowej
występuje jedynie w obecności termogeniny. Badania [18,68] prze

prowadzone na myszach eksponowanych na zimno, u których

usunięto białko U P C l , dowodzą, że brak tego białka uniemożliwia

powstanie termogenezy bezdrżeniowej

Mechanizmy przystosowawcze do stresogennego działania zim

na są bardziej złożone niż w przypadku wpływu gorąca. Dla utrzy
mania homeostazy w odpowiedzi na niską temperaturę wymagana

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

lest większa synclironizacja układów, głównie serc owo-naczynio

wego i wewnątrzwydzielniczego oraz procesów metabolicznych.
W tych warunkach dochodzi do pobudzenia zarówno somatycznego,

iak i autonomicznego układu nerwowego. Wzrost aktywności części

wi^^półczulno-nadnerczowej autonomicznego układu nerwowego pro
wadzi do zwiększenia sekrecji amin katecholowych i pobudzeniem

receptorów adrenergicznych p. Ostateczną konsekwencję tego zja
wiska stanowi nasilenie procesów: lipolizy, p-oksydacji z wtórną
mobilizacją substratów do fosforylacji oksydatywnej, hydrolizy ATP

ijljkogenolizy i katabolizmu białek oraz glukoneogenezy, a także
hamowanie aktywności insuliny i wzrost aktywności transportu

htonowego w mięśniach [3,46].

Ważnym efektem obserwowanym w trakcie zabiegów krioterapii

jest redukcja przemiany materii o około 50%, prowadząca do

i^mniujszenia zapotrzebowania energetycznego tkanek i związanego
/. Lym spadku zapotrzebowania na tlen. Przeciwstawne reakcje
metaboliczne występują po zakończeniu zabiegu. W znacznym stop
niu wzrasta ukrwienie narządów wewnętrznych, co sprzyja lepszej
przemianie materii, a także eliminacji nagromadzonych szkodli
wych produktów metabolicznych [11,78]

U organizmów stałocieplnych zachowanie stałej temperatury

ciała warunkuje optymalny przebieg reakcji i przemian pośrednich

komórek, głównie reakcji enzymatycznych, których aktywność zale

ży w wąskim przedziale od temperatury komórki, W obrębie ko
mórki działanie enzymów jest wzajemnie zależne, a reakcje che

miczne zachodzą łańcuchowo katalizowane przez serię enzymów,
któro są sprzężone z wieloma różnymi łańcuchami przemian [26].

Zjawiska związane z krioterapia podlegają prawom termodynamiki.

Matematycznymi ich wykładnikami są wspomniane wcześniej pra

wa Arrheniusa i Van't Hoffa, Wynika z nich, że logarytm intensyw

ności reakcji chemicznych jest proporcjonalny do zmiany tempera
tury. W praktyce stosowany jest współczynnik (Q|,^) określający
i^iilcres zmiany metabolizmu przy zmianie temperatury o 10°C.
Wykazano, iż podczas operacji serca u niemowląt z zastosowaniem

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Pomimo iż krótkotrwała ekspozycja na zimno nie doprowadza do

dużych zmian temperatury wewnątrz poszczególnych jam ciała,
a zmiany temperatury zachodzą prawie wyłącznie w zewnętrznych

powłokach ciała (w zależności od rodzaju stosowanej metody, spa
dek ten może dochodzić nawet do 12°C), oziębienie wywiera istotny

wpływ na przebieg procesów metabolicznych oraz czynność wielu

narządów i układów.

Wszelkie procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w ustroju

żywym są, w większ3Tn lub mniejszym stopniu, zależne od tempera-

[ury Temperatura ma wjrfyw na procesy metabolizmu, transportu,

wielkość potencjałów bioelektrycznych, szybkość reakcji chemicz

nych oraz trwałość powstających w organizmie związków bioche
micznych. Najwyżej zorganizowane organizmy, w tym człowiek,

wykazują stałocieplność, gdyż jedynie ona zapewnia sprawne dzia

łanie (między innymi) wyspecjalizowanego systemu nerwowego.

Wnętrze ciała ludzkiego - dzięki ciepłu wytwarzanemu w proce

sach metabolicznych w taldch narządach jak wątroba, serce, nerki,
mózg, mięśnie - charakteryzuje się w przybliżeniu stałą temperatu
rą (Twe). Za rozprowadzenie ciepła metabolizmu metodą konwekcji
po całym organizmie, w tym również do powłoki zewnętrznej,
odpowiedzialna jest w głównej mierze krew. Uważa się, że powłoka
zewnętrzna, chroniąc wnętrze ciała przed zmiennymi warunkami
temperaturowymi otoczenia, może mieć różną grubość i temperatu

rę. Grubość tej powłoki może dochodzić do 2,5 cm, co stanowi

20-30% masy ciała, a przy znacznym ocłilodzeniu - nawet do 50%.

Istotną rolę w transporcie ciepła w powłoce zewnętrznej ciała

odgrywa przewodnictwo cieplne poszczególnych warstw skóry

1 tkanki podskórnej, którego wartość uzależniona jest od stopnia
ukrwienia wynikającego z kolei ze stanu rozszerzenia naczyń
krwionośnych. Przewodnictwo cieplne wraz z innymi parametrami
ciii-plnymi wybranych tkanek biologicznych in uitro przedstawiono
w Tabeh 2.

powierzchniowego ochładzania, wartości współczynnika (Q|,)) za
wierały się między 1,9 a 4,2. Te duże osobnicze różnice można

tłumaczyć zróżnicowaną wrażliwością organizmu na oziębienie,

zależną od ekspresji genów [85J.

Wpływ niskich temperatur na przebieg

procesów hemodynamicznych w skórze

- biofizyczny mechanizm termoregulacji

Dopiero niedawno - w związku ze wzrostem zainteresowania

krioterapia i dzięki możliwościom technicznym - zaczęto badać
i opisywać zjawiska zachodzące w tkankach w czasie ogólnoustrojo
wej i miejscowej terapii zimnem.

W pracy [30], w której u 16 zdrowych mężczyzn i kobiet

monitorowano temperaturę skóry i mięśni na głębokości 1, 2 i 3 cm

poniżej powierzchni skóry przed, w trakcie i w 20 minucie po
zakończeniu miejscowego stosowania zimnych okładów wykazano,
że penetracja zimna do tkanek schładzanych przy pomocy zimnego
okładu jest stosunkowo niewielka: dotyczy skóry i tkanki podskór

nej do głębokości ok. 2,0 cm. U badanych stwierdzono znamienny
spadek temperatury w skórze i na głębokości 1 cm począwszy od
8 minuty aplikacji okładów, podczas gdy na innych ^ębokościach

(2 i 3 cm) nie obserwowano znamiennych zmian wartości tempera

tury Natomiast dopiero po zakończeniu 20 minutowego schładzania
dochodziło do zmian temperatury tkanek głębszych - ulegały one
scłiładzaniu z oddawaniem ciepła tkankom powierzchownym.

W efekcie, po około 40 minutach od zakończenia sctiładzania wystę

powała zaskakująca inwersja temperatur - tkanki powierzchowne

stawały się cieplejsze od tkanek ^ęhokich (różnica wynosiła około

ł°C). Tak więc ciepło oddawane tkankom powierzchownym przez

tkanki głębokie pozwala na przywrócenie temperatury uprzednio
schłodzonych tkanek powierzchownych z obniżeniem temperatury

w warstwach ^ębszych na drodze intensywnej wymiany hemodyna

micznej.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Tkanka

Gęstość Przewodnictwo Ciepło

Objętościowe

właściwe

ciepło

tkglm^J

[Wl(m-K)]

IJI(kg-K)i

właściwe

p-cw

[JKm^-KjJ

Tkanki miękkie
Mięsień sercowy

1060

0,49-0,56

3720

3,9410*'

Mięsień szkieletowy 1045

0,45-0,55

3750

3,92-10''

Mózg

1035

0,50-0,58

3650

3,78-10^

Nerka

1050

0,51

3700

3,89-10^

Wątroba

1060

0,53

3500

3,71-10^

Płuco

1050

0,30-0,55

3100

3,26-10^

Oko - ciało szkliste 1020

0,59

4200

4,2810*'

Skóra

1150

0,27

3600

4,14-10"

Tłuszcz podskórny

920

0,22

2600

2,3910^

Szpik kostny

1000

0,22

2700

2.7010"

Tkanki twarde
Ząb - szkliwo

3000

0,9

720

2,1610*

Ząb - zębina

2200

0,45

1300

2,86'10"

Kość korowa

1990

0,4

1330

2,6510^

Kość beieczkowata

1920

0.3

2100

4,03'10"

Płyny ustrojowe
Krew (HCT-44%)

1060

0,49

3600

3,82-10"

Osocze

1027

0,58

3900

4.01-10*

Łatwym do zmierzenia wskaźnikiem temperatury powłoki ze

wnętrznej ciała może być temperatura powierzchni skóry, której
stan termodynamiczny jest wynikiem wzajemnego oddziaływania
na siebie środowiska wewnętrznego organizmu i otoczenia, w któ

rym organizm się znajduje. Przyjmuje się, że temperatura wnętrza

ciała wynosi około 37°C, natomiast temperatura zewnętrzna na
powierzchni skóry zależy od miejsca pomiaru i może zmieniać się
w pewnych granicach w zależności od warunków zewnętrznych.

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Ts=0,07T^^-H0,32T^^ -l-0,17T ,

F p l e c y

(38)

Zgodnie z tym wzorem, ^ówny udział w kształtowaniu średniej

temperatury powierzchni skóry mają golenie, pierś, plecy i ramiona.

W badaniach własnych [21,22] oceniano wpływ zabiegów kriote

rapii ogólnoustrojowej na temperaturę powierzchni części ciała

mających największy udział w kształtowaniu średniej temperatury

powierzchni ciała, tzn. pleców, piersi i nóg. Zgodnie z przyjętymi
standardami badań termograficznych [8,9,88], przed wejściem do

komory kriogenicznej pacjenci przebywah przez 15-^20 minut w po
mieszczeniu o temperaturze około 18''C z odsłoniętymi obszareuni
termograficznymi, nie wykazując aktywności fizycznej. Rozkład
temperatury na powierzchni ciała chorych badano za pomocą kame
ry termowizyjnej Agema 470 produkcji niemieckiej. Obrazy otrzy
mane przy pomocy kamery były analizowane komputerowo na bazie
oprogramowania IRVIN 5.3.1.

Obraz termograficzny poszczególnych okolic ciała pacjentów

przed rozpoczęciem zabiegu krioterapii przedstawiono na Rycinach

3 i 4.

Obraz termograficzny pleców był stosunkowo jednorodny (Ryc.

2 ) . Przeważająca część pleców wykazywała temperaturę w grani
tach 31''C-^33°C. Jedynie wzdłuż kręgosłupa obserwowano wyraźny

pas o wyższej temperaturze wynoszącej około 34°C, a w okolicy
pasa (głównie z lewej strony) - niewielkie obszary o obniżonej
temperaturze, wynoszącej około 29°C.

Tab. 2, Średnie wartości poszczególnych parametrów cieplnych tkanek biolo

gicznych in vitro.

Przykładowo temperatura stóp zmienia się w granicach 25°C-:-34°C,

Jloni 29''C-;-35°C, a głowy 34°C4-35,5°C.

Średnią temperaturę zewnętrzną na powierzchni skóry (Ts)

tnożna określić w oparciu o pomiary temperatury dokonane w róż-
iivch miejscach, zgodnie z następującym wzorem empirycznym wg
Pilawskiego [93]:

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

34,

r c

Ryc. 2. Obraz termograficzny pleców u paqjenta przed rozpoczęciem zabiegu

krioterapii.

34,9'C

Byc.

3. Obraz termograficzny przedniej powierzchni klatki piersiowej u pa

cjenta przed rozpoczęciem zabiegu krioterapii.

Obraz termograficzny przedniej powierzchni klatki piersiowej

był zdecydowanie bardziej zróżnicowany (Ryc. 3). Wprawdzie tem
peraturowe tło klatki piersiowej, podobnie jak w przypadku pleców,
w zasadzie mieściło się w granicach 31-^33°C, jednak z tła wyraźnie
wybijały się okolice sutków o niższej temperaturze w granicach
28"C-:-30°C, przy czym okolice lewego sutka były ziraniejsze niż
prawego.

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

20.7 X

Ryc. 4. Obraz termograficzny ud u pagenta przed rozpoczęciem zabiegu

krioterapii.

Termogram koticzyn dolnych przedstawiony na Rycinie 4 nie

obejmuje goleni, ponieważ w trakcie zabiegów krioterapii pacjenci

muszą mieć ubrane grube w^niane skarpety sięgające do kolan, co

uniemożliwia ocenę termograficzną goleni. Temperatura powierzch
ni ud mieściła się w granicach 28°C-^32°C, jednak występowały

również obszary cieplejsze o temperaturze powyżej 32°C (szczególnie
na prawym udzie), a okohce krocza wykazywały temperaturę niższą
od 28*'C.

Obraz termograficzny tych samych okoUc bezpośrednio po wyj

ściu pacjenta z komory kriogenicznej przedstawiono na Rycinach 5,

i 7.

Obraz termograficzny pieców po zabiegu krioteraph wykazywał

znacznie większą niż uprzednio niejednorodność (Ryc.5). General
nie, temperatura powierzchni pleców uległa obniżeniu w granicach
2I3°C-^28°C. Wyraźnej zmianie uległa zwłaszcza temperatura
^vzdłuż kręgosłupa (26°C-i-28°C), a niewielkie obszarj' w okolicy
pasa po obu stronach wykazywały jeszcze niższą temperaturę,

dochodzącą do 20°C.

Również obraz termograficzny przedniej powierzclmi klatki

piersiowej uległ wyraźnej zmianie (Ryc. 6). Temperatura przeważa-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochiruj-gia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Ryc. 5. Obraz termograficzny pleców u pagenta bezpośrednio po zabiegu

krioterapii.

SP'' 1,

32.7 "C

- 30

- 25

- 20

16,B°C

Ryc. 6. Obraz termograficzny przedniej powierzchni klatki piersiowej u pa

cjenta bezpośrednio po zabiegu krioterapii.

jącej powierzchni klatki piersiowej mieściła się w granicach

2 0 ° C - ^ 2 8 ° C , przy czym dominowały obszary temperatur niższych
21°CH-24°C. Ponadto ujawniły się obszary podwyższonej temperatu
ry w okolicy mostka i po jego prawej stronie.

Najwyraźniejsze zmiany wykazywał jednak termogram ud (Ryc.

7 ) . Stwierdzono drastyczne obniżenie temperatury przeważającej

części ud do wartości mieszczących się w granicach 1 0 ° C - ^ 1 3 ' ' C . Ze

5 6

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

29 7-C

'"i .

10.0'C

Ryc. 7. Obraz termograficzny ud u psicjenta bezpośrednio po zabiegu krioterapii.

względu na występowanie na tym obszarze minimalnej temperatu

ry, w przyjętej umownie skali uzyskany efekt określić można mia

nem „amputacji termicznej".

Przedstawione wyniki przynoszą potwierdzenie, że krioterapia

ogólnoustrojową powoduje wyraźny spadek temperatury powierzch

ni skóry, który ewidentnie zależy od miejsca pomiaru. Z porównania

termogram ów wykonanych przed i po pobycie w komorze krioge

nicznej wynika, że zakresy temperatur obserwowane w przypadku

klatki piersiowej i pleców zmieniały się odpowiednio od 33-:-29°C do

28H-20*'C oraz od 3 4 - H 2 9 ' ' C do 2 8 ^ 2 0 ° C . W przypadku nóg tempera

tura zmieniła się w zakresie od 3 2 - ^ 2 8 ° C do 1 0 - ^ 1 3 ° C . Tym samym
przeciętny spadek temperatury na powierzchni tułowia wynosił
5-^9°C, natomiast w przypadku nóg dochodził nawet do 20°C.

Tak duże różnice spadku temperatury powierzchni skóry pomię

dzy tułowiem, a udami wywołane oziębieniem można tłumaczyć

zasadniczymi różnicami w budowie anatomicznej tych części ciała.

W tułowiu znajdują się podstawowe, duże narządy odpowiedzialne
za przebieg procesów metabolicznych: serce, wątroba, nerki i mięś

nie, produkujące większość ciepła w organizmie, a wytworzone

ciepło rozprowadzane jest drogą krwionośną za pośrednictwem
głównych, dużych naczyń tętniczych. W przypadku nóg mamy do

5 7

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

5 9

po zakończeniu kriostymulacji, obserwowano obniżenie temperatu
ry od wartości wyjściowych mieszczących się w granicach 29,1''C
; okolica rzepki) - 32,0°C (przednia okolica goleni) do wartości

wynoszących przeciętnie 5,6°C. Potem następował szybki wzrost

temperatury kończyny do 24,2°C w 5 minucie i 32,3''C w 2 godzinie
od zakończenia zabiegu. Wykazano różnice wartości temperatury
w poszczególnych miejscach pomiarowych na kończynie (najchłod

niejsza była okohca rzepki), a także istotne różnice osobnicze.

W kolejnej pracy [119] u 78 zdrowych dzieci, po wcześniejszym

badaniu lekarskim przez pediatrę i neurologa, wykonano jednorazo

wo 2-minutową kriostymulację parami ciekłego azotu dłoniowej

części prawej ręki. Bezpośrednio przed zabiegiem miejscowej kriote

rapii, a także bezpośrednio oraz w 1, 2 i 5 minucie po jej zakończe
niu, wykonywano badanie termograflczne części dłoniowych obu
rąk za pomocą kamery termowizyjnej Agema 570. Z analizy uzyska

nych obrazów termograficznych wynikało, że scliładzanie jednej
tylko kończyny powodowało nie tylko obniżenie jej temperatury

i przeciętnie o 1-^2,4°C), ale także obniżenie temperatury (przecięt

nie o 1,8°C) na opuszkach, dłoniowych częściach rąk i przedramio
nach w drugiej kończynie, która nie była schładzana, W 5 minucie
po zakończeniu zabiegu temperatura w kończynie schładzanej nie
wracała jeszcze do wartości wyjściowych, natomiast na opuszkach
|3alców kończyny nie schładzanej wzrastała nawet o 2,8°C w porów
naniu z temperaturą wyjściową. Uzyskane efekty przemawiają za

istnieniem odruchu ko n sensu al n ego, którego analiza powoduje od

ruchową zmianę gry nacz3miowej w kończynie nie scłiładzanej

i związane z nią zwężenie naczyń we wstępnej fazie oraz adaptacyj

ne ich rozszerzenie we wtórnej fazie opisywanej reakcji. Wydaje się,
ze powyższe zjawisko może mieć istotne znaczenie dla możliwości
wykorzystania krioterapii w leczeniu chorób naczyniowych oraz
stanów, w których wskazane jest działanie przeciwzapalne, przeciw
bólowe i przeciwobrzękowe związane ze zwiększonym dopływem
krwi do kończyny, w przypadku której bezpośrednie działanie tem-

czynienia praktycznie z jednym tylko źródłem ciepła metaboliczne
go, czyli mięśniami, a cief^o rozprowadzane jest głównie przez
drobne naczynia włosowate,

Z przeprowadzonych badań wynika, że oziębienie ciała człowie

ka pogłębia różnice w rozkładzie temperatur na jego powierzchni,

co może mieć istotne znaczenie w diagnostyce medycznej. Wszystkie
as3Tnetrie w rozkładzie temperatur na powierzchni skóry są niewąt-

phwie częściowo związane z asymetryczną budową anatomiczną
człowieka, jednak w dużej mierze wynikają z obecności procesów
patologicznych w poszczególnych narządach. Przyjmuje się, że

narządy zajęte stanem zapalnym charakteryzują się podwj'ższoną

w stosunku do otoczenia temperaturą, a procesy zwyrodnieniowe

powodują obniżenie temperatury w okoUcy zajętej procesem choro

bowym.

W innym badaniu [48] analizowano czasowy rozkład temperatu

ry w okolicy kolan u zdrowych, młodych ochotników oraz chorych
ze stwardnieniem rozsianym poddanych 3-minutowemu zabiegowi
krioterapii ogólnoustrojowej w temperaturze -150°C. Temperatura
kolan przed wejściem do kriokomory wynosiła od 28,8°C do 31,5°C
i była najniższa w centralnej części stawu kolanowego. Również
w tym badaniu, bezpośrednio po zakończeniu zabiegu krioterapii,
temperatura kolan obniżyła się, osiągając od 5,7°C do 17°C. Następ
nie obserwowano wzrost temperatury do wartości 27°C w 15 minu
cie po zabiegu, a po 60 minutach temperatura przekraczała warto
ści wyjściowe i wynosiła od 29,5°C do 34°C. Rozkład temperatury po
zabiegu był bardziej nierównomierny, obserwowano różnice osobni
cze pomiędzy poszczególnymi badanymi, a gradient temperatury
u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym był wyraźnie mniejszy
w porównaniu z grupą ochotników zdrowych.

W pracy [56] potwierdzono podobny przebieg czasowy zmian

temperatury scłiładzanych stawów kolanowych oraz sąsiadujących
tkanek ud i podudzi podczas 3-minutowego zabiegu kriostymulacji
przy użyciu urządzenia do krioterapii miejscowej KriopoJ R, wyko
rzystującego pary ciekłego azotu. W tym przypadku, bezpośrednio

Zastosowanie zimna w medycynie - ki-iochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

6 0

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

6 1

peratur kriogenicznych jest niewskazane {np. przy oparzeniach lub
zmianach troficznych) [67].

Potwierdzenie występowania odruchu skór no-naczyniowego

w obrębie określonego segmentu rdzenia kręgowego pod wpływem
działania temperatur kriogenicznych stanowić mogą wyniki prac

[101,102). W pierwszym badaniu miejscowej krioterapii przy użyciu

par ciekłego azotu o temperaturze od -130°C do -160°C aplikowa

nych przez 2 minuty na tylną okolicę podudzia oraz okolicę
krzyż owo-lędźwiową poddano 24 zdrowych ochotników. W wyniku
aplikacji zimna na okolicę tylnej powierzchni podudzia uzyskano

znamienny wzrost maksymalnej amplitudy fali reograficznej oraz
znamienny spadek wartości standaryzowanego współczynnika po
datności i średniego przepływu minutowego krwi w schładzanej
okolicy utrzymujący się przez godzinę po zakończeniu zabiegu.
Uzyskane wyniki pomiarów, łącznie z przejściowym spadkiem tem
peratury skóry scłiładzanej okohcy, przemawiają za wzrostem cał
kowitej ilości krwi przy jednoczesnym zmniejszeniu szybkości jej

przepływu w schładzanej okolicy Występowanie podobnych, choć

znacznie słabiej zaznaczonych reakcji naczyniowych w okolicy pod

udzia w przypadku schładzania obszaru krzyżowo-lędźwiowego
potwierdza możliwość oddziaływania miejscowych zabiegów krio-
stymulacji także na okolice ciała oddalone od miejsca aplikacji
zimna. W drugiej pracy miejscowej krioterapii z użyciem strumie
nia ciekłego azotu o temperaturze od -160°C do -180''C aplikowa
nego jednorazowo przez 2 minuty na tylną powierzchnię lewego
podudzia poddano 30 zdrowych ochotników. Również w t3Tn przy
padku stwierdzono spadek średniego natężenia przepływu krwi
w oziębianej kończynie i wzrost wartości współczynnika podatności
(odpowiadającego szybkości napływania krwi do oziębianego seg
mentu ciała) utrzymujące się do 60 minuty od zakończenia zabiegu.
Potwierdzono także ponownie występowanie odruchowego kontra-
lateralnego odczynu, tym razem na drugiej kończynie, w miejscu
odpowiadającym lokalizacji zabiegu. Kierunek zmian parametrów
oporności owo-prze pływowych w tej kończynie był zgodny z zaobser-

wowanym kierunkiem zmian na kończynie poddawanej oziębianiu,

nasilenie tych zmian było wyraźnie mniejsze. Jednocześnie na

kończynie poddawanej oziębianiu obserwowano obniżenie tempera
tury skóry o około 8,8°C bezpośrednio po zabiegu, po czym stopnio
wy jej wzrost do wartości nieznacznie przekraczających poziom
wyjściowy w 60 minucie po zabiegu, podczas gdy temperatura
Jrugiej kończyny obniżyła się jedynie o 0,3°C.

Wpływ nisldch temperatur na przebieg

procesów metabolicznycłi

- biocliemiczny mechanizm termoregulacji

Niezwykle istotnym zagadnieniem jest wpływ krioterapii na

poszczególne tory metaboliczne organizmów żj'wych decydujące

o zachowaniu homeostazy, których stan podczas ekspozycji na eks

tremalnie niskie temperatury może decydować o praktycznym

zastosowaniu tej metody w terapii. Pomimo rosnącego zaintereso
wania krioterapia ogólnoustrojową jedynie nieliczne publikacje na

ukowe przedstawiają wyniki badań eksperymentalnych i klinicz

nych w tym zakresie.

Stała temperatura ciała może być osiągnięta tylko wówczas, gdy

produkcja ciepła przez organizm jest równoważona przez jego
utratę. W termoregulacji biochemicznej ważną rolę odgrywają wą

troba, nerki oraz mięśnie [161. Temperatura krwi w żyle wątrobo
wej jest wyższa niż w tętnicy wątrobowej, co wskazuje na aktywną
produkcję ciepła w wątrobie. Produkcja ciepła w wątrobie wyraźnie
/większa się, gdy organizm jest poddany działaniu niskich tempera

tur. W tych warunkach organizm wykorzystuje energię pochodzącą
zi'

spalania węglowodanów, tłuszczów i białek. Jednak głównym

energetycznym materiałem zapasowym, który może być bardzo
szybko wykorzystany przy zwiększonym zapotrzebowaniu energe
tycznym, są trój glicerydy. Właściwie funkcjonujące mechanizmy
termoregulacji mogą powodować przejściowy wzrost poziomu trój-
glicerydów poprzez aktywację procesu hpolizy. Zwiększoną aktyw-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

klasę receptorów jądrowych dla hormonów steroidowych. Aktywa

cja tych receptorów reguluje ekspresję genów kluczowych dla me-

(.aboiizrau hpidów związanego z aktywacją licznych szlaków meta
bolicznych. Ekspresja tych receptorów zwiększa się pod wpływem
niskiej temperatury prowadząc do pobudzenia produkcji białka
UPC-1 przez brunatną tkankę tłuszczową, nasilenia ekspresji lipa

zy lipoproteinowej w adipocytach oraz wzrostu aktywności kinazy

tkihydrogenazy pirogronianowej (PKD) w tkankach. W hepatocy-

tach receptory te aktywują P-oksydację, co pociąga za sobą wzrost

zużycia trój glicerydów, a tym samym spadek syntezy VLDL, Mecha
nizm tej reakcji związany jest z hamowaniem syntezy apo-CIII dla

VLDL prowadzącym do wzrostu podatności VLDL na działanie

lipazy hpoproteinowej LPL. Wzrost aktywności lipazy lipoproteino

wej w brunatnej tkance thiszczowej u szczurów potwierdzono
iownież w pracy [19]. Wzrost ten nie był spowodowany wydhiże-
niem okresu półtrwania lipazy ani też wzmożeniem aktywności jej

proenzymów, lecz p-adrenergiczno-zależną indukcją transkrypcji
i^enu dla lipazy lipoproteinowej. Z kolei zwiększenie aktywności

iiinazy dehydrogenazy pirogronianowej, która jest odpowiedzialna

za utylizację węglowodanów w mechanizmie hamowania przemiany
pirogronianu w acetylo-CoA, prowadzi do aktywacji ścieżki fi-oksy-

dacji [114]. Wszystkie te procesy prowadzić mogą ostatecznie do
iinian stężenia trójglicerydów obserwowanego w warunkach od
działywania niskich temperatur.

Istotne znaczenie dla pobudzenia procesów metabohcznych

związanych z termoregulacją pod wpływem oddziaływania niskich
temperatur mają zmiany aktywności enzymatycznej.

Badania reakcji układów enzymatycznych organizmów żywych

na zimno wykonywano początkowo u zwierząt żyjących w niskich
temperaturach. W badaniach prowadzonych na żabach [24] wyka
pano, że w czasie naturalnej hibernacji związanej ze zmianą pór
'•'jku dochodzi u nich do zmian aktywności enzymów biorących
udział w glikoUzte, glukoneogenezie oraz innych przemianach meta

bolicznych aminokwasów i kwasów tłuszczowych w wątrobie. Ak-

ność tego procesu obserwowano między innymi w przebiegu hiber
nacji 1421.

Poziom cholesterolu całkowitego w organizmie pozostaje pod

wpływem bardzo wielu czynników. Oprócz czynników genetycznych,
oczywistą rolę w tym przypadku odgrywają również czynniki ze
wnętrzne tj. stosowana dieta oraz wydatek energetyczny ponoszony
przez organizm w określonych warunkach środowiskowych.

W badaniu [50] nie stwierdzono istotnych zmian poziomu cho

lesterolu całkowitego w wyniku stosowania zabiegów krioterapii,
niezależnie od użytej temperatury. Z kolei w pracy [81] ekspozycja
na działanie niskich temperatur powodowała przejściowy wzrost
poziomu cholesterolu całkowitego bezpośrednio po zakończeniu
kriostymulacji, z następowym spadkiem w 3 godzinie po zabiegu
krioterapii.

We własnych badaniach doświadczalnych [110,111] u szczurów

poddawanych w komorze kriogenicznej ekspozycji na działanie
temperatury -60°C i -90°C przez 5 i 10 dni oznaczano profd
lipidowy surowicy krwi (cholesterol całkowity, trójglicerydy, HDL-
cholesterol, LDL-cholesterol oraz lipoproteiny VLDL). U wszyst

kich szczurów poddanych kriostymulacji obserwowano spadek

udziału frakcji HDL i LDL, przy nie zmienionym stężeniu choleste

rolu całkowitego, a w grupie zwierząt poddanych schładzaniu
w temperaturze -60°C - dodatkowo przez 10 dni wzrost stężenia
trój glicerydów w surowicy krwi. Zmiany te związane były prawdo
podobnie z nasileniem lipolizy jako jednego z mechanizmów utrzy
mania homeostEizy cieplnej oraz aktywacją układu adrenergicznego
w przebiegu procesu termoregulacji. Jak się wydaje, zmniejszenie
poziomu frakcji HDL-cholesterolu stanowiące obserwowany w ba

daniu efekt wpływu kriostymulacji na metabolizm lipidów wynika
z faktu, że HDL stanowi główną frakcję transportującą cholesterol
u szczurów.

J a k wynika z pracy [114], kluczową rolę w metabolizmie hpidów,

decydującą o ich udziale w termogenezie, odgrywają receptory

PPAR (peroxisome proliferator activated receptor). PPRA stanowią

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zasicjsowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

We własnych, częściowo pubhkowanych badaniach eksperymen-

lalnych wykazano pobudzające działanie kriostymulacji na aktyw
ność wybranych enzymów mających istotny wpływ na przebieg

procesów energetycznych w wątrobie u szczurów poddanych ogólno-

ustrojowemu działaniu temperatury -90°C.

Obserwowano między innymi wzrost akt>'wności dehydrogenazy

sorbitolowej (SDH) zćuówno w surowicy, jak i w homogenatach
wątroby. Enzym ten jest odpowiedzialny za przemianę sorbitolu do
fruktozy Fruktoza znacznie szybciej niż glukoza ulega ghkolizie
w wątrobie, co wynika z faktu, że omija ona etap metabolizmu

glukozy katahzowany przez fosfofruktokinazę. Pozwala to na pobu
dzenie przez fruktozę szlaków metabolicznych w wątrobie prowa
dzących do wzmożonej syntezy i estryfikacji kwasów tłuszczowych,

wydzielania VLDL oraz do zwiększenia stężenia triacylogliceroli
w surowicy krwi [85,89]. Potwierdzony w cytowanym badaniu
własnym wzrost stężenia triacylogliceroli z towarzyszącym wzro

stem glikemii wskazuje na pobudzenie pod wpływem zimna alter

natywnego szlaku metabolizmu glukozy (szlak sorbitolowy) umoż

liwiającego utylizację glukozy przy wysyceniu szlaku ghkohzy
Z kolei obserwowana w tym badaniu zwiększona aktywność dehy
drogenazy jabłczanowej może świadczyć o wzmożonym transporcie

przez błonę mitochondrialną równoważników redukujących w pro

cesie utleniania tkankowego. Transport ten zachodzi za pośrednic
twem par substratów sprzężonych z dehydrogenazą jabłczanową

i asparaginianową (mostek jablczanowo-asparaginianowy) ¡84].

Zwiększona w wyniku oddziaływania niskich temperatur aktyw

ność reakcji utleniania tkankowego prowadzi do zwiększenia wy-
Iwarzania ciepła kosztem zmniejszenia tempa fosforylacji oksyda-
E w n e j [85]. Potwierdzenie powyższej tezy mogą stanowić wyniki

pracy ¡4] dowodzące, że obserwowany w warunkach oddziaływania
zimna wzrost ekspresji PPARs prowadzi do zwiększenia aktywności
enzymów jabłczanowych w wątrobie.

W badaniach własnych [99] stwierdzono również wzrost aktyw

ności enzymu glikolitycznego - aldolazy. Wzrost aktywności tego

tywność większości badanych enzymów spadała pod wpływem zim

na i wzrastała po ociepleniu zwierząt, jednak niektóre z enzymów
wątrobowych wykazywały paradoksalny wzrost aktywności w ni
skiej temperaturze. Wykazano również większą wrażliwość aktyw

ności enzymów nerkowych na obniżenie, a enzymów mięśni szkie
letowych na wzrost temperatury środowiska. Wydaje się, że
obserwowane zmiany aktywności enzymatycznej, wpływając na
poziom przemiany materii, wykazują efekt cytoprotekcyjny i chro
nią organizm płazów przed niedotlenieniem tkanek podczas hipoter-

raii.

Z kolei w pracy [861 oceniano wpływ niskiej temperatury środo

wiska zewnętrznego na aktywność wybranych enzymów glikolizy

(heksoldnaza, fosfofruktokinaza i kinaza pirogronianowa) oraz
glukoneogenezy (fruktozo-l,6-bisfosfataza i karboksykinaza kar-

boksyenolopirogronianowa) u zwierząt doświadczalnych. W trakcie

stopniowego obniżania temperatury otoczenia obserwowano po
czątkowo pobudzenie aktywności poszczególnych enzymów - za
równo cyklu ghkohzy, jak i glukoneogenezy - jednak po dłuższym
czasie ekspozycji na niską temperaturę (kiedy wprowadzono zwie
rzęta w stan stuporu) dochodziło do zmniejszenia aktywności bada

nych enzymów o 304-50%, Stosunek aktywności enzymów glikolizy
do aktywności enzymów glukoneogenezy pozostawał niezmieniony,
niezależnie od temperatury otoczenia. Powrót do temperatury wyj
ściowej powodował znaczny wzrost aktywności enzymów przekra
czający nawet wartości początkowe. Zwolnienie tempa glikohzy
i glukoneogenezy mogło być spowodowane hamowaniem kluczo
wych enzymów tych przemian przez zmianę potencjału energetycz

nego, a także przestawieniem metabolizmu w kierunku zwiększo
nego utleniania kwasów tłuszczowych. Wydaje się, że powyższe
zmiany metabolizmu są prawdopodobnie związane z rozwinięciem
mechanizmu adaptacyjne-przystosowawczego w zakresie wegeta
tywnego układu nerwowego oraz endokrynnego pod wpływem eks

tremalnie niskich temperatur

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

enzymu przemawia za pobudzeniem mechanizmów termogenezy
drżeniowej pod wpływem niskich temperatur [1211. Dodatkowym
potwierdzeniem zaangażowania mięśni w produkcję ciepła jest ob
serwowany w cytowanym doświadczeniu wzrost aktywności kinazy
fosfokreatynowej.

Z kolei uzyskany w badaniach własnych wzrost aktywności

dehydrogenazy glutaminianowej zarówno w surowicy krwi, jak
i homogenatach wątroby, przemawiać może za pobudzeniem po
wpljnwem zimna procesów katabolizmu białek, jako że wzmożona

aktywność tego enzymu występuje głównie przy dużym stężeniu
podstawowego produktu rozpadu białek - amoniaku [33,37J.

Potwierdzenie stymulującego działania niskich temperatur na

procesy katabolizmu białek stanowić mogą także wyniki pracy [14],
w której u zdrowych mężczyzn poddanych krioterapii ogólnoustro

jowej wykazano spadek stężenia białka całkowitego i albumin,

spadek udziału frakcji a, oraz wzrost udziału frakcji a^, P i y-globu-
hn w surowicy

We własnych, nie publikowanych dotychczas badaniach ekspery

mentalnych, prowadzonych na szczurach rasy Wistar poddanych
ogólnoustrojowemu działaniu temperatury -90°C, obserwowano tak
że spadek stężenia białka całkowitego i albumin, zmniejszenie udziału
frakcji i a., globulin oraz nieistotny statystycznie wzrost udziału
pozostałych fi-akcji globulin w surowicy Ponadto krioterapia ogóino
ustrojowa wywoływała u eksponowanych szczurów wzrost stężenia

mocznika, co również przemawia za nasileniem katabolizmu białek

w warunkach oddziaływania niskich temperatur.

Efekt ten ma wyraźny związek z udziałem wątroby w regulacji

zaopatrzenia tkanek w materiał energetyczny Głównym czynnikiem
regulującym przemiany azotowe w wątrobie jest stężenie aminokwa
sów we krwi. Hormony anabohczne obniżają stężenie aminokwasów
we krwi poprzez pobudzenie ich wychwytywania przez mięśnie
szkieletowe. Zmniejsza się przez to wątrobowy wychwyt aminokwa
sów. Z kolei hormony kataboliczne, powodując zwiększony rozpad
białek mięśniowych, zwiększają podaż aminokwasów w wątrobie

uraz ich wykorzystanie w procesie resyntezy białek, a także nasilają

proces urogenezy. Uwzględniając fakt, że działanie niskich tempe

ratur wpływa w istotny sposób na aktywność układu hormonalne
go, co zostanie szczegółowo omówione w dalszej części rozdziału,

wydaje się, że jeden z podstawowych mechanizmów tłumaczących
nasilenie procesów katabolicznych pod wpływem zimna związany

jest z modyfikacją regulacji hormonalnej.

Wpływ nisldch temperatur

na powstawanie wolnycłi rodników

tlenowycli i aktywność enzymów

ant yoksydacyj nycłi

Wolne rodniki tlenowe uwalniane są w sposób niekontrolowany

zarówno w procesach metabolicznych zachodzących w komórce, jak
i pod wpływem czynników zewnętrznych. Głównymi źródłami wol

nych rodników są mitochondria, reakcje utleniania związków tioio-
wych, katecholamin, flawin i nukieotydów, układy enzymatyczne

uraz czynniki zewnętrzne, takie jak ksenobiotyki, promieniowanie

jonizujące i ultrafioletowe, a także wiele związków chemicznych.

Wolno rodniki są odpowiedzialne za:

• uszkodzenie błon komórkowych,
• fragmentację białek (denaturacja białek enzymatycznych, destabi

lizacja kolagenu),

• uszkodzenie naczyniowego ghkokahksu (depolimeryzacja glikoami-

noglikanów),

• uszkodzenie kwasów nukleinowych (destabilizacja materiału ge

netycznego),

• modyfikację i zmianę antygenowości hpoprotein osocza.

Wolnorodnikowe pochodne tlenu biorą udział w etiopatogenezie

wielu chorób. Między innymi działają miażdżycogennie poprzez
uszkadzanie śródbłonka naczyń krwionośnych, uszkadzają także
komórki p wysp trzustkowych wywołując cukrzycę, biorą udział

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

w procesie starzenia się, a także w patomectianizmie chorób immu
nologicznych, takich jak kolagenozy i reumatoidalne zapalenie
stawów, chorób nowotworowych, zespołów hemolitycznych oraz
ostrych zespołów niedokrwiennych z następową reperfuzją.

Organizmy żywe wykształciły mechanizmy obronne przed działa

niem wolnych rodników i produktów ich rozpadu.

Należą do nich przede wszystkim enzymatyczne czynniki utle

niające 17):

• dysmutaza ponadtlenkowa,
• katalaza,
• peroksydaza glutationowa,
• reduktaza glutationowa,
• transferaza glutationowa,

oraz czynniki nieenzymatyczne [7]:

• witaminy A,C,E,
• nienasycone kwasy tłuszczowe,
• glutation,
• bilirubina,
• mannit ol,
• albuminy,
• ceruloplazmina,
• haptoglobina.

Zaburzenie homeostazy prowadzące do podwyższenia stacjonar

nych stężeń wolnych rodników tlenowych określamy jako „stres
oksydacyjny". Ilustrację fizjologicznego stresu oksydacyjnego sta
nowić może czynność brunatnej tkanki tłuszczowej. Jej oczywistą
funkcją jest wytwarzanie ciepła dla celów termoregulacji. W następ
stwie oziębienia organizmu ulega ona pobudzeniu i wtórnie rośnie
tempo zużycia przez nią tlenu związane głównie z nasileniem
metabolizmu tlenu w mitochondriach. Podczas tego procesu wzrasta
także wytwarzanie anionrodnika ponadtlenkowego przez mitochon-
dria. Adaptacja zwierząt do obniżonej temperatury wiąże się ze
wzrostem wytwarzania wolnych rodników tlenowych przez mito-
chondria, a także przez peroksysomy, w których kilkakrotnie

wzmaga się intensywność procesu P-oksydacji kwasów tłuszczo

wych. Rośnie również stężenie substancji reagujących z kwasem

tiobarbiturowym [31]. Potwierdzenie obserwacji, że długotrwale
działająca niska temperatura jest jednym z czynników indukują
cych stres oksydacyjny, mogą stanowić wyniki badania [70], w któ
rym u zwierząt poddanych działaniu niskiej temperatury oznaczano
stężenie produktów peroksydacji lipidów reagujących z kwasem
tiobarbiturowym, poziom skoniugowanych dienów oraz stężenie
grup tiolowych białek w homogenatach wątroby, serca i mózgu.
Wyniki tej pracy świadczą o wzmożonej produkcji produktów perok
sydacji lipidów w badanych tkankach i ich zaangażowaniu w proce
sy stresu oksydacyjnego.

Jeżeli pobudzenie brunatnej tkanki tłuszczowej trwa dłużej, to

w ślad za tym idzie adaptacyjny wzrost aktj^ności enzymów usu
wających wolne rodniki tlenowe (dysmutaza ponadtlenkowa, perok
sydaza i katalaza).

W dotychczasowych badaniach bardzo dobrze udokumentowano

udział wolnych rodników tlenowych w rozwoju zapalenia oraz
niedokrwienia tkanek, po którym następuje przywrócenie dopływu
krwi (i tlenu), czyh reperfiizja po niedokrwieniu [20]. Sytuacja,
w której organizm jest poddany działaniu niskich temperatur, może
przypominać stan niedokrwieni a-reperfuzj i. Podczas zabiegu kriote
rapii występuje skurcz naczyń obwodowych i przemieszczanie się

krwi do głębiej położonych tkanek i narządów. Natomiast po

zakończeniu zabiegu dochodzi do następowego rozkurczu tych na

czyń i przywrócenia krążenia, W momencie reperfuzji i w ciągu

kilku pierwszych, następujących po niej minut, w tkance generowa
ne są wolne rodniki tlenowe. Jednocześnie dochodzi również do
wzrostu aktywności szeregu czynników anty oksydacyjnych. Do
świadczalne potwierdzenie udziału reakcji wolnorodnikowych w me

chanizmie ischemu-reperfuzji prowokowanej zimnem uzyskano

między innymi w pracy [76], w której udowodniono, że podawanie

S-adenozylometioniny zapobiega powstawaniu stresu oksydacyjne
go i produkcji nadtlenków lipidów w hepatocytach. Również wyniki

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2, Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Dla bezpiecznego funkcjonowania organizmu niezbędne jest za

chowanie równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej. Uwzględ
niając fakt, że niskie temperatury stosowane w kriostymulacji
wywołują zwykle niezbyt silny stres oksydacyjny, który może indu

kować reakcje przystosowawcze - biosyntezę enzymów usuwających

wolne rodniki tlenowe i odpowiedzialnych za syntezę antyoksydan-
tów niskocząsteczkowych czy enzymów naprawiających uszkodze
nia DNA, warto zastanowić się nad pozytywną rolą „stresu oksy
dacyjnego", któremu poddane są organizmy podczas krioterapii [6].
Korzystne reakcje przystosowawcze indukowane przez stres oksy
dacyjny spowodowany krioterapia możemy obserwować między in
nymi u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. W przebie
gu reumatoidalnego zapalenia stawów w płynie maziowym stawów

występuje znaczna ilość aktywowanych fagocytów. Uwalniają one

O.,", który jest jednym z wolnych rodników tlenowych. Płyn mazio

wy u tych chorych wykazuje także podwyższone stężenie produktów

peroksydacji lipidów i obniżoną zawartość askorbinianu [45]. Zasto

sowanie w takich przypadkach krioterapii może prowadzić do wzro
stu aktywności enzymów antyoksydacyjnych rozkładających wolne
rodniki tlenowe, spowodowanego zwiększeniem syntezy białek en
zymatycznych, a także do spadku poziomu produktów peroksydacji
lipidów. Interesujący wydaje się fakt, że RFT - oprócz działań
niekorzystnych - mogą również pcdnić funkcje pożyteczne. Podkre
śla się ich rolę jako regulatorów metabolizmu [43]. Posiadają one
zdolność aktywowania niektórych białek transportowych. Przykła
dowo, nadtlenek wodoru stymuluje transport glukozy do komórek,

Z kolei transport serotoniny do płytek krwi jest pobudzany przez

utlenienie grup tiolowych białka transportującego. Na tej samej
zasadzie aktywowany jest wymiennik sodowo-wapniowy [Ij. Tak
więc podwyższony w trakcie kriostymulacji poziom aktywności
zarówno wolnych rodników tlenowych, jak i enzymów antyoksyda-

'^yjnych, przy zachowaniu równowagi prooksydacyjno-antyoksyda-
"^yjnej, może wywoływać szereg korzystnych efektów leczniczych.

badań [ 1 2 4 ] sugerują, że zmiany w stężeniu glutationu mogą
odgrywać Iduczową rolę w procesie apoptozy indukowanej zimnem.

Z kolei w pracy [36] wykazano, że krioterapia wpływa na

produkcję wolnych rodników tlenowych w komórkach układu im
munologicznego. W badaniu tym oceniano zmianę metaboUzmu
oksydatywnego neutroiilów pod wpływem krioterapii miejscowej
u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Badano powsta
wanie aktywnych form tlenowych {reactive oxygen intermediates -

ROI) w teście chemiluminescencji luminolo-zależnej, co odpowiada

całkowitej produkcji ROI, jak i w teście chemiluminescencji lucyge-
nino-zależnej, co odpowiada aktywności zewnątrzkomórkowej ROI.
Chemiluminescencja spoczynkowych neutrofilów izolowanych z pły
nu stawowego pacjentów z RZS po miejscowej aphkacji zimna na
okolicę tego stawu ulegała obniżeniu i w większym stopniu dotyczy

ło to zewnątrzkomórkowej aktywności oksydacyjnej. Natomiast
chemiluminescencja spoczynkowych neutrofilów osób zdrowych

poddanych stymulacji i dodatkowo inkubowanych z płynem stawo

wym pacjentów z RZS zwiększała się po zastosowaniu na staw

krioterapii miejscowej. Obserwowane zmiany mogą świadczyć
o tym, że zimno ma pobudzający wpiyw na produkcję aktywnych
form tlenowych w neutrofilach.

We własnych, nie pubUkowanych jeszcze badaniach eksperjonen-

talnych prowadzonych na szczurach typu Wistar badano wpływ

wielokrotnej, ogólnoustrojowej ekspozycji na działanie niskiej tem
peratury -90°C na aktywność dysmutazy ponadtlenkowej, peroksy-
dazy glutationowej i katalazy. Stwierdzono znamienny wzrost ak
tywności tych enzymów oraz spadek stężenia powstającego
produktu peroksydacji lipidów - aldehydu dimalonowego. Jednocze
śnie rosła całkowita zdolność przeciwutleniająca osocza oceniana
poprzez pomiar total antioxidant capacity. W trakcie kriostymulacji
nie obserwowano natomiast istotnych zmian stężenia witaminy E,
która jest jednym z głównych nieenzymatycznych czynników anty
oksydacyjnych, a tym samym ważnym czynnikiem zapobiegającym
peroksydacji lipidów.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologicene. zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

wonych ani odchyleń w zakresie prawidłowego wyglądu i ilości
pozostałych elementów morfotycznych krwi.

W pracy 134] wykazano, że oporność krwinek czerwonych pod

danych działaniu niskich temperatur zależy od wieku krążących
ciytrocytów. Przebudowa błony komórkowej, funkcje enzymów

czerwonokrwinkowych oraz stężenie substancji biochemicznych
wynikające z czasu życia krwinek czerwonych wpływają na wrażh-
wość krwinek w zależności od działającej temperatury. Najsłabszą

[cakcję na działanie niskiej temperatury wykazywały krwinki czer

wone w tzw. średnim wieku (middle-age). Natomiast najszybciej
hemohzie ulegały najmłodsze i najstarsze frakcje krwinek czerwo
nych, stanowiące znikomy procent całej populacji erytrocytów.

Ekspozycja na zimno wpływa w istotny sposób na mobilizację

leukoc3d:ów, może także hamować ich aktywność [53].

W pracy [1381 badano wpływ krioterapii ogólnoustrojowej i le

czenia ruchem na udział subpopulacji limfocytów we krwi obwodo
wej u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów i chorobą
zwyrodnieniową stawów. Pacjenci z reumatoidalnym zapaleniem
stawów zostali podzieleni na dwie podgrupy Jedną podgrupę leczo

no tylko ruchem, a drugą - poddano krioteraph ogólnoustrojowej

i kinezyterapu. Chorzy, u których stosowana była jedynie kinezyte

rapia, otrzymywali małe dawki niesterydowych leków przeciwzapal

nych. Natomiast u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów

stosowano kinezyterapię i krioterapię ogólnoustrojową. Krioterapię
ogólnoustrojową prowadzono w temperaturze -140''C±10''C, a czas
ti-wania pojedynczego zabiegu wynosił 180 s. Po zabiegach kriotera
pii chorzy byli poddawani kinezyterapu do momentu wyczerpania
możliwości wysiłkowych. U wszystkich pacjentów objętych bada
niem pobierano krew w dniu poprzedzającym leczenie oraz w 7 i 18

dniu terapii. W pobieranej krwi żylnej oznaczano następujące
riubpopulacje hmfocytów: CD3 (hmfocyty T), CD4 (limfocyty T
pomocnicze), CD8 (hmfocyty T cytotoksyczne i supresorowe), CD19

I limfocyty B), CD56 (hmfocyty NK „natural killers"). W podgrupie

chorych na RZS leczonych krioterapia ogólnoustrojową i kinezyte-

Wpływ niskicli temperatur na układ

krwiotwórczy i immunologiczny

Jedynie nieliczne prace eksperymentalne poświęcono zagadnie

niu funkcjonowania układu krwiotwórczego i immunologicznego
w warunkach oddziaływania skrajnie niskich temperatur. Badania

L161 prowadzone u zdrowych ochotników poddanych U-dniowej
krioterapii ogólnoustrojowej wykazały zarówno u kobiet, jak
i u mężczyzn spadek ilości krwinek czerwonych, krwinek białych
i płytek krwi, a także spadek stężenia hemoglobiny, wartości hema-
tokrytu, MCy MCHC i MCH oraz hczby pdytek krwi. Spadki te nie
wykraczały poza zakres wartości referencyjnych. Jednocześnie au
torzy obserwowali wzrost udziału retikulocytów w rozmazie krwi
obwodowej, mogący być skutkiem uwalniania rezerw szpikowych

bądź pobudzenia ich namnażania. Podkreślenia wymaga również
fakt, że występujące pod wpływem kriostymulacji zmniejszenie
wartości wskaźnika hematokrytowego i zmniejszenie liczby trom-
bocytów może przyczyniać się do zmiany właściwości reologicznych
krwi.

Również w badaniach własnych [lOOj prowadzonych na szczu

rach typu Wistar poddanych wielokrotnie ogólnoustrojowej kriosty

mulacji w temperaturze -90''C obserwowano istotny statystycznie
spadek ilości krwinek czerwonych, krwinek białych i płytek krwi,

a także spadek stężenia hemoglobiny oraz wartości hematokrytu,

MCy MCHC i MCH. Całkowita ilość leukocytów nie ule^a zmianie,

ale stwierdzono istotne zmiany udziału poszczególnych frakcji bia-
łokrwinkowych w zależności od czasu ekspozycji na działanie
niskiej temperatury Po tygodniowej ekspozycji wystąpił istotny

wzrost udziału granulocytów i spadek udziału hmfocytów. Z kolei
po ekspozycji dwutygodniowej zarówno udział granulocytów, jak
i limfocytów nie różnił się znamiennie od wartości obserwowanych
u zwierząt kontrolnych. W obrazie mikroskopowym rozmazu krwi
obwodowej nie obserwowano zróżnicowania wielkości krwinek czer-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

iiiu do końca dwóch serii zabiegów, a następnie systematycznie

wzrastały, osiągając w 30 dniu po zakończeniu ostatniego cyklu
krioterapii wartości przekraczające poziom wyjściowy Przez cały

okres obserwacji poziomy te, pomimo nieznacznych wahań, mieści

ły się jednak w granicach normy fizjologicznej.

Z kolei w badaniu [97] stwierdzono wzrost ekspresji receptorów

dla lL-1 i IL-6 oraz spadek ekspresji receptorów dla IL-1J3 i T N F a
pod wpływem kriostymulacji. Nieliczne doniesienia sugerują rów

nież, że zimno może inicjować zmiany w ekspresji cytokin związa

nych z niespecyficznymi reakcjami ostrej fazy [28,32]. Cytokiny

odgrywają kluczową rolę w dwukierunkowej komunikacji pomiędzy

układem neuroendokrynnym a immunologicznym. Sugeruje się, że

wzajemne oddziaływanie między hormonami a cytokinami podczas
ekspozycji na zimno może warunkować homeostazę immunologicz

ną w odpowiedzi na ten czynnik środowiska zewnętrznego.

W cytowanej już pracy [97] podkreślono rolę osi podwzgórze-

przysadka-nadnercza oraz aktywacji współczulnego układu ner

wowego z wtórnym wzrostem stężenia kortyzolu i katecholamin

w modyfikacji odpowiedzi immunologicznej na bodziec zimna. Wy-
otępująca pod wpływem niskich temperatur ekspresja receptorów
a.

i p-adrenergicznych i ich wiązanie z katecholaminami może pobu

dzać lub hamować różne ścieżki transdukcji sygnałów, przy czym
stymulacja (J^-adrenoreceptorów pociąga za sobą spadek syntezy

cytokin prozapalnych flL-lp i T N F a ) i pobudzenie produkcji cyto

kin przeciwzapalnych (IL-6, IL-10) poprzez wzrost stężenia cAMP
[2,125,136]. Molekularne mechanizmy sygnałów odpowiedzi immu

nologicznej na działanie niskich temperatur wymagają jeszcze dal
szych, pogłębionych badań.

Wpływ niskicli temperatur na strukturę

cytozolu i błon biologicznycłi

Jak wykazały badania z użyciem technik kriomikroskopii po

zwalających na wizualizację i ocenę procesów zachodzących w poje-

rapią w 7 dniu terapii wykazano znamienny wzrost liczby i odsetka
limfocytów CD3, CD4, CD8, CD 19 i CD56. Natomiast znamienny
wzrost odsetka i liczby komórek CD56 (NK) obserwowano zarówno

u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów, jak i w obu

podgrupach chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Autorzy

upatrują przyczyny opisanego zjawiska w swego rodzaju mobilizacji
organizmu pod wptywem schładzania organizmu z następową ak

tywnością fizyczną. Wydaje się, że i mm un o modulujący wpiyw krio
terapii, ogólnoustrojowej, jak też kinezyterapii może wynikać ze

zniesienia hamującego wpływu cytokin i prostaglandyn na komórki
NK, obserwowanego w przypadku przewlekłych schorzeń o tle
zapalnym.

W innej pracy [105] oceniającej wpływ zimna na czynność

układu immunologicznego potwierdzono supresję niektórych ele

mentów odporności humoralnej i komórkowej pod wpływem niskich

temperatur Obserwowano między innymi spadek proliferacji limfo
cytów, redukcję liczby komórek NK i ich aktywności cytolitycznej,
aktywację układu doprfniacza oraz indukcję białek szoku termicz

nego.

W kolejnej pracy [51] zdrowych ochotników poddano trzem

cyklom zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej w temperaturze od

-110°C do -150°C, obejmującym 5 codziennych wejść do kriokomory

trwających każdorazowo 2-^3 minuty {łącznie u każdej osoby wyko
nano po 15 zabiegów). Przed rozpoczęciem cyklu krioterapii, po
zakończeniu każdego cyklu krioterapii oraz w 30 dniu po zakończe
niu ostatniego cyklu krioterapii u badanych osób oznaczano poziom
składowych dopełniacza C3 i C4 oraz aktywność bakteriobójczą
białek dopełniacza wyrażoną procentom przeżywających bakterii po

180 minutach inkubacji w badanej surowicy Aktywność bakte

riobójcza białek dopełniacza wyraźnie wzrastała po każdej serii
zabiegów i utrzymywała się na podwyższonym poziomie również
w 30 dniu po zakończeniu ostatniego cyklu krioterapii. Z kolei
poziom składowej C3, a w nieco mniejszym stopniu również składo
wej C4 dopełniacza, ulegały przejściowemu nieznacznemu obniże-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

dynczej komórce, miejscowe działanie bardzo niskiej temperatury

jest odpowiedzialne za dwa podstawowe mechanizmy bioflzyczne:

wewnątrzkomórkowe tworzenie się lodu i odwodnienie komórki

[35,47,79,95,120]. Potwierdzono między innymi, że w mrożonej tkan

ce {temperatura - i g C C ) dochodzi do krystahzacji płynów i utraty
przez nie właściwości rozpuszczalnika oraz degradacji struktury
molekularnej cytozolu. Efektem tego jest masywny obrzęk tkanki
z jej następową martwicą oraz destrukcją błon komórkowych, dena-
tm-acją i rozproszeniem białek w cytoplazmie 135,47,79,95,120],

W badaniu nad procesami zachodzącymi podczas wymrażania zmian

guzowatych macicy o charakterze włókniaków stwierdzono, że przy

bardzo gwałtownym obniżaniu temperatury {powyżej 50°C/min)

przeważa zjawisko odwadniania komórek, zaś przy wolniejszym

wychładzaniu (poniżej 50°C/min) dominuje wewnątrzkomórkowe
tworzenie się kryształów lodu i więcej wody pozostaje niejako

„uwięzione" w zamrożonej tkance [25].

Podczas zamrażania komórek dochodzi nie tylko do bezpośred

niej destrukcji cytoszkieletu poprzez tworzące się kryształy lodu,
ale również do gwałtownego wzrostu stężenia związków chemicz

nych rozpuszczonych w cytozolu [91].

Szerzenie się zimna w mrożonej tkance zachodzi przy udziale

tzw. gap junctions {mostki, połączenia międzykomórkowe). W bada

niach [49] z zastosowaniem pomiarów kriomikroskopowych wyka
zano, że dodanie specyficznego blokera połączeń międzykomórko
wych powoduje znaczące zwolnienie procesu szerzenia się lodu
wewn ątr z komór ko wego.

Poszczególne tkanki różnią się wrażliwością na działanie niskich

temperatur, co prawdopodobnie związane jest z odmiennym składem
aminokwasowym fazy hydrofilowej błony cytoplazmatycznej oraz
obecnością specyficznych lipidów w jej warstwie hydrofobowej.

W pracy [96] wykazano, że nadmiar aminokwasów takich jak feny-

loalanina czy tryptofan może powodować łatwiejszą ucieczkę cyto-

plazmy i tendencję do fuzji błon komórkowych po zadziałaniu
niskiej temperatury. Z doniesień innych badaczy [80] wynika, że

błony organelli wewnątrzkomórkowych są zdecydowanie bardziej
odporne na niskie temperatury i trudniej ulegają destrukcji podczas
zamrażania komórki.

Jednak nie tylko różnice struktury i składu błon cytoplazma-

tycznych warunkują odporność niektórych gatunków zwierząt na

działanie niskich temperatur U niektórych płazów wykazano także
obecność w cytoplazmie specyficznych białek (tzw. antifreeze prote
ina,

AFPs), które nie tyle zapobiegają zamarzaniu, co kontrolują

przebieg tego procesu, wpływając na kształt, rozmiar i agregację

kryształów lodu wewnątrz komórek i zapobiegając ich uszkodzeniu.
Ze względu na mechanizm działania tych białek postuluje się
zmianę ich nazewińctwa na ice structuring proteina {„białka kon
trolujące strukturę lodu") [23].

Podobną do wyżej opisanych białek funkcję pełnią in vitro środki

konserwujące tkanki w niskich temperaturach. Substancje takie

jak na przykład glicerol pozwalają na głębokie zamrażanie tkanek

bez utraty ich fizjologicznej struktury i funkcji. Mają one istotny

wpływ na dynamikę procesu powstawania lodu wewnątrz- i zewną

trz komórkowego, przez co zapobiegają uszkodzeniu tkanki [91].

W mechanizmie oddziaływania niskich temperatur na organizm

ludzki istotne znaczenie wydaje się mieć również wpływ kriostymu

lacji na stan błon biologicznych.

W pracy [131] u kajakarzy polskiej kadry olimpijskiej poddanych

31-dniowemu treningowi fizycznemu, który przez pierwsze 10 dni
byf poprzedzony zabiegami krioterapii ogólnoustrojowej, oceniano

aktywność 3 hydrolaz lizosomalnych; arylosulfatazy, kwaśnej fosfa

tazy i katepsyny D w surowicy. Zabiegi wykonywane były dwa razy

dziennie przez 3 minuty. W pierwszym i drugim dniu temperatura

w kriokomorze wynosiła -120°C, w trzecim-^szóstym dniu -130°C,
w siódmym dniu -140°C, w ósmym i dziewiątym dniu -150°C,

a w dziesiątym dniu -160°C. Aktywność enzymów oznaczano przed

rozpoczęciem badania, po piątym i dziesiątym dniu intensywnego
treningu połączonego z krioterapia ogólnoustrojową oraz w siedem

nastym, dwudziestym czwartym i trzydziestym pierwszym dniu

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Wpływ niskicli temperatur na procesy

regeneracyjne w układzie

kostno-stawowym i tkankacłi miękkicłi

Istnieje szereg badań potwierdzających korzystny wpływ kriote

rapii na przebieg procesów metabolicznych i regenerac^nych zacho
dzących w tkance kostnej, chrząstce i błonie maziowej stawów oraz
strukturach okołostawowych i skórze.

W badaniu [118], w którym u zwierząt doświadczalnych stoso

wano pary ciekłego azotu do suchego schładzania ran oparzenio-
wych, uzyskano znaczne przyspieszenie procesu gojenia. Równie
korzystny efekt krioterapii na przebieg gojenia się ran oparzento-

wych wykazano także w pracy [67]. W tym badaniu zastosowanie
temperatur kriogenicznych powodowało zmniejszenie nasilenia
(ibrzęku rany i dolegliwości bólowych oraz znacznie skrócenie czasu

gojenia.

W innej pracy [55] badano wpływ krioterapii miejscowej na

proces regeneracji tkanki kostnej u pacjentów z chondromalacją

rzepki. W pacjentów przez trzy tygodnie wykonjTYano 3-minutowe
zabiegi krioterapii na staw kolanowy i mięśnie uda, a bezpośrednio
po kriozabiegach pacjenci byli poddawani ćwiczeniom o charakterze

.statycznym i dynamicznym oszczędzających chrząstkę. Na podsta
wie uzyskanych wyników postawiono hipotezę, że ustąpienie lub
zmniejszenie bólu u tych chorych może świadczyć pośrednio o wpły
wie łącznego stosowania krioterapii i kinezyterapii na syntezę
substancji międzykomórkowej chrząstki i stymulację powstawania
lilizny chrzęstno-włóknistej.

Anahzę oddziaływania krioterapii na procesy osteogenetyczne

prowadzono w pracy klinicznej [132], w której u chorych z wcze
snym pourazowym zanikiem kostnym w I i II okresie choroby

nadgarstek, ręka, staw skokowy, stopa) stosowano serię 20 co

dziennych zabiegów krioterapii miejscowej trwających 2-H4 minuty.
Bezpośrednio po zabiegu pacjenci wykonywali ćwiczenia czynne

chorej kończyny Ponadto chorym zalecano stosowanie w domu

7ff

dalszego intensywnego treningu prowadzonego po zakończeniu cy
klu krioterapii ogólnoustrojowej.

Aktywność kwaśnej fosfatazy i katepsyny D nie ulegała istotnym

zmianom zarówno w okresie treningu połączonego z krioterapia
ogóinoustrojowa, jak i też po jej zakończeniu. Wykazano pewne
tendencje do wzrostu aktywności kwaśnej fosfatazy i katepsyny D

po piątym dniu treningu wspomaganego krioterapia (wzrost aktyw

ności kwaśnej fosfatazy o około 15%, katepsyny D - o około 4,5%)

oraz siedemnastym dniu badania (wzrost aktywności kwaśnej fos
fatazy o około 24%, katepsyny D - o około 17%), jednak uzyskane

różnice nie wykazywały znamienności statystycznej. Aktywność
arylosulfatazy u l e ^ a znamiennemu statystycznie obniżeniu po pią

tym i trzydziestym pierwszym dniu treningu. Uzyskane wyniki
wskazują, że krioterapia ogóinoustrojowa oraz długotrwały wysiłek

fizyczny wpływają korzystnie na stabilność błon lizosomalnycłi.
Wydaje się, że mechanizm pozytywnego oddziaływania krioterapii

ogólnoustrojowej na stabilność błon hzosomalnych związany jest ze
zwiększonym wydzielaniem ACTH i kortyzolu oraz ze zwiększoną
aktywnością enzymów antyoksydacjjnycb (katalaza, peroksydaza
glutationowa) w warunkach oddziaływania niskich temperatur

W badaniach własnych u szczurów poddawanych przez 10 dni

ogólnoustrojowemu działaniu temperatury -90°C wykazano zna
mienny statystycznie wzrost aktywności fosfatazy zasadowej. Bio
rąc pod uwagę fakt, że enzym ten występuje głównie w błonach
plazmatycznych jako białko zlokalizowane po zewnętrznej stronie
błony i że prawdopodobnie różne frakcje fosfatazy alkalicznej
uczestniczą w transporcie przezbłonowym, uzyskane wynild wska

zywać mogłyby na wpływ niskich temperatur na procesy transportu
błonowego. Z kolei brak zmian aktywności aminotransferazy alani-

nowej i asparaginianowej (enzymów stanowiących marker integral
ności błon komórkowych hepatocytów) u tych zwierząt przemawia
przeciwko destabihzująccmu wpływowi niskich temperatur na błony

komórkowe [99j.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

hamowanie aktywności procesów enzymatycznych, w szczególności
7.aś spadek aktywności enzymów proteohtycznych biorących udział

w odczynie zapalnym [39,651. Spadek aktywności enzymów proteoh
tycznych wywołuje zahamowanie uwalniania mediatorów procesu
zapalnego, w tjmi histaminy i mleczanów w okolicy ogniska zapale

nia, wywierających pobudzający wpływ na chemoreceptory. Równo-

cześrue obserwuje się w tej okolicy wzrost stężenia bradykininy

i angiotensyny dający efekt przeciwbólowy. Wspomniane zwolnienie

metabolizmu tkankowego i uszczelnienie naczyń krwionośnych wraz
7.

opisanym efektem metabolicznym stanowi kolejny czynnik powodu

jący zmniejszenie nacieku komórkowego powstającego w ognisku

zapalnym [10,40,1091.

Doświadczalne potwierdzenie przeciwzapalnego działania krio

stymulacji stanowić mogą wyniki badania na modelu zwierzęcym
przeprowadzonego u szczurów, u których wywołano eksperymental

nie stan zapalny poprzez wstrzyknięcie niewielkiej ilości rozcieńczo
nej formahny w okolicę tylnej łapy [661. W wyniku miejscowego
działania niskiej temperatury u zwierząt poddanych kriostymulacji
stwierdzono znamiennie szybsze - w porównaniu z kontrolą -
zmniejszanie się objętości obrzękniętej łapy

W kolejnej pracy [1301 badano wpływ skojarzonego stosowania

ki-ioterapii, kinezyterapii i podawania leków przeciwzapalnych na

przebieg poadiuwantowego zapalenia tkanek miękkich u szczurów.
Badania przeprowadzono u 96 szczurów samców szczepu Brown
Norway. Zapalenie wiełostawowe wywoływano przez wstrzyknięcie

w poduszeczkę tylnej łapy kompletnego adiuwantu Freunda. Po

dwóch tygodniach zwierzęta zostały podzielone na 16 grup doświad

czalnych (po 6 zwierząt każda), w których stosowćmo każdą z me

tod terapu oddzielnie lub w różnych kombinacjach. Kriostymulację
w postaci nadmuchu par ciekłego azotu o temperaturze około -

120°C stosowano na całą powierzchnię ciała zwierzęcia. Ekspozycje

na działanie zimna były powtarzane przez 14 dni, a czas trwania
pojedynczej ekspozycji wynosił 2 minuty Kinezyterapię prowadzono

również przez 14 dni (5 minut dziennie) na specjalnie skonstru-

okładów z lodu na leczone miejsce w okresie 6 godzin po kriostymu
lacji. U pacjentów poddanych tej formie terapii w badaniu rentge
nowskim wykonanym w 6 do 8 tygodnia od rozpoczęcia leczenia

stwierdzono ustąpienie plamistego zaniku oraz zdecydowaną popra
wę uwapnienia kości, z odtworzeniem prawidłowej struktury be-
leczkowatej.

Działanie przeciwzapalne

i przeciwbólowe niskich temperatur

Korzystne efekty lecznicze krioterapii związane są przede wszyst

kim z przeciwzapalnym i przeciwbólowym działaniem niskich tempe
ratur

Podstawę działania przeciwzapalnego stanowi między innymi

wpływ niskich temperatur na system naczyń krwionośnych, po
którym następuje oscylacja średnicy ich światła {tzw. fale Lewisa),
a następnie ich długotrwałe (4-^6 godz.) rozszerzenie z wtórnym

przekrwieniem czynnym i ociepleniem. Zgodnie z prawem Dastre'a-
Morata, naczynia krwionośne mięśni i narządów wewnętrznych

zachowują się przeciwstawnie do naczyń powierzchownych skóry.

Wyjątkiem są naczynia mózgu, nerek i śledziony Występujący pod

wpływem zimna skurcz oporowych naczyń krwionośnych i towarzy

szące mu uszczelnienie tych naczyń pociąga za sobą pobudzenie
procesów przemiany materu w tkankach, zwiększa podaż tlenu do
tkanek i ułatwia ich oczyszczanie z produktów rozpadu tkankowe
go. Efektem tego działania jest zmniejszenie obrzęku towarzyszące

go odczynowi zapalnemu, a w konsekwencji - zmniejszenie ucisku
obrzękłych tkanek na zakończenia bólowe, co daje efekt analgetycz-

Efekt ten potęgowany Jest z jednej strony przez występującą pod

wpływem zimna poprawę drożności naczyń ctiłonnych drenujących
przestrzeń międzykomórkową i zwiększenie filtracji wlośniczkowej,

znmiejszenie hczby zrolowanych i przylegających leukocytów oraz
obniżenie ciśnienia śródtkankowego, z drugiej zaś strony - przez

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, afekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Dwanej bieżni. Leki przeciwzapalne (Hydrocortisonum aceticum

5 mg/kg, Diclofenac 5 mg/kg, Moualis 0,5 mg/kg) podawano do-

otrzewnowo. Po dwóch tygodniach terapii zwierzęta dekapitowano,

a następnie oznaczano następujące parametry: status oksydatywny
granulocytów, stężenie histaminy, stężenie NO^ i stężenie kortyzo
lu. Oceniano również makroskopowo stan błony śluzowej żołądka.

U zwierząt, u których stosowana była kriostymulacja, uzyskano

wyraźne zmniejszenie wielkości obrzęków stawów. Natomiast spoś
ród leków najbardziej skuteczny w tym zakresie okazał się lek
blokujący cyklooksygenazę 2 - MovaUs. Łączne stosowanie kriote
rapii z farmakoterapią w większym stopniu zmniejszało objawy

zapalenia stawów. Natomiast zastosowanie tylko kinezyterapii nie
wpływało korzystnie, a nawet w niektórych przypadkach nasilało
objawy zapalenia,

U zwierząt, u których stosowano krioterapię i kinezyterapię,

obserwowano wzrost stężenia łiistaminy we krwi, przy czym naj
wyższe wartości stężenia histaminy stwierdzono u zwierząt, u któ
rych obie te metody stosowano jednocześnie, Z kolei stosowanie
łącznie z krio- i kinezyterapią hydrokortyzonu powodowało obniże

nie stężenia histaminy.

U zwierząt poddanych krioterapii odpowiedź granulocytów obo-

jętnochłonnych na stymulację opsonizowanymi cząsteczkami zymo-

sanu ulegała istotnemu zwiększeniu i nie była modyfikowana przez
leki przeciwzapalne. Natomiast w grupach zwierząt, u których
stosowano jedynie leki przeciwzapalne lub farmakoterapię łącznie
z kinezyterapią, aktywność metaboliczna granulocytów obojętno-
chłonnych nie uległa istotnym zmianom.

U zwierząt poddanych jedynie kriostymulacji stwierdzono wzrost

stężenia kortyzolu, natomiast u zwierząt, u których równocześnie
stosowano farmakoterapię preparatem Moualis lub hydrokortyzo-

nem, nie obserwowano wzrostu stężenia tego hormonu,

W żadnej z grup zwierząt nie obserwowano zmian stężenia NO

ani patologicznych zmian w błonie śluzowej żołądka.

Wyniki cytowanej pracy wskazują, że przeciwzapalne działanie

krioterapu związane jest między innymi z pobudzeniem osi pod-

wzgórze-przysadka mózgowa-nadnercza, wzrostem stężenia hista

miny we krwi oraz zwiększeniem aktywności metabolicznej granu
locytów obojętnochtonnych, W3miki te jednocześnie sugerują, że
najkorzystniejsze działanie przeciwzapalne daje łączne stosowanie

kiioterapii z inhibitorami cyklooksygenazy 2.

Przeciwzapalne działanie niskich temperatur weryfikowano tak

że w badaniach klinicznych oceniających wpływ krioterapii na

poziom mediatorów stanu zapalnego w surowicy,

W pracy 160J, u chorych z aktywną postacią reumatoidalnego

zapalenia stawów w I-^III okresie choroby, przeprowadzono do
świadczenie lecznicze skrzyżowane, stosując w pierwszej grupie

chorych niesterydowe leki przeciwzapalne, następnie przez 3 tygo
dnie niesterydowe leki przeciwzapalne + krioterapię + leczenie
ruchem, a przez dalsze trzy tygodnie - niesterydowe leki przeciwza
palne + leczenie ruchem, W drugiej grupie chorych kolejność dwóch
ostatnich cykli terapeutycznych była odwrócona. Miejscową kriote
rapię stosowano w formie nawiewu krańcowo zimnego powietrza

o temperaturze od -160°C do -130°C i okładów z lodu. Przed
krioterapia, w 21 oraz 42 dniu leczenia oznaczano następujące

parametry: OB, stężenie seromukoidu, globuhny oraz cc, makro-

globuliny, a także stężenie w surowicy i wydalanie z moczem wolnej
hydroksyproliny wolnej hydroksylizyny oraz glikozaminoghkanów.
W żadnej z badanych grup chorych nie stwierdzono istotnych zmian
wartości parametrów stanu zapalnego oraz parametrów uszkodze
nia tkanki łącznej stawowej i okołostawowej.

Zmian stężenia białka C-reaktywnego, seromukoidu oraz białka

całkowitego nie stwierdzono również w pracy [113], w której

miejscowemu działaniu temperatur kriogenicznych poddawano gru
pę zdrowych ochotników.

Natomiast w badaniach [126] u pacjentów z reumatoidalnym

zapaleniem stawów oraz badaniach własnych [108,112,129] u cho
rych z zesztywniającym zapaleniem stawów kręgosłupa, u których

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

i'ozpoczęciem krioterapii. Przy użyciu testu chemiluminescencji

badano zarówno aktywność neutrofUów izolowanych z płynu stawo
wego chorych na RZS, jak również aktywność neutrofdów krwi

obwodowej osób zdrowych, które inkubowano z płynem stawowym

pacjentów z RZS. Stwierdzono, że płyn stawowy chorych na RZS

pobrany ze stawu poddanego krioterapii wywoływał większą akty
wację spoczynkowych neutrofilów krwi obwodowej osób zdrowych

w porównaniu z płynem izolowanym z tego samego stawu przed
rozpoczęciem krioterapii. Jednocześnie chemiluminescencja neutro

filów izolowanych z płynu stawowego pacjentów z RZS po zabiegu

krioterapii miejscowej na okohcę badanego stawu ulegała obniże
niu. Obserwowane zjawisko może świadczyć o zmianie dynamiki

procesu zapalnego w stawach poddawanych krioterapii miejscowej
w wyniku oddziaływania zimna na metabolizm oksydatywny neu
trofilów oraz modulacji wydzielania czynników pro- i przeciwzapal
nych w chorym stawie. Badanie nie pozwoliło na ostateczne ziden

tyfikowanie tych czynników, choć autorzy rozważali wpływ cytokin

i amin biogennych.

Ostateczne potwierdzenie p r z e c i w z a p a l n a efektu działania tem

peratur kriogenicznych przynieść mogą kliniczne rezultaty kriosty

mulacji pod postacią ustępowania obrzęków oraz dolegliwości bólo

wych zmienionych zapalnie stawów u chorych ze schorzeniami
i'eumatoidainymi poddanych zarówno miejscowej, jak i ogólnoustro

jowej krioterapii, które zostaną szczegółowo omówione w kolejnym

rozdziale.

Wiele obserwacji przemawia za tym, że zmniejszenie nasilenia

bólu po zastosowaniu zabiegu krioterapii nie jest wyłącznie wyni

kiem działania przeciwzapalnego. Efekt przeciwbólowy występuje
bowiem bardzo szybko, często nawet bezpośrednio po ociiłodzeniu

skóry.

Mechanizm działania analgetycznego zimna jest złożony U jego

podłoża leży pobudzający wpływ zimna na wydzielania p endorfm
w ośrodkowym układzie nerwowym z równoczesnym czynnoś

ciowym wyłączeniem receptorów czuciowych i ich połączeń z pro-

stosowano 2-tygodniowy cykl krioterapii ogólnoustrojowej, uzyska

no odpowiednio: znamienne Etatystycznie obniżenie stężenia sero-
mukoidu z towarzyszącym wzrostem udziabi frakcji a, globulin

w proteinogramie oraz znamienny statystycznie spadek stężenia

białka C-reaktywnego (CRP) i seromukoidu z towarzyszącym staty
stycznie znamiennym wzrostem udziału frakcji P, globulin w pro

teinogramie.

Korzystny wpływ nisldch temperatur na przebieg procesu zapal

nego potwierdzono taltże w pracach klinicznych, w których anali
zowano zachowanie się granulocytów w zmienionych chorobowo
stawach poddanych krioterapii.

W pracy [98] u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów

ze zmianami stawowymi o różnym stopniu zaawansowania {od I do
rV okresu choroby według Steinbrockera) utrzymującymi się od
czterech miesięcy do trzech lat oceniano wpływ krioterapii miejsco

wej pod postacią nadmuchu par azotu o temperaturze -150°C
stosowanego dwa razy dziennie przez trzy minuty oraz okładów
z lodu stosowanych dwa razy dziennie po 20 minut na każdy staw
na skład komórek piynu stawowego. Przed rozpoczęciem krioterapii

oraz po zakończeniu 54ygodniowego cyklu miejscowego leczenia
zimnem, u chorych badano piyn stawowy poddając analizie całko
witą liczbę komórek oraz odsetek granulocytów w rozmazie osadu
płynu stawowego. Stwierdzono znamienne statystycznie zmniejsze

nie się liczby komórek w płynie pobranym ze schładzanych stawów
(z 8900 do 6100) oraz statystycznie nieznaraienny spadek odsetka
granulocjd;ów (z 55% do 53%). Zmniejszenie liczby komórek biorą
cych udział w uszkadzającym staw procesie zapalnym świadczy
o korzystnym wpływie krioteraph miejscowej na toczący się w prze-

b i ^ u RZS proces destrukcji stawów.

W kolejnym badaniu [36] u chorych z reumatoidalnym zapale

niem stawów analizowano aktywność neutroíílów izolowanych
z płynu stawowego przed i po zastosowaniu krioterapii miejscowej.

Wszyscy chorzy byh leczeni niesterydowymi lekami przeciwzapalny

mi, a kortykosteroidy zostały odstawione na sześć miesięcy przed

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

W eksperymentalnych badaniach na modelu zwierzęcym [5]

stwierdzono istnienie związku pomiędzy analgetycznym działaniem

miejscowego scliładzania skóry a zahamowaniem przewodnictwa
nerwowego z udziałem receptora capsaicynowego (receptor VR1).
Wykazano, że obniżenie temperatury z 31°C do 14°C prowadzi do
zahamowania przewodnictwa indukowanego capsaicyną w neuro
nach zwojów grzbietowych szczura. U podłoża tego zjawiska leży
prawdopodobnie znaczące obniżenie potencjału czynnościowego ner

wów prowadzące do zniesienia odczuwania bólu.

W badaniach własnych [107] oceniano efekt przeciwbólowy wy

wołany schładzaniem całego ciała u szczurów umieszczanych w ko

morze kriogenicznej na jedną minutę dziennie przez S dni. Nasile
nie efektu analgetycznego oceniano z wykorzystaniem testu gorącej

płyty o temperaturze 56''C, Wykazano, że zarówno jednorazowa, jak

i powtarzana przez kilka kolejnych dni ekspozycja zwierząt na

działanie ekstremalnie niskich temperatur -60''C i -90°C wywołuje
znamienny statystycznie efekt przeciwbólowy Po jednorazowym

schładzaniu w komorze kriogenicznej wywołany efekt przeciwbólo
wy utrzymywał się przez około 15 minut. Po czterech dniach
powtarzanej ekspozycji na temperaturę -90''C efekt ten ulegał
wyraźnemu wzmocnieniu. W ósmym dniu krioterapii utrzymywały
się wprawdzie podobne wartości wskaźnika analgezji, jednak uzy

skane różnice nie wykazywały już znamienności statystycznej.
Dootrzewnowe podanie Naloxonu (antagonisty endogennych recep
torów opiatowych) na 40 minut przed ekspozycją w komorze krio
genicznej nie powodowało zahamowania efektu przeciwbólowego,

to przemawia raczej przeciwko udziałowi endogennego układu opia-

towego w mechanizmie analgetycznego działania niskich tempera
tur.

prioreceptorami oraz zwolnieniem przewodnictwa w wolnoprzewo-
dzących włóknach czuciowych, a także mechanizm „bramek kon
trolnych" selekcjonujących bodźce dochodzące do ośrodkowego
układu nerwowego.

Endogenne peptydy opioidowe, do których należą endorfiny

enkefaiiny i dynorfiny są związkami o silnej i wielokierunkowej
aktywności biologicznej. Najlepiej poznane jest działanie [i endorfi
ny, która jest produkowana przez przysadkę z proopiomelanokorty-
ny Peptyd ten wykazuje silne działanie przeciwbólowe, przedwieko
we i eutbryzujące. Znana jest jego rola w adaptacji organizmu do

stresu oraz w procesie uczenia się i zapamiętywania. Wykazano, że
nawet 2-^3-minutowy pobyt w kriokomorze powoduje wzrost stęże
nia p endorfin w surowicy krwi [1261.

Stwierdzono również, że pod wpływem zimna dochodzi do

zmniejszenia impulsacji nocyceptywnych mechanoreceptorów

i zwolnienia przewodnictwa w nerwach nocyceptywnych, szczegól
nie zaś w wolnoprzewodzących włóknach typu C charakteryzują

cych się wysokim progiem pobudhwości bólowej [75].

Teoria kontrolowanego przepustu rdzeniowego igate control the-

ory)

została zaproponowana przez Walla i Melzacka w 1965 roku

kiedy odkryto w substancji galaretowatej rogu tylnego rdzenia
kręgowego komórki hamujące przewodzenie bodźców do wyższych

pięter układu nerwowego. Wiadomo, że bodźce czuciowe są przeka
zywane za pomocą szybko przewodzących włókien A, natomiast

bodźce bólowe - przez wolno przewodzące włókna C, Tak więc

wywołanie impulsacji we włóknach A pobudza komórki hamujące

rdzenia, które blokują dopływ impulsów przez włókna C do ośrod
kowego układu nerwowego. Wynikiem powyższego zjawiska jest
działanie przeciwbólowe, które leży u podłoża tzw. mechanizmu
refleksoterapeutycznego wykorzystywanego w łagodzeniu bólów
przez blokowanie aferentnej impulsacji bólowej w przypadku więk

szości metod fizykoterapii, w tym prawdopodobnie także krioterapu

[10,109].

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Wpływ niskicłi temperatur na mięśnie

i obwodowy uldad nerwowy

~ efekt nerwowo-mięśniowy

Bezpośrednim efektem ekspozycji na zimno jest nieznaczne

i powolne obniżenie temperatury mięśni szkieletowych. Niższa
temperatura i zmniejszony przepływ krwi w naczyniach krwiono

śnych zaopatrujących mięśnie w substancje energetyczne powodują
zmniejszenie tempa lokalnej przemiany materii, czego skutkiem jest

występujące w ruskich temperaturach drżenie mięśniowe, stanowią

ce sposób miejscowego generowania ciepła w mięśniach. Pomimo
dużych ilości powstającego na tej drodze ciepła (kilkakrotnie więk
szych niż w warunkach podstawowej przemiany materii), nie docho
dzi do jego gromadzenia w mięśniach, gdyż równoważna ilość ciepła

tracona jest drogą konwekcji [57].

Następujące po zakończeniu ekspozycji na ziirmo gwałtowne

rozszerzenie naczyń krwionośnych doprowadza do silnego prze

krwienia mięśni szkieletowych połączonego ze wzrostem stężenia

dostarczanego do nich tlenu. Ułatwia to usuwanie z mięśni zbęd

nych produktów przemiany materii, takich jak mleczany oraz
histamina. Równocześnie obserwuje się nagromadzenie w mięśniach
bradykininy i angiotensyny. Powyższe zjawisko znacząco poprawia

„kondycję" mięśnia i zmniejsza odczuwanie bólu. Efekt ten wyko

rzystywany jest między innymi w leczeniu kontuzji mięśni.

Wpływ krioterapii miejscowej na stan mięśni badano między

innymi w pracy [62] oceniając aktywność kinazy kreatynowej -
markera uszkodzenia tkanki mięśniowej u chorych z aktywną
postacią reumatoidalnego zapalenia stawów poddanych jednorazo
wej ekspozycji na działanie zimnego powietrza o temperaturze od
-160°C do -140°C nawiewanego na okohcę drobnych stawów jednej
ręki, jednego stawu nadgarstkowego, łokciowego lub kolanowego.
Aktywność kinazy kreatynowej oceniano przed zabiegiem, bezpo

średnio po oraz w 10, 20 i 60 minucie od zakończenia kriostymu-

lacji. Nie stwierdzono istotnych zmian aktywności tego markera

w trakcie zabiegu kriostymulacji, co przemawia za brakiem uszka

dzającego wpływu krioterapii na mięśnie i potwierdza możliwość
bezpiecznego stosowania tej metody fizykoterapii w leczeniu cho-
lych z chorobami układu ruchu, którym towarzyszą patologie

mięśniowe.

Opisane wyżej mechanizmy, ze szczególnym uwzględnieniem

efektu przeciwbólowego, a także występujące pod wpływem zimna
zmniejszenie napięcia mięśniowego wynikające ze zmniejszenia

przewodnictwa nerwowego i obniżenia reaktywności obwodowych
zakończeń czuciowo-nerwowych, a także modyfikacji czynności
płytki motorycznej (nerwowo-mięśniowej) i c-motoneuronów po
zwalające na prowadzenie skuteczniejszej kinezyterapu, stanowią
podstawę terapeutycznego wykorzystania kriostymulacji, szczegól

nie w przypadku patologii narządu ruchu wynikających z uszkodze

nia układu nerwowego [104],

Chociaż mechanizm działania zimna na układ nerwowy nie

został jeszcze poznany do końca i wielu autorów różnie interpretuje
wyniki uzyskanych badań, przyjęto, że bodziec fizyczny, jakim jest

niska temperatura, może wpływać na działanie ośrodkowego układu
nerwowego poprzez licznie reprezentowane w skórze receptory

zimna stymulujące OUN drogą aferentnych impulsów eksterocep-
tywnych. Krótkotrwałe bodźcowe działanie zimna najsilniej pobu
dza aktywność układu siatkowatego, co prowadzi do zahamowania

aktywności motoneuronów typu a i pobudzenia motoneuronów

typu Y- Powoduje to zwiększenie pobudliwości wrzecion mięśnio
wych oraz podwyższenie napięcia mięśniowego i nasilenie pobu

dliwości odruchowej. Z kolei powtarzające się bodźce związane
z długotrwałym oddziaływaniem niskiej temperatury wywołują od
mienną reakcję prowadzącą do zmniejszenia napięcia mięśniowego

1117].

Według niektórych autorów, przyczyną tego zjawiska jest zmniej

szenie częstotliwości wyładowań w obrębie wrzecion nerwowo-mię-
śniowych występujące na skutek odpowiednio długiego działania

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

niskiej temperatury. W pracy [1271 efekt ten obserwowano najwyraź
niej przy zmianie temperatury powierzchni ciała w zaliresie od

-t-30°C do +27°C, przy czym dotyczył on zarówno pierwotnych, jak

i wtórnych zakończeń czuciowych wrzecion mięśniowych. Stwierdzo

no jednocześnie, że w pierwotnych zakończeniach o typie pierścien-
no-spiralnym częstotHwość impulsacji spadała znacznie bardziej niż

we wtórnych zakończeniach o typie bukietowatym.

Z kolei wyniki innych badań [77] poddają w wątpliwość fakt,

jakoby wtórne zakończenia czuciowe wrzecion mięśniowych reago

wały na niską temperaturę. Według autorów tej pracy zjawisko
spadku częstotliwości wyładowań pod wpływem zimna ogranicza się
do pierwotnych zakończeń typu pierścienno-spirainego. Co więcej -

na podstawie prowadzonych doświadczeń opisywali oni paradoksal
ny wzrost częstotliwości wyładowań przy obniżeniu temperatury
schładzanej tkanki o 2-3°C stwierdzając, że dopiero dalszy spadek
ciepłoty do około -H28°C powoduje spadek tej impulsacji.

Potwierdzenie teorii odnośnie udziału zakończeń czuciowych we

wrzecionach mięśniowych w reakcji układu nerwowego na działanie
zimna stanowić mogą również wyniki obserwacji w grupie pacjen

tów z uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego leczonych

krioterapia [12,115]. W pierwszej pracy wpływ schładzania kończyn
wodą o temperaturze -h8°C w czasie 6 minut z następową fizyko

terapią na spastyczne mięśnie objawiał się u tych chorych wyraź
nym obniżeniem patologicznego napięcia, co autorzy tłumaczą
zmniejszeniem nadmiernego pobudzenia wrzecion mięśniowych in
dukowanego niewielką nawet zmianą długości mięśni w spastycznej
kończynie. Z kolei w drugiej z cytowanych prac w badaniu elektro-
miograficznym z wykorzystaniem odruchu Hoffmana z mięśnia
trójgłowego łydki poddanego schłodzeniu do temperatury -H2°C

jednoznacznie potwierdzono zmniejszenie aktywności wrzecion

mięśniowych.

Większość autorów opisując mechanizm działania bodźców ter

micznych na zakończenia czuciowe we wrzecionach mięśniowych,
wyraźnie rozdziela wpływ oziębiania i ogrzewania na przewodzenie

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

impulsów w układzie nerwowym, chociaż istnieją doniesienia po

stulujące istnienie w obrębie niektórych wrzecion nerwowo-mię-
śniowych włókien średniej grubości, reagujących jednakowo zarów
no na ciepło, jak i na zimno [115].

Przyczyn spadku napięcia mięśniowego po zabiegach krioterapii

upatruje się również w zjawisku blokowania receptorów bólowych
pod wpływem działania zimna. W efekcie dochodzi do zmniejszenia
impulsacji aferentnej z przejściowym zniesieniem przewodnictwa
nerwowego, co skutkuje częściową blokadą w układzie v motoneu-
ronów na poziomie pętli Granita. Na tej drodze dochodzi więc do
zahamowania odbioru bodźców nocyceptywnych, spadku przewod
nictwa w drogach dośrodkowych i obniżerua tonusu mięśni [41].

Podobne stanowisko prezentują autorzy pracy [90], w której u cho
rych ze spastycznością stosowano schładzanie mięśni mieszaniną
wody i alkoholu etylowego o temperaturze -TC. Uważają oni, że na
skutek działania niskiej temperatury dochodzi początkowo do szyb-

lviego zablokowania receptorów skóry i w efekcie - do odruchowego

spadku napięcia mięśnia. Dopiero w miarę upływu czasu i ^ębszej
penetracji zimna zmniejsza się ilość wyładowań we wrzecionach

nerwowo-mięśniowych oraz dochodzi do zjawiska blokowania efe-

rentnego układu y.

Choć większość badaczy koncentruje się na miejscowym działa

niu zimna na układ nerwowo-mięśniowy, w niektórych pracach

[27,74,87] podkreślana jest również rola kriostymulacji w modyfi

kowaniu czynności wyższych pięter ośrodkowego układu nerwowe

go. Możliwość wpływu terapii zimnem na wyższe piętra układu

nerwowego wiąże się z powstającą w obrębie wrzecion nerwowo-
mięśniowych impulsacją propriocept3Tvną docierającą do rdzenia

kręgowego i ośrodków wyższych. Przypuszcza się, że impulsy te,

•legając selekcji i włączeniu do systemu pęth sprzężeń zwrotnych

w ośrodkach sterujących, mogą brać udział w procesie programowa

nia i wykonywania ruchów dowolnych oraz w kontroli napięcia

mięśniowego. Uwzględniając plastyczność ludzkiego układu nerwo

wego obserwowaną w przebiegu przywracania funkcji ruchowych

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Z kolei w badaniu [73|, w którym zabiegi krioteraph miejscowej

aplikowano przez dwa tygodnie dwukrotnie w ciągu dnia w odstę
pach 3-godzinnych przez 60-^ 180 sekund na okohcę stawów kolano
wych pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów, wykazano
\vyrażne zmiany siły mięśni zginających i prostujących staw kolano

wy. Obserwowano znamienny wzrost siły aktywnej mięśni oraz
zmniejszenie siły pasywnej w porównaniu z pacjentami leczonymi

terapulsem. Kontynuacja krioterapii przez kolejne dwa tygodnie
spowodowała dalsze nasilenie zmian siły badanych mięśni.

Wpływ nisldcłł temperatur na czynność

wyższycłi pięter ośrodł^owego układu

nerwowego i psychikę

Ocena zachowania się zwierząt doświadczalnych w warunkach

oddziaływania niskich temperatur była dotychczas przedmiotem

jedynie niehcznych badań eksperymentalnych. W pracy [116],

w której całe ciało szczurów poddawano działaniu zimnej wody,

obserwowano wyraźne zahamowanie aktywności ruchowej zwie
rząt. We własnych badaniach przedklinicznych na modelu zwierzę

cym [94] badano wpływ długotrwałej ekspozycji na działanie

niskich temperatur na zachowanie się szczurów oceniane na pod

stawie przebiegu reakcji behawioralnych. Całe ciało zwierząt

umieszczonych pojedynczo w specjalnie skonstruowanych drewnia
nych klatkach we wnętrzu komory kriogenicznej poddawano dzia

łaniu temperatury -90°C, jedną minutę dziennie przez 10 dni.
Przed rozpoczęciem cyklu kriostymulacji oraz po jego zakończeniu

u zwierząt oceniano aktywność ruchową w teście „wolnego pola",

aktjwność poznawczą w teście „dziury", koordynację ruchową
w teście „kołowrotka", pamięć przestrzenną w teście „labiryntu
wodnego" oraz drażhwość w teście punktowym Nakamury i Tho-
enena. Nie stwierdzono istotnych różnic wyników poszczególnych
testów pomiędzy grupą szczurów poddanych kriostymulacji a grupą
kontrolną nie poddawaną działaniu zimna. Uzyskane wyniki prze-

na przykład po udarach mózgowych, przy zastosowaniu systema
tycznej i odpowiednio długiej stymulacji (w tym również bodźcowym
działaniem zimna), wykorzystanie krioterapii może także prawdo
podobnie powodować powstawanie trwałych zmian naprawczych
w uszkodzonym ośrodkowym układzie nerwowym.

Istotne znaczenie dla terapeutycznego działania niskich tempe

ratur ma również występujące pod wpływem tego czynnika fizycz
nego zwiększenie siły mięśniowej obserwowane u chorych ze scho
rzeniami reumatoidalnymi, których jednym z osiowych objawów

jest patologiczne zmniejszenie siły mięśni w okolicy zmienionych

chorobowo stawów.

W pracy [83], w której chorych z aktywną postacią reumatoidal

nego zapalenia stawów, poddawano serii dziesięciu zabiegów kriote
rapii miejscowej w formie nadmuchu strumienia ciekłego azotu

o temperaturze -160°C skierowanego na okolicę zmienionego zapal
nie stawu przez okres od 30 sekund do maksymalnie 3 minut,
wykazano wyraźne zwiększenie siły chwytu rąk (w przypadku ręki
prawej średnio o 31,32%, a ręld lewej - średnio o 31,50%).

Wyraźną poprawę siły chwytu ręki u pacjentów z reumatoidal

nym zapaleniem stawów, występującą już po pierwszym zabiegu
krioterapii miejscowej i utrzymującą się po dwóch tygodniach

leczenia, obserwowano również w pracy [72].

W innym badaniu [15], u pacjentów z reumatoidalnym zapale

niem stawów wykonywano badania elektromiograficzne siły mię
śnia zginacza łokciowego nadgarstka lewego po jednorazowym
zabiegu krioterapii miejscowej przy użyciu nadmuchu ciekłego
azotu o temperaturze w miejscu wylotu -180°C, aplikowanego przez
60 sekund na chorobowo zmieniony staw nadgarstkowy i przedra
mię. Badanie elektromiograficzne wykonane godzinę po zabiegu

krioterapii miejscowej wykazało zwiększenie siły mięśniowej wyra
żające się wzrostem gęstości i/lub wzrostem amplitudy zapisu wysił

kowego u 50% pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów,

przy braku podobnego wzrostu u większości (60%) zdrowych osób
z grupy kontrolnej.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstauy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

mawiają za brakiem istotnego wpływu powtarzanych ekspozycji na

działanie temperatur kriogenicznych na czynność ośrodkowego
układu nerwowego zwierząt doświadczalnych.

Z kolei w badaniach klinicznych [103] oceniano wpływ kriotera

pii ogólnoustrojowej na nastrój i psycłiikę osób poddanych tej

formie stymulacji. Przeprowadzone obserwacje wykazały, że ekspo

zycja na działanie temperatur kriogenicznych wywiera korzystny

wpływ na nastrój chorych. Nawet po krótkotrwałym pobycie w ko
morze kriogenicznej u badanych osób stwierdzano utrzymującą się

przez dłuższy czas po zakończeniu zabiegu poprawę nastroju do
euforii włącznie, z towarzyszącym uczuciem relaksacji i odprężenia

oraz większy napęd i mobilizację psychiczną.

Aktualnie na etapie eksperymentalnych badań przedkJinicznych

na modelu zwierzęcym znajdują się próby oceny oddziaływania
kriostymulacji na aktywność ognisk padaczkowych w mózgu, W ba
daniu [52] wykazano, że obniżenie temperatury mózgu szczurów do

21°C prowadzi do odwracalnego zahamowania oscylacji GABA-

zależnych włókien y w strukturach hipokampa i przerwania syn
chronizacji sieci neuronalnej niezbędnej do pobudzenia aktywności
ognisk padaczkowych, Z kolei w pracy [135| testy wykonane na

szczurach, polegające na miejscowym oziębieniu kory mózgowej
metodą Pletiera, potwierdziły przydatność kriostymulacji do mapo
wania kory mózgowej pod kątem lokalizacji ognisk napadów pa

daczkowych, co może ułatwić kontrolę napadów. Badania histopato
logiczne tkanki mózgowej badanych zwierząt nie wykazały żadnych

cech uszkodzenia połączeń nerwowych w wyniku stosowanej krio
stymulacji.

Wyniki przedstawionych badań eksperymentalnych wskazują na

potencjalną możliwość wykorzystania kriostymulacji w zapobiega

niu napadom padaczkowym.

Biologiczne efekty oddziaływania zimna

Wpływ nisldcłi temperatur

na uldad krążenia

Układ krążenia jest jednym z systemów organizmu, którego

zmiany czynnościowe, a w szczególności zaburzenia mikrokrążenia
zachodzące pod wptywem niskich temperatur, determinują szereg
efektów ze strony innych narządów, W trakcie ełtspozycji na zimno
pierwszym ze stwierdzanych zjawisk jest skurcz naczyń skóry

i tkanki podskórnej ze zwolnieniem przepływu krwi i obniżeniem

temperatur tych struktur. Wykazano, że w kilkanaście minut po
zakończeniu ekspozycji na zimno dochodzi do stopniowego powrotu
Licieplenia powłok na drodze zwiększenia przepływu krwi i znacz

nego, bo nawet kilkakrotnego, rozszerzenia naczyń skórnych. Efekt

ten obserwowany jest przez kilkadziesiąt minut i prowadzi do
zmiany dystrybucji krwi w dużym krążeniu, a tym samym może
potencjalnie wywoływać zaburzenia czynności wielu narządów we
wnętrznych, w tym także serca i dużych naczyń 110,57,63!.

Ponieważ dużą grupę pacjentów poddawanych terapii niskimi

temperaturami stanowią również chorzy z rozpoznaną chorobą
niedokrwienną serca i nadciśnieniem tętniczym, istotnym zagadnie

niem dla bezpieczeństwa terapii jest oddziaływanie temperatur krio
genicznych na czynność układu krążenia.

Pomimo opisanych powyżej różnorodnych zmian w łożysku

naczyniowym nie wykazano dotychczas, by ekspozycja na zimno

wywoływała istotny wpiyw na podstawowe parametry czynnościowe

układu krążenia, jak wartość ciśnienia tętniczego oraz częstość

akcji serca.

W pracy [59] oceniano wpływ jednorazowego zabiegu krioterapii

miejscowej oraz 3-tygodniowego cyklu takich zabiegów na zapis

elektrokardiograficzny, częstość akcji serca oraz wartości ciśnienia
tętniczego u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Bada

niu poddano grupę 20 chorych, u których do leczenia użyto par

ciekłego azotu o temperaturze -160°C. Na podstawie uzyskanych

wyników stwierdzono, że zabiegi krioterapii miejscowej stosowane

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

na drobne stawy ręki nie powodują przyśpieszenia akcji serca. Brak

oczekiwanego odruchu Hinesa-Browna, który obserwowano w wy

niku oddziaływania zimnej wody, wynikał - zdaniem autorów - !
z zastosowania odmiennego rodzaju substancji chłodzącej. Pacjenci

dobrze tolerują stosowanie skrajnie zimnego, suchego gazu w od

różnieniu od nieprzyjemnego, bolesnego zanurzania dłoni w lodowa- |

tej wodzie. W czasie zanurzania w lodowatej wodzie dochodzi
bowiem do większego poboru ciepła przez przewodnictwo aniżeli na

drodze konwekcji w trakcie aplikacji par ciekłego azotu. W czasie
badania nie obserwowano wystąpienia odruchowego zwolnienia
akcji serca i podwyższenia ciśnienia krwi {odruchu nurkowego).
Według autorów wynika to z faktu, że stosowany w doświadczeniu

bodziec w postaci aplikacji zimnego gazu nie jest niewystarczająco
silny, aby wywołać odruchowe pobudzenie nerwu błędnego.

W innej pracy tego zespołu 158] przeprowadzono ocenę wpływu

miejscowej krioterapii na zmiany elektrokardiograficzne i częstość

występowania bólów dławicowych w grupie 20 pacjentów z przewle

kłymi zapaleniami stawów (reumatoidalne zapalenie stawów i ze

sztywniające zapalenie stawów kręgosłupa) oraz stabilną postacią

dusznicy bolesnej. Schładzanie odbywało się przy pomocy par ciekłe
go azotu o temperaturze -160°C do -150°C i dotyczyło stawów

jednej ręki, łącznie ze stawem nadgarstkowym. Przed zabiegiem

oraz bezpośrednio po i w 6 minucie po jego zakończeniu u chorych
wykonywano zapis elektrokardiograficzny z oceną według Kodu
Minnesota oraz prowadzono obserwację kliniczną z oceną ewentu
alnego wystąpienia bólu wieńcowego. W podanym okresie obserwa

cji u żadnego pacjenta nie zaobserwowano wystąpienia bólu wień
cowego ani pogłębienia zmian niedokrwiennych w zapisie EKG, co
przemawia przeciwko negatywnemu wpływowi temperatur krioge

nicznych na stan czynnościowy naczyń wieńcowych.

Odmienne wnioski wynikają z pracy |92], w której oceniano

wpływ 2-minutowego ogólnoustrojowego schładzania w komorze

kriogenicznej na zdolność wysiłkową zdrowych mężczyzn. Grupę
badaną stanowiło sześciu mężczyzn w wieku 23-^25 lat, u których

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

w pierwszym etapie po 5-minutowej rozgrzewce oceniono wydol
ność fizyczną przy pomocy testu wysiłkowego VITA MAXIMA na

cykloergometrze, rozpoczynając od obciążenia 100 W. zwiększanego

w odstępach 3-minutowych o 25 W Kolejny etap badań polegał na
wykonywaniu przez badanych wysiłku do progu przemian beztleno
wych wyznaczonego w poprzednim etapie. Parametrami ocenianymi

w tym etapie byty: czas trwania wysiłku, częstość akcji serca,
wentylacja minutowa płuc, pobór tlenu i wydalanie dwutlenku
węgla. W ostatnim etapie badanych wprowadzano na dwie minuty
do kriokomory o temperaturze -120°C, po czym w ósmej minucie po

opuszczeniu kriokomory powtarzano obciążenie wysiłkiem z po
wtórną oceną wyżej wymienionych parametrów. Analiza uzyska
nych wyników wykazała, że tlenowy i wentylacyjny koszt wysiłku

uległ zwiększeniu po ekspozycji na temperaturę -120°C w stosunku

do wartości wyjściowej. U wszystkich badanych obserwowano rów

nież zwiększenie długu tlenowego średnio o 1,14 litra. Odwrotnie
zachowywał się koszt tętna, który u czterech badanych zmniejszył
się po zabiegu krioterapeutycznym średnio o 208 uderzeń.

Uzyskane wyniki wskazują, że jednorazowa ogólnoustrojową

ekspozycja na działanie niskiej temperatury stanowi obciążenie dla
układu krążenia oraz układu oddechowego, zwiększając koszt wy
siłku fizycznego. Z chwilą rozpoczęcia wysiłku po wspomnianej
ekspozycji włączają się mechanizmy adaptacyjne organizmu, wyra
żające się szybkim przyspieszeniem częstości i głębokości oddechów.

Wydaje się, że obserwowane zmiany czynności układu krążenia

mogą być wynikiem wtórnego rozszerzenia skórnego łożyska naczy
niowego, zmniejszenia przepływu mięśniowego i wynikającego z te

go obniżenia wydolności wysiłkowej.

W kolejnej pracy [1391 podjęto próbę oceny wpływu ogólnoustro

jowej ekspozycji na działanie zimna w komorze kriogenicznej na

wartości wybranych wskaźników hemodynamicznych. Grupę bada

ną stanowiło 63 chorj'ch na reumatoidalne zapalenie stawów
wII-T-rV stopniu zaawansowania choroby Pacjenci poddawani byli
trwającemu dwie minuty schładzaniu całego ciała w temperaturze

Zastosowanie zimna w medycynie ~ kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologwzne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

wem krioterapii ogólnoustrojowej na procesy adaptacyjne wege

tatywnego układu nerwowego. Nie obserwowano natomiast istotne

go statystycznie wpływu temperatur kriogenicznych stosowanych
ogólnoustroj owo na średnie wartości frakcji wyrzutowej lewej ko

mory serca.

W literaturze brak jest dotychczas doniesień odnośnie wpływu

temperatur kriogenicznych na czynność układu chłonnego, pełnią

cego funkcje koordynujące w procesach odpornościowych organi

zmu oraz w transporcie białek i innych wielkocząsteczkowycti
związków z przestrzeni okołonaczyniowej do krwi i w niewielkim

stopniu regulującego również transport płynów ustrojowych. We
własnych badaniach eksperymentalnych (106) 40 dojrzałych sam

ców myszy szczepu BALB/C ważących średnio 50 g poddawano

ogólnoustrojowej ekspozycji na działanie zimna w komorze krioge
nicznej o temperaturze -60°C. W poszczególnych grupach wykony

wano odpowiednio jednorazową ekspozycję oraz cykl 10 codzien

nych ekspozycji w komorze kriogenicznej. Przepływ chtonki ocenia

no po wstrzyknięciu uśpionym zwierzętom do żyły głównej dolnej

roztworu błękitu trepanu. Od momentu podania preparatu

mierzono czas pojawienia się barwnika w naczyniach chłonnych
krezki, a następnie czas dotarcia barwnika do węzłów chłonnych
krezkowych. Ocenę wytwarzania i szybkości przepływu cbłonki

wykonywano po jednorazowej ekspozycji w komorze (grupa 1),

bezpośrednio po zakończeniu cyklu kriostymulacji (grupa 2) oraz

w trzecim tygodniu od zakończenia tego cyklu (grupa 3),

Po jednorazowej ekspozycji w kriokomorze stwierdzono nieza-

mienny statystycznie wzrost prędkości wytwarzania i przepływu

chłonki w porównaniu z grupą kontrolną (Tab. 3). Prędkość wytwa

rzania chłonki bezpośrednio po zakończeniu cyklu dziesięciu zabie

gów kriostymulacji była również nieznamiennie wyższa w porówna

niu z grupą kontrolną, natomiast czas przepływu cłiłonki w grupie
badanej uległ znamiennemu statystycznie zwolnieniu w porówna
niu z kontrolą (Tab. 3). Ocena wymienionych parametrów dokona

na w trzy tygodnie od zakończenia cyklu kriostymulacji wykazała

od -110''C do -160°C, raz dziennie przez 14 kolejnych dni. Zacho-
w£inie się parametrów hemodynamicznych oceniano po jednorazo

wej ekspozycji oraz w siódmym i czternastym dniu cyklu kriosty
mulacji. Przeprowadzone badania nie wykazały zmian częstości
akcji serca, wartości ciśnienia tętniczego oraz wartości wskaźnika

skracania wymiaru poprzecznego iewej komory serca i frakcji wy

rzutowej serca, Kriostymulacja nie powodowała również zaburzeń
rytmu serca oraz zmian niedokrwiennych mięśnia sercowego,

W niepublikowanych dotychczas badaniach własnych analizowa

no wpływ krioterapii ogólnoustrojowej na zachowanie się wybra
nych parametrów charakteryzujących układ krążenia. Badaniem

zostali objęci pacjenci z zesztywniającym zapaleniem stawów kręgo

słupa, którzy poddawani byli 10-dwumi nutowym zabiegom kriote

rapii ogólnoustrojowej w temperaturze -130°C, w cyklu codzien
nym, z 2-dniową przerwą po pięciu zabiegach. Bezpośrednio po
każdym zabiegu odbywała się godzinna kinezyterapia, Z badania
wyłączono chorych zażywających leki o udowodnionym wpływie na
zachowanie się zmienności rytmu zatokowego oraz modyfikujące
wydolność układu krążenia, a także chorych z dodatnim wywiadem

w kierunku chorób układu krążenia i schorzeń mających wpływ na
wartość frakcji wyrzutowej lewej komory serca. U chorych w dniu
poprzedzającym cykl zabiegów krioterapii wykonywano 24-godzin-

ną rejestrację EKG metodą Holtera z programem analizy zmienno

ści rytmu zatokowego oraz 10-minutową rejestrację i analizę HRV
w warunkach standardowych, a także badanie ultrasonograficzne
serca z oceną frakcji wyrzutowej. Cykl badań powtarzano w pierw

szym dniu po zakończeniu cyklu krioterapii. Po zakończeniu cyklu
krioterapii ogólnoustrojowej u badanych chorych stwierdzono
wzrost całkowitej zmienności rytmu zatokowego, przy czym w przy

padku większości analizowanych parametrów domeny czasowej
wzrost ten wykazywał znamienność statystyczną. Analizowane pa
rametry w domenie spektralnej wykazały nieznamienny statystycz

nie wzrost mocy widma we wszystkich analizowanych zakresach

częstotliwości. Uzyskane wyniki przemawiają za korzystnym wpły-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty btnlogiczne. zastosowania kliniczne

w grupie poddawanej działaniu zimna niezamienne skrócenie czasu

powstawania chłonki oraz znamienne skrócenia czasu jej przepływu
w porównaniu z grupą kontrolną (Tab. 3).

Tab 3 Średni czas pojawiania się barwnika w naczyniach chłonnych oraz

w węzłach chtonnych krezkowych. NS - różnica nieznamienna statystycznie.

Grupa Średni czas

pojawiania

się barwnika

w naczyniach chłonnych

Średni czas

pojawiania się barwnika

w węzłach chłonnych

krezkotcych

Kontrola

Grupa I

Grupa 2

Gnróa3

44,75±9,26

40,67 ±10,86 NS

48,67*13,36 NS

43.50± 14,74 NS

124,42±18,47

120,00±14,19 NS

138,33 ±24,55 p<0,05

96,50± 11.24 p<0,00l

Na podstawie przedstawionych wstępnych danych można wh

przyjąć, że temperatury kriogeniczne nie wywierają istotnego wpły

wu na czas powstawania chłonki u myszy, zmieniają natomiast

szybkość jej przepływu w naczyniach chłonnych i efekt ten wydaje

się mieć charakter długotrwały.

Wpływ nisldch temperatur j

na układ oddechowy '

w badaniu [381 oceniano wpływ krioterapii ogólnoustrojowej na

czynność wentylacyjną płuc u chorych ze schorzeniami reumato

idalnymi. Codziennej ekspozycji w kriokomorze o temperaturze od

-110''C do -160°C trwającej każdorazowo dwie minuty poddano 46

chorych (35 kobiet i 11 mężczyzn w wieku od 26 do 72 lat)

z reumatoidalnym zapaleniem stawów oraz zesztywniającym zapa
leniem stawów kręgosłupa. Po pierwszym zabiegu oraz w siódmym

i czternastym dniu cyklu kriostymulacji u chorych wykonywano
badania spirometryczne z oceną pojemności życiowej płuc VC,

zapasowej objętości wydechowej płuc ERV i pojemności wdechowej
IC, a także pomiary maksymalną) wentylacji dowolnej MW oraz

100

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

101

pomiary zależności przepływ/objętość powietrza oddechowego z oce
ną nasilonej pojemności życiowej FVC i nasilonej pojemności wyde
chowej 1-sekundowej FVE-1. Wykazano, że 14-dniowa krioterapia
ogólnoustrojową nie wywołuje w całej badanej grupie chorych

istotnych statystycznie zmian wartości podstawowych wskaźników

wentylacji phic: VC, MW, FVC i FEV-1. U ponad 50% chorych
wskaźniki wentylacji po leczeniu w kriokomorze nie różniły się od
odpowiadających im wartości przed rozpoczęciem leczenia i mieściły
się w granicach normy fizjologicznej. 20% chorych przed rozpoczę
ciem zabiegów krioterapii wykazywało różne, najczęściej mieszane

typy zaburzeń wentylacji z dużą komponentą psychogenną, które

ustępowały po zabiegach w kriokomorze. Powyższy efekt wiązać

należy zarówno z korzystnym oddziaływaniem kriostymulacji na

czynność rusztowania kostnego klatki piersiowej upośledzoną
w przebiegu schorzeń reumatoidalnych, jak i z korzystnym wpły

wem tej formy terapii na sferę psychiczną pacjentów. Z kolei u około

10% pacjentów nie wykazujących zaburzeń wentylacji przed rozpo

częciem zabiegów po zabiegu w kriokomorze obserwowano przej
ściowo zaburzenia wentylacji, najczęściej również o charakterze

mieszanym, najprawdopodobniej pochodzenia psychogennego lub

jatrogennego, wynikającego być może z indywidualnej nadwrażliwo

ści układu oddechowego na działanie silnie oziębionego powietrza.

W innym badaniu [611 oceniano wpływ jednorazowego zabiegu

krioterapii miejscowej z wykorzystaniem strumienia par ciekłego

azotu o temperaturze -180°C aplikowanego na cały kręgosłup

i okolicę przy kręgosłupową na wybrane parametry wentylacji płuc.
Pomiary wykonane bezpośrednio po zabiegu oraz w odstępach
30-minutowych do 240 minuty po zakończeniu zabiegu nie wykaza
ły u tych chorych istotnych różnic w zakresie pojemności życiowej

lVC), natężonej objętości jednosekundowej (FEV1), natężonej po

jemności życiowej (F^C), wskaźnika odsetkowego natężonego wyde

chu (FEV%) oraz maltsymalnej wentylacji dowolnej ( M W ) w po
równaniu z wartościami przed rozpoczęciem zabiegu. Autorzy pracy
podkreślają jednak, że brak zmian wartości parametrów spirome-

2kistosou}anie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efelity biologiczne, zastosowania kliniczne

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

powtarzane trzy razy w tygodniu przez sześć tygodni nie wywoły

wały istotnych zmian aktywności reninowo-angioten synowej osocza

ani też stężenia aldosteronu i katecholamin w surowicy, co przema

wia za występowaniem adaptacyjnej reakcji wegetatywnego układu

nerwowego i układu hormonalnego na działanie niskich tempera

tur. Znamienny wzrost stężenia noradrenaliny w surowicy utrzy-

i^iJJący się na zbliżonym poziomie zarówno w 5, jak i 10 dniu

obserwacji stwierdzono również u zdrowych mężczyzn, których

przez jedenaście kolejnych dni poddawano przez jedną godzinę

dziennie działaniu zimnego powietrza o temperaturze 10°C [69],

Z kolei w pracach [126,139,140] oceniano zachowanie się stęże

nia wybranych hormonów w surowicy krwi u 32 zdrowych ochotni
ków (18 mężczyzn i 14 kobiet) poddanych jednorazowo 2-minutowej

ekspozycji w kriokomorze o temperaturze -130°C oraz u 65 chorych
z reumatoidalnym zapaleniem stawów (15 mężczyzn i 50 kobiet)
poddanych cyklowi czternastu codziennych zabiegów krioterapii

o identycznej procedurze, którym przez pierwsze siedem lub kolej
ne siedem dni towarzyszyła fizykoterapia.

W przypadku zdrowych mężczyzn po jednorazowej kriostymula

cji obserwowano znamienny statystycznie wzrost stężenia ACTH,
testosteronu oraz adrenaliny i noradrenaliny w porównaniu z war

tościami przed zabiegiem, przy braku znamiennych zmian stężenia
kortyzolu. W przypadku zdrowych kobiet po jednorazowej krio
stymulacji stwierdzono znamienny statystycznie wzrost stężenia
ACTH oraz adrenaliny i noradrenaliny w porównaniu z wartościa
mi przed zabiegiem,

Z kolei u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów obojga

płci, zarówno po jednorazowej kriostymulacji, jak i po cyklu sied
miu i czternastu zabiegów, uzyskano wyraźne pobudzenie osi przy

sadka mózgowa-kora nadnerczy w postaci znamiennego sta
tystycznie wzrostu stężenia ACTH i kortyzolu w stosunku do
wartości przed rozpoczęciem cyklu krioterapii. Stężenie tych hor
monów po jednym, siedmiu i czternastu zabiegach nie różniło się

znamiennie między sobą. Stężenia hormonu wzrostu oraz hormo-

103

trycznych - pomimo obiektywnej poprawy ruchomości klatki pier

siowej u tych chorych - wynikać może z faktu, że badania spiro
metryczne nie są prawdopodobnie dostatecznym sposobem obiekty
wizacji korzystnego wpływu krioterapii na czyrmość oddechową
u chorych z ograniczeniem ruchomości klatki piersiowej w przebie

gu zmian reumatoidalnych,

Z kolei w pracy 11331, w której kilkutygodniowemu leczeniu

w kriokomorze o temperaturze -160°C poddano chorych na dycha
wicę oskrzelową, stwierdzono znaczną poprawę czynności wentyla
cyjnej płuc po zakończeniu cyklu zabiegów. Zabiegi krioterapii
wywoływały u tych chorych przejściowy krótkotrwały skurcz

oskrzeli z następowym, silnym działaniem bronchodilatacjjnym.
Korzystne oddziaływanie temperatur kriogenicznych na czynność
wentylacyjną płuc potwierdzać mogą także wyniki pracy [29],
w której u osób poddawanych krioterapii obserwowano wzrost
ciśnienia parcjalnego 0^ z równoczesnym spadkiem ciśnienia par

cjalnego CO^ oraz wyraźny efekt sympatykotoniczny i bronchodila-
tacyjny zabiegów.

Wpływ nisldcłi temperatur

na układ liormonalny

Jednym z czynników wpływających w istotny sposób na osta

teczny efekt oddziaływania niskich temperatur na organizmy żywe

jest pobudzenie aktywności wegetatywnego układu nerwowego

i ściśle z nim powiązanego układu hormonalnego.

W badaniu [54] zdrowych, młodych ochotników poddawano

immersji w zimnej wodzie o temperaturze 14°C. W przypadku

jednorazowej ekspozycji trwającej jedną godzinę obserwowano

wzrost aktywności wsp^czulnej części układu nerwowego z wtór

nym pobudzeniem wydzielania hormonów rdzenia nadnerczy: nora
drenaliny, a także w mniejszym stopniu adrenaliny i dopaminy oraz
zmniejszeniem osoczowej aktywności angiotensyny, przy braku
istotnych zmian stężenia aldosteronu w surowicy. Immersje wodne

Zaatosowanie zimiia. iv medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

104

2. Biologiczne efekty oddziaływania zimna

105

nów tarczycowych T3 i T4 w żadnym z dni obserwacji nie różniły
się znamiennie między sobą ani w porównaniu z wartościami przed
rozpoczęciem cyklu krioterapii. Wzrost sekrecji kortyzolu pod wpły
wem ocliłodzenia całego ciała w komorze kriogenicznej jako poten
cjalnego bodźca stresowego obserwowano również w innej pracy

klinicznej [134|, w której krioterapię stosowano u chorych z reuma

toidalnym zapaleniem stawów. Wyniki cytowanych badań wskazują,

że temperatury kriogeniczne oddziaływują na organizm ludzki jak

typowy stressor z wtórnym pobudzeniem wydzielania ACTH, hor

monów kory nadnerczy oraz katechoiamin.

Odmienno rezultaty uzyskano natomiast w pracy [64], w której

54 chorych z aktywną postacią reumatoidalnego zapalenia stawów
poddawano przez trzy tygodnie miejscowej krioterapii z wykorzy
staniem suchego powietrza o temperaturze od -140''C do -160°C
aphkowanego dwa razy dziennie z następowym stosowaniem 30-rai-
nutowych okładów z lodu na drobne stawy ręki oraz stawy:
nadgarstkowy, łokciowy i kolanowy jednej kończyny. W tym bada

niu po jednorazowej ekspozycji na działanie zimna, wartości stęże
nia kortyzolu bezpośrednio po zabiegu oraz w dziesiątej i dwudzie
stej minucie od jego zakończenia nie różniły się znamiennie od
wartości przed zabiegiem, a w sześćdziesiątej minucie po zakończe
niu zabiegu byty nawet znamiennie niższe w porównaniu z wartoś
ciami wyjściowymi. Dalsze stosowanie zabiegów krioterapeutycz-
nych nie wywoływiiło już istotnych zmian stężenia kortyzolu.
Wydaje się, że miejscowe działanie zimna - w przeciwieństwie do

kriostymulacji ogólnoustrojowej - nie stanowi dostatecznie silnego

bodźca niezbędnego do pobudzenia osi pod w z górze-przysadka mó-

zgowa-kora nadnerczy

W nielicznych badaniach eksperymentalnych [44] prowadzonych

na ssakach o niewielkiej masie ciała wykazano, że temperatury
kriogeniczne wywołują szybką reakcję organizmu tych zwierząt
związaną z pobudzeniem uwalniania TSH z wtórnym wzrostem
wydzielania hormonów tarczycy Wyniki badań klinicznych w tym

zakresie wskazują, że wzrost stężenia tych hormonów u ludzi
występuje dopiero po długotrwałym oddziaływaniu zimna, co praw
dopodobnie związane jest z odmiennym mechanizmem regulacji
lermogenezy u człowieka [1231. W cytowanych już pracach
¡64,69,126,139,1401 w y k a z a n o ,

że zarówno jednorazowa, jak i po

w t a r z a n a przez kilkanaście dni ekspozycja na działanie zimna

w postaci ochłodzonego powietrza oraz kriostymulacji miejscowej

i ogólnoustrojowej nie wywołuje zmian aktywności TSH i hormo

nów tarczycowych.

Ponadto w badaniach [126,139] udowodniono, że ogólnoustrojo-

we oddziaływanie t e m p e r a t u r kriogenicznych nie wpływa w istotny
sposób na aktywność h o r m o n u wzrostu oraz hormonów gonadotro-
powych i testosteronu u pacjentów ze schorzeniami reumatoidalny
mi poddawanych tej formie terapii.

P i ś m i e n n i c t w o

1. Acker H.i Mechanisms and meaning of cellular oxygen sensing in the orga-

nigm. fiespu-ation Physiol, 1994, 95, 1-10.

2. Alkharfy KM., Kellum J.A.. Matzke G.R.; Unintended immunomodulation:

part n. Effects of pharmacological agents on cytokine activity. Shock, 2000

13, 346-360.

3. Antoszewski Z., Gwóźdź B,, Skalski J.: Hipqtermia i hipertermia w zastosowa

niu klinicznym. Wydawnictwo Naukowe „Śląsk", Katowice 2000.

4. Aoyania T., Peters J.M., Iritani N.. Nakajima T., Furihata K, Kashimoto T.,

Gonzalez F.J.: Altered constitutive expression of fatty acid-metabolizing enzy

mes in mice lacking the peroxisome proliferator-activated receptor a (PPAEa).

J. Biol. Chem., 1998. 273, 5678-5684.

5. Babes A., Amuzescu B., Krause U., Scholz A., Flonta M.L., Reid G.i Cooling

inhibits capsaicin- induced currents in cultured rat dorsal root ganglion

neurones. Neurosci. Lett,, 2002, 317, (3), 131-134.

6. Barja G.; Oxygen radicals, a failure or a success of evolution? Free Radical

Res. Comm., 1993,18,63-70.

7. Bartosz G.i Druga twarz tlenu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.

8. Bauer J., Humik P., Zdziarski J., Mielczarek W., Podbielska H.i Termowizja

i jej zastosowanie w medycynie. Acta Bio-Opt, Inform, Med., 1997, 3, (2-4).

121-131.

9. Bauer J., Humik P,. Zdziarski J„ Mielczarek W„ Skrzek A„ Podbielska H.

Zagrobelny Z.: Zastosowanie termowizji w ocenie skutków krioterapii. Acta

Bio-Optica Inform. Med,, 1997, 3, (2-1). 133-140,

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

necrosis factor-aand interleukin-lp production by fl-adrenoceptor agonists

from lipopolysaccharide-stimulated human peripheral blood mononuclear

cells. Pharmacologj-, 1997, 54, 144-152.

137. Zagrobelny Z.: Lecznicze zastosowanie zimna. Acta Bio-Opl. Inform. Med.,

' 1996,2, (2), 83-88, , . ^ . „

138. Zagrobelny Z., Halawa B., Kuliczkowaki K., Frydecka I., Gregorowicz M.:

Wpływ ogólnoustrojowej krioterapii w komorze niskotemperaturowej oraz

leczenia ruchem na subpopulage limfocytów we krwi obwodowej u chorych

na chorobę zwyrodnieniową stawów i reumatoidalne zapalenie stawów.

Reumatologia. 1996, 34, |4), 763-771.

139 Zagrobelny Z., Halawa B„ Negrusz-Kawecka M., Spnng A,. Gregorowicz H..

Wawrowska A, Rozwadowski G,; Zmiany hormonalne i hemodynamiczne

wyw<rfane schładzaniem całego ciata chorych na reumatoidalne zapalenie

stawów. Pol. Arch. Med. Wewn.. 1992, 87. (I), 34-40.

140. Zagrobelny Z., Halawa B„ Niedzierski C, Wawrowska A: Slęzeme wybranych

hormonów w surowicy i niektórych wskaźników hemodynamicznych u zdro

wych ochotników poddanych jednorazowemu schładzaniu ciała w komorze

kriogenicznej. PoL Tyg. Lek., 1993, 48,114-15). 303-305,

114

Zastosowania kliniczne

niskich temperatur

w ostatnich latach obserwowany jest znaczny wzrost zaintereso

wania zastosowaniem leczenia zimnem w praktyce khnicznej. Sys
tematyczne przedłużanie czasu życia, a tym samym starzenie się

populacji powoduje wzrost liczby pacjentów ze schorzeniami narzą
du ruchu o podłożu z w j T o d n i e n i o w y m , które stanowią podstawowe

wskazanie do stosowania krioterapii. Pacjenci ci, ze względu na
wysokie koszty oraz objawy uboczne towarzyszące n p . farmakotera
pii, coraz chętniej sięgają po metody alternatywne. Duża skutecz
n o ś ć terapeutyczna krioterapii, która - stosowana w ramach kom

pleksowej rehabilitacji - powoduje znaczną poprawę sprawności

pacjentów oraz b r a k istotnych powikłań i konkurencyjny w porów
naniu z innymi metodami koszt leczenia, jest przyczyną jej dużej
popularności wśród tej grupy chorych. Kolejnym czynnikiem powo

dującym rozwój tej formy leczenia jest systematyczny wzrost Lczby

ośrodków oferujących zabiegi krioterapii miejscowej w r a m a c h
prowadzonej fizjoterapii, a także krioterapię ogóinoustrojowa.
Ośrodki te wyposażone kosztem dużych nakładów finansowych
i organizacyjnych w sprzęt nowej generacji, zapewniają coraz w y ż
szą efektywność leczniczą i bezpieczeństwo terapii.

115

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Choroby skóry i błon śluzowych

Kriochirurgia jest uznaną i szeroko stosowaną metodą usuwania

zmian patologicznych skóry i błon śluzowych [10,11,40,45, 53,114],

Wybór techniki zamrażania tkanek zależy od rodzaju zmian

chorobowych. W przypadku zmian łagodnych i płytkich stosowane

jest najczęściej zamrażanie za pomocą tamponów zanurzonych

w ciekłym azocie. Metoda natryskowa (sprayl z wykorzystaniem
ciekłego azotu lub podtlenku azotu ma zastosowanie w przypadku
ognisk chorobowych o średnicy do 2 cm. Wykwity o większej
powierzchni można leczyć metodą nakładających się pól o po
wierzchni do kilku cm^ Z kolei metoda aplikacyjna z użyciem
podtlenku azotu i ciekłego azotu oraz specjalnych aplikatorów
(o średnicy od 2,5 do 18 mm) stosowana jest w leczeniu zmian
zlokalizowanych w trudno dostępnych miejscach i pozwala na

ograniczenie pola zamrażania do planowanego miejsca, zmniejszając
tym samym ryzyko uszkodzenia tkanek otaczających. Wykorzysty
wana jest głównie w warunkach stacjonarnych sal operacyjnych do
mrożenia zmian chorobowych o dużej masie lub dużym zasobie
cieplnym (np. guzy nowotworowe). Czas trwania pojedynczego
zabiegu wynosi 3 minuty przy stosowaniu natrysku oraz 6 minut
dla końcówki kontaktowej, której temperatura w trakcie zabiegu
osiąga zwykle od -65°C do -85°C,

Ze względu na łatwość i szybkość wykonania zabiegu bez ko

nieczności stosowania znieczulenia, bardzo dobre wyniki kosme
tyczne oraz szybkie gojenie i niski wskaźnik objawów niepożąda

nych, a także stosunkowo niskie koszty tej metody, wskazania do
stosowania kriochirurgii obejmują kilkadziesiąt jednostek chorobo
wych, przy czym w przypadku wielu z nich - pomimo wprowadzenia

nowych metod terapii - wymrażanie pozostaje nadal leczeniem

z wyboru [11,31,42,84,114,123],

Wymrażanie jest standardową metodą leczenia skórnych broda

wek o etiologii wirusowej. Używa się w tym celu strumienia

ciekłego azotu kierowanego na zmianę ze specjalnej „dyszy". Aph-

kację kontynuuje się do czasu pojawienia się specyficznego „halo"

117

Metody leczenia zimnem

Metody leczenia zimnem stosowane w medycynie można podzielić

ze względu na uzyskiwane efekty tkankowe oraz sposób oddziaływa
nia na pacjenta.

Biorąc pod uwagę uzyskiwane efekty tkankowe, wyróżnia się

kriochirurgię, w której niską temperaturę wykorzystuje się do
niszczenia chorobowo zmienionych tkanek (kriodestrukcja) oraz
krioterapię, której istota działania opiera się na stymulacji różnych
fizjologicznych mechanizmów pod wpływem silnego bodźca, jakim

jest zimno dla uzyskania określonego efektu klinicznego (kriosty

mulacja).

K r i o c h i r u r g i a

W kriochirurgii wykorzystuje się zjawisko przerywania ciągłości

tkanek wskutek zamrażania, w celu ich usunięcia lub zniszczenia.
Pod wpływem działania niskich temperatur na poziomie komórki

dochodzi do krystalizacji wody wewnątrz- i zewnątrzkomórkowej,
odwodnienia komórki, zwiększenia stężenia elektrolitów w jej wnę
trzu oraz denaturacji Hpoprotein błony komórkowej. Z kolei
w tkance narażonej na oziębianie obserwuje się zwężenie drobnych
naczyń tętniczych i żylnych z wtórnym zmniejszeniem wewnątrzka-
pilarnego ciśnienia hydrostatycznego i spadldem przepływu krwi,

zwiększenie przepuszczalności endotelium oraz zwiększenie lepkości

krwi. W wyniku tych zjawisk na obrzeżu zamrożonej tkanki

naczynia są znacznie rozszerzone, co powoduje zaleganie krwi
i nasila martwicę w obszarze zamrożenia [18,26,45,104,114].

Metody kriochirurgii stosowane są obecnie szeroko między inny

mi w dermatologii, onkologii, flebologii, gastrologii, kardiologii,
laryngologii, okuhstyce i ginekologii.

Sktstosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

118

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

-86°C lub ciekły azot o temperaturze -196''C, a w części przypad

ków także wstępne ctururgiczne usunięcie zmian, w 29% przypad

ków uzyskano wyniki bardzo dobre, w 33% - dobre, a w 38%
przypadków - jedynie niewielką poprawę pod postacią spłaszczenia
ognisk chorobowych lub jej brak.

Dobre efekty lecznicze uzyskano ponadto między innymi w przy

padku; prurigo nodularis i syringoma, necrobiosis lipoidica, xanthe

lasma, lichen ruber verrucosus,

przewlekłego liszaja krążkowego,

rogowacenia starczego oraz naczyniaków starczych i gwiaździstych
[31,42,84,114,119],

Kriochirurgia onkologiczna

Kriochirurgia jest metodą posiadającą ugruntowaną pozycję

w onkologii dermatologicznej [42,53,54,114,119].

Ponieważ większość nowotworów skóry to niewielkie ogniska

zwykle nie przekraczające średnicy 2 cm i nie naciekające głębiej niż

4 mm, kriochirurgia może być stosowana zarówno jako metoda
terapii radykalnej, jak i paliatywnej. Do leczenia kwalifikują się

nowotwory o różnym obrazie histologicznym - zarówno o charak

terze miejscowym, jak i przerzuty nowotworowe do skóry, przy
czym we wszystkich przypadkach kriochirurgia może być stosowa
na jako jedyna metoda leczenia oraz jako element teraph skojarzo
nej [42,54,114],

W przypadku nowotworów naciekających w ^ ą b tkanek pod

skórnych najlepsze wyniki daje metoda kontaktowa, a w przypadku
guzów o większej powierzctmi - metoda nakładających się pól,

W przypadku guzów o większej objętości często łączy się powierz
chowne wymrażanie zewnętrznych powierzchni guza z pogłębioną
destrukcją za pomocą aplikatora zamkniętego. Zwiększeniu obszaru

wymrażania sprzyja m.in, stosowanie wieloltrotnych cykli mroże
ni e-rozmrożen i e, ucisk w trakcie aplikacji, anemizacja tkanek ota

czających guz za pomocą noradrenaliny dodawanej do znieczulenia,

pokrywanie miejsca aplikacji obojętnym żelem oraz zakładanie

termopar w podstawie i na obrzeżach guza [42,114].

119

zamrożonej tkanki wokół zmiany cłiorobowej. Wysoką skuteczność
krioablacji przy użyciu tecłiniki refreeze w temperaturze -eCC
w przypadku brodawek łojotokowych, brodawek pospolitych rąk,
brodawek okołopaznokciowych oraz brodawek stóp typu „myrme-
cia" uzyskano między innymi w pracy [84], W przypadku wykwitów
pokrytych hiperkeratotycznym naskórkiem na 10 dni przed zabie
giem wymrażania stosowano postępowanie kerato li tyczne przy uży
ciu kolodionu lub maści salicylowo-mlekowej, a pozostałe nawar

stwienia rogowe łyżeczkowywano lub ścinano skalpelem bezpośred
nio przed zabiegiem. W celu zmniejszenia częstości nawrotów

prowadzone były próby bardziej radykalnego usuwania zmian po
przez intensyfikację procesu zamrażania. Stosowano w tym celu

przedłużoną 10-sekundową aplikację tlenku azotu. Powyższa mody
fikacja procedury dawała lepszy efekt terapeutyczny i mniejszą
liczbę nawrotów, niestety kosztem zwiększenia bolesności i gorszej
tolerancji zabiegu przez pacjentów [ l l j .

Korzystne efekty lecznicze kriochirurgii obserwowano także

w przypadku ropnego zapalenia gruczołów potowych. W pracy [10]
leczeniu poddano dziesięciu pacjentów z przetrwałymi, bolesnymi
guzkami w przebiegu tego schorzenia po nieskutecznej antybiotyko-
terapii. Zmiany miały ograniczony charakter i były zlokalizowane
na niewielkim obszarze skóry. U ośmiu pacjentów uzyskano całko
wite ustąpienie zmian skórnych bez miejscowych nawrotów. Prze

ciętny czas trwania leczenia do momentu uzyskania całkowitego

wygojenia zmian chorobowych wynosił 25 dni, W trakcie leczenia

i bezpośrednio po jego zakończeniu u większości chorych występo
wały nasilone dolegliwości bólowe, a u ośmiu chorych terapia
powikłana była płytkimi owrzodzeniami lub wtórnymi infekcjami
w miejscu aplikacji zimna. Pomimo tych działań ubocznych, siedmiu
chorych oceniło tę formę leczenia jako skuteczniejszą od antybioty-

koterapii i gotowych hyio poddać się jej w przypadku ponownego

wystąpienia zmian chorobowych.

Prowadzono także próby wykorzystania krioablacji w leczeniu

keloidów. W pracy [123], stosując podtlenek azotu o temperaturze

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

X20

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

narządu. Dalszej oceny wymaga jeszcze bezpieczeństwo i efektyw
ność stosowania krioablacji w przypadku usuwania powierzchow

nych warstw guzów o większych rozmiarach oraz guzów położo

nych w okolicy wnęki narządu.

Dobre rezultaty daje wykorzystanie krioablacji w leczeniu nieza-

awansowanych nowotworów prostaty W pracy [74] jedynie u 14%
pacjentów z rakiem prostaty w stopniu T3 bez przerzutów do
okolicznych węzłów chłonnych w materiale uzyskanym drogą chi
rurgiczną w kilka dni po wykonaniu krioablacji stwierdzono obec
ność zmian nowotworowych w cłiirurgicznym marginesie tkanki
wokół guza.

Krioablacja wykorzystywana jest także w leczeniu nowotworów

tchawicy i oskrzeli zwężających światło drzewa oskrzelowego

[45,S78]. Zabieg krioablacji w tych przypadkach jest stosunkowo

prosty do przeprowadzenia przy użyciu bronchoskopu, jest dobrze
tolerowany przez pacjentów, daje minimalną ilość powikłań oraz

charakteryzuje się stosunkowo niskim kosztem. Zabiegi wykony
wane są zwykle w znieczuleniu ogólnym lub po zastosowaniu
neuroleptoanalgezji z wykorzystaniem zarówno sond sztywnych
wprowadzanych przez sztywny bronchoskop, jak i sond giętkich
wprowadzanych przez bronchofiberoskop. Zastosowanie tej formy

terapii daje zwykle dostatecznie dużą poprawę stanu pacjentów,

umożliwiającą stosowanie w dalszym etapie leczenia radio- lub

chemioterapii, co ostatecznie przyczynia się do poprawy stanu
klinicznego, wydolności oddechowej oraz jakości życia [61]. Obiek
tywną poprawę parametrów spirometrycznych udaje się uzyskać
w około 58% przypadków, a udrożnienie światła oskrzeli iub tcha
wicy o ponad 50%. u około 50-76% chorych leczonych za pomocą

krioablacji [llOj. Najlepsze rezultaty uzyskuje się w zmianach

łagodnych ze wspóhstnlejącą ziarniną pozapalną lub ziarniną o ty

pie około ciała obcego, w przypadku których zazwyczaj nie nastę
pują nawroty choroby [27]. Wydhiżenie czasu przeżycia można

potencjalnie uzyskać przy skojarzeniu krioterapii z radio- i chemio
terapią, co wynika z faktu, że tkanka nowotworowa przylegająca

121

Wyniki wielu prób klinicznych wskazują, że u chorych podda

nych tej formie terapii liczba nawrotów w 5-letnim okresie obserwa
cji nie różni się istotnie w stosunku do klasycznej chirurgii
i radioterapii [54,114,119].

Coraz szersze zastosowanie kriochirurgia znajduje także w le

czeniu onkologicznym nowotworów wielu narządów wewnętrznych.

Obiecujące wydają się próby zastosowania niskich temperatur
między innymi w krioablacji guzów nowotworowych wątroby, ne
rek, drzewa oskrzelowego, prostaty i piersi [60,61,64,72,73,90,100,

105,109,113].

W tych przypadkach, dzięki nowym metodom obrazowania,

kriochirurgiczne metody usuwania guzów mają charakter coraz

bardziej celowany i pozwalają znacznie ograniczyć rozległość zabie
gu. Przykładem takiej ultranowoczesnej procedury terapeutycznej
może być przezskórna krioablacja guzów wątroby sterowana rezo
nansem magnetycznym, podczas której, dzięki użyciu near-real-time
MRI precyzyjnie umiejscawia się zmianę patologiczną i następnie

steruje wymrażaniem guza. Daje to w efekcie małe rozmiary ubytku
tkanki, a przez to bardziej oszczędzający zabieg pozwalający
w większym stopniu zachować czynność fizjologiczną narządu [62].
Inny przykład zastosowania wyżej opisanej techniki stanowią także

zabiegi krioablacji przerzutów raka okrężnicy w wątrobie. W tym

przypadku najlepsze rezultaty otrzymywano przy leczeniu zmian

o rozmiarach poniżej 3 cm oraz w przypadku niskich wartości
stężenia antygenu karcynoembrionalnego CEA przed zabiegiem,
a za najistotniejszą wadę krioablacji uznano jej czasochłonność

[90,109].

J a k wynika z pracy [60], krioablacja stanowi również efektywną,

małoinwazyjną metodę leczenia wybranych, niewielkich, obwodowo

położonych guzów nerek. Szczególnie istotną zaletą tej metody jest
możliwość wykorzystania techniki laparoskopowej z monitorowa
niem za pomocą ultrasonografii i magnetycznego rezonansu jądro
wego, co zapewnia możliwość stosowania mniejszej rozległości za

biegów oraz zachowania prfniejszej czynności wydzieintczej

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

122:

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

większej skuteczności leczenia. Opisywano przykłady jednoczaso-
wego zastosowania krioablacji guza, regionalnej immunoteraph

i chemioterapii u pacjentek z zaawansowanym rakiem sutka, z na
ciekiem na ścianę klatki piersiowej, U chorych poddanych tej
kompleksowej terapii obserwowano kilkumiesięczną regresję guza,
wydłużenie czasu przeżycia i poprawę komfortu życia. Pacjentki
dobrze tolerowały leczenie, nie stwierdzono istotnych efektów
ubocznych, a zastosowanie pohterapii pozwoliło na włączenie mniej

agresywnych schematów chemioterapii. Zaletą tego rodzaju terapii

jest możliwość wielokrotnego jej powtarzania [100].

Żylaki kończyn dolnych

Krioctiirurgiczne leczenie żylaków kończyn dolnych składające

się z kilku etapów obejmujących kriostripping głównych pni żyl-

nych i ich żylakowato zmienionych bocznic lub krioobliterację
zmian żylakowatych prowadzono m.in. w badaniach [38]. Leczeniu
kriochirurgicznemu poddano 28 chorych (37 kończyn) zakwalifiko
wanych na podstawie typowej procedury obejmującej próby ocenia

jące wydolność układu żylnego powierzchownego i głębokiego, stan

ukrwienia tętniczego oraz obecność niewydolnych żył przeszywają

cych i zmian troficznych na podudziu. Zabiegi kriostrippingu i krio-
obliteracji wykonywano przy użyciu małych i średnich kriosond
naczyniowych wprowadzanych za pomocą pojedynczych niewielkich

cięć skórnych odpowiednio do światła żylaka lub wzdłuż przebiegu
żylaków. U wszystkich chorych uzyskano pozytywny efekt terapeu
tyczny porównywalny z metodami klasycznymi. U 30% chorych
obserwowano przebarwienia i stwardnienia skóry ustępujące w dal
szej obserwacji, a u 60% chorych - krwiaki w tkance podskórnej,
ale o zdecydowanie mniejszym nasileniu niż po klasycznym krio

strippingu. Tylko u jednej chorej wystąpiło czynnościowe porażenie
gałęzi nerwu udowo-goleniowego, które ustąpiło samoistnie po
około 6 tygodniach. Średni czas hospitahzacji chorych wynosił 1-^3
dni, a u większości z nich obserwowano dobry, wczesny efekt
kosmetyczny. Według autorów, zastosowanie metod kriochirurgicz-

123

bezpośrednio do strefy mrożenia ulega hiperwaskularyzacji i staje

się bardziej wrażliwa na promieniowanie [108]. Ostateczna ocena
efektów terapii skojarzonej wymaga jednak przeprowadzenia wielo-
ośrodkowych badań prospektywnych.

Próbę wykorzystania krioablacji w leczeniu raka piersi podjęto

w pracy [731, w której 15 pacjentek z guzem piersi o rozmiarach

21±7,8 mm poddano dwóm cyklom wymrażania trwającym odpo
wiednio 7-H10 i 5 minut. Krioaplikator umieszczano wewnątrz guza
pod kontrolą ultrasonografii. Nie obserwowano żadnych istotnych
powikłań zabiegu. W pięć dniu po przeprowadzeniu krioablacji
w przypadku pięciu guzów o średnicy poniżej 16 mm nie stwierdzo
no zmian nowotworowych w tkankach otaczających zmianę guzo
watą. Jednocześnie w przypadku jedenastu guzów o rozmiarach
przekraczających 23 mm stwierdzono brak całkowitej nekrozy tka
nek guza. Według autorów, krioablacja guzów piersi o rozmiarach
powyżej 15 mm powinna być prowadzona przy równoczesnym
użyciu co najmniej dwóch krioaplikatorów w celu uzyskania więk

szej objętości nekrotycznych tkanek wokół guza, a tym samym -
większego marginesu bezpieczeństwa onkologicznego.

Celem zwiększenia skuteczności kriochirurgii onkologicznej pro

wadzone są próby stosowania terapii łączonej - tak zwanej krioche-
mioterapii. Opisywano bardzo dobre efekty łącznego zastosowania
metod kriochirurgicznych i bieomycyny w leczeniu guzów litych. Po

zabiegu wymrażania zwiększała się penetracja leku do uszkodzo
nych komórek, a zastosowanie chemioterapii poprawiało długo

falowe wyniki leczenia, zapobiegało rozsiewowi i wznowię procesu

nowotworowego. Zastosowanie kriochemioterapii pozwalało na
znaczną redukcję dawki bieomycyny, czego efektem były mniejsza
toksyczność i słabiej wyrażone efekty uboczne chemioterapu [64].

Kriochirurgia znajduje również zastosowanie jako metoda palia

tywnego leczenia w zaawansowanych postaciach nowotworów. Za
biegi krioablacji stanowią dobrą alternatywę w przypadkach zmian

nieoperacyjnych i mogą służyć cytoredukcji guza. Często są one

łączone z iimymi metodami terapeutycznymi w celu uzyskania

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

125

nych sprzyja zmniejszeniu ilości i rozle^ości cięć skórnych oraz
traumatyzacji tkanek, co wiąże się ze zmniejszeniem nasilenia
dolegliwości bólowych i ilości wtórnych zakażeń. Pozwala również
na uzyskiwanie znacznie lepszych efektów kosmetycznych i krótszy
czas hospitahzacji. Wykorzystywanie w tych przypadkach kriosond
o małych i średnich rozmiarach, umożliwiając przeprowadzenie
operacji w pełnym zakresie, zmniejsza równocześiue ryzyko uszko
dzenia elementów tkankowych na skutek odmrożenia skóry i tkan
ki podskórnej oraz uszkodzenia nerwów.

Krwawienie z przewodu pokarmowego

Krioablację stosowano także z powodzeniem w leczeniu pacjen

tów z krwawieniami z przewodu pokarmowego w przebiegu rozsia
nych anomahi naczyniowych błony śluzowej żołądka i dwunastnicy
oraz popromiennych zmian zapalnych żołądka i odbytnicy [40].
Najlepsze rezultaty w postaci całkowitego ustąpienia krwawienia
u wszystkich poddanych tej formie terapii chorych uzyskano
w przjTiadku popromiennego zapalenia odbytnicy. Skuteczność tera
peutyczna krioablacji w przypadku rozsianych anomalii naczynio
wych pochodzenia tętniczo-żylnego wynosiła 86%. Najmniejszą efek
tywność krioablacji stwierdzono w przypadku popromiennych

zmian w żołądku i dwunastnicy, co prawdopodobnie miało związek
ze znacznym rozsiewem procesu nowotworowego w błonie śluzowej
tych narządów.

Zaburzenia rytmu serca

I^ioablacja zajmuje również ważne miejsce wśród niefarmakolo-

gicznych metod leczenia zaburzeń rytmu serca [46]. Wykorzystanie
do operacyjnego leczenia krioaplikatorów powodujących zamroże
nie patologicznej tkanki do temperatury -60°C, co często umożliwia

hkwidację patologicznych ognisk bodźcotwórczych od strony nasier-

dzia bez konieczności stosowania krążenia pozaustrojowego, przy
czyniło się zarówno do zwiększenia skuteczności leczenia zabie
gowego, jak i do poprawy jego bezpieczeństwa. Szczególną przy

datność krioablacja wykazuje w przypadku leczenia zmian

chorobowych zlokalizowanych w trudno dostępnych rejonach (np.

w bezpośrednim sąsiedztwie naczyń wieńcowych), gdzie stosowanie

klasycznych metod chirurgicznych wiąże się z ryzykiem poważnych
powikłań.

Schorzenia laryngologiczne

Krioablację z powodzeniem stosowano między innymi jako

uzupełnienie obustronnej tonsillektomii wykonywanej z powodu

przewlekłego zapalenia migdałków podniebiennych [79]. U 59 ran-
domizowanych chorych w wieku od 8 do 40 lat bezpośrednio po
operacyjnym usunięciu migdałków łoże pooperacyjne poddawano
oziębieniu do odpowiednio -20°C i -32''C przez jedną minutę.

U chorych poddanych krioablacji obserwowano redukcję dolegliwo

ści bólowych o ponad 28,3% ocenianą w analogowej skah wzroko

wej oraz skrócenie czasu powrotu do normalnej diety oraz czasu

hospitalizacji {o 4 dni) w porównaniu z grupą kontrolną nie
poddawaną tej formie terapii.

Kriocłiirurgia wykorzystywana była ponadto z powodzeniem

w leczeniu przewlekłego zapalenia nosa, brodawczaków zlokalizo
wanych w nosie i krtani, leukoplakii oraz zmian nowotworowych

jamy nosowo-gardłowej [41,65].

Schorzenia okulistyczne

Jednym z podstawowych zastosowań metod kriochirurgii w oku

listyce jest leczenie retinopatii. W pracy [19] krioablację stosowano

u dziesięciu wcześniaków z retinopatią proliferacyjną w stopniu III.

W wyniku zastosowanej terapii u ośmiu noworodków obserwowano
regresję zmian proliferac>jnych, a jedynie u dwóch przejście do

stopnia IV, co potwierdza dużą skuteczność tej metody w leczeniu
retinopatii wcześniaków. W innym badaniu [96], w którym ki-io-

ablację zastosowano w leczeniu retinopatii wcześniaczej u 70 nowo
rodków (129 oczu), pozytywne, wczesne rezultaty terapii obserwo
wano w 119 oczach. Po rocznej obserwacji w ponad 57% oczu
stwierdzono wyraźną poprawę zarówno strukturalną, jak i czynno
ściową. W kolejnej pracy ¡15] u trzynastu wcześniaków (23 oczu)

ZastoBowanie zimna w medytr/nie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

126

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

127

owrzodzeń rogówki | 5 9 | oraz krwotoków do komory przedniej

i ciała szklistego oka [13].

Schorzenia ginekologiczne

Krioablację z wykorzystaniem ciekłego azotu stosowano także

w leczeniu licznych schorzeń narządu rodnego u kobiet. W pracy
1441, w której leczenie za pomocą kriochirurgii prowadzono u 182
kobiet, pełne ustąpienie zmian chorobowych uzyskano w 86%

przypadków przewlekłego zapalenia szyjki macicy, w 89% przypad
ków cyst Nabotha (w okresie 6-8 tygodni) oraz w 84,9% przypad
ków nadżerek szyjki macicy (w okresie 6-9 tygodni). U pacjentek

z dysplazją nabłonka szyjki macicy pełne ustąpienie zmian chorobo
wych występowało w okresie 7-11 tygodni po krioablacji. W okresie
2-5-letniej obserwacji nawroty stwierdzono jedynie u 15%^ pacjentek

z zapaleniem szyjki macicy oraz u jednej pacjentki z dysplazją
nabłonka szyjki macicy.

Poszerzające się wskazania do stosowania kriochirurgii wynika

ją z licznych zalet tej metody terapeutycznej, do których należą

między innymi:

• możliwość pełnego zniszczenia uprzednio wyznaczonej objętości

tkanki, zarówno na powierzchni ciała, jak i wewnątrz dowolnego

organu,

• możliwość dostępu do zmian patologicznych znajdujących się we

wnątrz tkanki dzięki zastosowaniu krioaphkatorów o małej śred

nicy,

• możliwość wielokrotnego zamrażania wznów po uprzednio prowa

dzonym leczeniu operacyjnym, radioterapii, jak i krioterapii,

• występowanie jedynie minimalnego odczynu tkankowego wokół

ogniska martwicy powstałej po zamrożeniu,

• możhwość przeprowadzenia zabiegu praktycznie bez krwawień,

nawet w bogato unaczynionych narządach,

• możliwość wykonywania większości zabiegów ambulatoryjnie, ze

względu na ich mało obciążający chfirakter,

• dobry efekt kosmetyczny.

retinopatją porównano skuteczność terapeutyczną krioablacji

oraz foto koagulacji laserowej. Wyniki uzyskane przy użyciu każdej
z metod z osobna oraz łącznie były zbliżone, przy czym łączne
użycie obu metod zapewniało skrócenie czasu zabiegu oraz zmniej
szenie ilości powikłań. Przydatność kliniczną kriopeksji wykazano

również w leczeniu retinopatii cukrzycowej, jednak w tym przypad
ku skuteczność tej metody ustępuje wyraźnie fotokoagulacji [103].

Kriopeksja wyktizywała również wysoką skuteczność terapeu

tyczną w leczeniu niewielkicłi ognisk siatkówczaka. W badaniu [47]
u dwudziestu czterech dzieci wymrażaniu przy użyciu sondy o tem
peraturze -65°C przez około 20 sekund powtarzanemu co 6-8
tygodni poddano ogniska tego nowotworu zlokalizowane na obrzeżu

dna oka. U ponad 25% chorych uzyskano destrukcję oraz zblizno-
wacenie zmian nowotworowych już po pierwszym zabiegu kriopek
sji. Jedynie w dwóch przypadkach nie udało się uzyskać oczekiwa-,

nego efektu leczniczego. I

Korzystne efekty krioablacji obserwowano także w przypadku

leczenia nowotworów ptaskonabłonkowych rogówki |99]. U cho

rych leczonych metodą kri octu rur giez ną obserwowano czterokrot
nie mniejszą częstość nawrotów zmian nowotworowych w porówna

niu z klasycznymi metodami zabiegowymi. Metoda ta charakteryzo

wała się znikomą ilością powikłań.

Włączenie krioablacji do kompleksowego leczenia obejmującego

chirurgiczne wycięcie guza poprzedzone diatermokoagulacją na
czyń, z następowym wymrażaniem brzegów i dna ubytku powstałe

go po usunięciu guza przez 30 sekund w temperaturze -60°C dawało
dobry efekt estetyczny i czynnościowy w przypadku nowotworów

powiek i spojówki [80,81].

Ponadto dużą skuteczność terapeutyczną krioablacji obserwowa

no w przypadkach oparzeń chemicznych i termicznych rogówki
(przyspieszenie procesu regeneracji nabłonka, zmniejszenie ilości
konkrementów w rogówce, poprawa zdolności widzenia oraz skró
cenie czasu hospitalizacji) L7SJ, a także w leczeniu wirusowych

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

K r i o t e r a p i a

Pod pojęciem krioterapii rozumiemy bodźcowe, stymulujące po

wierzchniowe stosowanie temperatur kriogenicznych (poniżej -

100°C) w krótkim czasie 120-180 s, w celu wywołania i wykorzysta

nia fizjologicznych reakcji na zimno oraz wspomagania leczenia
podstawowego i ułatwienia leczenia ruchem 122,24,111).

Zgodnie z tą definicją, krioterapia stanowi element tak zwanej

kriorehabilitacji - kompleksowej terapii obejmującej również nastę
pujący po zabiegach kr ioterapeu tycz nych cykl zabiegów indywidual
nej i zbiorowej kinezyterapii.

Krioterapia może być stosowana w postaci miejscowej aplikacji

zimna na wybraną okolicę ciała lub ogólnoustroj owo - w kriokomo-
rach i kriosaunach,

Krioterapia miejscowa

Ze względu na czas trwania zabiegów krioterapii miejscowej

dzielimy je na:

• zabiegi krótkotrwale (czas pojedynczej aplikacji od 30 sekund do

kilku minut),

• przerywane Otilkunastominutowc aplikacje powtarzane po kilku-

nastomi nutowej przerwie),

• długotrwałe (czas pojedynczej aplikacji 48-^72 godzin).

W krioterapii miejscowej stosowane są urządzenia, w których do

uzyskiwania niskich temperatur wykorzystuje się ciekły azot, dwu
tlenek węgla lub schłodzone powietrze.

Przykłady urządzeń do krioterapii miejscowej przedstawiono na

Rycinach 8 i 9.

Krioterapia miejscowa z wykorzystaniem par azotu

W tej formie krioterapii schłodzenie tkanek następuje poprzez

działanie par azotu. Ciekły azot o temperaturze wrzenia -195,8°C

przechodzi w postać gazową po podgrzaniu wewnątrz zbiornika.
Różnica ciśnień pomiędzy zbiornikiem a ciśnieniem atmosferycz
nym powoduje wypływ par azotu ze zbiornika do węża zakończone-

128

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Ryc. 8. Urządzenie do krioterapii miejscowej Cryoflex.

Ryc. 9. Urządzenie do krioterapu miejscowej Kriopol.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

130

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

czasu rozpuszczenia się lodu. Oczekiwane, pozytywne efekty obser
wowane są już po około 20 minutach.

Okłady woreczkami wypełnionymi schłodzonym żelem silikonowym

Woreczki po schłodzeniu w zamrażarce nakładane są na wybra

ny staw czy mięsień. Producent oferuje różne wielkości woreczków

o różnej pojemności cieplnej, co umożliwia optymalny dobór odpo-
wiedruego woreczka do rodzaju i rozmiarów leczonego narządu. Pod
woreczek zaleca się położyć kawałek gazy lub papierowy ręcznik.
Optymalna temperatura dla tego rodzaju zabiegu wynosi od -5°C do
0°C, Czas trwania pojedynczego zabiegu wynosi 20-30 minut. Ze

względu na większe prawdopodobieństwo wystąpienia odmrożeń,
wskazane jest zachowanie szczególnej ostrożności w trakcie prowa
dzenia zabiegów.

Masaż kostką lodu

Zabieg ten, stosowany głównie w medycynie sportowej do lecze

nia zespołów przeciążeniowych układu kostno-stawowego oraz bole
snego napięcia mięśni, polega na masażu ścięgien, mięśni lub
więzadeł kostką lodu, wykonywanym ruchami okrężnymi [97].

Zalecany czas trwania pojedynczego zabiegu wynosi kilka (3-^5)
minut z 10-sekundowymi odstępami pomiędzy kolejnymi zabiegami

[25].

Kąpiele w śniegu (ice slush)

Zabiegi stosowne głównie u pacjentów ze schorzeniami układu

nerwowego w celu obniżania nadmiernej spoczynkowej aktywności
mięśniowej polegają na wielokrotnym zanurzaniu chorych części
ciała w pojemniku z częściowo roztopionym śniegiem. Czas trwania

jednego zanurzenia wynosi zwykle 3-^5 sekund [20].

Okłady ze schłodzonych ręczników (ice towels)

Zabiegi wykorzystywane również do zmniejszania wzmożonego

napięcia mięśniowego polegają na układaniu wilgotnych, dobrze

wykręconych, bawełnianych ręczników, uprzednio scłiłodzonych

131

go dyszą, przy czym temperatura gazu u wylotu dyszy wynosi od
około -196°C do -160°C. Urządzenie posiada regulator intensywno
ści nadmuchu.

Zabiegi przeprowadzane są pod kontrolą wzrokową, ze zwróce

niem szczególnej uwagi na zabarwienie skóry, przy czym obecność
zblednięcia lub zasinienia skóry, pojawienie się objawu „pomarań
czowej skórki", a także uczucia pieczenia lub bólu są wskazaniem
do przerwania wykonywania zabiegu. Odległość wylotu dyszy od
ochładzanej powierzchni nie powinna być mniejsza niż 15 cm.
Terapeuta powinien w trakcie zabiegu wykonywać dyszą ruchy

okrężne - tak, aby nie scłiladzać stale tego samego miejsca,
ponieważ grozi to odmrożeniami. Czas trwania zabiegu stosowane
go na jedną okohcę ciała wynosi od 30 sekund do 3 minut.
W przypadku równoczesnego schładzania kilku miejsc łączny czas

trwania zabiegu wynosi maksymalnie 12 minut [97]. W tym samym

czasie zabiegi krioterapii miejscowej mogą być wykonywane na nie

więcej niż pięć stawów, przy czym ręka, stopa i kręgosłup stanowią

jeden zespół małych stawów [49].

Krioterapia miejscowa z wykorzystaniem CO^

Zastosowanie dwutlenku węgla ztmiiast ciekłego azotu umożli

wia uzyskanie u wylotu dyszy temperatury około -78°C. Metodyka

prowadzenia zabiegów oraz zasady bezpieczeństwa są podobne jak

w poprzednim przypadku, jednak ze względu na wyższą temperaturę
czynnika scłiładzającego czas trwania pojedynczego zabiegu jest

dłuższy i wjmosi zwykle około 6 minut [97].

Do miejscowego leczenia zimnem stosowane się również inne

metody, nie będące krioterapia w nowoczesnym rozumieniu tego
słowa. Należą do nich między innymi [97,120]:

Okłady plastikowymi woreczkami

wypełnionymi kostkami lodu

Woreczki utrzymują temperaturę około 0°C nawet przez godzi

nę. Czas trwania pojedynczego zabiegu wynosi 1-^60 minut - do

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

132

Ryc. 10. Zdjęcie typowej kriokomory z zaleganiem zimna - kriosauny.

i umożliwiające równoczesne przebywanie we właściwej komorze
o temperaturze poniżej -110°C kilku pacjentów. Zastosowanie spe

cjalnych materiałów izolacyjnych i unikalnych tworzyw sztucznych

zapewnia ekonomiczność komory poprzez szybkie schładzanie wy

pełniającego ją powietrza [5).

Budowa i zasada działania kriokomory

Na Rycinach 11 i 12 przedstawiono budowę kriokomory na

przykładzie kriokomory niskotemperaturowej „typ wrocławski"

skonstruowanej przez mgr inż. Zbigniewa Raczkowskiego z Instytu
tu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych Polskiej Akademii
Nauk we Wrocławiu.

Poniżej zestawiono podstawowe dane techniczne tej kriokomory.

• Rozmiary: długość - 4500 mm, szerokość - 2500 mm, wysokość

- 2600 mm

• Liczba drzwi - 3
• Zakres temperatur: -UO°C do -160°C

• Jednorazowa liczba osób w komorze - 5
• Czas regeneracji wstępnej kriooczyszczalników - 6 minut

133

w odpowiednich zamrażarkach, bezpośrednio na skórze. Czas trwa

nia pojedynczego zabiegu wynosi 5-^10 minut [20|.

Aerozole oziębiające

Zabieg polega na zraszaniu powierzchni skóry substancjami

lotnymi, które w normalnych warunkach atmosferycznych silnie
parują pobierając ciepło ze skóry i głębiej leżących tkanek. Czas
trwania jednorazowej aplikacji wynosi 5 sekund, a w przypadku
schładzania kilku miejsc równocześnie łączny czas aplikacji nie
powinien przekraczać 30 sekund, Aphkator należy trzymać w odle
głości 15-^-25 cm od powierzchni nie uszkodzonej skóry.

Jednorazowe kompresy chłodzące

Zabieg polega na schładzaniu powierzchni skóry za pomocą

woreczków zawierających substancje, które po zmieszaniu wywołu

ją reakcję endotermiczną, lieakcję taką zapoczątkowuje np. uderze

nie dłonią w woreczek. Czas trwania zabiegu wynosi zwykle około
30 minut.

Krioterapia ogóinoustrojowa

Zabiegi krioterapii ogólnoustrojowej polegają na poddawaniu

całego ciała pacjenta działaniu temperatur kriogenicznych. Wyko
nywane są w kriokomorach i w kriosaunach zwanych inaczej
kriokomorami z zaleganiem zimna.

Kriosauny są to jednokomorowe, otwarte pomieszczenia przezna

czone przeważnie dla jednej osoby, w których działaniu temperatury
poniżej -100''C poddawane jest całe ciało pacjenta z wyjątkiem głowy.
Urządzenia te są najczęściej wyłożone drewnem i posiadają drzwi
wahadłowe, które pacjent w każdej chwili może bez trudu otworzyć,
aby przerwać zabieg w przypadku chwilowej niedyspozycji. Są one
prostsze konstrukcyjnie i tańsze od kriokomór, jednak nie zapewnia

ją równie wysokiej skuteczności terapeutycznej (Ryc. 10),

Kriokomora jest to duże, zamknięte, stacjonarne, sterowane

komputerowo urządzenie, wykorzystujące do schładzania powietrza
w jego wnętrzu cieldy azot lub trójkaskadowy system chłodniczy

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania khmczne

I "

Przedsionek

Komora właściwa

Ryc. 11. Zdjęae kriokomory niskotemperaturowej „typ wrocławski".

Rvc 12 Scłiemat budowy kriokomory. 1 - wymiennik przedsionka, 2 - ^

mTennik komory, 3 - ezujmk temperatury, 4 - rurka ^oprow-dzająca p^

trze do tlenomierza. 5 - sterownik. 6 - komputer, 7 - zb.orruk na c-kly - c ^

8 - kompresor bezolejowy. 9 - filtrj- wstępne. 10 - osuszacz. U - filtr konco-

wy. 12 - kriooczyszczalniki.

134

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

• Czas scliładzania komory od temperatury otoczenia do tempera

tury zabiegu - 30 minut

• Czas regeneracji układu pracy - 15 minut
• Zużycie ciekłego azotu do schłodzenia komory od temperatury

otoczenia do temperatury zabiegu - 150 dm^

• Zużycie azotu w trakcie zabiegu - 100 dm^

• Zapotrzebowanie mocy - 9 kW.

Kriokomora zbudowana jest z przedsionka o temperaturze

- 60°C, w którym następuje adaptacja chorych do niskich tempera
tur oraz komory właściwej o temperaturze poniżej -120°C.

Podstawowe znaczenie dla funkcjonowania kriokomory ma przy

gotowanie oczyszczonego powietrza o odpowiedniej temperaturze.

W kriokomorze „wrocławskiej" system przygotowania powietrza

(patent nr 157168) polega na schładzaniu w jednym wymienniku

ciepła do temperatury od -80°C do -160°C. Powietrze sprężone
w kompresorze do ciśnienia ImPa jest osuszane w adsorberze,
a następnie kierowane do przedmuchiwania kriooczyszczalników.
Z kolei po przedmuchaniu układu i zamknięciu zaworów kierują
cych powietrze otwierane są zawory przy zbiorniku ciekłego azotu,
umożliwiając jego przepływ ze zbiornika do schładzania pierwszego

kriooczyszczalnika, do którego kierowane jest powietrze sprężone

w kompresorze. Powietrze jest oczyszczone w osuszaczu adsorpcyj-

nym oraz reduktorze, przy czym, jednocześnie z wychładzaniem
pierwszego - cłiłodzony jest także drugi kriooczyszczalnik. Gdy
temperatura powietrza wypływającego z pierwszego kriooczyszczal
nika osiągnie około -100°C, następuje automatyczne zamknięcie
tego kriooczyszczalnika i przesyłanie powietrza do kolejnego. Stąd,
po schłodzeniu i oczyszczeniu, powietrze przesyłane jest do komory
kriogenicznej. W tym czasie w pierwszym kriooczyszczalniku nastę
puje jego regeneracja i ponowne wycłiłodzenie. Po zakończeniu
pracy układu następuje jego regeneracja przy otwartych zaworach

i włączonych grzałkach. Taki sposób dwustopniowego oczyszczania

powietrza pozwala na całkowitą eliminację pary wodnej, a także
wszelkich zanieczyszczeń organicznych, nieorganicznych oraz me-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

chanicznych na sorbentach, umożhwiając uzyskanie punktu rosy

powierza w temperaturze -75''C, Zastosowanie podwójnego układu

kriooczyszczalników zapewnia utrzymanie stabilnej temperatury

podczas wykonywania zabiegu oraz zwiększa jego bezpieczeństwo.

Praca kriokomory jest całkowicie zautomatyzowana. Po nastawie

niu na klawiaturze komputera temperatury i czasu trwania zabiegu
oraz uruchomieniu sterownika komputer potwierdza gotowość urzą
dzenia do pracy. Po wprowadzeniu pacjentów do przedsionka, a na
stępnie do właściwej komory i zamknięciu drzwi, naciskany jest
przycisk uruchamiający pomiar czasu przebywania w komorze.
W trakcie zabiegu wszystkie ewentualne nieprawidłowości pracy ko
mory wskazuje sterownik i napisy na ekranie komputera. W przy
padku awarii urządzenia do natychmiastowej ewakuacji można wy
korzystać bezpośrednie drzwi z komory. Po wykonaniu wszystkich
planowanych w danym dniu zabiegów przed wyłączeniem komory
przeprowadzana jest zawsze jej końcowa regeneracja.

Metodyka zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej

Metodykę wykonywania zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej

w kriokomorze przedstawiono schematycznie na Rycinie 13.

Kwalifikacja pacjentów do zabiegu krioterapu ogólnoustrojowej

polega na dokładnym badaniu lekarskim z wywiadem uwzględniają
cym wszelkie możliwe przeciwwskazania bezwzględne i względne do
leczenia zimnem.

Chorzy zakwalifikowani do leczenia krioterapia ogóinoustrojowa

są instruowani o zachowaniu się podczas trwania zabiegu. Zwraca
się szczególnie uwagę na sposób oddychania w trakcie zabiegu
w komorze właściwej. Wdech powinien być dwa razy krótszy od
wydechu ze względu na rozprężanie się schłodzonego powietrza

w płucach. Nieprzestrzeganie tego zalecenia może doprowadzić do
poważnej depresji oddechowej. Ponadto zabrania się dotykania

innych pacjentów oraz pocierania własnej skóry.

Temperatury kriogeniczne (-110°C do -160°C) występujące

w trakcie zabiegu w komorze właściwej wymagają zabezpieczenia

136

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Konsultacja lekarska

Pomiar ciśnienia

Instruktaż odnośnie

zachowania w komorze

Wejście do komory

I I Przedsionek

15-30 sek.. temp. -60°C

Komora

|—] 60-180 sek,,

temp. -IICC do-ieCC

Kriokineza

Ćwiczenia

na przyrządach

'— Gimnastyka lecznicza

Ryc. 13. Schemat postępowania w trakcie przygotowania oraz wykonywania

zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej w kriokomorze,

części ciała najbardziej narażonych na działanie niskich temperatur

przed uszkodzeniem. Ręce chronione są rękawiczkami, a podudzia

i stopy - wełnianymi skarpetami sięgającymi do kolan. Ponadto
stopy zabezpieczone są drewnianymi sabotami, Z kolei małżowiny

uszne chronione są czapką lub opaską. Kobiety w czasie zabiegu
ubrane są w stroje kąpielowe, a mężczyźni mają na sobie krótkie

spodenki. Takie stroje pozwalają na kontakt większych powierzchni

137

Zastosoicanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Ryc, 14. Typowy strój i sposób

ochrony ptidczas zabiegu krioterapii

u kobiety.

Ryc,15. Typowy strój i sposób ochrony

podczas zabiegu krioterapii u mężczy

zny.

ciała z zimnjTO powietrzem. Na usta zakładane są maseczki chirur
giczne wystane gazą. Typowy strój pacjentów obojga płci stosowany
w trakcie zabiegu krioterapii przedstawiono na Rycinach 14 i 15.

Jednoczasowo z komory może korzystać do siedmiu pacjentów.

Przed każdym zabiegiem następuje kontrolny pomiar ciśnienia
krwi, z odnotowaniem go w karcie zabiegowej. Bezpośrednio przed
wejściem do kriokomory pacjenci osuszają skórę ręcznikiem celem
usunięcia potu, gdyż z kropelek potu w komorze powstają kryształ

ki lodu. Następnie w towarzystwie ubranego w odzież chroniącą
przed zimnem terapeuty wchodzą do komory wstępnej, naz3™'anej
przedsionkiem, w której panuje temperatura około -60°C, Czas
adaptacji do niskich temperatur wynosi do 30 sekund. Tutaj tera

peuta ponownie instruuje o zachowaniu podczas zabiegu. Następ
nie przez łączące drzwi pacjenci wchodzą kolejno, samodzielnie do

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

13B

komory właściwej, w której temperatura waha się od -110°C do -

160°C. Jedynie pacjenci mający trudności w poruszaniu się wchodzą

do komory właściwej również pod opieką obsługi.

Czas przebywania w komorze i temperatura, w jakiej przebj^a

pacjent, zależą od jego indywidualnej reakcji na zimno i są ustalane
indywidualnie przez lekarza nadzorującego terapię. Czas trwania
pojedynczego zabiegu waha się od 60 do 180 sekund, a typowy cykl
terapeutyczny obejmuje najczęściej dziesięć zabiegów.

W czasie zabiegu chorzy chodzą wolno w koło, nie dotykając

urządzeń ani ścian pomieszczenia i płytko oddychając przez nos.

Przez cały czas trwania zabiegu pacjenci poprzez wizjer są w stałym

kontakcie wzrokowym z lekarzem oraz obsługą, którzy mogą inter

weniować w przypadkach wystąpienia reakcji niepożądanych.

Po zakończeniu zabiegu pacjenci wychodzą z komory właściwej

do przedsionka, a następnie po zamknięciu drzwi kolejno opuszcza

ją przedsionek. Po wyjściu z kriokomory oraz ściągnięciu rękawi

czek, czapek i sabotów pacjenci poddawani są godzinnej kinezytera
pii według indywidualnie ustalonego schematu [3,22,111].

Zastosowania lecznicze

Krioterapia miejscowa oraz ogólnoustrojową ma obecnie zasto

sowanie w terapii licznych schorzeń:

• chorób narządu ruchu o różnej etiologii,
• chorób ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego,

• chorób o podłożu psychicznym - nerwice i zespoły depresyjne,
• chorób o podłożu autoimmunologicznym,

oraz w medycynie sportowej i w szeroko pojętej odnowie biologicz
nej.

C h o r o b y narządu r u c h u

Najliczniejszą grupę chorych kwahfikowanych do zabiegów krio

teraph stanowią pacjenci ze schorzeniami układu ruchu o różnej
etiopatogenezie i symptomatologii.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zaslomwania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskick temperatur

celem kwahfikacji do krioterapii ogólnoustrojowej. Na podstawie
wywiadu, badania iizykalnego oraz badań dodatkowych do kriote
rapii ogólnoustrojowej zakwalifikowano siedmiu chorych mężczyzn.
Każdy z badanych został poinformowany o charakterze i celu

badania oraz wyraził pisemną zgodę na jego przeprowadzenie.
Średnia wieku pacjentów wynosiła 45,2±5,4 lat, a średni czas
trwania choroby od momentu jej rozpoznania 17,3±6,0 lat.

W dniu poprzedzającym rozpoczęcie cyklu zabiegów krioterapii

ogólnoustrojowej w krwi chorych wykonano oznaczenia stężenia
następujących parametrów biochemicznych charakteryzujących

czynność układu immunologicznego:

• białka C-reaktywnego (CRP) metodą turbidymetryczną,
• seromukoidu metodą kolorymetryczną w modyfikacji Winzlera,

• fibrynogenu metodą zmętnieniową,
• panelu immunologicznego (immunoglobuiina IgG, IgA, IgM, frak

cje dopełniacza C3 i C4) metodą turbidymetryczną,

• proteinogramu metodą kolorymetryczną biuretową.

Następnie pacjentów poddano cyklowi codziennych zabiegów

krioterapii ogóhioustrojowej w temperaturze -I30°C trwających dwie

minuty przez dziesięć kolejnych dni z dwudniową przerwą po pięciu

pierwszych zabiegach. Bezpośrednio po każdym zabiegu krioterapii

odbywała się 60-minutowa kinezyterapia prowadzona według indywi
dualnego schematu rehabilitacyjnego. Zabiegi krioterapii ogólno
ustrojowej oraz kinezyterapia hyly wykonywane w Śląskim Centrum
Rehabilitacji i Medycyny Fizykalnej w Rudzie Śląskiej.

U wszystkich pacjentów poddanych krioterapii obserwowano

istotną poprawę kliniczną w postaci zmniejszenia doleghwości bólo
wych ze strony stawów kręgosłupa, co umożhwiło wdrożenie odpo
wiedniego programu kinezyterapii, poprawę samopoczucia oraz
nastroju, a także - stwierdzaną w wykonywanych pomiarach -

poprawę ruchomości kręgosłupa i klatki piersiowej ze wzrostem
pojemności oddechowej płuc.

W momencie rozpoczęcia krioterapii chorym zalecano kontynu

ację dotychczasowego leczenia farmakologicznego, natomiast

1 ^

Podstawowe grupy schorzeń narządu ruchu, w których udoku

mentowano korzystny wpływ leczenia zimnem to [1,3,22,28,29,34,

37,49,51.66,111,116,117,1181:

• choroby narządu ruchu o podłożu autoimmunologicznym, m.in.

reumatoidalne zapalenie stawów, zesztywniające zapalenie stawów
kręgosłupa, łuszczycowe zapalenie stawów i zespół Reitera,

• choroby tkanek miękkich z towarzyszącą dysfunkcją w zakresie

narządu ruchu na podłożu autoimmunologicznym m.in. myositis,

pbromyosis

i kolagenozy,

• choroby narządu ruchu na tle nieswoistego procesu zapalnego m.in.

zapalenia okołostawowe ścięgien, torebek stawowych i mięśni,

• choroba zwyrodnieniowa stawów kręgosłupa oraz stawów obwo

dowych łącznie z wtórnym odczynem zapalnym,

• choroby narządu ruchu o podłożu metabolicznym m.in. dna

moczanowa,

• choroby na tle zaburzerua gospodarki wapniowo-fosforanowej z utra

tą masy kostnej, m.in. osteoporoza o różnej etiopatogenezie,

• choroby narządu ruchu na tle urazu oraz przeciążenia, m.in. po

urazowa algodystrofia Sudecka,

• choroby krążka międzykręgowego (dyskopatie),
• choroby narządu ruchu wynikające z uszkodzenia ośrodkowego

lub/i obwodowego układu nerwowego m.in. niedowłady spastyczne,

• choroby narządu ruchu o charakterze fibromialgii.

Poniżej omówiono szerzej możliwości i praktyczne przykłady

zastosowania krioterapii - zarówno miejscowej, jak ogólnoustrojo
wej w wybranych chorobach narządu ruchu.

Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa

W badaniach własnych [91,94,115] oceniano zachowanie się

wybranych markerów stanu zapalnego w grupie pacjentów z ze

sztywniającym zapaleniem stawów kręgosłupa. Pacjenci z rozpozna
nym zesztywniającym zapaleniem stawów kręgosłupa (ZZSK) kie
rowani byli przez Poradnie Reumatologiczne do Katedry i Kliniki

Chorób Wewnętrznych i Medycyny Fizykalnej SAM w Bj1:oraiu

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

w trakcie trwania cyklu zabiegów obserwowano wyraźne zmniejsze

nie zapotrzebowania na preparaty przeciwzapalne i przeciwbólowe.

Zabiegi krioterapii były dobrze tolerowane przez wszystkich

chorych, u żadnego z nich nie obserwowano istotnych powikłań ani

działań ubocznych po stosowanej terapii.

W pierwszym dniu po zakończeniu pełnego cyklu krioterapii

u pacjentów wykonywano ponownie badania biochemiczne według

ustalonego uprzednio schematu.

Uzyskane wyniki badań immunologicznych zostały przedstawio

ne w Tabelach 4, 5 i 6.

Tab. 4, Stężenie wybranych markerów stanu zapalnego (wartość średnia ±

odchylenie standardowe) w surowicy chorych z ZZSK przed i po zakończeniu

cyklu krioterapii ogólnoustrojowej.

Parametr

Przed cyklem Po cyklu

Znamienność

krioterapii

statystyczna

Białko C-reaktywne

7,13±1,10

4,90±0,77

p=0,0003

(CRP) [ng/ml]

Seromukoid [g/l]

1,07±0,12

0,94+0,17

p=0,0137

Fibrynogen [g/l]

4,03±0,79

3,91 ±0,59

(NS)

NS - różnica nieznamienna statystycznie,

Tab, 5, Stężenie wybranych składowych dopełniacza i immunoglobulin (war

tość średnia ± odchylenie standardowe) w surowicy chorych z ZZSK przed

i po zakończeniu cyklu krioterapii ogólnoustrojowej.

Piirametr

Pr-xed cyklem

krioter-apii

Po cyklu

krioterapii

Znamienność

statystyczna

Składowa C3

108,15 ±12,42

104,23±9,44

(NS)

dop^niacza [mg/dl]

Składowa C4

27,10±5,76

26,05 ±5,36

(NS)

doprfniacza [mg'dl]

IgA [mg/dl]

291,00±38,29

253,50 ±32,29

p=0,0006

IgG [mg/dl]

975,66 ±139,54 880.83 ±129,26

p=0,0010

IgM [mg-dl]

103,30+69,59

96,25 ±50,32

(NS)

NS - różnica nieznamienna statystycznie.

142

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Parametr

Przed cyklem Po cyklu Znamienność

krioterapii krioterapii slatystyczrui

Stężenie białka [g/l]

70,50 t2,16

68,02+4.37

(NS)

Albuminy [%]

57,96±4,55

52,30 i :8,48

(NS)

o;l globuliny [%]

5,44+ 0,81

5,36 ± 1,07

(NS)

globuliny [%]

11,26±2,33

12,38+1,62

(NS)

P, globuliny [%]

6,78+ 1,35

8,26± 1,65

p=0,0009

globuliny [%1

5,40 ± 1,75

6,16± 2,29

(NS)

Y globuhny [%]

12,76+2,68

15,14i 3,38

(NS)

Przeprowadzone badania wykazały znamienny statystycznie

spadek stężenia białka C-reaktywnego (CRP), seromukoidu oraz
immunoglobulin IgA i IgG, a także znamienny statystycznie wzrost

udziału frakcji globulin w proteinogramie. Obserwowany spadek
stężenia białek ostrej fazy oraz immunoglobulin w surowicy cho
rych stanowić może pośrednio potwierdzenie działania przeciwza
palnego krioterapii ogólnoustrojowej u tych chorych.

W innej pracy [36] u 52 chorych z zesztywniającym zapaleniem

stawów kręgosłupa miejscową krioterapię włączono do skojarzone

go leczenia obejmującego naprzemiennie (w sposób skrzyżowany)
farmakoterapię niesterydowymi lekami przeciwzapalnymi oraz re
habilitację ruchową, Kriostymulacja stosowana była dwukrotnie

w ciągu dnia w formie nawiewu gazu chłodzącego o temperaturze od

-130°C do -160°C na okolicę całego kręgosłupa wraz ze stawami

krzyżowo-biodrowymi oraz zajętych przez proces zapalny stawów
obwodowych. W wyniku zastosowanej miejscowej krioterapii uzy
skano silny efekt przeciwbólowy znacznie ułatwiający rehabihtację
ruchową, nie potwierdzono natomiast istotnego działania przeciw
zapalnego.

143

Tab. 6. Stężenie białka całkowitego i udział poszczególnych frakcji białko

wych (wartość średnia ± odchylenie standardowe) w surowicy chorych

z ZZSK przed i po zakończeniu cyklu krioterapii ogólnoustrojowej.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Reumatoidalne zapalenie stawów

Korzystne działanie krioterapii - zarówno miejscowej, jak i ogól

noustrojowej - w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów jest
znane i wykorzystywane w praktyce lekarskiej od bardzo dawna.
Pozytywne efekty terapeutyczne krioterapii były opisywane w róż
nych postaciach oraz stopniach zaawansowania choroby,

W badaniach [63] oceniano przydatność krioterapii ogólnoustro

jowej w terapii bólu towarzyszącego schorzeniom reumatycznym

w grupie 120 pacjentów, wśród których byli głównie chorzy reuma
toidalnym zapaleniem stawów, jak również z fibromialgia pierwotną
i wtórną, przewlekł>-m zespołem bólowym kręgoshipa lędźwiowego,
chorobą zwyrodnieniową stawów kręgoshipa oraz osteoartrozą.
Pacjenci poddawani byli działaniu zimna w kriokomorze w tempe

raturze -105''C, przy czym czas trwania zabiegu wynosił każdorazo
wo 2,5 minuty. Po każdym zabiegu obserwowano silny efekt prze
ciwbólowy, który utrzymywał się przez około 90 minut. Pomimo że

nasilenie działania analgetycznego nie zwiększało się w trakcie
cyklu krioterapii i długotrwały efekt przeciwbólowy byl stosunkowo
słabo wyrażony, istotne znaczenie dla końcowego rezultatu rehabi

litacji miał fakt, że silne, choć krótkotrwale działanie analgetyczne
ułatwiało zastosowanie bardziej intensywnego schematu kinezj^tera-

pii. Badania potwierdziły również pehie bezpieczeństwo i dobrą

tolerancję zabiegów - wśród leczonych pacjentów nie obserwowano

poważniejszych działań ubocznych krioterapii, a w odczuciu cho

rych zabiegi były ważną częścią całego programu rehabilitacji,

W innej pracy |661 krioterapii poddawano 36-sobową grupę

pacjentów (32 kobiety i 4 mężczyzn w wieku od 23 do 72 lat)

z aktywną postacią reumatoidalnego zapalenia stawów, Z badania
wyłączono chorych z niewydolnością serca, nerek i wątroby z orga
nicznymi chorobami ośrodkowego układu nerwowego oraz chorych
z obecnością zaburzeń czuciowo-ruchowych, zmian troficznych skó
ry i pozastawow\ch ognisk zapalnych. Pacjentom aphkowano dzie

sięć zabiegów krioterapii miejscowej na najbardziej bolesne
i obrzęknięte stawy. Zabiegi wykonywane przy użyciu urządzenia

144

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Kriopol polegały na zastosowaniu strumienia ciekłego azotu o tem
peraturze -160°C skierowanego na okoficę zmienionego zapalnie

stawu przez okres od 30 sekund do maksymalnie 3 minut. Po
zabiegu krioterapii chorzy byh poddawani kinezyterapii. W badaniu
anahzowano zmiany nasilenia obrzęku poprzez pomiar obwodu
stawu, zakres ruchów w leczonych stawach oraz siłę chwytu dłoni
za pomocą sfigmomanometru. Oceniano również subiektywne od

czuwanie bólu przy ruchach biernych oraz ucisku badanego stawu,
a także odczuwanie sztywności poraimej zmienionych chorobowo
stawów. Po zakończeniu cyklu dziesięciu zabiegów krioterapii

u chorych uzyskano ewidentne skrócenie czasu trwania sztywności

porannej, zmniejszenie obwodu stawów, zwiększenie siły chwytu

(w przypadku ręki prawej średnio o 31,327f, a ręki lewej - średnio

o 31,50%). Razi wyraźne zwiększenie zakresu ruchomości w obrę

bie zmienionych zapalnie stawów. Obserwowano również [3] ko
rzystny efekt przeciwbólowy stosowanej terapii.

Poprawę siły chwytu ręki u pacjentów z reumatoidalnym zapa

leniem stawów stwierdzaną już po pierwszym zabiegu krioterapii
miejscowej, jak i po dwóch tygodniach leczenia wykazano także
w pracy [50].

W innym badaniu [8] u 26 pacjentów z reumatoidalnym zapale

niem stawów w wieku od 23 do 72 lat wykonywano badania

elektromiograficzne siły mięśniowej po jednorazowym zabiegu miej
scowej krioterapii przy użyciu nadmuchu ciekłego azotu o tempera
turze w miejscu wylotu -180"C, aplikowanego przez 60 sekund na

chorobowo zmieniony staw nadgarstkowy i przedramię. Oceny siły
mięśniowej dokonywano przez określenie średnich gęstości zapisu
elektromiograficznego (EMG) uzyskanego w trakcie maksymalnego
wysiłku z mięśnia zginacza łokciowego nadgarstka lewego. Badanie
elektromiograficzne wykonane godzinę po zabiegu krioterapii miej

scowej wykazało zwiększenie siły mięśniowej wyrażające się wzro
stem gęstości i/lub wzrostem amplitudy zapisu wysiłkowego u 50%

pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów, przy braku podob
nego wzrostu u większości (60%) zdrowych osób z grupy kontrol-

145

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

nej. Uzyskanemu efektowi towarzyszyła wyraźna poprawa spraw
ności rucliowej ctiorycłi, zmniejszenie sztywności stawów i wyreiżne
zmniejszenie nasilenia bólu.

Z kolei w pracy [51] oceniano wpływ krioterapii miejscowej na

siłę mięśni zginających i prostujących staw kolanowy u pacjentów
z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Badanie zostało przeprowa
dzone na 134 stawach kolanowych u 68 pacjentów z reumatoidal
nym zapaleniem stawów w okresie II lub III wg Steinbrockera.
Krioterapia była stosowana u 48 chorych, pozostałych 20 pacjentów
stanowiących grupę kontrolną leczono terapulsem. Zabiegi kriote
rapii miejscowej były wykonywane dwukrotnie w ciągu dnia w od

stępach 3-godzinnych i trwały od 60 do 180 sekund. Po każdym
zabiegu krioterapii i terapulsu stosowano kinezyterapię. Po dwóch
tygodniach krioterapii u chorych stwierdzono większy wzrost siły
aktywnej mięśni w porównaniu z pacjentćmii leczonymi terapulsem.
Kontynuacja krioterapii przez kolejne dwa tygodnie spowodowała
dalsze zwiększenie siły aktywnej mięśni, natomiast siła pasywna
mięśni prostujących i zginających staw kolanowy po 2-tygodniowej
terapii uległa obniżeniu w obu grupach chorych, nie wykazując

znamiennych statystycznie różnic pomiędzy obiema grupami. Kon

tynuacja krioteraph przez kolejne dwa tygodnie spowodowała dalsze

zmniejszenie siły pasywnej mięśni.

W pracy [39] porównywano efekty stosowania zabiegów kriote

rapii miejscowej i leczenia z wykorzystaniem pasty borowinowej
u chorych z różnym stopniem zaawansowania reumatoidalnego
zapalenia stawów. Badanie objęło 78 chorych dobranych losowo do
dwóch grup, z których pierwsza poddawana była zabiegom z uży
ciem pasty borowinowej, a druga - krioterapii miejscowej. Analiza

końcowa dotyczyła 73 chorych, gdyż ze względu na wystąpienie

w trakcie obserwacji zaostrzenia choroby (wzrost OB} z pierwszej
grupy wykluczono dwóch pacjentów, a z drugiej trzech. Większość
badanych w obydwu grupach stanowiły kobiety, a średni wiek

pacjentów wynosił odpowiednio: w grupie pierwszej 53,0±11,6 lat,
w grupie drugiej 55,4±9,8 lat. W obydwu grupach pacjenci poddani

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

byli łącznie osiemnastu zabiegom w seriach obejmujących pięć

codziennych zabiegów w tygodniu z przerwą sobotnio-niedzielną.

W grupie pierwszej zabiegi polegały na stosowaniu okładów o tem

peraturze 38°C z pasty borowinowej na zajęte procesom chorobo
wym stawy, codziennie przez 30 minut. W drugiej grupie na okohcę
zmienionego chorobowo stawu aplikowano ciekły azot generowany

przez aparat Kriopol o temperaturze około -160°C, codziennie
przez 2-H3 minuty. Niezależnie od stosowanych metod fizykotera

peutycznych, pacjentów obydwu grup poddawano kinezyterapii

(obejmującej: ćwiczenia indywidualne bierne i czynne oraz ćwicze

nia zbiorowe z uwzględnieniem przede wszystkim stawów kończyn
górnych i dolnych) trwającej około 45-^60 minut dziennie. Ponadto
stosowano odpowiednio dobraną farmakoterapię, zależną od za
awansowania procesu zapalnego. Przed cyklem terapii oraz po jego
zakończeniu u chorych wykonywano 100-punktowy test funkcjonal
ny układu ruchu oceniający wszystkie stawy kończyn dolnych
i górnych oraz badano nasilenie obrzęków w każdym stawie zajętym

procesem chorobowym w skah od O do 3 punktów (maksymalnie 72
punkty), natężenie bólu w każdym zmienionym chorobowo stawie

w skah od O do 3 punktów (maksymalnie 72 punkty) oraz poranną
sztywność stawową łącznie we wszystkich stawach (również w skali
od O do 3 punktów). Im lepszy był stan funkcjonalny stawów, tym
większą ilość punktów przyznawano. Niezależnie od prób czynnoś
ciowych, w obu grupach chorych zarówno przed, jak i po zakończe

niu cyklu zabiegów wykonywano badania laboratoryjne krwi: OB
oraz morfologię z oceną liczby płytek krwi. W wyniku zastosowane
go cyklu zabiegów w obu grupach chorych stwierdzono znamienne
statystycznie zmniejszenie nasilenia dolegliwości bólowych stawów
i zmniejszenie nasilenia obrzęków, a także poprawę zakresu rucho
mości w zmienionych zapalnie stawach. Równocześnie w obydwu

grupach chorych obserwowano spadek wartości OB, znamienny
statystycznie jedynie w grupie leczonej okładami z pasty borowino
wej, zwłaszcza w przypadku znacznego zaawansowania zmian sta
wowych.

147

Zastosowanie zimna w medycynie ~ kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Bardzo dobry efekt przeciwbólowy leczenia zimnem wykazano

również w pracy [113], w której u pacjentów z reumatoidalnym
zapaleniem stawów krioterapię stosowano w ramach kompleksowej
terapii usprawniającej oraz w pracy [1], w której 23 pacjentów
poddano miejscowej krioterapii przy użyciu aparatu Kriosan z za
stosowaniem par ciekłego azotu aplikowanych na wszystkie bolesne
stawy i u większości obserwowano zmniejszenie dolegliwości bólo

wych ocenianych w specjalnie opracowanej skali punktowej.

Korzystny wpływ temperatur kriogenicznych wykazano również

u dzieci z dysfunkcją stawów biodrowych i kolanowych w przebiegu

młodzieńczego przewlekłego zapalenia stawów [32]. Badaniem zo
stało objętych 40 dzieci w wieku 7-^18 lat, u których nie stosowano
w ciągu ostatnich dwóch miesięcy fizykoterapii. W czasie badania
nie zmieniano dotychczasowego leczenia farmakologicznego. Cho
rych poddano fizykoterapii w formie krioterapii bądź terapulsu,
a następnie kinezyterapii. Po 2-tygodmowym okresie leczenia po
równanie skuteczności terapeutycznej krioterapii miejscowej i tera
pulsu przemawiało zdecydowanie na korzyść krioterapii.

Niezależnie od poprawy stanu klinicznego chorych związanego

z silnjmi działaniem przeciwbólowym i przeciwobrzękowym prowa
dzącym do poprawy sprawności i zakresu ruchów zmienionych

zapalnie stawów, istotne znaczenie dla końcowego efektu leczenia
u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów ma potencjalny
wpływ krioterapii na czynność układu immunologicznego. Wyniki
badań w tym zakresie są niejednoznaczne, W pracy [95], w której

działaniu temperatur kriogenicznych poddawano grupę zdrowych
ochotników, nie stwierdzono istotnych zmian stężenia białka C-re
aktywnego, seromukoidu oraz stężenia białka całkowitego w sto
sunku do wartości wyjściowych przed cyklem krioterapii. Badania

innego ośrodka [35] wykazały, że 3-tygodniowy cykl krioterapii

miejscowej nie wywołuje u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem
stawów znamiennych różnic stężenia seromukoidu oraz udziału
frakcji globulin w porównaniu do wartości wyjściowych, sprzed
krioterapii. Natomiast w badaniach [111] pacjentów z reumatoidal-

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

1 ^

nym zapaleniem stawów po 2-tygodniowym cyklu krioterapii ogól
noustrojowej uzyskano znamienne statystycznie obniżenie stężenia

seromukoidu oraz wzrost udziału frakcji globulin w proteinogra-
mie.

Choroba zwyrodnieniowa stawów

Zmiany zwyrodnieniowe stawów o różnym podłożu i towarzyszą

ce im dolegliwości stanowią jedno z podstawowych wskazań do
stosowania krioterapii - zarówno miejscowej, jak i ogólnoustrojo
wej. Rodzaj stawu zajętego procesem zwyrodnieniowym wydaje się

być bez znaczenia dla możliwości wykorzystania terapii zimnem

oraz jej skuteczności, gdyż korzystne efekty lecznicze uzyskiwano
bez względu na lokalizację i wielkość stawów poddawanych kriote

rapii.

W pracy [21] krioterapii miejscowej poddawano grupę 30 osób

(17 kobiet i 13 mężczyzn w wieku 25-^70 lat), u których rozpoznano
zmiany zwyrodnieniowe stawów biodrowych i/lub kolanowych

w przebiegu choroby zwyrodnieniowej lub reumatoidalnego zapale
nia stawów. Krioterapia miejscowa była stosowana w następujących
trzech wariantach: zabieg aplikowany na chorą okolicę, zabieg
aplikowany na okolicę lędżwiowo-krzyżową oraz zabieg aplikowany

jednocześnie w miejscu chorym i na okolicę lędżwiową-krzyżową.

Wykazano, że każdy z wariantów zabiegów krioterapii wywoływał

wyraźny efekt przeciwbólowy oraz poprawę ruchomości chorych
stawów z towarzyszącą mu reakcją ze strony naczyń skórnych
o dwóch różnym nasileniu.

Autorzy kolejnej pracy [17] oceniali wpływ zastosowania miej

scowej krioterapii na wielkość obrzęku chorego stawu kolanowego,

zakres ruchomości czynnej i biernej w zmienionym stawie oraz

subiektywne odczuwanie bólu. Do badania włączono 24 kobiety
w wieku 45-^72 lat z chorobą zwyrodnieniową stawów kolanowych
(jednego lub obu). Zmiany zwyrodnieniowe w 10 przypadkach miały
podłoże pourazowe, w czternastu pozostałych były spowodowane

reumatoidalnym zapaleniem stawów. U przeważającej części cho-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

150

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

pacjentek zgłaszających tę dolegliwość przed terapią. W teście

klęku prostego przed zabiegiem wszystkie chore odczuwały ból,

a po zabiegach krioteraph jedynie sześć pacjentek odczuwało ból

przy przejściu do klęku, 14 - w czasie klęku, a 16 przy wstawaniu
z klęku. Korzystny okazał się również efekt przeciwbólowy zabie
gów - wszystkie chore odczuwały znaczne zmniejszenie nasilenia
dolegliwości bólowych pod postacią przejścia ze stopnia bólu nie do
wj^rzymania w ból silny lub łagodny wg skali Laitinena. Po
zabiegach poprawie uległ także chód pacjentek - większość z nich
przestała utykać, a cztery spośród sześciu przestały używać kul.

Z kolei w pracy [33] miejscową krioterapię wykorzystano u 35

chorych ze zmianami zwyrodnieniowymi stawów kolanowych (u 14

chorych zmiany dotyczyły obu stawów, a u pozostałych - jednego).

W wyniku zastosowania cyklu przeciętnie 15 codziennych zabiegów
kriostymulacji trwających 3 minuty na każdy staw z następową
kinezyterapią uzyskano znaczny wzrost siły mięśni prostowników,
a w nieco mniejszym stopniu również zginaczy stawu kolanowego,
przewyższający prawie 3-krotnie odpowiednie wartości w grupie
chorych poddanych tradycyjnej fizykoterapii obejmującej oltłady
parafinowe, naświetlanie promieniami IR, ultradźwięki i impulso
we pole magnetyczne wielkiej częstotliwości. Obserwowano przy
tym indywidualne różnice przyrostu siły mięśniowej, które prawdo
podobnie były uwarunkowane stopniom zaawansowania procesu
zwyrodnieniowego stawów kolanowych.

W badaniach 1301 wykazano, że temperatmy kriogeniczne wyka

zują również korzystny wpływ terapeutyczny u pacjentów ze zmia
nami zwyrodnieniowymi stawów kręgosłupa szyjnego. U trzydzie
stu chorych z zespołami bólowymi szyjnego odcinka kręgosłupa
i typowym promieniowaniem bólu do potylicy lub kończyn górnych
stosowano przez sześć tygodni krioterapię w postaci zimnych okła
dów żelowych z następową kinezyterapią lub zabiegi cieplne z iden
tyczną kinezyterapią. W grupie chorych, u których zastosowano
leczenie zimnem, stwierdzono znacznie intensywniejsze ustępowanie

151

rych występowały zaburzenia chodu wynikające z silnych dolegU-

wości bólowych. Sześć pacjentek poruszało się przy pomocy kul,

czternastu chorych wyraźnie utykało, a u jedenastu pozostałych

występował chód kołyszący. Wszystkie chore poddano cyklowi dzie
sięciu zabiegów krioterapii miejscowej w połączeniu z ćwiczeniami
usprawniającymi. Badanie pacjentek obejmowało: pomiar obwodów
stawu kolanowego odpowiednio nad rzepką, przez środek rzepki
i pod rzepką, pomiar długości względnej i bezwzględnej kończyny,

ocenę zakresu ruchomości czynnej i biernej stawu kolanowego przy

użyciu goniometru, wykonaniu testów czynnościowych polegają

cych na wchodzeniu po schodach i schodzeniu w dół oraz wykona
niu klęku prostego i przysiadów. W czasie testów czynnościowych
chore określały stopień nasilenia bólu według 5-stopniowej skali

Laitinena, a dystans określano liczbą stopni lub przysiadów wyko
nanych przed wystąpieniem bólu. W trakcie zabiegów trwających
każdorazowo 3 minuty na staw kolanowy chorej kończyny ułożonej
w pozycji 25% zgięcia w stawie kolanowym kierowano strumień
mieszanki rozpylonego ciekłego azotu i powietrza o temperaturze -

190°C za pomocą specjalnego aphkatora z odległości 10-^20 cm. Po

zakończeniu krioterapii miejscowej stosowano kinezyterapię w for
mie ćwiczeń stawu kolanowego w odciążeniu, ćwiczeń izometrycz-
nych mięśnia czworogłowego oraz ćwiczeń czynnych zginaczy i pro

stowników stawu kolanowego.

Po dziesięciu zabiegach krioterapu miejscowej z następową kine

zyterapią u pacjentek uzyskano zmniejszenie nasilenia obrzęku
chorego stawu wyrażające się zmniejszeniem obwodów stawów

średnio o około jeden cm. Ponadto u chorych zaobserwowano

wyraźne zwiększenie zakresu ruchomości chorego stawu. W teście

czynnościowym „chodzenie po schodach" wykazano jedynie

u dwóch chorych ból podczas wchodzenia po schodach, a u siedmiu
- podczas schodzenia, podczas gdy przed zabiegami wszystkie chore

odczuwały w trakcie testu dolegliwości bólowe. W czasie testu

przysiadów tylko cztery pacjentki skarżyły się na ból w pierwszej

fazie przysiadu, a siedem w drugiej fazie w porównaniu do 23

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

133

trzy dni zaostrzenia choroby stosowano wyłącznie krioterapię miej
scową, naprzemiennie w formie nawiewu parami ciekłego azotu
0 temperaturze od -160°C do -140°C oraz w formie okładów z lodu.

W ciągu dnia pacjenci byh poddawani czterem zabiegom krioterapii
miejscowej, a przerwy pomiędzy wymienionymi powyżej formami

krioterapii wynosiły trzy godziny. Od czwartego dnia u chorych

stosowano jedynie farmakoterapię z użyciem kolchicyny w średniej
dawce 2 mg dziennie. Wyniki badania potwierdziły, że krioterapia

miejscowa powoduje krótkotrwałe zmniejszenie nasilenia miejsco

wego odczynu zapalnego, jednak nie przerywa napadu dny. Stoso
wanie kolchicyny daje wyraźnie trwalszy efekt niż miejscowa krio
terapia.

Choroby na tle zaburzeń struktury kostnej

W pracy [34] badano wpływ krioterapii miejscowej u pacjentów

z chondromalacją rzepki. Badaniem objęto 23 chorych w wieku od

14 do 40 lat. U każdego pacjenta stosowano przez 3 tygodnie cykl

codziennych, 3-minutowych zabiegów krioterapii na staw kolanowy
1 mięśnie uda. Bezpośrednio po kriozabiegach pacjenci byli podda
wani ćwiczeniom o charakterze statycznym i dynamicznym oszczę
dzających chrząstkę. Do oceny wyników leczniczych stosowano:
próbę chodzenia do 1 km, próbę wchodzenia i schodzenia ze
schodów do I piętra, test Waldrona (test dynamiczny), objaw Clarka
(test statyczny) oraz objaw Frunda (test opukiwania). Ustąpienie
dolegliwości bólowych stwierdzono u 47,8-:-87,0% chorych, w zależ
ności od stosowanego testu. Wydaje się, że ustąpienie bólu lub jego
zmniejszenie u tych chorych może świadczyć pośrednio o pobudza

jącym wpływie skojarzonego stosowania krioterapii i kinezyterapii

na syntezę substancji międzykomórkowej chrząstki i stymulację

tworzenia blizny chrzęstno-wlóknistej.

W innej pracy [55] leczeniu za pomocą 2-minutowycb zabiegów

krioterapii miejscowej z następowym cyklem ćwiczeń usprawniają
cych poddano 25 chorych z zesp(rfem bólowym w przebiegu osteoma-
lacji stawu rzepkowo-udowego. Oceniano występowanie objawów

objawów wzmożonego napięcia mięśni przykręgoshipowych, co
wpływało na wyraźne obniżenie u nich progu odczuwania bólu.

Leczenie zimnem znalazło także zastosowanie w terapii zmian

zwyrodnieniowych stawów towarzyszących skazom osoczowym.

W pracy [58] wykazano, że temperatury kriogeniczne wykazują

dużą efektywność w rehabilitacji chorych z artropatia hemofilową,

u których usprawniane innymi metodami stwarza znaczne proble
my ze względu na możhwosci powikłań wynikających z choroby

podstawowej.

Zapalenia okołostawowe

Pozytywne rezultaty uzyskano stosując krioterapię miejscową

z wykorzystaniem par ciekłego azotu o temperaturze - I T C C u 15

chorych z zespołem bolesnego barku w przebiegu periarthntis

kumeroscapularis

[7]. U każdego pacjenta cykl leczenia obejmował

20 codziennych zabiegów miejscowej kriostymulacji trwających

3 minuty z następową gimnastyką leczniczą trwającą każdorazowo
30-60 minut i obejmującą początkowo ćwiczenia czynne w odciąże
niu stawu barkowego, a następnie, w dalszym etapie rehabiUtacji -
także ćwiczenia wspomagane. W wyniku zastosowanej terapii uzy

skano poprawę zakresu ruchów w stawie barkowym (najwyraźniej-
szą w zakresie ruchu zginania, następnie ruchów odwodzenia,
a najsłabszą w zakresie ruchów rotacji), która pomimo, że nie
doprowadziła do wartości fizjologicznych, pozwoliła na uzyskanie
użytecznych zakresów ruchu wystarczających dla bezbólowego
wykonywania podstawowych czynności. Wspomniany efekt terapeu

tyczny spowodował wyraźne zniesienie bólu, umożliwiając wczesne

wprowadzenie ćwiczeń leczniczych oraz przyczyniając się do pozy

tywnej subiektywnej oceny stosowanej terapii.

Dna moczanowa

Przeprowadzone dotychczas obserwacje khniczne wykazały ko

rzystny wpływ krioterapu na zmniejszenie odczynu zapalnego
w przebiegu napadu dny moczanowej. Badaniem [37] objęto dziesię
ciu chorych z napadem dny moczanowej, u których przez pierwsze

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

tów z pierwotną fibromialgia stosowano na okolicę barków i kręgo
słupa szyjnego krioterapię miejscową w postaci 10-minutowego

nawiewu parami ciekłego azotu o temperaturze -150°C raz dziennie
przez dwa tygodnie, a następnie kinezyterapię. Po zakończonym
cyklu leczenia u wszystkich chorych obserwowano znamienną sta
tystycznie poprawę w zakresie nasilenia bólu i sztywności mięśni

oraz uczucia zmęczenia.

Z kolei w pracy [89] u pacjentów z uogólnioną fibromialgia

porównano skuteczność leczniczą krioterapii ogólnoustrojowej

! okładów borowinowych. Efektywność terapii oceniano w oparciu

o subiektywne odczucie nasilenia bólu w analogowej skali wzroko

wej i na podstawie wartości tzw. wskaźnika bólu, a także w oparciu
o wyniki dolorymetrii prowadzonej w 24 punktach pomiarowych
wrażhwości na bolesność uciskową. U chorych poddanych kriotera
pii stwierdzono znamienną poprawę w zakresie wartości pomiarów
dolorymetrycznych oraz zmniejszenie subiektywnego odczucia nasi

lenia bólu utrzymującego się przez 2 godziny po zakończeniu
aplikacji zimna oraz występującego w zauważalny sposób jeszcze po
24 godzinach od zakończenia kriostymulacji. Natomiast u chorych
poddanych działaniu okładów borowinowych obserwowano jedynie
dyskretne obniżenie wartości wskaźnika bólu występujące bezpo
średnio po zakończeniu zabiegu.

W innej pracy tego ośrodka [88] 37 chorych z fibromialgia

pierwotną (32 kobiety i 5 mężczyzn w wieku 25-64 lat) poddano
kompleksowemu programowi leczenia obejmującemu uogólnioną
krioterapię w postaci nawiewu parami ciekłego azotu i powietrza
0 temperaturze -150''C stosowaną dwa razy dziennie przez 3-^5
minut, masaż klasyczny, gimnastykę ogólną oraz ćwiczenia ogólne
w basenie kąpielowym. Przed terapią i po czterech tygodniach kom
pleksowego leczenia oceniano intensywność bólu za pomocą wizual
nej skah analogowej VAS, bolesność anatomicznych punktów tender

points

przy użyciu dolorymetru, intensywność objawów wegetatyw

nych i funkcjonalnych w skali punktowej (uczucie zimnych rąk
1 stóp, suchość w jamie ustnej, nadmierne pocenie się, zawroty głowy

155

chondromalacji rzepki oraz czynność stawu kolanowego z zastoso

waniem skali S. Wernear. U większości chorych po zastosowaniu
kriostymulacji uzyskano ustąpienie lub znaczne złagodzenie dolegli
wości bólowych, co pozwoliło na wczesne podjęcie leczenia uspraw

niającego i doprowadziło do wzmocnienia siły prostowników stawu
kolanowego.

Korzystne efekty krioterapii pod postacią silnego działania prze

ciwbólowego, zmniejszenia wzmożonego napięcia mięśniowego,

zwłaszcza w zakresie mięśni przy kręgosłupowych oraz poprawy
sprawności narządu ruchu, w tym gównie kręgosłupa, wykorzysty
wane są także w leczeniu osteoporozy [49], Występujące pod wpły

wem krioterapii zmniejszenie nasilenia bólu i regulacja napięcia
mięśniowego grup mięśniowych w obrębie kręgosłupa, pośladków
i brzucha sprzyja utrzymywaniu poprawnej postawy i zapobiega
Idinowaceniu trzonów kręgosłupa prowadzącemu do nieodwracalnej
deformacji sylwetki u chorych z osteoporozą.

Fibromialgia

W leczeniu fibromialgii - obok szeroko stosowanej farmakotera

pii ukierunkowanej gównie na łagodzenie dolegliwości bólowych
towarzyszących tej jednostce chorobowej - coraz częściej stosowane
są metody fizykalne, pozwalające nie tylko na zmniejszenie dolegli
wości bólowych, ale również na skuteczną redukcję przewlekłego

zmęczenia, poprawę siły mięśniowej oraz ehminację zaburzeń snu
i ogólnego osłabienia, będących konsekwencją przewlekle toczącego
się procesu chorobowego.

Korzystne działanie lecznicze zarówno miejscowej, jak i ogólno

ustrojowej krioterapii, która, włączona do kompleksowego leczenia

następstw fibromialgii, wywoływała silny efekt przeciwbólowy po

wodujący zmniejszenie nasilenia zarówno miejscowych, jak i uogól

nionych dolegliwości bólowych i przyczyniła się do skutecznego
spowolnienia przebiegu choroby, wykazano m.in. w pracy [71].

Przydatność temperatur kriogenicznych w leczeniu fibromialgii

potwierdzono także w badaniu [87], w którym u dwudziestu pacjen-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskick temperatur

1 ^

zaburzenia snu, zaparcia lub biegunki, uczucie niemiarowej pracy
serca, uczucie braku powietrza, parestezje, dolegliwości dysuryczne,

bóle ^owy lub migrena), ruchomość kręgoshipa (pomiar odległości

palce-podloga, ruchomość odcinka lędźwiowo-krzyżowego - objaw

Schobera, ruchomość boczna - objaw Domniana), a także siłę
mięśniową ocenianą za pomocą dynamometru (siła izometryczna, siła
izokinetyczna, wytrzymałość i praca mięśni). Wykazano znanuenne

zmniejszenie intensywności odczuwanego bólu (o prawie 25%), nie-
znamienne zmniejszenie wrażliwości badanych tender points, zmniej
szenie intensywności objawów wegetatywnych i funkcjonalnych, nie
znaczne zwiększenie ruchomości bocznej kręgosłupa i zmniejszenie
odległości palec-podłoga, a także zwiększenie siły izometrycznej i izo-
kinetycznej oraz wytrzymałości i wartości parametrów odpowiadają

cych pracy mięśniowej.

Pourazowe schorzenia narządu ruchu i powikłania pooperacyjne

Krioterapia od dawna stosowana jest jako metoda lecznicza

w przypadku pourazowych schorzeń narządu ruchu.

W pracy [1181 u 60 chorych z wczesnym pourazowym zanikiem

kostnym (zespół Sudecka) w 1 i II okresie choroby po złamaniach
kości promieniowej, kości nadgarstka i ręki, obu kostek kończjmy

dolnej, kości piętowej oraz innych kości stopy stosowano serię 20
zabiegów krioterapu miejscowej. Zabiegi trwające 2-=-4 minuty wy
konywano raz dziennie. Bezpośrednio po zabiegu pacjenci wykony-
wah ćwiczenia czynne chorej kończyny. Ponadto chorym zalecano

stosowanie w domu okładów z lodu na schładzane miejsca w okresie
sześciu godzin po kriozabiegu. U większości chorych w badaniu
rentgenowskim wykonanym w 6-^8 tygodniu od momentu rozpoczę
cia leczenia stwierdzono ustąpienie plamistego zaniku oraz zdecydo

waną poprawę uwapnienia kości, z odtworzeniem prawidłowej
struktury beleczkowatej.

W innej pracy [116] analizowano lecznicze działanie krioterapii

miejscowej u chorych, u których rozpoznano algodystrofię w na

stępstwie urazu kończyny górnej, uprzednio leczonego zachowaw-

czo.

Badaniem zostało objętych 113 pacjentów, u których oceniano

rozmiar obrzęku w obrębie ręki i przedramienia, stanowiącego jeden

z głównych objawów algodystrofii. W wyniku zastosowania kriote
rapii miejscowej na chorobowo zmienione miejsce uzyskano wyraź

ne zmniejszenie nasilenia obrzęku w porównaniu z leczeniem zacho

wawczym.

W badaniu [92] oceniano natomiast skuteczność krioterapii jako

niefarmakologicznej metody zwalczania bólu u pacjentów po artro-
skopowych zabiegach na stawie btirkowym. Pacjenci poddawani
krioterapii rzadziej odczuwali w okresie pooperacyjnym bolesność
barku oraz zaburzenia snu, a także zgłaszali mniejsze nasilenie

dolegliwości bólowych. Efekt przeciwbólowy wystąpił już po pierw
szej aplikacji zimna, W dalszych dniach po zabiegu chorzy poddani

krioterapii zdecydowanie lepiej tolerowali rehabiUtację i chętniej się

jej poddawali, Krioterapia może więc stanowić również cenne uzu

pełnienie leczenia zabiegowego układu ruchu jako pomoc w uśmie
rzaniu bólu pooperacyjnego oraz rehabihtacji,

Z kolei w pracy [2] miejscowej krioterapii poddano 24 chorych

po operacyjnym protezowaniu stawów kolanowych i biodrowych,
W wyniku schłodzenia powierzchni skóry operowanych kończyn do
8°C w okresie pooperacyjnym uzyskano ponad 50-procentowe
zmniejszenie zapotrzebowania na leki analgetyczne oraz ponad 20-
procentowe zwiększenie zakresu ruchów czynnych w operowanych
stawach, W innej pracy [67] u 41 chorych w okresie 3-5 tygodni po
protezoplastykach stawów kolanowych miejscową krioterapię zasto
sowano w ramach kompleksowego leczenia obejmującego ponadto

ćwiczenia izometryczne mięśnia czworogłowego, a następnie czyn-
no-bierne i czynne ćwiczenia wyprostu i zginania. U ponad połowy
chorych poddanych miejscowej krioterapii uzyskano zmniejszenie
deficytu czynnego wyprostu protezowanych kolan o około 10% oraz
zwiększenie zakresu ruchu zgięcia stawów kolanowych średnio
o 20%.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

działania zabiegu kriotestymulacyjnego i intensyfikację następowej
kinezyterapii.

Nie bez znaczenia są również odczucia pacjentów podczas

aplikaqi zimna; w większości znaszają oni przyjemne rozluźnienie,
zmniejszenie odczucia bólu i uczucie ciepła w schładzanych kończy
nach. W pracy [112], badając wpływ zimna aplikowanego poprzez

zastosowanie specjalnie skonstruowanego koca cłiłodzącego na spa
styczne kończyny, stwierdzono efekt rozluźnienia mięśni utrzymują
cy się nawet do dwóch tygodni od zakończenia krioterapii. W wyko
nanych badaniach elektromiograficznych obserwowano poprawę

czynności bioelektrycznej mięśni pod postacią skrócenia czasu wy
stąpienia relaksacji mięśnia po jego maksymalnym skurczu. U pa
cjentów po zabiegu krioterapii obserwowano również poprawę fazo-
wości chodu w zapisie EMG.

Podobny efekt obniżenia patologicznie wzmożonego napięcia

mięśniowego wykazano także u chorych po udarze mózgu, u któ
rych stosowano zabiegi schładzania spastycznych kończyn górnych

przez 10-^15 minut w temperaturze -8°C [102]. Zastosowana forma

leczenia zimnem powodowała u tych chorych znaczne zmniejszenie

napięcia mięśni kończyny, co ułatwiało prowadzenie rehabilitacji

ruchowej.

Również badania [12| u chorych z objawami uszkodzenia ośrod

kowego układu nerwowego poddawanych kompleksowej rehabilita

cji dowiodły skuteczności krioterapii stosowanej w celu uzyskania
długotrwałego (trwającego nawet do kilku godzin) rozluźnienia
patologicznie napiętych mięśni, co znakomicie poprawiało skutecz
ność kinezyterapii u tych pacjentów.

W badaniach kolejnego ośrodka [76,77| kriostymulację włączono

do ogólnego schematu terapii jako integralną część rehabilitacji

u chorych ze spastycznością na tle uszkodzenia ośrodkowego ukła

du nerwowego o różnej etiopatologii, głównie z niedowładem spa-

stycznym po udarze mózgowym. Krioterapię w formie schładzania

kończyn parami azotu stosowano dwa razy dziennie przez 3 minuty,

a cały cykl zabiegów trwał przeciętnie 3 tygodnie. U pacjentów

158

159

Choroby układu n e r w o w e g o ;ij

Krioterapia, a szczególnie krioterapia ogólnoustrojową, jest co

raz częściej wykorzystywana w leczeniu oraz rehabilitacji schorzeń

o podłożu neurologicznym.

Choroby ośrodkowego układu nerwowego

ze wzmożoną spastycznością '

Do leczenia spastyczności będącej następstwem uszkodzenia

ośrodkowego układu nerwowego od dawna używano metod fizykal
nych, w tym również termoterapii. Metody takie jak elektrostymu-
lacja, zabiegi cieplne i kriostymulacja znakomicie sprawdzają się

jako czynniki obniżające patologiczne napięcie mięśniowe. Mają one

tę przewagę nad farmakoterapią, że pozwalają na wybiórcze obniże
nie napięcia spastycznych grup mięśniowych bez wpływu na mięśnie

zdrowe, co pozwala uniknąć wielu działań ubocznych związanych ze

stosowaniem leków obniżających tonus mięśniowy i - co nie mniej
istotne - sprzyja skutecznej rehabilitacji.

Większość badaczy jest zgodna co do tego, że skuteczność zimna

w leczeniu spastyczności znakomicie przewyższa efekty obserwowa

ne w wyniku ogrzewania mięśni. W celu zmniejszenia patologicznie

wzmożonego napięcia mięśniowego z powodzeniem stosowano

chłodną wodę, zimne okłady czy też masaże kostką lodu. Dobre
efekty uzyskiwano również schładzając spastyczne kończyny przy

użyciu specjalnie skonstruowanego koca chłodzącego, mieszaniny
wody z lodem i wody z alkoholem etylowym oraz chlorku etylu czy
par gazów (najczęściej azotu) [56].

W przypadku zaburzeń o podłożu neurologicznym - podobnie

zresztą jak i w innych schorzeruach - forma stosowanego zimna
oraz miejsce i sposób jego aplikacji muszą być dostosowane do
występujących u chorego objawów i indywidualnego stopnia tole

rancji niskiej temperatury. Indywidualizacja schematu krioterapii —
z uwzględnieniem nie tylko rodzaju schorzenia, ale również moty

wacji i możliwości pacjenta - pozwala na optymalne wykorzystanie

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

leczonych zimnem doszło do znamiennego obniżenia patoiogicznego
napięcia mięśniowego, zwięłtszenia prędkości chodu oraz poprawy
sprawności ruchowej chłodzonych kończyn ocenianej przy użyciu
skali Brunnstrom. W grupie chorych o podobnej charakterystyce
badano również skuteczność kriostymulacji z wykorzystaniem stru

mienia zimnego powietrza o temperaturze -35°C i regulowanym
przepływie. Obserwowane po zabiegach zmniejszenie spastyczności,

średnio o jeden stopień w skali Ashwortha, utrzymywało się u więk
szości pacjentów przez około 3 godziny.

Na podstawie wieloletnich obserwacji klinicznych oraz przepro

wadzonych badań elektromiograficznych wykazano, że leczenie ni
skimi temperaturami wywiera korzystny wpływ nie tylko na spa-

styczność mięśni, ale także na zmniejszenie nasilenia klonusów
mięśniowych i osłabienie odruchu rozciągania [161. Według autorów
tej pracy, w leczeniu patologicznego tonusu mięśniowego powinna

być stosowana w pierwszym rzędzie termoterapia z wykorzystaniem

zimna lub ciepła, zależnie od indywidualnego zapotrzebowania dane

go pacjenta, a farmakoterapia dopiero w ostateczności. Istotnym

ograniczeniem wykorzystania metod fizykalnych w tych przypad

kach jest jednak zapewnienie dostępu do specjalistycznego sprzętu

i udziału personelu medycznego oraz trudności w samodzielnym

stosowaniu tej formy leczenia w domu pacjenta.

W innych badaniach obserwowano również korzystny wpływ

krioterapii miejscowej na wzrost siły mięśniowej. W pracy L8]

przeprowadzono badania neurofizjologiczne u pacjentów z reumato
idalnym zapaleniem stawów, u których na nadgarstek i przedramię
aplikowano zimno w postaci par azotu o temperaturze -180°C.
W wykonanym następnie wysiłkowym zapisie elektromiograficznyra

zanotowano wzrost gęstości zapisu EMG, co świadczy o poprawie

siły skurczu badanych mięśni.

Metody kriostymulacji w formie schładzania niedowładnych koń

czyn przepływającą wodą o temperaturze od 9,4''C do 11,1°C przez

30 minut znalazły także zastosowanie w łagodzeniu objawów bolo-

wych i obrzęku w zakresie dotkniętej niedowładem ręki u pacjen

tów po udarze mózgu 1681-

Dla ostatecznej oceny przydatności krioterapii w leczeniu cho

rych z patologiczną spastycznością istotne znaczenie ma fakt, że
metoda ta jest niemal całkowicie pozbawiona efektów ubocznych

obserwowanych często w przypadku stosowania farmakoterapii czy
zabiegów chirurgicznych. W pracy [76,77] opisującej wyniki kilku

nastoletnich doświadczeń w stosowaniu kriostymulacji w przebiegu

rehabilitacji pacjentów z uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwo
wego jedynie w pojedynczych przypadkach stwierdzono konieczność
zaprzestania leczenia w związku ze zgłaszanym przez chorych

uczuciem zimna utrzymującym się przez kilka godzin po zabiegach

krioaplikacji. Nie obserwowano też żadnych poważnych powikłań

ani objawów ubocznych stosowanej terapii, a wręcz przeciwnie -
zabiegi fizykalne pomagały w pełnej realizacji planowanego progra

mu rehabilitacji.

Ze względu na fakt skuteczności zabiegów krioterapeutycznycb

u pacjentów z objawami spastyczności niezależnie od jej patomecha-
nizmu, podejmowane są próby leczenia zimnem również w przy
padku spastyczności pochodzenia rdzeniowego, między innymi
w przebiegu mielopatii szyjnej, ropnia rdzenia kręgowego czy po
operacjach guzów rdzenia i mózgu, a także po urazach czaszkowo-

mózgowych [57].

Choroby krążka międzykręgowego - dyskopatie

Ze względu na potwierdzone w przypadku chorych ze schorze

niami reumatoidalnymi i zwyrodnieniowymi stawów kręgosłupa
działanie przeciwbólowe, przeciwobrzękowe i miotonolityczne krio
terapii miejscowej i ogólnoustrojowej, podejmowane są próby lecze
nia zimnem także innych schorzeń o podobnej symptomatologii,

wśród których poważny problem terapeutyczny stanowi dyskopatia,
szczególnie w zakresie lędźwiowego odcinka kręgosłupa. W przebie

gu tego schorzenia dochodzi do ucisku i przemieszczenia, a w kon

sekwencji - do przekrwienia i obrzęku korzeni nerwowych z silnym

160

161

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

162

163

odczynem bólowym. Obserwuje się także odruchowy przykurcz
mięśni przykręgoshipowych będący przyczyną ograniczenia rucho

mości kręgoshipa oraz wtórnego nasilenia dolegliwości bólowych.

W pracy [981 badano skuteczność krioterapii w leczeniu zespo

łów bólowych w grupie 163 chorych z lędźwi owo-krzyżowy mi zespo

łami korzeniowymi w przebiegu zmian zwyrodnieniowych kręgosłu

pa powikłanych przepuklinami dyskowymi. U pacjentów oceniano
stopień nasilenia dolegliwości bólowych, stopień ograniczenia
zakresu ruchów kręgosłupa lędźwiowego, napięcie mięśni przykrę
goshipowych i stopień powrotu funkcji korzeni nerwowych na
podstawie badania neurologicznego przed i po kompleksowym postę
powaniu leczniczo-rehabilitacyjnym obejmującym również stosowa

nie zimna. Wśród pacjentów wyróżniono podgrupy w zależności od
postaci zespołu bólowo-korzeniowego. Zabiegi kriostymulacji stoso

wano zarówno na całe ciało pacjenta (2-^3 minuty w temperaturze
poniżej -100°C), jak i miejscowo na odcinek lędźwiowy kręgosłupa

(nadmuch powietrza schłodzonego ciekłym azotem do temperatury

-130°C). Zastosowanie krioterapu w ramach kompleksowej rehabi

litacji powodowało znacznie lepsze efekty leczenia zarówno w zakre
sie zmniejszenia bólu, jak i zwiększenia ruchomości kręgosłupa
lędźwiowego u chorych z dominującjTn zespołem korzeniowym.

Podobnych różnic nie stwierdzono natomiast w przypadku zespołu

rzekomokorzeniowego. Na podstawie uzyskanych wyników wysu

nięto wniosek, że chociaż krioterapia nie może być metodą leczniczą
rutynowo stosowaną w terapii zmian zwyrodnieniowych lędźwiowe
go odcinka kręgosłupa, to jest ona wskazana u tych pacjentów,

u których dominują dolegliwości o charakterze bólów korzeniowych
z czynnościowym ograniczeniem ruchomości kręgosłupa. Potwier
dzono rówTueż bardzo dobrą tolerancję tej metody fizykalnej —

po zabiegach miejscowych nie stwierdzono żadnych powikłeiń,
a w przypadku schładzania całego ciała jedynie u trzech pacjentów
obserwowano drobne zmiany skórne o charakterze odmrożeń.

Pozytywne działanie lecznicze temperatur kriogenicznych wyka

zano również w pracy [85J, w której krioterapię stosowano u 15

chorych, u których doszło do powikłań w postaci wytworzenia
okołokorzeniowej blizny kanału kręgowego po operacyjnym lecze
niu z powodu dyskopatii lędźwiowego odcinka kręgosłupa, uprzed

nio bezskutecznie leczonych innymi metodami fizykalnych. Ocenę

działania przeciwbólowego wykonywano za pomocą kwestionariu

sza bólu według Laitinena. Po krioterapii u dwóch chorych uzyska

no bardzo dobry efekt przeciwbólowy, u jedenastu zadowalający

i dobry, natomiast jedynie u dwóch chorych nie uzyskano poprawy.

We własnych, nie publikowanych dotychczas badaniach kriotera

pię stosowano u czterdziestu kolejnych chorych z zespołem bolesne

go grzbietu na podłożu zmian dyskopatycznych, leczonych w Gór

nośląskim Centrum Rehabilitacji i Medycyny Fizykalnej w Rudzie

Śląskiej. Pacjentów poddano cyklowi codziennych zabiegów kriote

rapii ogólnoustrojowej w temperaturze -130°C trwających dwie
minuty, przez dziesięć kolejnych dni z 2-dniową przerwą po pięciu

pierwszych zabiegach. Bezpośrednio po każdym zabiegu krioterapii
odbywała się 60-minutowa kinezyterapia prowadzona według indy

widualnego schematu rehabilitacyjnego. Po zakończeniu cyklu za

biegów u chorych przeprowadzono badania ankietowe dotyczące
subiektywnej oceny efektów przeprowadzonej terapii. Anahzę uzy

skanych efektów terapeutycznych przeprowadzono niezależnie
w grupie chorych, u których wykonano 1 10 zabiegów (20 osób)

oraz w grupie chorych, u których wykonano 11-20 zabiegów
(20 osób), z uwzględnieniem płci i wieku pacjentów (grupa wiekowa

20-40 lat oraz powyżej 40 lat). Stopień poprawy uzyskanej w zakre
sie nasilenia dolegliwości bólowych oraz sprawności fizycznej pa

cjentów oceniano w trójstopniowej skali - brak poprawy, niewielka
poprawa, znaczna poprawa.

Subiektywną ocenę efektów terapeutycznych w zakresie ustępo

wania dolegliwości bólowych oraz poprawy sprawności fizycznej

wynikającą z analizy badania ankietowego z uwzględnieniem płci

i wieku chorych oraz liczby wykonanych zabiegów przedstawiono
w Tabelach 7 i 8.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

Ilość Stopień

zabiegów subiektywny

poprawy

Ustępowanie

dolegliwości

bólowych

Poprawa

sprawności

fizycznej

11--20

Brak poprais?

Niewielka poprawa

Znaczna poprawa

Brak poprawy

Niewielka poprawa

Znaczna poprawa

Kobiety

10%

50%

40%

10%

90%

Mężczyźm

10%

40%

50%

30%

70%

Kobiety

10%

70%

20%

80%

Mężczyźni

20%

50%

30%

60%;

Tab. 8. Efekt terapeutyczny w zakresie ustępowania dolegliwości bólowych

i poprawy sprawności fizycznej u chorych z dyskopatią poddawanych kriotera

pii ogólnouatrojowg z uwzględnieniem wieku chorych.

Wiek

pacjentów

Stopień

subiektywnej

poprawy

Ustępowanie

dolegliwości

bólowych

Poprawa

sprawności

fizycznej

20-40 lat

Powyżej 40 lat

Brak poprawy

Niewielka poprawa

2^aczna poprawa

Brak poprawy

Niewielka poprawa

Znaczna poprawa

33.3%

66.7%

6,4%

32.3%

61,3%

22.2%

77.8%

9,7%

54.8%

35,5%

164

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

165

Po pierwszym cyklu krioterapii (10 zabiegów) 25% chorych

odczuwało znaczną poprawę, 60% - niewielką poprawę, a jedynie

15% chorych nie obserwowało żadnej poprawy sprawności fizycznej.

Znaczne złagodzenie dolegliwości bólowych zgłosiło 45% chorych,

niewielką poprawę w tym zakresie odczuwało 45% chorych, a brak

efektu przeciwbólowego stwierdzało jedynie 10% chorych. Po dru
gim cyklu krioterapii (kolejne 10 zabiegów) wszyscy chorzy zgłasza
li poprawę sprawności fizycznej, w tym 70% - znaczną, a 30% -
niewielką. Wszyscy pacjenci odczuwali również złagodzenie dolegli
wości bólowych, w tym 80% - znaczne, a 20% - niewielkie.

U osób młodszych stwierdzono wyraźnie większą poprawę

sprawności fizycznej, natomiast uzyskany efekt przeciwbólowy był

jedynie nieznacznie silniejszy w porównaniu z grupą osób star

szych. Lepsze efekty terapii, zwłaszcza po dłuższym cyklu zabiegów,
obserwowano u kobiet. Pacjenci bardzo dobrze tolerowali zabiegi.
Większość z nich po pobycie w komorze kriogenicznej odczuwała
poprawę samopoczucia oraz odprężenie. Zdecydowana większość

pacjentów bardzo chętnie kontynuowała zabiegi, a część z nich była

poddawana cyklowi krioterapii po raz kolejny bez istotnych powi

kłań.

Stwardnienie rozsiane

Interesujące z klinicznego punktu widzenia zagadnienie stanowi

możliwość wykorzystania krioterapii ogólnoustrojowej w leczeniu

chorych na stwardnienie rozsiane. Badania w tym zakresie były

m.in. tematem pracy 193), w której krioterapię stosowano u 29
pacjentów (35% kobiet - średnia wieku 38 lat i 65% mężczyzn -
średnia wieku 40 lat) ze stwardnieniem rozsianym w okresie remisji

choroby. Średni czas trwania choroby wynosił 7,2 lat, wszyscy

chorzy byli chodzący (1,5-6,5 stopnia w skafi EDSS), przy czym
u 25 chorych przeważały objawy rdzeniowe, a u 3 - zespół móżdż
kowy. Wszystkich chorych przez 5 kolejnych dni poddawano kriote
rapii ogólnoustrojowej w komorze kriogenicznej o temperaturze od
-110°C do -130°C, każdorazowo przez 1,5-^3 minuty. Bezpośrednio

U wszystkich chorych uzyskano wyraźną subiektywną poprawę

stanu klinicznego wynikającą ze złagodzenia doleghwości bólowych

oraz poprawy sprawności fizycznej, przy czym uzyskany efekt
terapeutyczny krioterapii ogólnoustrojowej zarówno w załcresie

ustępowania dolegliwości bólowych, Jak i poprawy sprawności fi

zycznej był proporcjonalny do ilości wykonanych zabiegów.

Tab. 7. Efekt terapeutyczny w zakresie ustępowania dolegliwości bólowych

i poprawy sprawności fizycznej u chorych z dyskopatią poddawanych kriotera

pii ogólnoustrojowej z uwzględnieniem płci i liczby wykonanych zabiegów.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

przed rozpoczęciem zabiegów. Jednocześnie u ponad połowy cho
rych obserwowano poprawę napięcia mięśniowego.

W badaniach ¡231 23 pacjentów z rozpoznaniem stwardnienia

rozsianego (czas t r w a n i a choroby 2-;-40 lat.

średnio 13,8 lat)

poddawano przez 14 dni zabiegom krioterapii ogólnoustrojowej
w temperaturze od -110°C do -150°C, dwa razy dziennie przez 2-3
minuty, z następową rehabilitacją grupową i indywidualną. Również

i w tym przypadku u większości chorych obserwowano wyraźne

zmniejszenie stopnia spastyczności, a ponadto - znaczny przyrost
wydolności fizycznej oceniany w próbie obciążania wysiłkiem wcho
dzenia na stepper z rejestracją ilości wykonanych kroków do

momentu osiągnięcia tętna 120/min lub odmowy dalszego wykony
wania próby.

Choroby obwodowego układu nerwowego

Krioterapię miejscową zastosowano z powodzeniem między inny

mi w leczeniu neuralgii nerwu trójdzielnego |75[. Klasyczna metoda

leczenia tego schorzenia, polegająca na farmakoterapii z zastosowa
niem karbamazepiny jako leku pierwszego rzutu, często nie przy

nosi oczekiwanych rezultatów. W cytowanej pracy wykorzystanie

krioterapii doprowadziło do uzyskania silnego efektu przeciwbólo

wego w mechanizmie długotrwałego, odwracalnego bloku nerwowe

go. Wydaje się, że metoda ta jest szczególnie korzystna u tych
pacjentów, u których istnieją przeciwwskazania do ewentualnego
leczenia chirurgicznego po nieskutecznej terapii farmakologicznej.

Choroby o podłożu p s y c h o g e n n y m - n e r w i c e

Istnieją nieliczne dotychczas doniesienia o wpływie bodźca fi

zycznego, jakim jest zimno, na psychikę pacjentów poddawanych
zabiegom krioterapii ogólnoustrojowej. W pracy [861 stwierdzono,

że ekspozycja chorych na ekstremalnie niskie temperatury w istot
ny sposób zmienia ich nastrój. U pacjentów po kriozabiegu obser
wowano wyraźną poprawę nastroju, uczucie relaksacji, a nawet

stany euforyczne. Efekt ten występował tuż po opuszczeniu krioko

mory i utrzymywał się dłuższy czas po zakończeniu zabiegu. Pomi-

krioterapii pacjenci byli usprawniani wedhig indywidualnie za

planowanego schematu opracowanego w oparciu o ćwiczenia Fren-
kela obejmujące ćwiczenia wspomagane (czynne właściwe i z opo
rem), relaksacyjne (m.in. trening Jakobsona i trening autogenny

Schulza) oraz ćwiczenia redresyjne. W wyniku zastosowanej kriote

rapii u 20 chorych stwierdzono poprawę sprawności średnio o 0,5
punktu w skah czynnościowej EDSS, u 13 - zmniejszyła się spa

styczność kończyn dolnych, a u 5 uzyskano ustąpienie oczopląsu.
Obserwowano również tendencję do poprawy funkcji psychomoto
rycznych.

W innej pracy tego zespohi [69] 25 pacjentów ze stwardnieniem

rozsianym zostało poddanych 20 zabiegom krioterapii ogólnoustro

jowej w temperaturze od -110°C do -150°C trwających każdorazowo

2-3 minuty, z następową kinezyterapią dobraną indywidualnie dla

łiażdego chorego według schematu, który uwzględniał m.in. popra
wę sity mięśniowej i kondycji fizycznej, proprawę zakresu, koordyna

cji i zborności ruchów czynnych, a także równowagi i sprawności
chodu. U każdego chorego wykonywano: badanie neurologiczne,
ocenę funkcjonalną za pomocą skali EDSS, ocenę spastyczności

przy użyciu skali Ashwortha oraz badania posturograficzne ocenia

jące przemieszczenie środka ciężkości ciała w rzucie na płaszczyznę

podstawy XY. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że

krioterapia ogólnoustrojową z odpowiednio dobranym zestawem

ćwiczeń wpływa u tych chorych na istotną poprawę większości
analizowanych parametrów.

W kolejnej pracy [70] grupa 26 chorych (16 mężczyzn i 10

kobiet) z pewnym rozpoznaniem stwardnienia rozsianego została
poddana cyklowi 20 zabiegów krioterapu ogólnoustrojowej o iden

tycznej jak powyżej procedurze z następową specjalistyczną kinezy
terapią. Po cyklu krioterapii ogólnoustrojowej u 19 pacjentów
stwierdzono zmniejszerue stopnia spastyczności średnio o 1 stopień

w 6-stopniowej skali Ashwortha, przy czym najlepsze wyniki uzy

skano u chorych z najmniejszą spastycznością w stopniu 1 i 1-ł-

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia

Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Ziustosowania kliniczne niskich temperatur

obrażeniach ścięgien (zerwania, skręcenia i naciągnięcia ścięgien,
tendinozy i tendinopatie), a także zespołów przeciążeniowych wyni
kających z nadmiernie forsownego treningu (jałowe zapalenie ścię
gna mięśnia podkolanowego i ścięgna Achillesa, zapalenie przycze
pów mięśni do nad kłykci kości ramiennej - „łokieć tenisisty"
i „łokieć golfowy", ścięgien „mufy" rotacyjnej - „zespół bolesnego
bsirku", zespół rzepkowo-udowy - „kolano biegacza", zespół mięśni
tylnej grupy uda i mięśni lędźwiowych - „plecy ciężarowca" oraz
zapalenie rozścięgna podeszwowego) [121]. Wiele z tych zmian
ustępowało nawet po pojedynczych zabiegach, a uzyskana poprawa
miała zwykle charakter trwały.

W przypadku konieczności opatrzenia chirurgicznego zmian

pourazowych (np. zeszycie zerwanych ścięgien) krioterapia stoso

wana w okresie pooperacyjnym sprzyja przyspieszeniu procesu

gojenia się ran, gównie ze względu na poprawę perfuzji w zwykle

niedokrwionych, na skutek przewlekłych obciążeń treningowych,
tkankach.

Korzystne oddziaływanie zimna na przebieg leczenia przewle

kłych uszkodzeń treningowych mięśni stwierdzono między innymi

w badaniach [14], w których oceniano wpływ immersji wodnej
o temperaturze -15°C na uszkodzone podczas serii wyczerpujących
ćwiczeń (obejmującej 8 zestawów po 5 maksymalnych zgięć) mię
śnie zginacze łokcia. U piętnastu kobiet stanowiących grupę kon

trolną nie stosowano żadnej formy fizykoterapii, natomiast u pozo

stałych ośmiu kończyny obciążone ćwiczeniami były poddawane
krioterapii w formie immersji wodnej trwającej każdorazowo 15 mi
nut, bezpośrednio po zakończeniu ćwiczeń oraz po każdych kolej
nych 12 godzinach (łącznie 7 ekspozycji). Oceniano następujące
parametry: rozciągliwość mięśni, izometryczna siłę skurczu mięśni,
stopień rozluźnienia kąta łokciowego, nasilenie miejscowego obrzę
ku (na podstawie pomiaru obwodu ramienia) oraz aktywność kina
zy kreatynowej. W obu grupach kobiet odpowiednie pomiary oraz
analiza badań biochemicznych wykonywane w trzecim dniu po
przeprowadzonych ćwiczeniach mięśni wykazały wyraźny wzrost

mo, że mechanizm tego rodzaju zmian w stanie psychicznym
pacjentów poddawanych działaniu temperatur kriogenicznych nie

jest jeszcze do końca poznany wydaje się, że krioterapia ogóino

ustrojowa może stanowić w przyszłości potencjalną alternatywę
farmakologicznego leczenia zaburzeń nerwicowych.

Odnowa biologiczna i sport wyczynowy

Krioterapia stosowana jest w leczeniu zarówno ostrych, jak

i przewlekłych urazów tkanek miękkich u sportowców, chociaż

mechanizm korzystnego wpływu niskich temperatur na uszkodze
nia mięśni spowodowane przeciążeniem treningowym nie jest do
końca znany 16,43,101,106,121].

Leczenie ostrych urazów u sportowców opiera się na tradycyjnej

zasadzie RICE (Resł-Ice-Compression-Eleuation.). Działanie zimna
w tym przypadku można w istotny sposób zwiększyć poprzez zastą
pienie rutynowo dotychczas stosowanych okładów z lodu sprayem
azotowym. W tym przypadku pary ciekłego azotu o temperaturze
-196°C są nawiewane na zmiany pourazowe z odle^ości 15-20 cm

od dyszy rozpylacza. Działanie przeciwbólowe i przeciwobrzękowe
po 3-minutowym zabiegu kriostymulacji utrzymuje się zwykle przez
ponad 3 godziny [121].

Krioterapia znalazła szczególnie szerokie zastosowanie w reha

bilitacji pourazowej przewlekłych uszkodzeń narządu ruchu oraz
przygotowaniu do wysiłku fizycznego zawodników czynnie uprawia

jących sport. Istotnym elementem wydaje się tu być zmniejszenie

nasilenia doleghwości bólowych i obrzęków pourazowych, na które
narażone są osoby poddawane treningowi fizycznemu, a także
subiektywna poprawa samopoczucia i lepsza tolerancja wysiłku.

Korzystne działanie kriostymulacji miejscowej stosowanej często

nawet 2H-3 razy dziennie, łącznie z łagodnymi ćwiczeniami mięśni

i stawów, obserwowano między innymi w obrażeniach mięśni (ze

rwania mięśni i ostry zespół przedziału powięziowego także po

leczeniu chirurgicznym, naciągnięcie mięśni, nadmierne wydłuże
nie i pęknięcie włókien mięśniowych oraz bolesne skurcze mięśni).

ZastosouMinie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

wrażliwości bólowej [tkliwości) mięśni, zwiększenie obwodu ramie
nia, wzrost aktywności kinazy kreatynowej, a także zmniejszenie
siiy skurczu mięśni i stopnia rozluźnienia kąta łokciowego. W gru
pie kobiet poddanych krioterapii stwierdzono większy stopień roz
luźnienia kąta łokciowego oraz niższą aktywność kinazy kreatyni-

nowej w porównaniu z grupą kontrolną nie poddawaną żadnej

formie terapii. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że
krioterapia w postaci immersji w zimnej wodzie powoduje zmniej

szenie sztywności oraz stopnia uszkodzenia mięśni po wyczerpują

cych obciążeniach fizycznych, jednak nie wpływa na stopień odczu
wanej tkliwości i utratę siły mięśniowej, które są charakterystyczne

dla tej formy aktywności fizycznej.

W badaniach [122] u czternastu zawodników uprawiających judo

w wieku od 17 do 33 lat, z pełnym zwichnięciem stawu barkowo-

ohojczykowego (III stopień wg Tossy-Heppenstala), w ramach lecze
nia zachowawczego stosowano krioterapię oraz unieruchomienie
kończyny górnej w opatrunku Yelpeau na okres dwóch tygodni,
a następnie prowadzono intensywną rehabilitację. Po upływie 3 do

7 lat (średnio 4,5 roku) od wystąpienia urazu u wszystkich leczo

nych przeprowadzono badanie ankietowe, w którym przy wykorzy

staniu specjalnej 100-punktowej skali oceniano występowanie dole

gliwości bólowych, zakres ruchomości stawu ramiennego, silę
mięśniową oraz powrót do poprzedniego poziomu aktywności spor

towej. U ośmiu zawodników wynik leczenia uznano za bardzo
dobry (90-100 punktów), u pięciu - za dobry (80-89 punktów),
a u jednego - za zadowalający (70-79 punktów).

Z kolei wyraźną poprawę tolerancji obciążeń treningowych obser

wowano między innymi w pracy [4], w której badaniem objęto grupę
24 zawodników uprawiających wyczynowo sporty walki (średrua
wieku 21,3 lat), w tym dwie zawodniczki i jedenastu zawodników

uprawiających karate oraz jedenastu zawodników uprawiających

judo. Badaiu poddani byli 10 3-minutowym zabiegom krioterapu

ogólnoustrojowej w komorze kriogenicznej o temperaturze od -110°C
do -150°C. Przed rozpoczęciem cyklu zabiegów, a następnie po pierw-

170

szym, trzecim, piątym i dziesiątym zabiegu oraz w dziesiątym dniu
po zakończeniu cyklu ekspozycji na działanie zimna, badaiu wypd-
niali ankietę, w której określali obecność i nasilenie doleghwości
bólowych ze strony stawów i mięśni, wpływ zabiegów na tolerancję
obciążeń treningowych oraz nasilenie obrzęków pourazowych.

Przedstawiana ocena miała charakter subiektywny i odnosiła się

każdorazowo do dnia, w którym przeprowadzana była ankieta. Na

podstawie analizy ankiet stwierdzono wyraźną zmianę subiektyw

nych odczuć badanych sportowców w kolejnych dniach ekspozycji.
I tak, w odniesieniu do tolerancji obciążeń treningowych, pierwsze

trzy dni zabiegów krioterapii nie przyniosły żadnych widocznych

efektów, W piątym dniu obserwowano znaczny spadek, natomiast
w dziesiątym - wyraźny wzrost tolerancji obciążeń, który u 75%
badanych utrzymywał się również w dziesiątym dniu po zakończeniu
cyklu zabiegów. Od piątego dnia cyklu zabiegów obserwowano stop
niowe zmniejszanie się nasilenia dolegliwości bólowych w kontuzjo
wanych stawach, szczególnie wyraźne w przypadku stawów kolano
wych i stawów rąk, a w mniejszym stopniu odczuwane w stawach
barkowych i łokciowych. Równie korzystne efekty uzyskano w zakre
sie znmiejszeniu obrzęków i w przewlekłych zespołach bólowych.
U połowy badanych obserwowano ponadto poprawę nastroju w dzie

siątym dniu po zakończeniu cyklu krioterapii.

Wskazania

do stosowania krioterapii

Podsumowując przedstawione powyżej wyniki badań klinicznych

odnośnie leczniczego stosowania niskich temperatur należy podkre-
śhć, że - zgodnie z opinią większości autorów - krioterapia ogólno
ustrojową wykazuje zdecydowanie większą skuteczność tera
peutyczną w porównaniu do zabiegów miejscowych w przypadku
większości analizowanych jednostek chorobowych.

Na podstawie aktualnych doniesień literaturowych oraz wła

snych doświadczeń autorów, należy przyjąć następujące wskazania

171

ZasłosouMnie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

do stosowania krioterapii - zarówno jako metody samodzielnej, jak
i elementu kompleksowej rehabilitacji [3,5,9,22,24,28,29,34,37,
48,49,51,66.101,111,116,118,120]:

1. Choroby układu ruchu:

• choroby zapalne narządu ruchu: reumatoidalne zapalenie sta

wów, zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa,

• choroby zwyrodnieniowe i wtórne zmiany zniekształcające sta

wów kręgosłupa i stawów obwodowych,

• choroby stawów o podłożu metabolicznym: dna moczanowa,
• zapalenia okołostawowe ścięgien i torebki stawowej,
• niektóre choroby skóry z zajęciem stawów: łuszczycowe zapa

lenie stawów,

• choroby zapalne tkanki łącznej: myositis, fibromyositis oraz

kolagenozy,

• zmiany pourazowe lub przeciążeniowe stawów i tkanek mięk

kich,

• dyskopatie,

• fibromyalgia,
• osteoporoza.

2. Choroby układu nerwowego:

• zespoły korzeniowe,
• stwardnienie rozsiane,

• niedowłady spastyczne.

3. Odnowa biologiczna przeciążonych mięśni.

4. Sport wyczynowy:

• wspomaganie odnowy biologicznej (działanie biostymulujące),
• wspomaganie treningu wytrzymałościowego i siłowego,
• przyspieszenie restytucji powysiłkowej,

• profilaktyka przeciążeń narządu ruchu,
• wspomaganie leczenia po urazach tkanek miękkich i stawów

(stłuczenia, krwiaki, skręcenia),

• wspomaganie leczeiua zespołów przeciążeniowych mięśni, przy

czepów mięśni, stawów oraz Itręgosłupa,

172

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

173

Kiezależnie od klasycznej krioterapii wykorzystującej schładza

nie radiacyjne z użyciem temperatur kriogenicznych, w praktyce
klinicznej zimno stosowane jest również (chociaż stosunkowo rzad
ko) jako schładzanie przez przenoszenie (konwekcję) - za pomocą
nadmuchu zimnego powietrza - w celu obniżenia temperatury ciała
w następujących stanach klinicznych przebiegających z łupertermią

ri20]:

• udar cieplny,
• hipertermia złośliwa,
• przełom tyreotoksyczny,
• choroby zakaźne z odczynem gorączkowym,
• choroby OUN z nadmierną produkcją ciepła,
• stany upośledzonej termoregulacji fizycznej

oraz jako różne formy schładzania przez przewodzenie, przenosze
nie i parowanie w postaci okładów, kompresów i aerozoh oziębiają
cych (opisanych w początkowej części rozdziału), wykorzystywa
nych głównie w leczeniu zespołów przeciążeniowych narządu ruchu
i stanów wzmożonego napięcia mięśniowego [97,120].

Przeciwwskazania

do stosowania krioterapii

Pomimo że terapia z wykorzystaniem niskich temperatur jest

metodą relatywnie bezpieczną, nie można zapominać o tych sta
nach, w których działanie temperatur kriogenicznych może powodo
wać niekorzystne efekty zdrowotne.

Przy kwalifilcacji pacjentów należy brać pod uwagę takie czynni

ki jak: wiek chorego, istniejące obciążenia chorobowe, stan odży
wienia, sprawność naczyń krwionośnych, czas narażenia na oddzia
ływanie zimna i jego intensywność, przyjmowane przez chorego
leki, spożywanie napojów alkoholowych i osobniczą wrażhwość na
działanie. Wszystkie te czynniki determinują możliwość bezpiecz
nego stosowania zabiegów kriogenicznych i mogą stanowić przyczy
nę dyskwalifikacji pacjenta do zabiegów krioterapii.

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podslawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy, bezwzględnymi przeciw

wskazaniami do stosowania krioterapii są 15,9,22,24,28,29,48,49,

101,1201:
• nietolerancja zimna,
• krioglobulinemia,
• kriofibrynogenemia,

• choroba Raynaiida,
• zmiany zakrzepowo-zatorowe i zapalne w układzie żylnym,
• niektóre choroby ośrodkowego układu nerwowego,
• neuropatie układu współczulnego,
• choroby psychiczne ograniczające możliwość w s p ^ r a c y z pacjen

tem,

• klaustrofobia,
• zażywanie niektórych leków - zwłaszcza nem-oleptyków i alkoholu,
• niedoczynność tarczycy,
• miejscowe zaburzenia ukrwienia,
• otwarte rany i owrzodzenia,

• znaczna niedokrwistość,
• wyniszczenie i wychłodzenie organizmu,
• choroba nowotworowa,
• czynny proces gruźliczy,
• ostre schorzenia dróg oddechowych,

• choroby układu sercowo-naczyniowego, w tym;

- niestabilna dusznica bolesna oraz zaawansowaną postać stabil

nej dusznicy bolesnej

- wady aparatu zastawkowego w postaci zwężenia zastawek pół-

księżycowatych aorty oraz zwężenia zastawki dwudzielnej,

- inne choroby mięśnia sercowego oraz aparatu zastawkowego

w fazie niewydolności krążenia,

- zaburzenia rytmu serca m.in. tachykardia zatokowa powyżej

100/min,

- przecieki żylno-tętnicze płuc.

Oczywistym przeciwwskazaniem bezwzględnym jest także brak

świadomej zgody pacjenta na wykonywanie zabiegów krioterapii.

174

Obok przeciwwskazań bezwzględnych wyróżnia się również na

stępujące przeciwwskazania względne [22,49,111]:

• wiek powyżej 65 roku życia,
• nadmierna labilność emocjonalna wyrażająca się między innymi

zwiększoną potliwością skóry

Istotne zagadnienie z punktu widzenia przeciwwskazań do stoso

wania krioterapii stanowi leczenie chorych po wszczepieniu kardio-
stymulatorów. U około 30% pacjentów po wszczepieniu stymulatora
serca w miejscu wykonanego zabiegu, najczęściej w okolicy stawu

ramiennego i stawu obojczykowo-barkowego, utrzymują się dolegh
wości bólowe, które prowadzą do ograniczenia aktywności stawu
barkowego oraz zagęszczeń włókien kolagenowych w obrębie apara
tu biernego i czynnego stawu. Ze względu na niesymetryczną pracę
mięśni obręczy barkowej i karku dochodzi także do zaburzenia
statyki kręgosłupa szyjnego. Poważną trudność terapeutyczną sta
nowi fakt, że większość zabiegów fizykoterapeutycznych jest prze

ciwwskazana u pacjentów po wszczepieniu kardiostymulatora ze
względu na możliwość zakłócenia prawidłowej funkcji części elek
tronicznej stymulatora, w tym także wprowadzenia fałszywego
programu stymulacji.

Badania [82,83] potwierdziły pełne bezpieczeństwo stosowania

krioterapii miejscowej u pacjentów we wczesnym okresie po zabiegu
wszczepienia stymulatora serca. Stosowana u tych chorych kriote

rapia nie wpływała na funkcjonowanie rozrusznika, co zostało
potwierdzone rejestracją EKG metodą Holtera. Tym samym obec
ność implant o wan ego kardiostymulatora nie stanowi przeciwwska
zania do stosowania leczenia zimnem.

Jednocześnie, biorąc pod uwagę wysoką skuteczność terapeu

tyczną metody związaną z wyraźnym zmniejszeniem nasilenia do

legliwości bólowych po zabiegu, a w przypadku stosowania łącznie

z kinezyterapią - również ułatwieniem powrotu fizjologicznych
zakresów ruchu w stawie barkowym, krioterapię należy uznać za

cenną alternatywę leczenia farmakologicznego u tych chorych.

175

Zastosowanie zimna w medycynie - kriochirurgia i krioterapia
Podstawy teoretyczne, efekty biologiczne, zastosowania kliniczne

3. Zastosowania kliniczne niskich temperatur

W ostatnich latach w literaturze pojawiły się pewne kontrower

sje odnośnie wykorzystania krioterapii w leczeniu schorzeń, w któ

rych etiologii istotną rolę odgrywa nadwrażliwość na zimno Inp,
zespół Raynauda) i które stanowią tradycyjnie przeciwwskazanie do
stosowania tej formy leczenia. W pracy [32] u cztrernastu chorych
z objawami zespołu Raynauda towarzyszącymi reumatoidalnemu
zapaleniu stawów, sklerodermii i toczniowi rumieniowatemu jako
uzupełnierue podstawowego leczerua wspominanych chorób zastoso
wano cykl miejscowej krioterapu. Po serii zabiegów u wszystkich
chorych uzyskano zwiększenie zakresu ruchomości stawów i okre

sowe ucieplenie rąk trwające przez znaczną część dnia. Ponadto
u dziewięciu chorych obserwowano znaczne zmniejszenie bolesności
rąk. W początkowej fazie terapii (2-^5 dni) u chorych występowało
nasilenie dolegliwości bólowych, a następnie stwierdzano nagłe
ustąpienie bólu. W miarę dalszego leczenia obserwowano stopniową
poprawę czucia rąk oraz ich sprawności związanej z powrotem

zdolności do wykonywania skomplikowanych czynności manual
nych. U żadnego z pacjentów nie stwierdzono powikłań ani istot
nych działań ubocznych krioterapii. Wprawdzie zbyt mała liczeb
ność badanej grupy chorych nie pozwala na wyciąganie

jednoznacznych wniosków, jednak wyniki tej pracy wskazują na

konieczność prowadzenia dalszych, szczegółowych badań celem
ostatecznej weryfikacji listy przeciwwskazań do stosowania kriote
rapii, ze szczególnym uwzględnieniem zespołu Raynauda i innych
schorzeń o podobnej etiopatogenezie.

Z własnych doświadczeń autorów oraz danych literaturowych

wynika, że krioterapia ogólnoustrojową jest dobrze tolerowana
przez chorych, w tym także przez dzieci i pacjentów w podeszłym

wieku. Metoda ta była z powodzeniem, bez żadnych powikłań
stosowana m.in. u pacjenta 81-letniego, jak również u pacjenta
w wieku 12 lat [3,9,22,24.28,29,49,lllj.

W pierwszych kilku dniach zabiegów może wystąpić niewielkie

zaostrzenie objawów chorobowych, co jest generalnie objawem

korzystnym rokowniczo. Pozytywną reakcję organizmu na działanie

176

zimna, a tym samym - potencjalną przydatność krioterapii u dane

go pacjenta, można zwykle ocenić po około 10 zabiegach, O ile po

10 zabiegach nie następuje u chorego jakakolwiek poprawa (zdarza

się to jedynie w około 1-2% przypadków), szansa na jej uzyskanie
w trakcie dalszej terapii jest niewielka i w takich przypadkach
należy rozważyć celowość kontynuowania kriostymulacji [5].

Powikłania w przypadku właściwie przeprowadzonej kwalifikacji

oraz dokładnym przestrzeganiu procedury, a zwłaszcza czasu wyko

nywania zabiegu, występują niezwykle rzadko. W pojedynczych

przypadkach obserwowano jedynie powierzchowne odmrożenia spo
wodowane awarią aparatu lub zanieczyszczeniami azotu stosowane
go do schładzania kriokomory.

Chorzy poddawani podczas krioterapii ogól noustrojowemu dzia

łaniu zimna zgłaszają najczęściej subiektywne odczucie gorąca oraz
odprężenie i uspokojenie. Niekiedy w początkowej fazie cyklu krio
terapii może wystąpić przejściowe nasilenie dolegliwości bólowych,

które jednak nie powinno stanowić przyczyny przerwania leczenia.

Planując u pacjentów indywidualny cykl ćwiczeń rehabilitacyj

nych będący kontynuacją krioterapii należy uwzględnić fakt utrzy

mywania się przez kilkanaście minut po kriostymulacji wzmożonej
sztywności oraz zaburzeń poczucia położenia m.in. stawów kolano
wych co, w przypadku zbyt intensywnego zakresu ćwiczeń bezpo
średnio po zakończeniu zabiegu, może prowadzić do urazów [107].

Piśmiennictwo

1. Adainowiei! B.: Bohdziewicz J.. Jezierski Cz,, StrychaJski G,: Zastosowanie

nowej serii aparatów typu Kriosan w leczeniu niskimi temperaturami. Fi

zjoterapia, 1994. 2.13), 33-34,

2. Albrecht S„ Blond R,, Cordis R,, Kleihues H., Gili C: EfTects of continuous

cryotherapy on the surgically traumatized musculoskeletal system. Periope

rative Cr>'otherapy Study Group. Unfallchirurgie. 1996, 22, (4), 168-175.

3. Bialy D.. Zimmer K.. Skrzek A., Zagrobelny Z,: Komora kriogeniczna -

możliwości zastosowania w rehabilitacji, Baln. Pol., 1998. 40, (3-4). 44-47.

4. Biaiy D., Zimmer K., Wawrzyńska M.. Witkowski K., Kawczyński A.; Sku

teczność krioterapii ogólnoustrojowej na podstawie subiektywnej oceny za

wodników sportów walki. Acta Bio-Opt, Inform. Med., 2001, 7, (1-21, 17-22,

177

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zastosowanie światła w medycynie i kosmetologii
Zastosowanie ultradźwięków w medycynie
Zastosowanie lasera w medycynie
Zastosowanie izotopów w medycynie, DOZYMETRIA
Zastosowanie genetyki w medycynieKamil Puchowski
Zastosowanie światła w medycynie i kosmetologii
Zastosowanie nanotechnologii w medycynie i farmacji
Zastosowanie lasera w medycynie
Zastosowanie promieniowania w medycynie
Zastosowanie światła w medycynie i kosmetologii
Zastosowanie TS w medycynie
Najważniejsze zastosowania izotopów promieniotwórczych w medycynie
Praktyczne zastosowanie krioterapii w ortopedii i traumatologii
Zastosowanie galwanizacji w przemyśle i w medycynie
Zastosowanie genetyki w hodowli, rolnictwie i medycynie
Nanorurki węglowe charakterystyka i zastosowanie w medycynie

więcej podobnych podstron