Физические основы электропроводности биологически активных точек
Электроакупунктурная диагностика (ЭАД) базируется на измерении электрических параметров кожи в проекциях классических меридианов и биологически активных точек (БАТ) [1].
Свернутый текст
Наибольшее распространение в клинической практике получили два метода, использующие в качестве зондирующего сигнала постоянный ток: метод Рёдораку (Накатани) и метод Фолля. Первый применяет ток порядка 200 мкА [2], второй - значительно более слабый, в диапазоне 1.5–12 мкА [3].
С физической точки зрения важно подчеркнуть, что при использовании постоянного тока через контактную систему «электрод - кожа» регистрируемый параметр не является чистым омическим сопротивлением тканей в классическом понимании закона Ома для однородного проводника. Измеряемая величина представляет собой квазистационарный интегральный параметр, включающий:
• омическое сопротивление поверхностных слоёв кожи и интерстиция;
• поляризационную составляющую, возникающую на границе электрод/кожа за счёт перераспределения ионов в приэлектродном пространстве и образования двойного электрического слоя;
• переходные процессы диэлектрической релаксации поляризованных макромолекул и структурных перестроек гидратных оболочек ионов в первые миллисекунды после подачи импульса.
В классическом протоколе метода Фолля регистрация производится в определённый временной интервал после подачи импульса тока, что позволяет нивелировать влияние быстрых переходных процессов, однако полностью исключить поляризационные явления невозможно [4]. Поэтому в строгой биофизической трактовке корректнее говорить не об «активном сопротивлении», а об эффективном электрическом сопротивлении кожи в микротоковом режиме, которое в клинической практике условно принимается за диагностический показатель.
Измерение полного импеданса (включая ёмкостную и индуктивную составляющие) на переменном токе различных частот применяется лишь в исследовательских модификациях и не входит в классический протокол ни метода Фолля, ни метода Накатани [4].
С физико-химической точки зрения живой организм по отношению к слабым постоянным токам ведёт себя как сложный электролит. Основными носителями заряда во внеклеточной среде служат гидратированные ионы натрия (Na⁺), калия (K⁺), хлора (Cl⁻) и кальция (Ca²⁺) [5]. Клеточные мембраны, обладающие липидным бислоем, работают как диэлектрики, однако при постоянном токе в стационарном состоянии их ёмкостное сопротивление (реактивная составляющая) не вносит вклада в регистрируемую величину после завершения переходных процессов, поскольку постоянный ток не проходит через липидный бислой, а шунтируется ионными каналами и межклеточными щелями [1]. В силу высокого электрического сопротивления глубоких тканей и низкой силы зондирующего тока, последний распространяется преимущественно по поверхностным слоям дермы и интерстициальному пространству, практически не достигая паренхиматозных внутренних органов [4]. Таким образом, ЭАД измеряет не физиологические процессы непосредственно в самом органе, а локальные электрофизические свойства кожи, находящейся под контролем вегетативной нервной системы.
Экспериментальные исследования, систематизированные в обзоре Ahn et al. (2008) [4], показывают, что биологически активные точки в ряде работ характеризуются более низким электрическим сопротивлением по сравнению с контрольными участками кожи. Вместе с тем авторы обзора подчёркивают, что воспроизводимость этих данных остаётся ограниченной, а величина регистрируемой разницы критически зависит от методики измерения (тип электродов, сила давления, влажность кожи, температура окружающей среды) [4]. В литературе обсуждаются четыре основных морфо-физиологических фактора, которые могут объяснять наблюдаемый феномен, причём все они требуют дальнейшей верификации:
1. Морфологические особенности рогового слоя. Предполагается, что в проекции БАТ роговой слой может быть тоньше или содержать больше связанной воды, что снижает его удельное электрическое сопротивление. Однако данные гистологических исследований остаются неоднозначными, и этот фактор следует рассматривать как рабочую гипотезу [4].
2. Высокая плотность потовых желез. Потовые протоки, заполненные электролитами, действуют как ионные шунты, создавая низкоомные пути через эпидермис [4]. Этот механизм считается наиболее физически обоснованным.
3. Изменение объёма внеклеточной жидкости и её ионного состава в зоне БАТ. Локальные изменения микроциркуляции и проницаемости капилляров могут приводить к изменению гидратации интерстиция, что при постоянстве общего количества ионов меняет их концентрацию и, следовательно, удельную электропроводность среды. При этом корректнее говорить не о простом «повышении концентрации Na⁺», а об изменении эффективной проводимости внеклеточной жидкости за счёт вариаций объёма жидкости и подвижности ионов в изменённом рН-градиенте.
4. Особенности соединительнотканной стромы. В некоторых работах [7] отмечается, что рыхлая соединительная ткань, богатая гликозаминогликанами (ГАГ), может обладать изменёнными диэлектрическими свойствами. Однако на частотах, близких к постоянному току, предполагаемые механизмы протонной проводимости, связанной с ГАГ, по порядку величины уступают классическому ионному току Na⁺/K⁺, поэтому данный механизм не является определяющим для диагностических микротоков.
Состояние внутренних органов, согласно рефлекторной теории, модулирует тонус вегетативных нервных волокон, иннервирующих соответствующие сегменты кожи (дерматомы) и зоны Захарьина - Геда [6]. Поскольку вазомоторная и судомоторная (управляет выделением пота (увлажнением рогового слоя и содержанием солей на поверхности кожи)) активность кожи (а значит - кровенаполнение, уровень гидратации интерстиция и концентрация электролитов) контролируются симпатической нервной системой, изменение функционального состояния органа может приводить к перераспределению тканевой жидкости, изменению рН и локальной концентрации ионов в зоне рефлекторной проекции. Это проявляется в изменении эффективного электрического сопротивления соответствующей БАТ. В клинической рефлексотерапии принято эмпирическое правило: острые воспалительные и гиперэргические процессы чаще сопровождаются относительным снижением сопротивления (за счёт вазодилатации и отёка), тогда как хронические дегенеративные состояния и гипофункция тканей нередко дают повышение сопротивления [1, 8]. Однако важно подчеркнуть, что данное соответствие является клинико-диагностической закономерностью, а не строгим физическим законом; на сопротивление кожи также существенно влияют психоэмоциональный статус пациента, температура и влажность окружающей среды, что накладывает серьёзные ограничения на воспроизводимость метода.
Таким образом, с позиций современной биофизики электроакупунктурная диагностика оценивает не энергетические каналы (меридианы), а локальный ионный гомеостаз кожи и состояние её вегетативной регуляции, которые через сегментарные и вегето-висцеральные рефлексы могут коррелировать с функциональным состоянием внутренних органов [1, 4]. Такое понимание физической природы метода позволяет рассматривать ЭАД как один из дополнительных инструментов функциональной диагностики, требующий строгого контроля условий измерения и осторожной интерпретации полученных данных.
Список литературы
1. Портнов Ф.Г. Электропунктурная рефлексотерапия. - Рига: Знание, 1982. - 320 с.
2. Nakatani Y., Yamashita K. Ryodoraku Acupuncture: A guide for the application of Ryodoraku therapy. - Tokyo, 1977.
3. Voll R. The 850 EAV measurement points // Medizinisch Literarische Verlagsgesellschaft, 1980.
4. Ahn A.C., Colbert A.P., Anderson B.J. et al. Electrical properties of acupuncture points and meridians: a systematic review // Bioelectromagnetics. - 2008. - Vol. 29, № 4. - P. 245–256.
5. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Дрофа, 2014. - 560 с. (разделы, посвящённые ионной проводимости биологических тканей).
6. Кузнецова Н.С., Иванов А.А. Сегментарная иннервация и рефлекторные зоны кожи // Физиология человека. - 2010. - Т. 36, № 2. - С. 98–105.
7. Lee B.C., Lee G.S., Kim H.S. et al. Fluorescence optical imaging of connective tissue with high conductivity // J Anat. - 2005. - Vol. 207, № 2. - P. 173–179.
8. Табеева Д.М. Руководство по иглорефлексотерапии. - М.: Медицина, 1994. - 560 с. (разделы, посвящённые клинической оценке электрокожного сопротивления).