Tambuel Блог

Традиционное лечение бальнеофактором

Терминология, классификация, структура и физико-химические свойства лечебных грязей

Терминология, классификация, структура и физико-химические свойства лечебных грязей

Определение лечебной грязи

— Лечебная грязь – это мало изменяемый комплекс продуктов взаимодействия почвы, растворенных в воде солей и микроорганизмов (1881).

— Лечебные грязи или пелоиды – это вещества, который образуются в естественных условиях, под влиянием геологических процессов и в тонкоизмельченном состоянии, будучи смешаны с водой, применяются с лечебными целями в виде ванн и аппликаций (1938 г.) (Приведенное определение отражает преимущественно зарубежный опыт подготовки пелоидов (торфов) для отпуска лечебных процедур, который заключается в высушивании торфа, его измельчении с последующим смешиванием с водой).

— Лечебными грязями (или пелоидами) называются современные или геологически молодые природные образования, состоящие из воды, минеральных и, как правило, органических веществ, обладающие тонкодисперсионной структурой, однородностью и в большинстве случаев мазеподобной консистенцией, благодаря чему они могут применяться (в нагретом состоянии) в лечебных целях в идее ванн и местных аппликаций (1963).

— Под лечебными грязями принято понимать природные образования, состоящие из воды, минеральных и органических веществ, представляющие собой однородную тонкодисперсную пластическую массу, характеризующуюся определенными тепловыми свойствами, благодаря чему их применяют в нагретом состоянии в лечебных целях (1977).

— Под лечебными грязями (пелоидами) понимаются природные коллоидальные органоминеральные образования (иловые, торфяные, сопочные), обладающие высокой пластичностью, теплоемкостью и медленной теплоотдачей, содержащие биологические активные вещества (соли, газы, витамины, ферменты, гормоны и др.) и живые микроорганизмы (1999).

— К лечебным грязям (пелоидами), по классификации ВОЗ, относятся полезные ископаемые, состоящие из природных органических и минеральных веществ, микроорганизмов, формирующихся преимущественно в анаэробных условиях вблизи соленых и пресных водоемов. Специфическими физическими особенностями пелоидов является высокая теплоемкость и теплоудерживающая способность, низкая теплопроводность, а также отсутствие передачи тепла путем конвекции, что обуславливает возможность назначать грязи более высокой температуры (по сравнению с водными процедурами).

Близкие к грязям по методике лечебного применения природные образования, такие как озокерит, парафин, различного рода глины, отличаются от грязей отсутствием или малым содержанием свободной воды, живых микроорганизмов или органических веществ и других компонентов, являются средством самостоятельных видов терапии (парафинолечение, озокеритолечение, глинолечение) и имеют свои бальнеологические критерии оценки.

Классификация по генезису происхождения:

В группу лечебных пелоидов, по международной классификации, составленной с учетом гидрогеологических условий образования грязей, входят сульфидные иловые грязи, сапропели, торф, сопочные грязи, гидротермальные грязи, глинистые илы. 
В классификацию грязей, принятую в России входят первые 4 вида грязей:

— иловые сульфидные;
— торфяные;
— сапропелевые;
— сопочные.

Сульфидные иловые грязи - тонкодисперсные илы преимущественно солевых водоемов, относительно бедные органическим веществом (менее 10%). и богатые сульфидами железа и водорастворимыми солями. Для них характерна высокая минерализация грязевого раствора. Содержание сульфидов (FeS) обуславливает их тёмно-серую окраску. Солёность грязи определяется климатическими и почвенными зонами и может колебаться в различные сезоны года. Эта грязь должна иметь запах сероводорода, быть мягкой на ощупь, хорошо размазываться на теле. Содержание в ней воды должно быть не ниже 30 и не выше 70%, а засоренность частицами диаметром более 0,25 мм не должна превышать 3%. Могут быть использованы для лечебных целей в своём естественном состоянии.

Торфяные грязи - болотные отложения, богатые органическим веществом (более 50% от сухого вещества грязи), образовавшихся от неполного разложения (степень разложения - 40%) высших растений в условиях обильного увлажнения и слабого доступа кислорода. Эти грязи образуются на дне болот и содержат сероводород, который обычно находится в свободной форме. Содержание воды в торфах достигает 65-90%. Коллоидная основа торфа состоит из гуминовых веществ (гумус-перегной). Чем больше их в торфе, тем выше его влагоёмкость, пластично-вязкие и тепловые свойства. Основным показателем пригодности торфа для грязелечения является степень его разложения. Хорошо разложившийся торф обладает большой влагоёмкостью и высокой теплоудерживающей способностью. Торфяные грязи часто требуют разведения водой.

Сапропелевые грязи - иловые тонкодисперсные отложения преимущественно пресных водоемов, богатые биологически переработанным органическим веществом (более 10%). Образуются за счёт разложения низших растительных и животных организмов в пресных водоёмах, характеризуются большим содержанием органических веществ. Другой особенностью сапропелевых грязей является высокое содержание в них воды — до 95%. Окраска сапропелей самая разнообразная. Она может быть коричневой, голубоватой и даже розовой. Обладают хорошей пластичностью, вязкостью и липкостью. Они имеют большую удельную теплоёмкость и вместе с тем пониженную теплоотдачу. В них содержится большое количество разнообразных химических элементов (кобальт, марганец, медь, цинк, бор, молибден, йод, бром и др.) и витаминов (В, С, Д, В12, фибофлавин, фолиевая кислота и др.).

Сопочные грязи - полужидкие глинистые образования, формирующиеся в нефтегазоносных областях в результате разрушения горных пород, выбрасываемых по тектоническим трещинам газами и напорными водами.

Классификация по химическому составу:

а) по содержанию органических веществ - органические (торфы и сапропели), где органических веществ более 10% от сухого вещества, и минеральные (иловые сульфидные и сопочные грязи), где этих веществ меньше 10%;

б) по зольности (разделяются только органические грязи): торфы - на низко- (зольность менее 5% от сухого вещества), средне- (5-20%) и высокозольные (20-50%); к последним иногда относят и так называемые “болотные земли” или “землистые торфы” (с зольностью 50-90%); сапропели - на низко- (зольность менее 30% от сухого вещества), средне- (30-60%) и высокозольные (60-90%);

в) по содержанию водорастворимых солей - пресноводные (минерализация грязевого раствора до 1 г/л), низкоминерализованные (1-15 г/л), среднеминерализованные (15-35 г/л), высокоминерализованные (35-150 г/л), “насыщенные” солями (150-300 г/л), перенасыщенные солями (более 300 г/л). Термины «насыщенный» или «перенасыщенный» - условные, подразумевают грязи, которые могут содержать в грязевой массе кристаллы легкорастворимых солей;

г) по содержанию сульфидов - бессульфидные (сумма сульфидов в пересчете на FeS менее 0,01% от естественной грязи), слабосульфидные (от 0,01 до 0,15%), среднесульфидные (от 0,15 до 0, 50%) и сильносульфидные (более 0,50%);

д) по реакции среды - сильнокислые (рН меньше 2,5), кислые (рН=2,5-5,0), слабокислые (рН=5,0-7,0), слабощелочные (рН=7,0-9,0), щелочные (рН более 9,0);

у) по компонентному составу золы (разделяются только среднезольные и высокозольные сапропели) - известковые (СаСОз в золе более 30%), железистые (Fe203 + FeO более 20%), глинистые (SiO2 более 50 %).

Структура

Структура всех лечебных грязей представляет собой сложную физико-химическую систему, включающую три взаимосвязанные части:

Грязевой раствор или жидкая фаза лечебной грязи (растворенные соли рапы, соли органических кислот, которые образуются за счет разложения микрофлоры и микрофауны под влиянием микробов-грязеобразователей). Этот раствор в основном соответствует химическому составу рапы водоема, в которой образовалась данная лечебная грязь, и, прежде всего, содержит хлорид натрия, сернокислую магнезию и сернистый натрий. Объем грязевого раствора в пелоидах колеблется от 25 до 97% общего объема в зависимости от происхождения грязи. По характеру солей грязевой раствор повторяет состав рапы соленого озера или состав воды в пресных водоемах. Химическую структуру грязевого раствора представляют в виде формулы, где перед дробью указывается величина минерализации в г/л (М г/л), в числителе помещают анионный состав, в знаменателе – катионный. Справа от формулы приводят величину рН. Получают грязевой раствор с помощью отжима, центрифугирования или фильтрования.

Кристаллический остов (скелет, твердая фаза грязи) - основная часть лечебной грязи, состоит из глинистых и песчаных частиц, диаметром более 0,001 мм, малорастворимых в воде солей – гипса, углекислого и фосфорно-кислого кальция, углекислого магния и др., а также грубых органических остатков - обломков остатков растительного или животного происхождения. Соли кальция и магния образуются в грязевом скелете как за счет выпадения из раствора рапы, так и за счет привнесения их с берегов и дна водоема. Силикатные частицы заносятся в водоем ветрами, смываются дождевыми водами и т.д. Содержание силикатных или  карбонатных частиц определяет силикатный, карбонатный либо силикатно-карбонатный характер грязи. С кристаллическим скелетом связан ряд важных лечебный свойств грязи: вязкость, пластичность, влажность и влагоемкость, меньше – тепловые свойства и адсорбционная способность. Чем тоньше скелет грязи, тем больше ее влагоемкость. Качественная лечебная грязь не должна содержать частиц с диаметром большим 0,25 мм, а общее количество частиц по весу не должно превышать 10% веса сырой грязи. В противном случае пелоид должен считаться сильно засоренным, непригодным для лечебного применения из-за опасности ожога и ранения кожи пациента.

Коллоидный комплекс (тонкодисперсная часть лечебной грязи) включает различные минеральные частицы размером менее 0,001 мм, органические вещества, сложные неорганические соединения и органоминеральные соединения (сернистое железо, кремниевую кислоту, гидротроиллит, гидраты окиси алюминия, железа и марганца, серу и др.), силикатные частицы различного размера, неразложившиеся остатки растений и т.д. Большое значение в этой фракции имеет коллоидный гидросульфид железа, который и обуславливает черный цвет грязи. В коллоиде содержатся также органические кислоты, липоиды, ферменто- и гормоноподобные вещества, хлорофилл, пигменты. Коллоиды грязи сохраняют ее лечебные свойства. Коллоидная структура определяет консистенцию лечебной грязи, придаёт ей вязкость и пластичность. Благодаря коллоидальности лечебная грязь мягкая на ощупь, плотно пристает к коже, хорошо размазывается на теле и сравнительно легко смывается водой. Адсорбционные лечебные свойства грязей определяют возможность удаления при процедурах с поверхности кожи или слизистых оболочек болезнетворных микробов, отделяемого раневой поверхности и других патологических элементов, связана с присутствием в них мельчайших коллоидных частиц.

Основные термины, характеризующие физико-химические свойства лечебных грязей

Удельный вес или плотность (г/см) - имеет значение для механического эффекта воздействия лечебной грязи на организм человека. При отпуске грязевой процедуры грязевая масса с большим удельным весом оказывает повышенное давление на рецепторы кровеносных сосудов, кожи и слизистых оболочек, органов брюшной полости. Грязь давит на кожу больного и выжимает кровь из капилляров, ускоряя крово- и лимфообращения.

Пластичность, сопротивление сдвигу (дин/см2) - характеризует прочность структуры, которой обладают лечебные грязи. Благодаря прочности структуры грязевые пленки удерживаются на теле больного. Бальнеологическое значение мельчайших частиц коллоидального комплекса заключается в том, что они определяют одно из главных свойств пелоида – их пластичность. Наиболее оптимальный уровень пластичных свойств лечебной грязи находится в интервале 1500–2500 дин/см2. Когда сопротивление сдвигу превышает 2500 дин/см2 (грязь густая), пелоид нужно разбавить до нужной консистенции рапой, морской или минеральной водой. Если сопротивление сдвигу ниже 1500 дин/см2 (грязь жидкая), тогда для подготовки грязи надо дать ей отстояться и затем лишнюю воду слить.

Липкость или адгезионное давление - сила сцепления лечебной грязи с кожным покровом человека. Является важным бальнеотехническим параметром, характеризующий одно из условий удержания грязевой аппликации на поверхности тела человека. Нагрев иловых грязей от 20 до 45°С снижает их липкость в 1,5 раза. Липкость зависит от многих факторов. Она неодинакова для пелоидов разных месторождений, а для конкретной лечебной грязи зависит от ее плотности, влажности, температуры, состояния поверхности тела и продолжительности контакта. Липкость иловых грязей с увеличением плотности возрастает.

Вязкость (измеряется в пуазах). Наименьшая вязкость у торфа и сапропеля (1400–1900 пуаз). Вязкость иловых грязей колеблется (от 6000 до 98000 пуаз), это указывает на их структурную устойчивость. Липкость грязи измеряется тем же прибором, что и сопротивление сдвигу с заменой пластинки на латунный диск, накладываемый на поверхность грязи. Липкость определяется величиной нагрузки, при которой диск отрывается от поверхности грязи. Величина липкости выражается в дин/см2. Оптимальная липкость для торфа – 5000–6000 дин/см2, для иловых пелоидов – 6500–8000 дин/см2. При недостаточной вязкости грязь сползает с тела больного.

Влагоемкость пелоидов (в %%) зависит также от состояния коллоидного комплекса. Вещество, входящее в состав пелоида и измельченное до размера частиц от 0,1 до 0,02 мк, называется грязевым коллоидом. К коллоидным веществам относятся: сернистое железо, гидросульфат железа, гидраты окисей алюминия и железа, кремниевая кислота, гумус, мельчайшие глинистые частицы. Содержание коллоидного FeS или Fe(HS)2 придает пелоидам черный цвет. Наибольшее количество этих веществ формируется при умеренной солености пелоидов, значительной примеси органических веществ и наличии сульфатов, что облегчает деятельность микробов, образующих H2S. Коллоиды способны к набуханию, они впитывают и удерживают в себе воду. Способность к набуханию зависит от того, сколько и каких ионов адсорбировал на себе коллоид. В присутствии большого количества двухвалентных ионов, а также в кислой среде коллоиды грязи коагулируют, если же эти ионы отсутствуют, особенно в щелочной среде, грязевые коллоиды могут переходить в виде золя в раствор. Адсорбционная емкость тем больше, чем обильнее мельчайшие коллоидальные частицы. С увеличением содержания воды теплопроводность иловых грязей понижается, при бедности органического вещества у сапропелей – повышается.

Теплоемкость (кал/г-град) - в тепловые свойства лечебных грязей входят удельная теплоёмкость, теплопроводность и теплоудерживающая способность. Чем выше теплоемкость, тем больше теплоудерживающая способность, чем меньше теплопроводность, тем тепловые свойства грязи активнее. Теплопроводность грязи определяется свойствами химических веществ, содержащихся в ней, соотношением неорганических и органических соединений. В естественных условиях большей удельной теплоемкостью обладают торфы и сапропели, в сравнении с иловыми грязями, тогда как последние отличаются большей теплопроводностью. Значительное содержание минеральных веществ и рН грязевой среды объясняет причину высокой теплопроводности сульфидных иловых грязей по сравнению с торфяными. Тепловые свойства пелоидов обуславливают их пригодность для лечебных целей. Тепловой фактор на месте воздействия грязевыми аппликациями вызывает расширение сосудов, ускорение в них кровотока, повышение температуры в подлежащих тканях, ускорение обменных процессов. Пелоидные субстраты имеют следующие соотношения теплоемкостей: иловая грязь – 0,49 калорий (кал), торф – 0,54 кал, сапропель – 0,95 кал. Установлено, что с увеличением содержания воды теплопроводность иловых грязей понижается, при бедности органического вещества у сапропелей – повышается.

рН лечебной грязи. Кислотная реакция грязевого раствора зависит от химического состава и характера течения биологических процессов в лечебной грязи. Различают ультракислые грязи (рН < 2,5), кислые (рН 2,6-5,0), слабокислые (рН 5,1-7,0), слабощелочные (рН 7,1-9,0), щелочные (рН > 9,0). Величины pH в иловых грязях колеблются в пределах от 6,0 до 8,0; значение pH в торфяных грязях могут изменяться от 1,5 до 8,5.

Окислительно-восстановительный потенциал (Еh) (mV).  позволяет судить о том, в каком состоянии окисления или восстановления находятся минеральные и органические соединения, входящие в состав пелоидов. Многие важнейшие функции живых организмов протекают при определенных окислительно-восстановительных условиях. Разложение клетчатки, гидролиз белков, биохимическое восстановление сульфатов и прочее могут с достаточной интенсивностью протекать лишь в определенном интервале значений Eh и pH. Eh и pH относятся к числу важнейших факторов, определяющих условия жизнедеятельности микрофлоры грязевых отложений. Для неокисленных иловых грязей величина Eh соответствует 200–240 mV, эти значения близко соответствуют оптимальным условиям развития ряда анаэробных форм микроорганизмов. При затухании активных процессов жизнедеятельности микроорганизмов значения Eh увеличивается.

Биогенные компоненты - элементы, участвующие в биохимических процессах. Их содержание обычно невелико (менее 1% в сухой грязи), но роль в процессах генерации пелоидов огромна. В число этих компонентов входит ряд соединений углерода, азота, серы, железа, фосфора, кремния и др. Наличие различных форм этих соединений, их взаимодействие между собой оказывают существенное влияние на окислительно-восстановительное состояние грязевой залежи и тем самым обуславливает интенсивность биопроцессов, а следовательно, биологическую активность пелоида. Некоторые из биогенных элементов ценны в терапевтическом отношении (сероводород, кремний и др.).


Пластичность, хорошая влагоемкость, малая теплопроводность, низкая конвекция тепла и высокая адсорбционная способность создают условия подогрева лечебных грязей до высоких температур (46-48-50  °С), что способствует не только глубокому прогреванию тканей и органов, лежащих под аппликацией, но и проникновению в организм через неповрежденную кожу газов, некоторых ионов и микроэлементов, содержащихся в водном растворе.

Для устойчивого достижения лечебно-оздоровительных эффектов в процессе грязелечения необходимо контролировать состояние лечебной грязи по ее физико-химическим, биохимическим, микробиологическим параметрам, определяющим ее биологическую активность.



Все статьи