Основні фізіологічні процеси в організмі людини в нормі і при патології відбуваються за участю вільних радикалів, як результат окислювально-відновлювальних реакцій, необхідних біологічних продуктів нормального клітинного метаболізму. В організмі процеси вільного радикального окислення регулюються антиоксидантною системою.
Сьогодні за рахунок ендоекологічних проблем людини (забруднення організму важкими металами, радіонуклідами, паління, незбалансоване харчування, електромагнітні поля, надмірні фізико-емоційні навантаження та ін.) Порушується робота антиоксидантної системи, зростає реактивність вільних радикалів, які вражають клітини або призводять до їх загибелі.
Практично всю енергію наш організм отримує з реакції окислення білків, жирів і вуглеводів, що протікають за участю кисню. Кажуть, що людина отримує енергію в результаті «спалювання» їжі. Для того, щоб О2 використовувався ефективно, його необхідно активувати. В організмі є цілий ряд механізмів, які це роблять. Але і їх в свою чергу необхідно підтримувати в активному стані, що і виконують активні форми кисню (АФК) – це іонізований кисень (супероксидний радикал), синглетний кисень 1О2 і перекис водню (Н2О2), вільно-радикальні частинки, що містять залишки кисню. Якщо АФК в організмі недостатньо, то власні системи активації кисню згасають, і ефективність його використання різко знижується, починають накопичуватися токсичні продукти неповного окислення (шлаки), позбутися від яких можна шляхом підвищення окислювальної активності кисню. Людина отримує АФК з повітрям, водою і їжею.
Якщо в організмі порушилася природна регуляція окисних процесів, то недоокислені продукти накопичуються в неприпустимих кількостях. Таке трапляється в результаті інфекційних захворювань і при інших захворюваннях, що зачіпають імунну систему, або при тривалому споживанні бідної активним киснем води і їжі. Тоді резервів власних систем активації О2 не вистачає, стає недостатньо тих рівнів активного кисню, який є в звичайному свіжому повітрі і звичайній питній воді. В цьому випадку потрібно споживання води і повітря з підвищеною кисневої активністю.
На сьогоднішній день таким методом стимулювати продукцію АФК є синглетно-киснева терапія (СКТ), в основі якої важливе місце належить одній з форм активного кисню – синглетний кисень 1О2, який на відміну від звичайного молекулярного кисню О2 легко вступає в хімічні реакції окислення-відновлення, причому такі реакції можуть протікати і в воді з виділенням не тільки тепла, але і з випромінюванням світлових квантів, що разом з 1О2, О2, парами Н2О і становить основу синглетно кисневої суміші, як лікувальний чинник СКТ. Хоча синглетний кисень може утворюватися в деяких темнових ферментативних процесах, основний шлях його продукції обумовлений світловими реакціями, які опосередковані пігментами-фотосенсибілізаторами.
Вперше синглетний кисень був виявлений в 1924 р, а потім визначений як більш активна форма кисню. Так як О2 всюдисущій і ефективно «гасить» електронні збуджені стани, то молекула більш активного синглетного кисню, безсумнівно, грає важливу роль в різноманітних процесах біосфери від чисто фотофізичних в земній атмосфері, до включення в найважливіші фотобіологічні реакції живих організмів і рослин.
У більшості випадків з 1О2 пов’язані деструктивні реакції, для нейтралізації яких в живих клітинах існують генетично закріплені системи захисту, ефективна робота яких обов’язкова для виживання і нормальної життєдіяльності організму в цілому. З іншого боку, штучна стимуляція процесів генерації 1О2 застосовується в фотодинамічній терапії раку та інших захворювань.
Особливе значення АФК мають в боротьбі з інфекціями, чужорідними клітинами і білками. Все починається з стародавнього механізму боротьби з «інородцями» – фагоцитозу, коли захоплений чужорідний агент (мікроорганізм, атипова клітина та ін.) піддається дії бактерицидних механізмів. В результаті утворюється надпероксидний аніон, пероксид водню, синглетний кисень і гідроксильні радикали – всі вони служать потужними бактерицидними агентами. Більш того, поєднання пероксиду, мієлопероксидази і іонів галогенів створює потужну систему галогенування, здатну викликати загибель, як бактерій, так і вірусів.
Важливо, що кисневозалежні механізми цієї боротьби є основою для подальших кисневонезалежних механізмів. В даний час накопичений значний експериментальний матеріал свідчить про те, що АФК і вода в нормальних фізіологічних умовах є ініціаторами, і регуляторами, і найважливішими учасниками вільно-радикального метаболізму. АФК, в тому числі 1О2, надзвичайно сильно взаємодіють з протонами води і при низькій концентрації утворюють в квазірешітці води «дефекти», мігруючі по всій її структурі і призводять до появи у водному середовищі довгоживучих нерівноважних станів-кластерів. Час життя АФК в воді при генерації їх високо енергетичними імпульсними методами, що розкладають молекули Н2О, зазвичай не перевищує сотень міллесекунд, однак при малих дозах АФК часто спостерігають довгоживучий нерівноважний стан водного середовища і водних розчинів.
Передбачається, що у водному середовищі завжди присутня деяка кількість АФК, утворених розкладанням молекул води під впливом радіоактивного фону Землі (в 1 см3 води або живої тканини в секунду за деякими оцінками утворюється ~ 104 іонізованих станів). Джерелом малих кількостей АФК можуть служити і інші фактори. Наприклад, дія ультразвуку низької потужності призводить до генерації АФК і оксидів азоту з молекул повітря, розчиненого у воді.
Часто спостерігається біологічний ефект впливу низькоінтенсивних фізичних факторів (електромагнітних хвиль, електричних, магнітних, акустичних і ін. полів), по-видимому, обумовлений їхнім впливом на процеси утворення та рекомбінації АФК у водному середовищі. Відомо, що молекули газів повітря, розчиненого у воді, сильно впливають на її структури, а отже на динаміку колективних осцінацій протонів води. Всі гази, в тому числі і благородні, при деяких парціальних тисках, різних для кожного газу, через різну взаємодію з водою, викликають у ній фазові переходи.
У цих умовах утворення вільно-радикальних частинок (в першу чергу АФК) може призводити до ланцюгових і нелінійних процессів, якими можна керувати за допомогою зовнішніх низькоенергетичних впливів. Перший апарат синглетно-кисневої терапії «VALCION» компанії Роlуvаlк АВ (Гетеберг, Швеція) з’явився на ринках медичної апаратури в 1996 р. СКТ використовується для лікування і профілактики захворювань, викликаних порушеннями окислювально-відновлювального балансу і збільшенням кількості вільних радикалів в організмі шляхом застосування активованої води і проведення інгаляцій активованим повітрям.
