溫泉泥的理化特性及其治療作用

胡新宇，田雯雯，王靈俐，劉博武，曲亞榮，吉佳佳

自古以來，泥療就作為溫?zé)岑煼ù嬖谟谌藗兊纳钪校缃竦谋＝〖搬t(yī)療機構(gòu)采用的浴療法和海濱療法均包含了泥療。治療泥的定義為：具有治療或者美容功能的發(fā)酵泥或者泥漿懸浮液或分散液，包含了地質(zhì)和/或生物來源的細粒顆粒混合物、礦泉或者海水，和由某些微生物代謝生成的各種有機化合物。而公認治療泥的主要特性是其在熱療中的應(yīng)用，具體包括生物效應(yīng)：促進代謝和酶活性、擴張血管、提高神經(jīng)肌肉興奮性、提高疼痛閾值鎮(zhèn)痛、以及增加組織延展性；同時治療泥具備的消炎、保護軟骨組織和提高免疫作用可歸因于其中的化學(xué)成分和有機物含量。

1 溫泉泥的理化特性

在物理化學(xué)術(shù)語中，治療泥可被視為多相系統(tǒng)，固相由有機和/或無機固體的混合物組成，液相由無機和有機來源的離子和分子溶液組成，其溶劑為水。在使用治療用泥進行治療時，熱量是具備治療作用的重要因素。這種熱量可以按照預(yù)定的釋放速率緩和應(yīng)用于非常特定的治療區(qū)域。在熱力學(xué)方面，熱傳遞是一種不可逆現(xiàn)象，即由于不同物理量的梯度，系統(tǒng)的某個區(qū)域之間存在某種物理量的傳遞；這種過程被稱為傳遞現(xiàn)象，可以通過現(xiàn)象學(xué)定律來表示。總的來說，泥療需要具備三個特性：冷卻速度慢，易于應(yīng)用，以及涂抹在皮膚上時感覺舒適。可全身也可局部皮膚上使用，通常情況下，采用的治療溫度42～45 ℃，治療泥厚度1～5 cm，治療時間20～30 min。

1.1 溫泉泥的物理特性 最新一項研究比較了溫泉水浸泡的泥和缺少有機物構(gòu)成的黏土之間的熱力學(xué)特性[1]。不同來源地點的溫泉泥，相同重量，不同的固體和液體組成成分，同樣都是從45 ℃降低至36 ℃，每15 s測量一次，繪制溫泉泥的冷卻曲線，得到不同泥的弛豫時間(1/e＝0.37)，即從初始45 ℃降低至39.3 ℃(36＋9/e)所用的時間，和從39.3 ℃降低至37.2 ℃(36＋9/e2)所用的時間，以及從37.2 ℃降低至36.4 ℃(36＋9/e3)所用的時間相同。而第3個弛豫時間之后泥溫降低和體溫接近，溫?zé)岬闹委熜Ч麆t消失。結(jié)果說明，含水量百分比越大的溫泉泥，其比熱容即蘊含的熱量越大，弛豫時間越長即治療溫度維持時間越長，但水比重越大其黏性越低，不易定型或者難以固定于患者體表，僅可作為涂抹方式進行治療適合于面部美容，不適用于需要長時間溫?zé)嵝?yīng)的治療需求。而單位重量水的比熱容是4.178 8 J/(kg·K)，弛豫時間230 s，熱量23 819 J，導(dǎo)熱率103.56 J/s，見表1。通過這項研究說明，不同地區(qū)的治療泥物理特性不同，主要進行的治療方式也隨之有所區(qū)分。

表1 不同成分治療泥的物理學(xué)特性

1.2 生物學(xué)特性 從微觀角度來看，我們的皮膚是一個復(fù)雜的環(huán)境，由數(shù)萬億種不同的微生物組成，構(gòu)成所謂的皮膚微生物組。而皮膚微生物組在影響感染、炎癥性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤方面發(fā)揮作用[2]。在實際應(yīng)用中，不同地區(qū)的溫泉泥具備不同溫度和成分，孕育不同微生物包括節(jié)螺藻屬、藍藻、硅藻、顫藻、熱厭氧桿菌等，以及代謝產(chǎn)生各種生化產(chǎn)物如脂肪酸、羥基酸、二羧酸、酮酸和醇、酰基甘油酯等等，通過接觸人體皮膚作用或者吸收，從而產(chǎn)生各類治療效果。而在人工制備類治療用泥時，生物組分(微藻和藍藻)通常來自醫(yī)用天然礦泉水，而對于制備海洋淤泥時，則主要采用微藻培養(yǎng)；成熟時間1～18個月，但通常不超過3個月[3]。

1.2.1 環(huán)境差異孕育不同的生物種群 Bigagli等人[4]分析了薩圖尼亞泰爾梅地區(qū)泥漿中存在的生物油脂成分及其抗氧化能力，證實了治療泥孵育過程中脂質(zhì)分布增加。而抗氧化能力的試驗表明，底部的治療泥漿提取物比表面泥漿中的提取物更具活性，親水性提取物比脂質(zhì)提取物更具活性。而葉綠素A在泥漿成熟和回收循環(huán)過程中的轉(zhuǎn)化一定程度上影響了礦物質(zhì)和其他成分參數(shù)變化。一項研究對象是阿巴諾地區(qū)29個地點的650多個泥漿樣本[5]，發(fā)現(xiàn)治療泥在接觸空氣發(fā)酵孵育過程中，泥漿中的葉綠素A含量被微生物分解代謝，以確保藻類維持代謝水平以維持光合過程，從而保證各類生物代謝產(chǎn)物生成和轉(zhuǎn)化。Gris等人[6]對Euganian地區(qū)的溫泉泥進行研究證實，形成泥中有機物的主要物種為席藻屬，而當泥溫度為37～47 ℃時，有機物多樣性更豐富。而在較低和較高的溫度下，微生物種群失去穩(wěn)定性，嚴重影響有機物的物種組成，導(dǎo)致生物多樣性和藍藻豐度均明顯下降。

1.2.2 溫泉泥成熟不同階段孕育不同的生物種群 一項針對意大利錫爾苗內(nèi)泰爾梅區(qū)域泥漿早期(2個月)、中期(4個月)和成熟期(6個月)的微生物多樣性的研究，通過測序技術(shù)的試驗結(jié)果表明，3個微生物種群占優(yōu)勢：暗桿菌屬、脫硫念珠菌屬和嗜硫桿菌屬，暗桿菌屬水平在成熟過程中增加，而脫硫念珠菌屬和嗜硫桿菌屬水平降低，且成熟泥漿中暗桿菌屬代謝生成的磷脂和磺基糖脂水平增加[7]。

1.2.3 溫泉泥中的生物活性成分不同 例如歐加尼亞盆地?zé)崛兴{藻，代謝生成酰基甘油脂，賦予了泥漿治療和美容作用。從巴拉魯克熱泥漿中分離出來的9種藍藻菌株進行生物測試以確定抗氧化、抗炎和傷口愈合特性。結(jié)果顯示藻膽蛋白的生物合成途徑中類胡蘿卜素、藻膽素、類支原體素氨基酸、綠膿桿菌素等生物活性物質(zhì)以及微珠蛋白、微虹膜蛋白等代謝物具有抗氧化或抗炎特性。而念珠藻和假古氏隱球菌提取物抑制促炎細胞因子腫瘤壞死因子-α、白介素-6和白介素-8生成。藍藻提取物可能具有抗炎治療作用在不傷害身體細胞的情況下發(fā)揮潛力[8]。阿扎爾地區(qū)的不同湖泊泥漿，通過分光光度法和重量分析法確定，阿爾達加尼湖(1.22%)、Niphi湖(1.72%)和Gasaliani湖(1.33%)的硫化物粉土類治療泥中腐殖酸含量相對較高。通過氣相色譜-質(zhì)譜分析方法，確定了治療泥中有機酸的復(fù)雜醚含量：硬脂酸、棕櫚酸、辛酸、肉豆蔻酸、戊酸、月桂酸、草酸、鄰苯二甲酸和富馬酸[9]。Dolmaa等人[10]研究了來自蒙古諾貢湖的含硫化物粉質(zhì)泥，發(fā)現(xiàn)可溶性有機物中含有高比例的碳氫化合物及其衍生物(33.68%)，類脂群中含有脂溶性維生素，包括維生素A、D、E及其衍生物，以及與治療和美容性能相關(guān)的類固醇。Bigovic等人[11]研究了黑山的新海爾采格附近溫泉泥中的有機成分，發(fā)現(xiàn)它們主要含有飽和和不飽和脂肪酸以及必需氨基酸，其中許多具有重要的生理、醫(yī)用和藥物特性。

1.3 無機物成分特性 溫泉泥中的各類礦物質(zhì)通過在皮膚表面或者從皮膚吸收入人體發(fā)揮治療作用。天然礦泉水孕育的溫泉泥，具有特定的物理化學(xué)特性，如含有以下一種或多種富含亞鐵的伴生相的黏土，如黃鐵礦(FeS2)、馬卡西礦(FeS2)、磁鐵礦(FeFe2O4)等，這些物質(zhì)可以作為抑菌劑抑制微生物的生長，或者作為殺菌劑破壞細菌細胞膜。此外，除還原鐵外，某些金屬離子的其他還原價礦物，如銀、銅、鋅和金，當與某些黏土或黏土礦物結(jié)合時，可作為抑菌劑/殺菌劑。大約60%的慢性皮膚感染具有傳染性，病原體對免疫反應(yīng)、抗生素以及消毒劑具有一定的耐藥性。消除這種細菌，必須使生物膜穩(wěn)定存在以使抗生素或者黏土基殺菌成分起作用。由黏土/水/還原劑組成的治療泥藥劑，可以抑制細菌生長[12]。

1.3.1 鎂和鈣 鎂離子可以增強皮膚鎖住水份的能力，是天然潤膚劑，同時對細胞代謝具有重要作用，促進角質(zhì)細胞的成熟和分化。所以對于血清或者鱗屑中鎂離子含量低的銀屑病患者來說，溫泉水中的鎂離子對此類患者的治療效果比較顯著。鎂離子對人體的健康和壽命具有重要的支持作用，作為細胞內(nèi)含量僅次于鉀離子的礦物質(zhì)離子，其參與了能量代謝和蛋白質(zhì)合成中近600多種酶的活性反應(yīng)。蛋白質(zhì)合成很大程度上依賴于細胞內(nèi)部的鎂離子濃度水平，增加鎂離子濃度可以在60 min內(nèi)加快蛋白質(zhì)的合成，同時可在10 h后加快DNA合成。離子可以通過皮膚吸收進人體，有研究顯示，使用含鎂離子的潤膚露，可以使試驗受試人員的血清鎂離子濃度增加8.54%，尿液中的鎂離子含量增加9.1%[13-14]。鎂離子和鈣離子因其對皮膚修復(fù)的能力而不同于其他礦物質(zhì)元素。在皮膚最外層，內(nèi)源性的鈣離子和鎂離子濃度通常較高，其分布濃度通常在皮膚中從基底層到顆粒層呈階梯增大。當皮膚受到外傷后，離子濃度梯度改變，板層小體進行脂質(zhì)胞外分泌，從而開啟了皮膚屏障的修復(fù)。有研究顯示，通過應(yīng)用離子霉素，即鈣離子載體，在體外培養(yǎng)的角質(zhì)細胞中，可以增加鈣離子向細胞內(nèi)流，從而減緩了傷口的愈合[14]。鈣元素則主要起到了皮膚清潔的作用。而鈣、鎂、鋁元素可以有效地防止皮膚暴露于氫氟酸后對于氟化物的吸收，而另外有研究顯示，制成的溫泉水脂質(zhì)體乳液，在水包油形式下，鎂離子和鈣離子通過皮膚吸收量最大[15]。

1.3.2 其他元素 鈉離子可以有效鎖住皮膚水份，保持皮膚的柔韌度，除了同樣對銀屑病和魚鱗癬有良好效果外，還對過角化皮損的脫屑癥狀有良好幫助[16]。鉀離子同樣是天然潤膚劑，同時還對皮膚具有一定的收斂和抗菌作用。而溴元素則對皮膚具有明顯的放松和舒緩作用，也具有抗菌和對抗炎癥的作用，因此在各類炎性和干性皮膚病變?nèi)玢y屑病、濕疹、魚鱗癬有非常良好的治療作用。氯元素的殺菌效果較強，而硫元素有助于膠原蛋白形成以及促進皮膚細胞呼吸。鋅元素除了具有一定抗炎癥作用外，還同樣對蛋白質(zhì)和膠原蛋白合成具有重要促進作用，因此鋅元素對于痤瘡、酒渣鼻和傷口愈合有良好的幫助[17]。鐵離子除了組成血紅蛋白活性中心，其參與了細胞代謝，細胞呼吸，DNA合成，細胞周期調(diào)控，啟動細胞凋亡。在皮膚傷口愈合時候，相比較于健康的皮膚，皮膚細胞內(nèi)鐵離子濃度是增加的，原因可能是傷口出血后細胞吞噬和清理血凝塊里的血細胞所導(dǎo)致的。

2 溫泉泥的治療作用

溫泉泥療在各類疾病治療以及美容保健中均有非常廣泛的應(yīng)用，在皮膚類、骨關(guān)節(jié)類等多種疾病均有不錯的治療效果。

2.1 皮膚類疾病

2.1.1 痤瘡 長時間以來，人們通常經(jīng)驗性的運用泥療進行美容，這與其改善皮膚水合作用、去除剝落細胞和防止衰老作用有關(guān)。用于皮膚涂片和醫(yī)療治療的溫泉泥特點是其在礦物質(zhì)和微量元素中的組成不同。一般情況下，這類含治療泥的化妝品中，最常用的膠狀物類型是火山巖、硫化物和氯化溴碘，也包括泥炭中含有黃腐酸和亞硫酸。而死海泥漿具有抗大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和痤瘡桿菌的抗菌特性，這歸因于其高鹽和硫化物濃度以及低pH值。這些世界范圍內(nèi)銷售的泥漿包用于治療(風(fēng)濕性疾病)和美容目的(治療皮膚疾病，尤其是痤瘡的泥漿面膜)。研究發(fā)現(xiàn)，抗菌活性可能是由于泥漿的高鹽濃度及其特殊的離子起作用的[18]。

2.1.2 銀屑病 還有證據(jù)表明，死海的黑泥配合死海的海水浴、光療時，在皮膚病(如銀屑病和其他皮膚疾病)治療中起到一定的作用，可以減少該疾病的所有皮膚癥狀，即PASI評分明顯改善[19]。死海泥漿的保濕、舒緩和再生特性歸因于高鎂含量，其抗炎和消炎作用以及抑制銀屑病發(fā)病機制中涉及的多胺類物質(zhì)的能力是眾所周知的[20]。而死海泥漿中的微生物種群同樣對治療銀屑病具有一定功效。該治療泥是高鹽度泥漿，其中已鑒定出9種極端耐鹽的芽孢桿菌，其中一種是副地衣芽孢桿菌，具有很強的抗菌作用。而波斯芽孢桿菌對不同革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的也具備一定的抗菌性能[21-22]。

2.1.3 傷口愈合 近期的研究發(fā)現(xiàn)[23]，巴拉呂克萊班的泥療因其抗炎和愈合特性而被應(yīng)用。研究人員對泥漿進行了分析，以研究具有抗氧化、抗炎和愈合特性的生物成分。通過對9個菌株進行了分析，雖然未檢測到抗氧化活性，但觀察到念珠菌和假古氏隱球菌具有較強的抗炎潛力，并且在藍藻菌屬的提取物中檢測到輕微的傷口愈合功能。治療泥中的鋅離子可誘導(dǎo)角質(zhì)細胞分化，而鎂離子可幫助角質(zhì)細胞連接至層黏連蛋白上，鐵離子和銅離子誘導(dǎo)纖維原細胞表達基質(zhì)金屬蛋白酶-1，而基質(zhì)金屬蛋白酶-1是膠原降解的關(guān)鍵酶，這些因素都是促進皮膚傷口愈合，防止瘢痕形成的重要因素。鋅和酶素的活力密切相關(guān)，而且是300多種酶或者化學(xué)反應(yīng)的輔助因子，包括了基質(zhì)金屬蛋白酶家族和轉(zhuǎn)錄因子。鋅離子在皮膚傷口愈合初期相比其他離子顯著減少，可能是細胞外基質(zhì)成分在炎癥反應(yīng)中非特異性酶解消耗過多。傷口愈合初期，臨時性細胞外基質(zhì)分泌、組裝成臨時屏障保護機體皮膚，而8 h至3 d后皮膚傷口增殖期由蛋白分泌、合成替代細胞外基質(zhì)，這個時期細胞外基質(zhì)為特異性酶解，從膠原蛋白Ⅲ替代纖維連接蛋白，同時鋅離子含量增多，誘導(dǎo)角化細胞增殖分化。

2.2 調(diào)節(jié)免疫

2.2.1 抗炎 Spilioti等人[24]研究了希臘溫泉度假村13個泥漿樣本的抗炎特性，評估了它們對內(nèi)皮細胞表達黏附分子的影響，以及對單核細胞黏附、內(nèi)皮細胞活化功能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)泥漿提取物抑制腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞血管細胞黏附分子-1的表達。值得注意的是，大多數(shù)被檢測的泥漿提取物顯著降低了單核細胞與活化內(nèi)皮細胞的黏附，表明其具有強大的抗炎活性。Zampieri等人[25]同樣注意到了阿巴諾治療用泥中存在的席藻生成的胞外多糖的抗炎活性。

2.2.2 抗腫瘤 除了抗炎作用外，治療泥中存在的皮膚微生物組生成的副產(chǎn)物也可能具有直接抗腫瘤作用。在小鼠模型中，研究表明[26]，表皮葡萄球菌菌株產(chǎn)生6- 羥基氨基嘌呤(6-HAP)在皮膚定植可以降低紫外線誘導(dǎo)的皮膚腫瘤的發(fā)病率。在健康人受試者的皮膚微生物組中也發(fā)現(xiàn)了這些產(chǎn)生HAP-6的菌株，表皮葡萄球菌產(chǎn)生的葡萄球菌脂磷壁酸(toll樣受體-2配體)可能通過誘導(dǎo)負性調(diào)節(jié)因子-人腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子抑制皮膚炎癥，減少toll樣受體-3激活的角質(zhì)形成細胞釋放細胞因子。皮膚微生物群介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)機制表明它們可能在抗人類腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用。在白化大鼠氧化應(yīng)激條件下，研究了治療泥腐殖物質(zhì)的單個組分對自由基氧化過程的影響。在實驗的第3天和第10天，使用一般抗氧化活性、活性超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等參數(shù)來測定類胡蘿卜素的生物活性。結(jié)果表明，氧化應(yīng)激狀態(tài)可以在實驗的第3天得到糾正。腐殖酸不僅能恢復(fù)正常的生理氧化還原系統(tǒng)，而且能在第10天提高抗氧化酶的活性[27]。

2.3 骨關(guān)節(jié)疾病

2.3.1 骨關(guān)節(jié)炎(OA) OA是最常見的慢性疾病之一，是全世界疼痛和殘疾的主要原因。其患病率隨著年齡的增長而增加，產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟負擔。OA的主要特征是軟骨破壞，軟骨下骨重塑與滑膜炎癥。在西班牙El Raposo水療中心研究發(fā)現(xiàn)[28]，通過泥療治療配合西藥治療疼痛、僵硬和身體功能，結(jié)果顯示骨關(guān)節(jié)炎患者的膝關(guān)節(jié)屈曲活動度得到改善，疼痛、僵硬和身體功能以及生活質(zhì)量得到改善。血清學(xué)檢測結(jié)果顯示腫瘤壞死因子-α、白介素-8、白介素-6和腫瘤壞死因子-β和熱休克蛋白-72顯著降低。此外，全身皮質(zhì)醇水平顯著升高。研究證實了泥漿療法很可能至少部分地通過其全身抗炎作用和神經(jīng)內(nèi)分泌免疫調(diào)節(jié)進行治療作用。而秘魯黑泥對膝骨關(guān)節(jié)炎患者的臨床參數(shù)和生活質(zhì)量同樣有較好的幫助作用。一項研究探討了秘魯黑泥的治療作用，以及比較了在海水中自然成熟的秘魯黑泥樣品和伽馬輻射滅菌的秘魯黑泥樣品的效果。該試驗對41名患者進行了一項雙盲對照試驗，將其分為兩個治療組，分別由20名和21名患者組成：一組用自然成熟的秘魯黑泥治療，另一組用無菌秘魯黑泥治療。使用WOMAC和SF-36問卷以及炎癥生物標志物血清水平的量化進行評估。兩組患者的疼痛、身體功能和生活質(zhì)量均有改善。9名患者的影像學(xué)評分顯示病情緩解，但治療前后血清炎癥介質(zhì)水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義。證明秘魯黑泥是一種輔助治療膝骨關(guān)節(jié)炎的有效工具[29]。另外有研究顯示，通過溫泉泥療治療骨性關(guān)節(jié)炎，可以幫助患者減少相關(guān)藥物服用劑量，減少經(jīng)濟花費以及藥物產(chǎn)生的副作用[30]。我國學(xué)者對于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的Meta分析結(jié)果顯示，短期的泥療治療就可以有效的緩解患者的疼痛癥狀以及膝關(guān)節(jié)的活動功能[31]。而我國的中成藥聯(lián)合泥灸的方法同樣針對中早期的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎具有很好的效果[32]。

2.3.2 慢性下腰痛 溫泉泥療治療慢性下腰痛同樣效果顯著。最新的研究通過泥療配合家庭鍛煉治療的慢性下腰痛患者，在疼痛、功能、生活質(zhì)量和抑郁方面，比較單純采用家庭鍛煉的治療效果。泥療治療按照5 d/周，持續(xù)3周，45 ℃，30 min/d配合家庭鍛煉進行。對照組只接受家庭鍛煉。評估兩組患者治療前、治療后第3周和治療結(jié)束后1個月視覺模擬疼痛量表(VAS疼痛)、功能狀態(tài)的修訂Oswestry Disability指數(shù)(rODI)、生活質(zhì)量簡表-36(SF-36)和貝克抑郁自評量表(BDI)。治療后第3周的評估顯示，與對照組相比，泥療治療組的rODI、VAS疼痛有顯著改善。治療后1個月泥療組與對照組相比，rODI、VAS疼痛和SF-36量表結(jié)果在統(tǒng)計學(xué)上有顯著改善。說明在改善慢性下腰痛患者的疼痛和功能方面，泥療配合家庭鍛煉可以起到良好的效果[33]。配合核心肌群的訓(xùn)練以及泥療、手法推拿，針對慢性下腰痛的治療也可達到比較顯著的效果[34]。

2.3.3 下肢靜脈曲張 下肢靜脈曲張主要指下肢靜脈伸長，迂曲，產(chǎn)生患肢酸脹，乏力，沉重等癥狀，嚴重者常伴有小腿潰瘍或淺靜脈炎等并發(fā)癥。通過水療或者泥療的溫?zé)帷⒖寡住毫Φ茸饔茫ㄟ^增加組織密度來改善血液流動壓力和改善局部淋巴引流，降低靜脈血壓，減輕炎癥，改善生活質(zhì)量和疼痛以及減少皮膚色素沉著變化[35]。

2.3.4 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 一項研究顯示，持續(xù)2周的全身泥療治療，20 min/d，或者硫磺浴20 min/d，均能夠使類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的晨僵癥狀、行走能力、日常生活能力、近端手指關(guān)節(jié)腫脹程度不同程度得到明顯的改善[36]。

3 討論

溫泉泥療作為一項安全、有效的物理治療或者保健美容的方法，目前已在全世界廣泛應(yīng)用。眾多對于采用溫泉泥療針對各項疾病治療效果的研究結(jié)果都顯示除了其存在的治療潛力和作用。在未來的應(yīng)用和臨床工作中，需要更加嚴謹?shù)母鶕?jù)溫泉泥的特性設(shè)計針對性的方案和對照，以滿足不同疾病患者的治療需求和科研結(jié)果信度的要求。