Дипломная (вкр): Медицинское действие поляризованного света на клетку

после входа Ca2+ в клетку, происходит активация внутриклеточных процессов;

концентрация Ca2+ в цитоплазме клеток зависит от дозы излучения;

по концентрации Ca2+ в цитоплазме клеток можно найти оптимальную дозу излучения;

активность СОД растет при воздействии поляризованного света;

данные гипотезы работают как в совокупности, так и в отдельности.

3.2 Воздействие света на кровь

В животном организме имеется большое количество различных биологических молекул, интенсивно поглощающих видимый и инфракрасный свет: прежде всего, это гемоглобин эритроцитов, ферменты, участвующие в клеточном дыхании, антиоксидантной защите, и многие другие молекулы. Поэтому вполне закономерно, что благодаря сходству с солнечным излучением видимый и инфракрасный поляризованный (ВИП) свет может вызывать в организме целый ряд положительных эффектов (рисунок 9). К части спектра невидимой для человеческого глаза относится ультрафиолетовый свет и инфракрасный. Ультрафиолетовый может оказывать опасное действие на организм человека. Поэтому его не включают в спектр приборов, используемых в терапевтических целях. Инфракрасный же спектр используется в целях теплового действия [21].

Исследователи выяснили фотомодификацию крови при воздействии поляризованного света в видимой и инфракрасной части спектра (противовоспалительного, иммуномодулирующего, ранозаживляющего и нормализующего обмен веществ действия).

В качестве основного объекта исследования служила кровь 50 добровольцев до и после воздействия аппаратом поляризованного света. Спектральный диапазон 480-3400 нм (видимый и часть инфракрасного), Р=95% поляризации, мощность светового потока - 40 мВТ/см, терапевтическая доза - 12-19 Дж/см, диаметр облучаемого участка - 5-15 см. Возраст обследованных составил приблизительно 23 года, соотношение полов составило 1:1. В основную группу вошли 30 человек, которым проводились одно- и пятикратные ежедневные облучения поляризованным светом, облучение образцов крови проводилось параллельно с первым облучением добровольцев. Контрольную группу составили 20 человек, которым проводилась имитация воздействия поляризованным светом [22].

Эритроциты крови оценивались по количеству, скорости оседания в венозной крови, уровню насыщения гемоглобином артериальной крови кислородом. Тромбоциты в венозной крови оценивались по количеству, адгезивной и агрегационной способности. Лейкоциты крови оценивались по экспрессии мембранных маркеров и фагоцитарной активности.

Изменения крови через 0,5-1 час после ее облучения поляризованным светом и после смешивания облученной и необлученной аутологичной крови в соотношении 1:10 выражались в следующих показателях: в эритроцитарном звене отмечалось возрастание в объеме циркулирующей крови количества клеток, уменьшение скорости оседания эритроцитов, повышение связывания кислорода с гемоглобином; в тромбоцитарном звене отмечалось снижение адгезивных и агрегационных, в том числе индуцированной агрегации, свойств тромбоцитов и увеличение их активных форм; в лейкоцитарном звене отмечена достоверная модуляция экспрессии мембранных маркеров мононуклеаров, активация фагоцитоза, моноцитов и гранулоцитов, стимуляция цитотоксической активности натуральных киллеров; в плазме - снижение содержания воспалительных цитокинов, циркулирующих иммунных комплексов, глюкозы, атерогенных липидов и повышение уровня противовоспалительных цитокинов. Согласно данным, поляризованный свет активирует клеточный и гуморальный иммунитет, при этом повышение показателей отмечается при их исходно ”низком” значении и понижение при исходно ”повышенном” уровне (рисунок 19).

Рисунок 19 - Показатели фагоцитоза

Поляризованный свет, стимулируя фагоцитоз (захват и переваривание твердых тел), секрецию иммуноглобулинов (антител), оптимально изменяя соотношение между провоспалительными(ИЛ-1β, TNF-α, ИЛ-6, ИЛ-12) и противовоспалительными (ИЛ-10, TGF-β1) факторами (цитокинами) в плазме крови, усиливает противовоспалительный эффект, что влечет за собой некоторые терапевтические последствия:

увеличение в плазме количества Ig M и Ig А (антитела) позволяет применять поляризованный свет для стимуляции сниженного противоинфекционного иммунитета и повышения защитных механизмов слизистых оболочек;

увеличение количества Ig позволяет использовать поляризованный свет с целью профилактики и лечения хронических инфекций дыхательных путей, а также для предупреждения развития некоторых аллергических состояний, характеризующихся сниженным уровнем Ig А;

снижение в плазме крови уровня некоторых провоспалительных цитокинов, предотвращение массивного выхода других факторов воспаления и повышение уровня противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10,TGF-β1) может составить важный механизм противовоспалительного действия поляризованного света.

Очевидно, кровь облученная поляризованным светом стимулирует размножение фибробластов (клеток соединительной ткани) слабее, чем эндотелиальных клеток. Это различие может объяснить способность поляризованного света ускорять ранозаживление без гиперпродукции клеток соединительной ткани, т.е. без образования гипертрофированных рубцов. Процесс заживления сильно зависит от уровня локального кровотока, который определяется состоянием микроциркуляторного русла реологическими свойствами крови, состоянием свертывающей и противосвертывающей систем. Поляризованный свет снижает агрегацию тромбоцитов (рисунок 20).

Рисунок 20 - Количество тромбоцитов в агрегатах при воздействии поляризованного света

Следовательно, полученные результаты достоверно доказали роль фотомодификации крови в развитии таких важнейших эффектов при воздействии поляризованного видимого и ИК-света, как противовоспалительного, иммуномодулирующего, ранозаживляющего и нормализующего обмен веществ действия. Основные триггерные механизмы лечебных эффектов света можно объединить в следующие:

полихроматический видимый и инфракрасный свет индуцирует в поверхностных сосудах кожи структурную модификацию клеток и компонентов плазмы небольшого количества крови, изменения их свойств и функций, освобождение растворимых факторов, вследствие чего небольшой объем крови приобретает свойства биологически активного препарата с широким спектром активностей;

модифицированная светом кровь, контактируя в сосудистом русле с остальной кровью, транслирует ей вызванные светом изменения, вследствие чего весь объем циркулирующей крови приобретает свойства биологически активного препарата с широким спектром активностей.

Молекулярные механизмы действия поляризованного света заключаются в следующем:

быстрые изменения всей циркулирующей крови при воздействии на нее видимого и ИК-света являются следствием образования облученными клетками крови активных форм кислорода.

Таким образом, исследование показало профилактические и лечебные возможности использования поляризованного света, а также новые направления научных исследований по изучению данного феномена при различных физиологических и патологических состояниях [22].

.3 Воздействие света на нервную систему

Нервной системой называют совокупность структур, регулирующих работу всех систем организма. Развитие неврогенных болевых синдромов связывают с повреждением структур периферической или центральной нервной систем, участвующих в проведении ноцицептивных сигналов. Ноцицепторы представляют собой свободные нервные окончания немиелинизированных волокон, образующие сплетения в тканях кожи, мышц и некоторых органов, подвергающихся механическому воздействию (травма, хирургическое рассечение тканей, растяжение и т.д.), ишемии при нарушении адекватного кровообращения и микроциркуляции. В ответ на повреждение или разрушение клеточного субстрата усиливаются образование и выделение биологически активных веществ - простагландинов, кининов, протеолитических ферментов, производных ненасыщенных жирных кислот. Это приводит к первичной гипералгезии, или периферической сенситизации. Формирование болевого импульса осуществляется непосредственно в зоне тканевого повреждения, т.е. на тканевом и клеточном уровнях.

Болевые афферентные импульсы проводятся по толстым миелинизированным волокнам и по тонким немиелинизированным С-волокнам. Скорость проведения импульсов в миелинизированных волокнах выше (15-20 м/с), чем в немиелинизированных (1-2 м/с). Этим можно объяснить двойное ощущение боли. Если, например, уколоть кожу острым предметом, мгновенно возникает точно локализованное болевое ощущение. Это так называемая быстрая (первичная) боль, которая постепенно сменяется разлитым болевым ощущением - медленной (вторичной) болью. Аксоны афферентных ноцицептивных волокон заканчиваются в столбах заднего (дорсального) рога спинного мозга. Здесь они контактируют с передаточными нейронами спиноталамического пути, по которому болевая имульсация достигает задних ядер таламуса, а затем соматосенсорного поля коры большого мозга [19].

Ученым удалось выделить белки, встроенные в нервные окончания, которые «мониторируют» окружающее пространство и при необходимости заставляют нервные окончания возбуждаться, что и воспринимается организмом, как боль. Суть их действия сводится к открытию каналов, пропускающих катионы, особенно кальций; кальций проникает в клетку, деполяризует нервные окончания, что и приводит к генерации пиковых потенциалов [23].

В зонах истончения кожи и рыхлой соединительной ткани создаются условия для лучшей рецепции и проникновения электромагнитных волн, транспорта их по коллагену соединительной ткани и трансляции сигналов в периферические нервные структуры (рисунок 21).

Рисунок 21 - Зона повреждения ткани

Болевые импульсы, передающиеся от первичных ноцицептивных волокон к коре головного мозга, ослабляются благодаря активности антиноцицептивной системы мозга. Ослабление притока болевых импульсов в мозг осуществляется посредством химических медиаторов, среди которых наибольший вклад вносят опиаты, серотонин, норадреналин и дофамин.

Поляризованный свет способен модулировать боль как при аппликации на очаг боли, так и на точку акупунктуры, а также на нервные пути.

Структурами, непосредственно воспринимающими поляризованный свет в очаге боли, могут быть:

первичные афферентные нервные окончания (ноцицепторы);

клеточные и молекулярные структуры крови;

точки акупунктуры и система коллагеновых волокон соединительной

ткани.

Боль вызывает высвобождение различных медиаторов. К медиаторам относят пептиды (брадикинин), липиды (проста-гландин Е), серотонин, АТФ, нейротропины (нейротропный фактор роста NGF), ионы водорода.

Активация ноцицепторов, являющихся отростками клеток дорсальных ганглиев, приводит к возникновению в них импульсов, которые поступают в дорсальные рога спинного мозга и далее по восходящим путям передаются в головной мозг. С другой стороны, активация ноцицепторов запускает процесс нейрогенного воспаления. Высвобождающиеся из окончаний ноцицептивных волокон медиаторы, в особенности вещество Р (Pain, боль) и связанный пептид (CGRP), расширяют сосуды и тем самым способствуют выходу белков и жидкости в межклеточное пространство. Структурами, непосредственно воспринимающими поляризованный свет в области точки акупунктуры, могут считаться окончания нервных волокон и рыхлая соединительная ткань.

Выбор участков воздействия определяется с учетом:

анатомической локализации боли (световые аппликации на очаг боли);

нейрометамерной иннервации очага боли (на отдаленные сегментарные зоны);

патогенеза заболевания (на зоны направленного терапевтического действия, в том числе болеутоляющего.

Для достижения лечебного результата требуется экспозиция, величина которой определена эмпирическим путем и соответствует регенераторным возможностям конкретных органов. Это касается, например ревматологии, в частности, суставных болей. Было экспериментально подтверждено анальгетическое действие поли- и монохроматического поляризованного света при тонической боль. Опыты проводились на 80 мышах, у которых создавались очаги тонической боли. В результате анализа опытов была выявлена высокая эффективность белого (полихроматического) света при воздействии на противоболевые точки акупунктуры. В тех же экспериментах было обнаружено, что наиболее эффективным болеутоляющим действием обладает красный поляризованный свет. Также существенные результаты показали теплые цвета: желтый и оранжевый. Остальные цвета не дали особых результатов. На сегодняшний день известные анальгетические эффекты поляризованного света имеют лишь субъективное подтверждение [23].

. Аппараты для терапии поляризованным некогерентным светом

Приборы БИОПТРОН - медицинские приборы, используемые в профессиональных условиях в больницах, специализированных учреждениях, оздоровительных и спортивных центрах, а также в домашних условиях. Система светотерапии БИОПТРОН предназначена для каждого: широкий диапазон применения, удобство в использовании, безболезненность, короткое время сеанса. Все приборы светотерапии БИОПТРОН произведены в Швейцарии компанией BIOPTRON AG. - швейцарская компания, которая вошла в состав ZepterGroup в середине 1990-х годов. Научные исследования, опыт работы и профессиональная компетенция ZepterGroup привели к выдающимся результатам в области светотерапии. Эти достижения постоянно воплощаются в производстве приборов системы светотерапии БИОПТРОН. Система светотерапии БИОПТРОН - запатентованный медицинский прибор со специальным оптическим блоком, который является источником света, схожего с частью электромагнитного спектра Солнца, но без ультрафиолетового излучения.

БИОПТРОН излучает поляризованный свет. Поляризация света БИОПТРОН достигает 95%. В отличие от лазерной системы, выделяющей узкий диапозон волн, свет БИОПТРОН имеет широкий спектр, включающий длины волн от 480 до 3400 нм, что составляет видимый спектр света и часть инфракрасного. В данном спектре нет ультрафиолета, поэтому отсутствует опасность его вредного воздействия (рисунок 22).

Терапия монохроматическим поляризованным некогерентным светом определяет более направленное (специфическое) воздействие на фотоакцепторы. Так, например, красный свет с длиной волны 760-620 нмповышает биологическую активность металлосодержащих ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза, цитохромы), синий спектр (480-440 нм) - пиридиннуклеотидов(НАД и НАДФ) и протопорфиринов.

Рисунок 22 - Спектр излучения аппарата Биоптрон

Свет данного аппарата некогерентный, его волны не совпадают по фазе. В отличие от света лазера, для света БИОПТРОН не характерна временная или пространственная синхронизация движения, благодаря чему пики волн, и, таким образом, интенсивность света, не складываются и не вычитаются друг из друга. Излучение аппарата обладает низкой плотностью энергии, позволяя воздействовать на нужную область с постоянной, стабильной интенсивностью. Эта плотность энергии обладает биостимулирующим действием. При использовании системы светотерапии БИОПТРОН легко рассчитать дозировку получаемого света (2,4 Дж/ в минуту).

Существует три вида аппаратов БИОПТРОН: БИОПТРОН-2, БИОПТРОН Про 1, БИОПТРОН Компакт 3.Прибор для светотерапии БИОПТРОН-2 разработан, прежде всего, для профессионального применения. С прибором дополнительно поставляется стойка, что гарантирует удобство проведения лечения любой части тела (рисунок 23).