В.Е. Прокопьев, В.Н. Дирин, В.В. Удут (Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск. Медико-экологический центр "Дюны", Томск. НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, Томск.)
Несмотря на большое количество работ, посвящённых общим и отдельным вопросам световоздействия, механизмы формирования положительных терапевтических эффектов окончательно не выяснены. По всей видимости это объясняется тем, что до настоящего времени вопросы о первичных акцепторах фотонов излучения и области их локализации, последовательности запуска фотофизических и фотохимических процессов остаются открытыми.
Наблюдаемые в клинике эффекты (противовоспалительное действие, ускорение регенерации повреждениях тканей, оптимизация реологических свойств крови) обычно связываются со следующими явлениями наблюдаемыми в эксперименте: - усилением пролиферации клеток; - ростом активности антиоксидантной системы; - улучшением микроциркуляции. На основе исследования этих процессов, а также измерения спектров флюоресценции и поглощения цельной крови и её разведений, отмытых эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов в жидкой и твёрдых фазах нами были высказаны предположения о принадлежности порфиринсодержащих молекул, локализованных в мембранных структурах клеток к первичными акцепторам фотонов. Это позволило объяснить следующие зарегистрированные факты: - фотоокисление липидов в клеточных мембранах и плазме крови; - феномен реактивации ряда ферментов антиокислительной системы; - уменьшение вязкости и увеличение деформируемости мембран эритроцитов; - рост фагоцитарной активности гранулоцитов.
Процессы фотомодификации крови на наш взгляд представляют универсальный механизм ответа биообъекта включающий в себя двухконтурную схему изменения состоянии буферной системы: перекисного окисления и антиоксидантной защиты. Антиоксидантный контур возбуждается путем фотоиндуцированной реактивации глютатионпероксидазы и цитохромксидазного комплекса мембранных структур клетки. Помимо этого имеет место детерминированная световоздействием дедимеризация порфиринов (в том числе и металлсодержащих) и реактивация ряда антиоксидантных ферментов липидной и водной фазы. Запуск прооксидантного контура реагирования происходит за счет фотодинамического эффекта (прямого возбуждения мембранного комплекса протопорфирина и гематопорфирина с участием О2).
Действительно, используемые нами методические подходы к анализу спектральных характеристик изучаемых биообъектов позволили дифференцировать процесс димеризации порфириновых соединений и установить его зависимость от временного фактора, определяющегося и собственно возрастом анализируемого субстрата, и его экспозицией при проведении процедур регистрации. Установлено, что эффекты димеризации и агрегации порфиринов (в том числе и металлосодержащих) являются производной "старения" мембранных структур клетки (модельная среда - эритроцит и отмытые его мембраны) и напрямую зависят от специфичности и выраженности патологического процесса, реализуемого на уровне организма в конкретную нозологию.
Посредством сравнения спектров пропускания воды, плазмы, сыворотки крови и водных суспензий мембран эритроцитов на длинах волн превышающих 960 нм установлено типичное ослабление поглощения последних, обусловленное высокой поглотительной способностью воды и её вытеснением из биологических структур. Метод производной спектроскопии позволил определить полосы поглощения на 910-920 нм, 1060 нм, 1200 нм и 1270 нм, принадлежащие составным и комбинационным колебаниям связей -ОН, -СН, -NH, липидов, триглицеридов и белков. Следовательно, поглощение излучения инфракрасного диапазона спектра через релаксацию энергии возбуждения перечисленных субстратов может передаваться на молекулы кислорода, запуская всю цепь реакций перекисного окисления липидов.
Кроме того, исходя из достаточно обоснованных данных по условиям возникновения когерентных эффектов в биомолекулах, требующим обязательную интенсивность непрерывного света превышающую 1011-1012 Вт/см2, или ультракоротких импульсов, длительность которых должна быть меньше фазовой релаксации среды и составлять 10-11-10-13 с. Именно огромное различие скоростей создание и релаксации когерентности составившее 1012-1013 ограничивает его существенное участие при воздействии на биологический объект.
Полученная информация послужила основанием для изучения возможности использования в терапевтических устройствах светодиодных излучателей видимого и коротковолнового инфракрасного диапазона. Практической реализацией выполненных исследований явилась разработка и внедрение в клиническую практику разрешенных Минздравом РФ аппарата для фототерапии "Дюна-Т" (длина волн излучателя 660+-15 нм и 840-950 нм) и эндогенного фотостимулятора "Фотонная таблетка" (регистрационное удостоверение №29/02040699/1081-00 от 21.11.00 г.).
Информация ЗАО МЭкЦ"Дюны"
Аппарат для фототерапии «Дюна-Т»