Бесплатный подбор врача по Москве и Московской области. Телефон Call центра +7 (499) 519-32-44

Механизм клинического эффекта лазерного излучения с позиции теории адаптации

Просмотров: 184
Механизм клинического эффекта лазерного излучения с позиции теории адаптации

В течение нескольких десятилетий лазерное излучение с успехом применяют в клинической практике. За это время квантовая терапия продемонстрировала свою эффективность в самых различных областях медицины. Вместе с тем, несмотря на то, глубокое изучение воздействия лазерного излучения (ЛИ) на биологические объекты, наиболее активно проводившееся в 80-90-х годах прошлого столетия, значительно расширило наше представление в этой области, механизм фототерапевтического эффекта до сих пор обсуждается лишь на уровне гипотез. Сегодня остается без ответа один из основных вопросов: с помощью какого хромофора или каких первичных акцепторов ЛИ взаимодействует с биологическими структурами? Именно с отставанием теоретического и экспериментального обоснования механизмов взаимодействия когерентного света с биообъектом связан тот факт, что в настоящее время преобладает эмпирический подход к разработке методов лазерной терапии. Однако, независимо от природы фотоакцептора и первоначальных фотобиологических процессов, можно выделить некоторые характерные для лазеротерапии общие свойства:




  1. Генерализованный ответ организма на действие низкоинтенсивного ЛИ;
  2. Универсальное, полипотентное действие ЛИ, подтверждаемое большим экспериментальным и клиническим материалом.

Далеко не полный перечень клинических эффектов лазеротерапии включает:

  • противовоспалительный,
  • обезболивающий,
  • регенераторный,
  • иммунокоррегирующий,
  • улучшение регионального кровообращения,
  • бактерицидный и бактериостатический.

Широкий спектр биологического действия и возникновение разнообразной гаммы эффектов при воздействии лазерного излучения на ткани, по словам Н.Ф. Гамалея, «…воплощает на практике представления, согласно которым низкоэнергетический лазер является не средством лечения определенных заболеваний, а инструментом общей стимуляции организма, применяемым при многих патологических состояниях».

Очень низкая энергия конформационных переходов биополимеров, биологических структур, безусловно, испытывающих на себе действие квантового излучения, объясняет возможность активации различных ферментативных систем даже слабым энергетическим воздействием, которым является низкоинтенсивное лазерное излучение красного и ближнеинфракрасного диапазона, что обосновывает возможность отнесения его к агентам стрессорного действия.

Сходство по этому принципу фототерапии с эффектом серии субпороговых стрессогенных факторов (физических, гипоксических, термических тренировок) дает основание предполагать, что Лазерное облучение (ЛО) реализует свое действие через сложную интегративную систему координации физиологических процессов, обеспечивающих единство организма – гомеостаз. С этих позиций воздействие лазерным лучом на биологический объект логично рассматривать в рамках теории адаптации, детально разработанной и представленной в трудах Ф.З. Меерсона.




Поглощение световой энергии тканями влияет на физические параметры биологических структур. Происходит изменение биохимических реакций, изменяется кислородный баланс и активность окислительно-восстановительных процессов, мембранный потенциал клетки, рН межклеточной жидкости и др. То есть возникают изменения в организме, которые подтверждают концепцию стрессогенного действия низкоинтенсивного ЛИ. Известно, что любое стрессорное воздействие на организм закономерно реализуется в развитии стресс-синдрома, характеризующегося повышением аллергической и гипофизарно-адреналовой систем. Увеличение концентраций катехоламинов и глюкокортикоидов представляется как генерализованная реакция мобилизации энергетических и структурных ресурсов организма. Исходя из данных представлений, рост активности симпатико-адреналовой системы и повышение концентрации кортизола в крови у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) непосредственно после ЛО является еще одним, достаточно убедительным свидетельством развития стресс-реакций в ответ на воздействие низкоинтенсивного когерентного света.

По мнению ряда исследователей, действие ЛО определяется наличием в клетках акцептора фотосенсибилизатора, обладающего способностью инициировать свободнорадикальные реакции. На роль эндогенного фотосенсибилизатора свободнорадикальных реакций в мембранах клеток могут претендовать порфирины, способные продуцировать синглетный кислород О2. Активация при этом процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) продемонстрирована в многочисленных работах. Поскольку содержание порфиринов может увеличиваться в процессе ряда патологий, вызванная ими гиперпродукция радикалов-инициаторов на начальных этапах лазеротерапии может оказать ощутимое деструктивное влияние на биомембраны. Как было показано, непосредственно после однократного ЛО у больных ИБС наблюдалось достоверное повышение в крови уровня продуктов ПОЛ, сопровождающееся структурной модификацией эритроцитарной мембраны в виде снижения содержания легкоокисляемых фракций фосфолипидов (ФЛ) и повышения уровня свободного холестерина (ХС). Кроме того, ряд исследований продемонстрировали, что что образование электронных возбужденных состояний приводит к изменению энергетической активности клеточных мембран, конформационным изменениям жидкокристаллических структур и структурной альтерации жидких сред организма, что в свою очередь является пусковым моментом целого комплекса биофизических и биохимических процессов. Данные изменения, вероятно, можно рассматривать как проявление катаболической фазы стресс-синдрома – неотъемлемого компонента срочного, или «аварийного» этапа адаптации.

Важно подчеркнуть, что выявленные сдвиги структурно-функциональной организации клеточной мембраны в данном случае являются неспецифическими, что подтверждает факт однонаправленных сдвигов в липидном биослое эритроцитарной мембраны под влиянием различных стрессорных факторов: квантовых, термических, сезонных. Это обстоятельство свидетельствует о закономерной, неспецифической реакции организма в рамках адаптивных процессов под влиянием ЛО. По-видимому, так называемое «вторичное обострение», наблюдаемое иногда на начальном этапе лазеротерапии, можно объяснить деструктивными изменениями клеточной мембраны на проявление стресс-синдрома.

Биологическое значение феномена структурной организации липидного биослоя клеточной мембраны заключается в том, что на «аварийной» стадии адаптации, данные сдвиги, ограничивая функциональную лабильность клетки в целом и экономизируя энергопотребность, обеспечивают ей жизнеспособность в неблагоприятных условиях. Кроме того, в результате активации ПОЛ и изменения структуры липидного биембраны возникает явление десенситизации, характеризующееся снижением адренореактивности и чувствительности органов-мишеней, что несомненно, имеет защитно-приспособительное значение. Вследствие развивающихся в «аварийную» стадию изменений организм обретает реальную возможность «продержаться» до включения более совершенной долговременной адаптации.

Повторное воздействие на организм стрессогенных факторов субпороговой мощности в виде серии низкоинтенсивных ЛО в соответствии с теорией адаптации ведет к стимуляции генетического аппарата клетки и активации анаболических процессов. Как показали многочисленные исследования, лазеротерапия различных заболеваний сопровождается активацией ДНК, РНК, и белкового синтеза.

Анаболическая фаза стрессорной реакции характеризуется формированием структурных изменений , увеличивающих мощность систем, ответственных за адаптацию. Это составляет основу перехода от срочной адаптации к долговременной – формирование структурного базиса долговременной адаптации(системный структурный след по терминологии Ф.З. Меерсона. Показателем перехода срочной (несовершенной) адаптации к долговременной может служить структурная реорганизация клеточных мембран, которые принимают прямое и очень важное участие во всех функциях клетки. Позитивные сдвиги на уровне биомембран приводят к изменению биоэлектрических процессов, к увеличению активности транспорта веществ через мембрану, идущего в направлении, парном градиенту химического или электрохимического потенциала, усиливают основные биоэнергетические процессы, в частности окислительное фосфорилирование. Этот факт нашел подтверждение через 1 мес. после 10-дневного курса низкоинтенсивного ЛО в ближнем инфракрасном спектре больных ИБС, когда на фоне снижения активности ПОЛ и фосфолипазы А2 в течение последующих 4 – 5 мес. ярко проявился процесс реконструкции и обновления фосфолипидного биослоя, характеризующийся ростом содержания фракций ФЛ с полиненасыщенными жирнокислотными остатками, снижением уровня свободного ХС, лизоформ ФЛ. Липотропный эффект адаптации в биомембранах имеет чрезвычайно важное значение, так как, меняя липидное микроокружение жизненно важных мембраносвязанных белков: рецепторов, аденилатциклазы, каналов ионного транспорта и таких ключевых ферментов, как Na+, K+, -AT Фаза, Са2+-АТ Фаза, он обеспечивает рост и стабилизацию функциональной активности клетки и организма в целом.

Описанные изменения на субклеточном уровне сопровождаются ростом активности ферментов цикла трикарбоновых кислот, что, в свою очередь активирует окислительно-восстановительные процессы, деятельность дыхательной цепи, окислительное фосфорилирование, увеличивает число митохондрий и содержание АТФ в тканях.

Важно еще раз подчеркнуть, что динамика клинической картины ИБС под влиянием лазеротерапии четко совпадает со структурной модификацией клеточной мембраны: возможность развития так называемого «вторичного обострения» на начальном этапе ЛО (активация процессов ПОЛ и деструкции липидной фазы биомембраны), появление клинического эффекта через 1 мес. после курса лазеротерапии, достижение максимума спустя 3 мес. и продолжающегося 5-6 мес. на фоне деструкции ПОЛ и позитивных структурных сдвигов клеточной мембраны.

Анализ показывает, что при успешной адаптации к самым различным факторам характерной чертой систем, ответственных за адаптацию, является высокая экономичность функционирования. Достоверное снижение в ответ на стандартную физическую нагрузку после курса лазеротерапии больных ИБС минутного объема крови, артериального давления и частоты сердечных сокращений подтверждает данный феномен и указывает на увеличение эффективности использования кислорода в работе сердца. Существенную роль в этом процессе играют перестройка в деятельности вегетативной нервной системы, ее функциональная сбалансированность, улучшение текучести крови и уменьшение агрегации эритроцитов, оптимизация простациклин-тромбоксанового обмена, активизация синтеза внутреннего эндотелиального фактора расслабления. В результате адаптационного развития этого комплекса изменений улучшается транскапиллярная диффузия кислорода, осуществляется более полная его экстракция из крови и адекватное потребление тканями меньшем объемном капиллярном кровотоке. Усиление аэробной мощности организма находит подтверждение в увеличении О2 в тканях под влиянием лазерного излучения. Продемонстрированное в многочисленых исследованиях улучшение показателей микроциркуляции, липидного спектра крови и гемореологии также вносит свой вклад в развитие экономичности и способствует повышению эффективности функционирования систем – одной из новых особенностей адаптированного синдрома.

В работах Меерсона и соавторов показано, что по мере формирования системного структурного следа и устойчивой долговременной адаптации происходит активация модуляторных регуляторных систем, которые можно назвать стресс-лимитирующими. Этим системам принадлежит важная роль в приспособлении организма к меняющимся условиям внешней среды. Стресс-лимитирующие системы, мощность которых увеличивается в процессе формирования устойчивой адаптации, обладают широким спектром защитных эффектов; это становится основой перекрестной адаптации к самым различным патогенным факторам. Так, в ходе сеансов лазеротерапии у пациентов с ИБС ряд авторов нередко наблюдали позитивные сдвиги в клинической картине сопутствующей патологии: заболевание желудочно-кишечного тракта, артериальная гипертензия, остеохондроз, мигрень и др. К числу перекрестных эффектов следует отнести уменьшение проявлений трансмембранного электролитного дисбаланса при коронарной недостаточности с улучшением калиевого, натриевого, кальциевого обмена, профилактикой электрической нестабильности миокарда и снижением риска внезапной смерти, иммунокоррегирующее, гиполипидемическое действие, стимуляцию репаративных процессов, анальгетический, антитромбогенный, антиишемический эффекты. Из изложенного можно заключить, что стресс-лимитирующие системы воспроизводят защитный эффект адаптации к стрессорным ситуациям ,т.е. обеспечивают резистентность организма к широкому спектру повреждающих факторов. У больных ИБС это находит отражение в улучшении клинической картины, росте переносимости физических нагрузок и предупреждении возможных осложнений.

Таким образом, изменения, происходящие под влиянием ЛИ в организме, укладываются в рамки теории адаптации Закономерные структурно-функциональные сдвиги на субклеточном уровне, вызванные в ходе развития адаптации к действию низкоэнергетического лазерного облучения можно проследить в динамике на доступной в клинических условиях модели – эритроцитарной биомембране. На начальном этапе лазеротерапии под влиянием стресс-реализующих факторов (активация процессов ПОЛ как один из них) наблюдаются деструктивные процессы липидного биослоя клеточной мембраны – катаболический эффект стресс-синдрома (1-я фаза адаптации). На данном этапе возможно развитие так называемого синдрома «вторичного обострения». В дальнейшем в результате стимуляции стресс-лимитирующих факторов (в частности антиоксидантной системы) и инициации генного аппарата клетки активируются анаболические процессы с формированием морфофункциональной базы для реализации долговременной адаптации (2-я фаза адаптации). Структурно-функциональная модификация липидного биослоя мембраны на данном этапе характеризуется ростом функционального потенциала клетки. Принимая во внимание чрезвычайно важное физиологическое значение клеточной мембраны, которую можно рассматривать как биологический коллектор функциональных преобразований организма, улучшение клинического состояния больных, вероятно, в значительной мере можно связать с мембранно-клеточными изменениями под влиянием ЛО.

На рис. Показана эволюция формирования неспецифической адаптации организма под влиянием ЛИ, в ходе которой можно выделить развитие стресс-синдрома на начальном этапе и создание условий для включение механизмов долговременной адаптации в последующем. Атрибутами последней является развитие резистентности организма к разного рода патологическим факторам и экономичности функциональных процессов. Все это, по-видимому, и определяет клинический эффект ЛИ и может использоваться как средство профилактики, лечения и реабилитации при самых различных заболеваниях. Следует еще раз подчеркнуть, что лазерное излучение в значительной мере представляет метод лечения, суть которого заключается в мобилизации защитных сил самого организма, потенциальные саногенетические возможности которого в процессе эволюции достигли высокого уровня.

Авторы: Васильев А.П., Стрельцова Н.Н.

Дополнительная информация:

Отзывы и комментарии

Добавить комментарий

*

Контакты

Информационные материалы на данном сайте представляют собой статьи, написанные практикующими медицинскими специалистами и косметологами на основе практики или по информации, которая есть в открытом доступе как в сети Internet так и в различных печатных изданиях.

Doktorlaser.ru не несет ответственности за любые возникшие убытки, информацию или услуги.

В первую очередь всегда обращайтесь к врачу.