Основы фотомедицины.

В медицине большое значение имеют фотобиологические процессы, возникающие в результате поглощения света экзогенными веществами или эндогенными соединениями, концентрация которых резко возрастает при некоторых патологиях (протопорфирии, билирубинемии и др.). Вещества, повышающие чувствительность организма к ультрафиолетовому или видимому свету, в фотобиологии называются фотосенсибилизаторами.

По механизму действия фотосенсибилизаторы делятся на два типа.

· Фотосенсибилизаторы I типа под действием света сами химически изменяются, их эффект не зависит от присутствия кислорода. Например, в терапии псориаза широко используют псоралены, которые применяют совместно с УФА-облучением (ПУФА-воздействие). В основе терапевтического эффекта лежит реакция ковалентного фотоприсоединения псораленов к ДНК.

· Фотосенсибилизаторы II типа называются также фотодинамическими соединениями. Поглотив квант света, эти соединения переходят в триплетное возбужденное состояние, а затем взаимодействуют с молекулярным кислородом, и переводят его в супероксидный анион-радикал или в возбужденное синглетное состояние. Эти активные формы кислорода обладают большим окислительным потенциалом. Характерной особенностью реакции II типа является их зависимость от присутствия кислорода. В связи с этим целый ряд терапевтических методов основан на использовании антиоксидантов (например, b-каротин), которые инактивируют ("тушат") активные кислородные метаболиты и предотвращают их патологическое действие.

На сегодняшний день широко распространенным методом лечения является фотогемотерапия – дозированное облучение крови квантами света длиной волны от 280 до 680 нм (верхняя часть ультрафиолетового спектра и видимый свет). Вызываемое фотонами возбуждение биомолекул и структурно-функциональные изменения форменных элементов крови приводят к существенной активации лейкоцитов, факторов неспецифической резистентности организма, изменению проницаемости мембран и запуску опосредованных каскадных фотохимических реакций. Считается, что коротковолновое облучение крови (до 400 нм) обусловливает в основном иммунокорригирующий эффект, а длинноволновое облучение оптического диапазона существенно улучшает реологические свойства крови и микроциркуляцию.

Трансфузии фотомодифицированной аутокрови с успехом применяют практически во всех областях медицины, так как возникающие при этом эффекты оказывается благоприятным при многих патологиях. Кроме того, УФО-кровь способна корригировать предпатологические сдвиги у практически здоровых людей, повышая тем самым работоспособность и выносливость, что значительно расширяет сферу применения метода.

Перечисленные изменения следует рассматривать как адаптивную перестройку, которая возникла в процессе эволюции под влиянием ведущего фактора среды – солнечной радиации. Солнце, а также имитирующие его источники света, действует как физиологический регулятор процессов жизнедеятельности (обменных, иммунных, пролиферативных, гомеостатических и т.д.). Это обстоятельство особенно важно для нашей страны, большая часть которой расположена в зоне дефицита солнечной радиации.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что изучает квантовая биофизика?

2. Назовите области практического использования положений и методов квантовой биофизики.

3. Дайте характеристику электронных переходов биомолекулы при поглощении кванта света.

4. Назовите условия, необходимые для поглощения света биосистемой.

5. Что такое спектр поглощения вещества? Какое значение он имеет при анализе состояния биосистемы?

6. Назовите хромофорные группы основных органических соединений.

7. Каким закономерностям подчиняется процесс люминесценции?

8. Проанализируйте основные стадии фотобиологического процесса.

9. Дайте характеристику процессам, приводящим к инактивации белков, деструкции нуклеиновых кислот и липидов.

10. Что называют спектром фотобиологического действия?

11. Какие вещества относят к фотосенсибилизаторам? Как реализуется их механизм действия?

12. Укажите основные направления применения фототерапии в медицине.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

1.

Фосфоресценция сопровождает энергетический переход

а) S₁ ® S₀;

б) S₁ ® S₀ + hn;

в) S₁ ® T₁;

г) T₁ ® S₀ + hn.

2.

Время жизни молекул в синглетном возбужденном состоянии составляет

а) часы;

б) минуты;

в) секунды

г) наносекунды.

3.

Основными хромофорами в нуклеиновых кислотах являются

а) пуриновые и пиримидиновые основания;

б) рибоза и дезоксирибоза;

в) остатки фосфорной кислоты;

г) все перечисленные варианты ответов.

4.

Цепной свободнорадикальный механизм характерен для реакции

а) фотодимеризации тиминовых оснований;

б) пероксидного окисления липидов;

в) фотоинактивации белков;

г) сшивки нуклеиновых кислот с белками.

5.

Какой прибор служит для определения оптической плотности окрашенного раствора?

а) микроскоп;

б) фотоколориметр;

в) осцилограф;

г) сталагмометр.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

1. Контроль исходного уровня знаний (компьютерное тестирование или иные формы).

2. Разбор теоретического материала занятия, коррекция усвоенного материала (устно-речевой контроль).

3. Решение типовых задач по теме занятия. Обсуждение алгоритма решения и практического значения расчетных методов в квантовой биофизике.

4. Изложение и обсуждение реферативных докладов. Обсуждение ситуационных задач.

5. Контроль конечного уровня знаний – работа с программой компьютерного тестирования по теме "Квантовая биофизика".

6. Задание на следующее занятие с выделением материала для самостоятельной работы. Согласование тем реферативных докладов.

Дата добавления: 2015-08-18