Биофизические основы некоторых фотобиологических процессов. Применение оптического излучения в медицине.

Фотобиологическими процессами принято называть те сдвиги в биологических объектах, которые являются следствием действия на эти объекты оптического излучения. В качестве примеров фотобиологических процессов можно привести следующие явления:

v фотосинтез;

v фоторецепцию (зрение);

v фотобиологические процессы в коже, приводящие к:

· фотоиндуцированной эритеме;

· синтезу меланина (загару);

· синтезу витамина D₃;

· фотоканцерогенезу

v фотопериодизм;

v фотоморфогенез;

v фототропизм;

v фототаксис.

Поскольку оптическое излучение во многих случаях способно вызывать такие сдвиги в организмах пациентов, которые оказывают терапевтическое (лечебное) действие, это излучение очень давно применяется и в медицине. В качестве примеров применения оптического излучения с терапевтическими целями можно привести следующие методики:

• фототерапия гипербилирубинемии новорожденных с помощью облучения кожи синим излучением;
• фотогемотерапия (реинфузия УФ-облученной собственной крови) – метод терапии целого ряда заболеваний с помощью введения пациентам их собственной крови, облученной вне организма УФ излучением;
• фотоферез – метод воздействия на иммунную систему пациента путем введения ему его собственных лейкоцитов, подвергнутых in vitro облучению УФА излучением в присутствии сенсибилизаторов-псораленов;
• фототерапия кожных заболеваний (облучение пораженных патологическим процессом кожных участков УФ излучением в присутствии фотосенсибилизаторов или без них);
• эритемотерапия (облучение УФ излучением в значительных дозах кожных зон Захарьина-Геда);
• фототерапия рахита с помощью облучения кожи УФ излучением;
• фототерапия красным светом – облучение пораженных участков тела или рефлексогенных зон красным видимым излучением (чаще всего – излучением лазеров);
• фотодинамическая терапия опухолей – облучение опухолей видимым излучением после введения фотосенсибилизаторов (производных гематопорфирина и фталоцианиновых красителей);
• фототерапия сезонной аффектной депрессии – длительное освещение больного интенсивным белым светом.

Все фотобиологические процессы развиваются в несколько стадий. Схема последовательности событий, заканчивающейся тем или иным фотобиологическим сдвигом, представлена на рис. 29.

Рисунок 29. Схема стадий развития фотобиологического процесса. Активная молекула М может поглотить квант излучения непосредственно, либо перейти в возбужденное состояние в результате взаимодействия с молекулой-фотосенсибилизатором Z. В любом случае затем формируются продукты фотомодификации активной молекулы М. Эти продукты в ходе темновых процессов запускают биохимические сдвиги, прямо или косвенно приводящие развитию функционального биологического ответа.

Публикуется с модификациями по: Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики: Учебное пособие. Воронеж: ВГУ, 1997, с. 6.

Фотобиофизика изучает начальные стадии развития фотобиологических процессов, от поглощения квантов излучения молекулами М или Z, и до фотохимических реакций в активных молекулах, приводящих к появлению вызывающих биохимические сдвиги продуктов.

Выше нами уже рассмотрены закономерности поглощения света молекулами и некоторые возможные пути реализации энергии электронного возбуждения. Здесь же мы, прежде всего, остановимся на рассмотрении особенностей и кинетик тех фотохимических реакций, которые могут быть причиной фотобиологических сдвигов в организме.

Дата добавления: 2015-07-25