Для понимания механизма терапевтического действия низко- энергетичекого лазерного излучения изначально необходимо учитывать следующие особенности. 1. Несмотря на то, что низкоэнергетическое лазерное излучение обладает определенными специфическими свойствами, в первооснове оно является привычным для организма человека внешним физическим фактором, в частности, электромагнитным излучением оптического спектра, под действием которого возникли и эволюционизировали все живые организмы на Земле. Функционирование биологического объекта при низкоэнергетическом лазерном воздействии принципиально не изменяется, это воздействие не привносит в организм новых фотохимических реакций, которые там не были бы изначально заложены. При лазерной терапии наблюдается лишь соответствующая интенсификация процессов метаболизма, изменяется их скорость (В. М. Чудновский и соавт., 2002). 2. Основы взаимодействия низкоэнергетического лазерного излучения с биологическим объектом исходно рассматривают с точки зрения законов фотохимии. Однако законы фотохимии на уровне целостного организма далеко не всегда соблюдаются, поскольку они выводились на основе экспериментов с растворами макромолекул. Кооперативность взаимоотношений всех структур и систем целостного организма, нелинейность их ответа на различные внешние воздействия, максимальная чувствительность целостного организма к воздействию внешних физических факторов по сравнению с изолированными тканями и органами, а тем более с растворами макромолекул — все это свидетельствует о том, что слепое следование законам фотохимии уводит от правильного решения проблем взаимодействия низкоэнергетического лазерного излучения с живым организмом, а также проблемы «доза-эффект» от лазерного воздействия. 3. Основной закон фотобиологии гласит: биологический эффект вызывает излучение лишь той длины волны, которая поглощается фотоакцепторами тех или иных структурных компонентов клеток. При этом исследователи фотобиологических процессов, придерживающиеся данного положения, до сих пор не нашли акцепторы инфракрасной части оптического спектра электромагнитного излучения. Однако лазерная терапия с помощью аппаратов на основе излучателей ближней инфракрасной части оптического спектра весьма эффективна при самых различных заболеваниях и патологических состояниях как человека, так и животных. Следовательно, применимость основного закона фотобиологии имеет ограничительные рамки в отношении фотоакцепторов. В то же время концепция основы пускового механизма ответной реакции организма человека на воздействие внешнего физического фактора любой природы за счет изменений электромагнитных взаимодействий его различных структур и систем (концепция биоэлектрического триггера) является универсальной моделью обоснования всевозможных акцепторов электромагнитного излучения оптического спектра. После поглощения энергии низкоэнергетического лазерного излучения и различных вариантов миграции энергии электронного возбуждения все последующие физико-химические процессы в организме в качественном отношении ничем не отличаются от аналогичных процессов, постоянно возникающих при взаимодействии обычного света с живым веществом. Главное отличие низкоэнергетического лазерного воздействия заключается в количественном проявлении интенсификации процессов метаболизма и усилении функциональной активности соответствующих систем организма. А это обеспечивается преимущественно за счет спектральной плотности лазерного излучения, которая определяется количеством энергии, приходящейся на спектральный интервал лазерного излучения на основе его специфического свойства — монохроматичности. В отношении таких свойств низкоэнергетического лазерного излучения, как когерентность и поляризованность, мнения ученых расходятся, многие исследователи не придают этим свойствам существенного значения в достижении конечного общебиологического ответа на воздействие (Г. Е. Брилль, 2000; С. М. Зубкова, 1995; В. А. Мостовников и соавт., 1989, 1990; В. М. Чудновский и соавт., 2002). На основе доказанных экспериментальных и клинических данных в зависимости от иерархического уровня строения организма человека последовательно или одновременно происходят различные реакции и процессы. Даже с учетом различных потерь энергии фотонов низкоэнергетического лазерного излучения красной (к — 633 нм) и ближней инфракрасной части спектра (к — 850 нм) этой энергии (Е X — 633 нм = 194 кДж/моль; Е Х-850 нм = 136 кДж/моль) вполне достаточно для обеспечения конформационных изменений макромолекул биообъекта, поскольку для перехода молекулы ДНК из неустойчивой формы А в устойчивую форму В необходимо затратить энергии около 13 кДж/моль на нуклеотидную пару, а для конформационных изменений при взаимодействии медиатора с рецепторами клеточной мембраны — около 25 кДж/моль. А для конформационных перестроек жидкокристаллических структур и структурной альтерации водных сред организма требуется еще меньших энергетических затрат (Ю. А. Владимиров, А. Я. Потапенко, 1989; М. В. Волькен- штейн, 1988; А. Б. Рубин, 1987). Образование электронно-возбужденных состояний приводит к изменению энергетической активности клеточных мембран, к кон- формационным изменениям жидкокристаллических структур, к структурной альтерации жидких сред организма, к образованию продуктов фотолиза, к изменению рН среды, что в свою очередь является пусковым моментом целого комплекса биофизических и биохимических процессов (Г. Е. Брилль, 2000; Т. Й. Кару, 2001; В. А. Коварский, 1999; А. С. Крюк и соавт, 1986; Р. И. Минц, С. А. Ско- пинов, 1989; В. А. Мостовников и соавт., 1989, 1990; В. М. Чуд- новский и соавт., 2002). Повышение энергетической активности биологических мембран способствует увеличению активности транспорта веществ через мембрану, идущие в направлении, противоположном градиенту химического или электрохимического потенциала. На этом фоне активизируется синтез нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и внутриклеточных органелл (митохондрий и рибосом), возрастает реакционная способность многих ферментативных систем, ускоряются окислительно-восстановительные реакции и биоэнергетические процессы, в частности, окислительное фосфорилирование и накопление макроэргов — аденозинтрифосфата, стимулируется фагоцитарная и митотическая активность клеток (И. М. Байбеков и соавт., 1991; Г. Е. Брилль, 2000; Т. Й. Кару, 2001; В. А. Коварский, 1999; А. С. Крюк и соавт, 1986; В. А. Мостовников и соавт., 1989, 1990). При воздействии на биообъект низкоэнергетическим лазерным излучением красной и ближней инфракрасной части спектра были получены следующие результаты. С помощью полярографии в многочисленных прямых исследованиях на больных доказано увеличение напряжения кислорода в тканях при лазерной терапии. Методами рео- и фотоплетизмографии, реовазографии, осциллографии определено повышение скорости кровотока при воздействии на ткани низкоэнергетическим лазерным излучением. При витальной микроскопии определено увеличение числа функционирующих капилляров и возникновение новых сосудистых коллатералей в патологически измененной ткани под действием низкоэнергетического лазерного излучения. На этом фоне отмечалось уменьшение интер- стициального и внутриклеточного отека, укорочение длительности фаз воспалительной реакции, в первую очередь, подавление экссуда- тивной и инфильтративной реакции. Как следствие уменьшения отечности тканей, а также за счет прямого действия низкоэнергетического лазерного излучения на нерные окончания отмечалось снижение ре- цепторной чувствительности тканей (И. М. Байбеков и соавт., 1991; В. И. Козлов и соавт., 1993; В. Н. Кошелев, 1980; А. С. Крюк и соавт, 1986; А. К. Полонский, 1984; А. А. Прохончуков, Н. А. Жижина, 1986; П. И. Толстых и соавт., 1994;В. М. Чудновский и соавт., 2002). При воздействии на ткани организма низкоэнергетическим лазерным излучением красной и ближней инфракрасной части спектра за счет увеличение фагоцитарной активности отмечается бакте- риостатический эффект. При воздействии излучением ультрафиолетовой части спектра имеет место бактерицидный эффект за счет большой энергетической мощностью фотонов этого спектра, которой достаточно для разрыва сильных химических связей, обеспечивающих цепное строение биополимеров (В. Е. Илларионов, 1992; В. Н. Кошелев, 1980; А. С. Крюк и соавт, 1986; П. И. Толстых и соавт., 1994). Конечный результат воздействия низкоэнергетического лазерного излучения проявляется интегральной ответной реакцией организма. Это находит отражение в клинических эффектах лазерной терапии. В результате понижения рецепторной чувствительности, уменьшения или ликвидации интерстициального отека и напряжения тканей проявляется обезболивающее действие. При уменьшении длительности фаз воспаления и отека тканей мы получаем противовоспалительный и противоотечный эффекты. Повышение скорости кровотока, увеличение числа функционирующих капилляров и возникновение новых сосудистых коллатералей улучшает регионарное кровообращение. Совокупность этих проявлений вместе с ускорением метаболических реакций и увеличением клеточной пролиферации способствуют процессу физиологической и репара- тивной регенерации. При лазерной терапии многими авторами отмечаются десенсибилизирующий, гипохолестеринемический эффекты, повышение активности местных и общих факторов иммунной защиты. В зависимости от длины волны низкоэнергетического лазерного облучения проявляются бактериостатический и бактерицидный эффекты. При исходном преобладании в организме тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы проявляется ваготонический эффект (И. М. Байбеков и соавт., 1991; В. Е. Илларионов, 1992; В. И. Козлов и соавт., 1993; В. Н. Кошелев, 1980; А. С. Крюк и соавт, 1986; В. А. Мостовников и соавт, 1989, 1990; А. К. Полонский, 1984; А. А. Прохончуков, Н. А. Жижина, 1986; В. В. Скупченко, Е. С. Милюдин, 1994; П. И. Толстых и соавт, 1994). Для лучшего восприятия основные процессы и проявления низкоэнергетического лазерного воздействия сконцентрированы и условно разделены на соответствующие иерархические уровни живого организма (В. Е. Илларионов, 1992). Атомно-молекулярный уровень: -
поглощение низкоэнергетического лазерного излучения соответствующими акцепторами; -
инициация внутреннего фотоэлектрического эффекта и его проявлений: - возникновение фотопроводимости, - возникновение фотоэлектродвижущей силы, - возникновение фотодиэлектрического эффекта; -
электролитическая диссоциация ионов (разрыв слабых атомно- молекулярных связей); -
образование электронного возбуждения соответствующих био- структур; -
миграция энергии электронного возбуждения; -
первичный фотохимический акт; -
биохимические реакции с участием появившихся фотопродуктов. Клеточный уровень: -
изменение энергетической активности клеточных мембран; -
активация ядерного аппарата клеток, системы ДНК—РНК— белок; -
активация биосинтеза внутриклеточных органелл (митохондрий и рибосом); -
увеличение образования макроэргов (аденозинтрифосфата); -
активация окислительно-восстановительных процессов; -
повышение реакционной способности ферментативных систем; -
усиление митоза клеток и клеточной пролиферации; - увеличение фагоцитарной активности клеток. Тканевой и органный уровень: -
уменьшение длительности фаз воспалительной реакции; -
уменьшение интерстициального отека и напряжения тканей; -
увеличение поглощения тканями кислорода; -
повышение скорости кровотока; -
увеличение количества функционирующих сосудов микроцир- куляторного русла; -
возникновение новых сосудистых коллатералей; -
активация транспорта веществ через сосудистую стенку; -
понижение рецепторнои чувствительности тканей и органов. Клинические эффекты — интегральный ответ всего организма: -
противовоспалительный; -
обезболивающий; -
противоотечный; -
регенераторный; -
спазмолитический; -
десенсибилизирующий; -
иммунокоррегирующий; -
гипохолестеринемический; -
бактериостатический и бактерицидный; -
ваготонический (при исходной стимпатикотонии); -
улучшение регионарного кровообращения. |
