Медицинское действие поляризованного света на клетку

3.3 Воздействие света на нервную систему

Нервной системой называют совокупность структур, регулирующих работу всех систем организма. Развитие неврогенных болевых синдромов связывают с повреждением структур периферической или центральной нервной систем, участвующих в проведении ноцицептивных сигналов. Ноцицепторы представляют собой свободные нервные окончания немиелинизированных волокон, образующие сплетения в тканях кожи, мышц и некоторых органов, подвергающихся механическому воздействию (травма, хирургическое рассечение тканей, растяжение и т.д.), ишемии при нарушении адекватного кровообращения и микроциркуляции. В ответ на повреждение или разрушение клеточного субстрата усиливаются образование и выделение биологически активных веществ - простагландинов, кининов, протеолитических ферментов, производных ненасыщенных жирных кислот. Это приводит к первичной гипералгезии, или периферической сенситизации. Формирование болевого импульса осуществляется непосредственно в зоне тканевого повреждения, т.е. на тканевом и клеточном уровнях.

Болевые афферентные импульсы проводятся по толстым миелинизированным волокнам и по тонким немиелинизированным С-волокнам. Скорость проведения импульсов в миелинизированных волокнах выше (15-20 м/с), чем в немиелинизированных (1-2 м/с). Этим можно объяснить двойное ощущение боли. Если, например, уколоть кожу острым предметом, мгновенно возникает точно локализованное болевое ощущение. Это так называемая быстрая (первичная) боль, которая постепенно сменяется разлитым болевым ощущением - медленной (вторичной) болью. Аксоны афферентных ноцицептивных волокон заканчиваются в столбах заднего (дорсального) рога спинного мозга. Здесь они контактируют с передаточными нейронами спиноталамического пути, по которому болевая имульсация достигает задних ядер таламуса, а затем соматосенсорного поля коры большого мозга [19].

Ученым удалось выделить белки, встроенные в нервные окончания, которые «мониторируют» окружающее пространство и при необходимости заставляют нервные окончания возбуждаться, что и воспринимается организмом, как боль. Суть их действия сводится к открытию каналов, пропускающих катионы, особенно кальций; кальций проникает в клетку, деполяризует нервные окончания, что и приводит к генерации пиковых потенциалов [23].

В зонах истончения кожи и рыхлой соединительной ткани создаются условия для лучшей рецепции и проникновения электромагнитных волн, транспорта их по коллагену соединительной ткани и трансляции сигналов в периферические нервные структуры (рисунок 21).

Рисунок 21 - Зона повреждения ткани

Болевые импульсы, передающиеся от первичных ноцицептивных волокон к коре головного мозга, ослабляются благодаря активности антиноцицептивной системы мозга. Ослабление притока болевых импульсов в мозг осуществляется посредством химических медиаторов, среди которых наибольший вклад вносят опиаты, серотонин, норадреналин и дофамин.

Поляризованный свет способен модулировать боль как при аппликации на очаг боли, так и на точку акупунктуры, а также на нервные пути.

Структурами, непосредственно воспринимающими поляризованный свет в очаге боли, могут быть:

- первичные афферентные нервные окончания (ноцицепторы);

- клеточные и молекулярные структуры крови;

- точки акупунктуры и система коллагеновых волокон соединительной

ткани.

Боль вызывает высвобождение различных медиаторов. К медиаторам относят пептиды (брадикинин), липиды (проста-гландин Е), серотонин, АТФ, нейротропины (нейротропный фактор роста NGF), ионы водорода.

Активация ноцицепторов, являющихся отростками клеток дорсальных ганглиев, приводит к возникновению в них импульсов, которые поступают в дорсальные рога спинного мозга и далее по восходящим путям передаются в головной мозг. С другой стороны, активация ноцицепторов запускает процесс нейрогенного воспаления. Высвобождающиеся из окончаний ноцицептивных волокон медиаторы, в особенности вещество Р (Pain, боль) и связанный пептид (CGRP), расширяют сосуды и тем самым способствуют выходу белков и жидкости в межклеточное пространство. Структурами, непосредственно воспринимающими поляризованный свет в области точки акупунктуры, могут считаться окончания нервных волокон и рыхлая соединительная ткань.

Выбор участков воздействия определяется с учетом:

- анатомической локализации боли (световые аппликации на очаг боли);

- нейрометамерной иннервации очага боли (на отдаленные сегментарные зоны);

- патогенеза заболевания (на зоны направленного терапевтического действия, в том числе болеутоляющего.

Для достижения лечебного результата требуется экспозиция, величина которой определена эмпирическим путем и соответствует регенераторным возможностям конкретных органов. Это касается, например ревматологии, в частности, суставных болей. Было экспериментально подтверждено анальгетическое действие поли- и монохроматического поляризованного света при тонической боль. Опыты проводились на 80 мышах, у которых создавались очаги тонической боли. В результате анализа опытов была выявлена высокая эффективность белого (полихроматического) света при воздействии на противоболевые точки акупунктуры. В тех же экспериментах было обнаружено, что наиболее эффективным болеутоляющим действием обладает красный поляризованный свет. Также существенные результаты показали теплые цвета: желтый и оранжевый. Остальные цвета не дали особых результатов. На сегодняшний день известные анальгетические эффекты поляризованного света имеют лишь субъективное подтверждение [23].



4. Аппараты для терапии поляризованным некогерентным светом

Приборы БИОПТРОН - медицинские приборы, используемые в профессиональных условиях в больницах, специализированных учреждениях, оздоровительных и спортивных центрах, а также в домашних условиях. Система светотерапии БИОПТРОН предназначена для каждого: широкий диапазон применения, удобство в использовании, безболезненность, короткое время сеанса. Все приборы светотерапии БИОПТРОН произведены в Швейцарии компанией BIOPTRON AG. - швейцарская компания, которая вошла в состав ZepterGroup в середине 1990-х годов. Научные исследования, опыт работы и профессиональная компетенция ZepterGroup привели к выдающимся результатам в области светотерапии. Эти достижения постоянно воплощаются в производстве приборов системы светотерапии БИОПТРОН. Система светотерапии БИОПТРОН - запатентованный медицинский прибор со специальным оптическим блоком, который является источником света, схожего с частью электромагнитного спектра Солнца, но без ультрафиолетового излучения.

БИОПТРОН излучает поляризованный свет. Поляризация света БИОПТРОН достигает 95%. В отличие от лазерной системы, выделяющей узкий диапозон волн, свет БИОПТРОН имеет широкий спектр, включающий длины волн от 480 до 3400 нм, что составляет видимый спектр света и часть инфракрасного. В данном спектре нет ультрафиолета, поэтому отсутствует опасность его вредного воздействия (рисунок 22).

Терапия монохроматическим поляризованным некогерентным светом определяет более направленное (специфическое) воздействие на фотоакцепторы. Так, например, красный свет с длиной волны 760-620 нмповышает биологическую активность металлосодержащих ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза, цитохромы), синий спектр (480-440 нм) -- пиридиннуклеотидов(НАД и НАДФ) и протопорфиринов.



Рисунок 22 - Спектр излучения аппарата Биоптрон

Свет данного аппарата некогерентный, его волны не совпадают по фазе. В отличие от света лазера, для света БИОПТРОН не характерна временная или пространственная синхронизация движения, благодаря чему пики волн, и, таким образом, интенсивность света, не складываются и не вычитаются друг из друга. Излучение аппарата обладает низкой плотностью энергии, позволяя воздействовать на нужную область с постоянной, стабильной интенсивностью. Эта плотность энергии обладает биостимулирующим действием. При использовании системы светотерапии БИОПТРОН легко рассчитать дозировку получаемого света (2,4 Дж/ в минуту).

Существует три вида аппаратов БИОПТРОН: БИОПТРОН-2, БИОПТРОН Про 1, БИОПТРОН Компакт 3.Прибор для светотерапии БИОПТРОН-2 разработан, прежде всего, для профессионального применения. С прибором дополнительно поставляется стойка, что гарантирует удобство проведения лечения любой части тела (рисунок 23).



Рисунок 23 - БИОПТРОН-2

БИОПТРОН Про 1 разработан для использования дома, в больницах и медицинских центрах. Прибор поставляется с функциональной напольной стойкой, что обеспечивает удобное использование как в домашних условиях, так и при профессиональном применении (рисунок 24).

Свет БИОПТРОН повышает эффективность применяемых косметических средств и лечебных топических медикаментов (нанесенных после сеанса светотерапии), способствуя их проникновению в более глубокие слои кожи.

Лечение поляризованным светом прибора БИОПТРОН хорошо переносится больными и не вызывает каких-либо побочных реакций и осложнений.

Достоинством прибора является возможность его применения в домашних условиях на завершающих этапах комплексного лечения.



Рисунок 24 - БИОПТРОН Про 1

Прибор для светотерапии Биоптрон Компакт III разработан, прежде всего, для домашнего использования, но, конечно, может применяться в больницах и медицинских центрах (рисунок 25).

1-источник света, 2-зеркало Брюстера, 3-защитный стеклянный фильтр и протектор от пыли, 4-УФ-защита, 5-медицинский фильтр Биоптрон

Рисунок 25 - Структура аппарата Биоптрон.



Таблица 2 - Параметры аппарата Биоптрон

Параметры электросети	100-230B~, 50/60 Гц
Мощность галогеновой лампы	20 Вт
Защитное стекло	Класс II, IP 20
Тип прибора	BF
Длина волны	480-3400 нм
Степень поляризации	>95%
Удельная мощность	40 мВт/см2
Плотность потока световой энергии в минуту	2.4 Дж/см2

Поток излучения воздействует на участок кожи с постоянной интенсивностью, что свидетельствует о том, что световое излучение может быть меньшей интенсивности. Интенсивность излучения () замеренная на поверхности кожи зависит от интенсивности источника излучения и от расстояния между этим источником и участком кожи. Поляризованный свет имеет низкую плотность энергии. Именно эта плотность энергии обладает биостимулирующими эффектами и позволяет свету положительно воздействовать на различные биологические процессы в организме.



Заключение

В результате выполнения выпускной квалификационной работы можно сделать несколько важных выводов:

-поляризованный свет за счет невысокой интенсивности и низкой плотности энергии, способен воздействовать биостимулирующими эффектами на различные биологические процессы в организме;

- под воздействием поляризованного света клеточные мембраны упорядочиваются (нормализуется транспорт через мембрану),а следовательно и увеличивается энергетическая активность клеточной мембраны, поглощение кислорода тканью увеличивается;

- поляризованный свет обладает анальгетическими эффектами, воздействуя на нервные окончания. Структурами, непосредственно воспринимающими поляризованный свет в области точки акупунктуры, могут считаться окончания нервных волокон и рыхлая соединительная ткань;

- концентрация Ca2+ в цитоплазме клеток зависит от дозы излучения;

-по концентрации Ca2+ в цитоплазме клеток можно найти оптимальную дозу излучения;

-активность СОД растет при воздействии поляризованного света;

- исследованные две гипотезы действительно дают терапевтический эффект как на молекулярном уровне, так и на уровне всего организма.

Благодаря таким эффектам, поляризованный свет широко используется в различных областях медицины: в дерматологии, хирургии, травматологии, ортопедии, а также в спортивной медицине, стоматологии.

После освоения программы бакалавриата мной были приобретены следующие навыки:

- способность осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников баз данных, представлять ее в требуемом виде с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-6): проделан поиск литературы (книги, журналы, научные статьи, монографии, авторефераты, диссертации) по темам «Поляризация света», «Терапия поляризованным светом»;

- способность выполнять эксперименты и интерпретировать результаты по проверке корректности и эффективности решений (ПК-1): по результату действия поляризованного света на пробу крови, было выявлено, что концентрация кальция зависит от дозы облучения.

- готовность внедрять результаты разработок в производство биомедицинской и экологической техники (ПК-4): найдено отношение концентрации кальция от дозы облучения поляризованного света. Это отношение можно применить на практике в клинических исследованиях;

- готовность форматировать презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-3):была подготовлена презентация для защиты выпускной квалификационной работы, содержащая исследования о механизмах действия поляризованного света на клетку, сделаны выводы о данных механизмах, а также были представлены графики и соответствующие выводы;



Список использованных источников

1 Савельев И.В. Электричество и магнетизм, волны, оптика/ И.В.Савельев. - М.: Наука,2007. - 316 с.

2 Сивухин Д.В. Оптика / Д.В.Сивухин. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. -792 с.

3 Лещенко В.Г., Межевич З.В., Иванов А.А. Методы получения и использования поляризованных электромагнитных волн / В.Г.Лещенко, З.В.Межевич, А.А.Иванов// Учебное пособие по медицинской и биологической физике для студентов медицинских ВУЗОВ. - Минск: МГМИ, 2002. -С. 4-5.

4 Пономаренко Г.Н. Лауреат Нобелевской премии, физиотерапевт Нильс Финсен / Г. Н. Пономаренко// Вестник физиотерапевта.- 2010. -№ 3. - С.5-7.

5 Хан М.А., Конова О.М., Быкова М.В. Применение прибора Биоптрон в педиатрии / М. А. Хан, О.М. Конова, М.В. Быкова - М., 2001 - 24с.

6 Башкатов И.П. Лазерно-индуцированный нагрев биологической среды/ И.П. Башкатов, Г.Л. Киселев, В.Б. Лощенов// Биомедицинская радиоэлектроника.-2001.- №1. - С. 18-24.

7 Симоненко Г.В., Тучин В.В. Оптические свойства биологических тканей/ Г.В. Симоненко, В. В. Тучин. - Саратов: Саратовский гос. ун-т, 2007. - 48 с.

8 Шахно Е.А. Физические основы применения лазеров в медицине/ Е.А. Шахно. - СПб: НИУ ИТМО, 2012.-129 с.

9 Пушкарева А.Е. Методы математического моделирования в оптике биоткани / А. Е. Пушкарева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - 103с.

10 Ленинджер А. Основы биохимии / А. Ленинджер. - М.: Книга по Требованию, 2013. - 320 с.

11 ГотовскийЮ. В. Цветовая светотерапия / Ю. В. Готовский. - М.: ИМЕДИС, 2001. 407 с.

12 Ушакова А. А. Руководство по практической физиотерапии:учебн. пособие / А. А. Ушакова. -М.: АНМИ,2009.- 98 с.

13 Карандашов В. И. Квантовая терапия: учебн. пособие / В. И. Карандашов, Е. Б. Петухов, В. С. Зродников.- М.: Медицина, 2004.-336 с.

14 Рождественский М.Е., Конова М.О., Плотников Н.В. Применение полихроматического некогерентного поляризованного света от аппаратов «Биоптрон» при бронхиальной астме и атопическом дерматите у детей // Вестник РОСЗДРАВНАДЗОРА.- 2010.- №5. - С. 54-55.

15 Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика / А.НРемизов. -М.: Дрофа, 2003. 560 с.

16 Минченя Н.Т., Савченко А.Л. Воздействие физических полей на биологические объект / Н.Т. Минченя, А.Л.Савченко. -Минск: БНТУ, 2013. - 40 с.

17 Владимиров Ю.А. Три гипотезы о механизме действия лазерного облучения на клетки и организм человека / Ю.А.Владимиров// Эфферентная медицина.- М: ИБМХ РАМН, 2008. -C. 51-67

18 Москвин С.В. Лазерная терапия в стоматологии / С.В. Москвин, А.Н. Амирханян// Стоматолог-практик. - 2010. - Т. 5. - № 1. - С. 33 - 34.

19 Кукушин М.Л., Табеева Г.Р. Болевой синдром: патофизиология, клиника, лечение / М.Л. Кукушин, Г.Р.Табеева. - М.: ИМА-ПРЕСС, 2011. -79 с.

20 Гуляр С. А. Эффективность полихроматического поляризованного света при тонической боли в зависимости от зоны его аппликации / С. А.Гуляр // Украинский журнал боли. -2012.- Т. 1.- №2.- С. 46-47.

21 Monstrey S. A conservative approach for deep dermal burn wounds using polarized // British Journal of Plastic Surgery, Vol.3, №7, 2011. P. 420-426.

22 Липатов И.С. Биомодулирующие механизмы действия видимого и инфракрасного поляризованного света / И.С. Липатов //Вестник СамГу, Естественнонаучная серия. -2011.- №9.-С. 109-120.

23 James C. Eisenach Pain: Mechanism and Activity at the Spinal Cord // Journal of Rehabilitation Research &Developmen, Vol.46, №1, 2009. P. 95-100.

24Клебанов Г.И.Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на продукцию оксида азота и цитокинов лейкоцитами /,Г.И.Клебанов, Е.А. Полтанов, Е.Н.Долгина// Биологические мембраны.2002,С. 391-402.

25 Coombe A,Darendeliler M, Hunter N, Philips J:The effects of low level laser irradiation on osteoblastic cells // ClinOrthod, Vol. 4, №3: 2001, P. 3-14.

26 Tong M., Liu U.F., Zhao X.N.: Effects of Different Wavelengths of Low Level Laser Irradiation on Murine Immunological Activity and Intracellular in Human Lymphocytes and Cultured Cortical Neurogliocytes // Lasers Med Sci, Vol. 1, №1:2000,P. 201-206.

27 Кухта В. К. Некоторые особенности действия ионов кальция в клетках в качестве сигнальной молекулы /В. К. Кухта, А. Д.Таганович, Э.И. Олецкий// Медицинский журнал: научно-практический рецензируемый журнал. - 2010. -№2. - С. 12-14.

28 ИвановО.Л. Применение полихроматического некогерентного поляризованного света в дерматологии, косметологии и эстетической медицине / О. Л. Иванов, А. А. Халдин. - М., 2008 - 24с.

Размещено на Allbest.ru