L'uso della radiazione laser a bassa intensità nel trattamento complesso degli uomini con infertilità secretoria. Radiazione laser a bassa intensità (NIL)

La radiazione laser in medicina è un'onda forzata o stimolata del campo ottico con una lunghezza da 10 nm a 1000 micron (1 micron = 1000 nm).

La radiazione laser ha:
- coerenza: il verificarsi coordinato nel tempo di diversi processi ondulatori della stessa frequenza;
- monocromatico: una lunghezza d'onda;
- polarizzazione - orientamento ordinato del vettore dell'intensità del campo elettromagnetico dell'onda su un piano perpendicolare alla sua propagazione.

Effetti fisici e fisiologici della radiazione laser

La radiazione laser (LR) ha attività fotobiologica. Le reazioni biofisiche e biochimiche dei tessuti alla radiazione laser sono diverse e dipendono dalla portata, dalla lunghezza d'onda e dall'energia fotonica della radiazione:

La radiazione IR (1000 micron - 760 nm, energia fotonica 1-1,5 EV) penetra fino a una profondità di 40-70 mm, provocando processi oscillatori - azione termica;
- la radiazione visibile (760-400 nm, energia del fotone 2,0-3,1 EV) penetra fino a una profondità di 0,5-25 mm, provoca la dissociazione delle molecole e l'attivazione di reazioni fotochimiche;
- La radiazione UV (300-100 nm, energia fotonica 3,2-12,4 EV) penetra fino a una profondità di 0,1-0,2 mm, provoca la dissociazione e la ionizzazione delle molecole - un effetto fotochimico.

L'effetto fisiologico della radiazione laser a bassa intensità (LILR) si realizza attraverso le vie nervose e umorali:

Cambiamenti nei processi biofisici e chimici nei tessuti;
- cambiamenti nei processi metabolici;
- cambiamento del metabolismo (bioattivazione);
- cambiamenti morfologici e funzionali nel tessuto nervoso;
- stimolazione del sistema cardiovascolare;
- stimolazione della microcircolazione;
- aumentare l'attività biologica degli elementi cellulari e tissutali della pelle, attiva i processi intracellulari nei muscoli, i processi redox e la formazione di miofibrille;
- aumenta la resistenza del corpo.

Causa radiazioni laser ad alta intensità (10,6 e 9,6 µm).:

Ustione del tessuto termico;
- coagulazione dei tessuti biologici;
- carbonizzazione, combustione, evaporazione.

Effetto terapeutico del laser a bassa intensità (LILI)

Antinfiammatorio, riduce il gonfiore dei tessuti;
- analgesico;
- stimolazione dei processi riparativi;
- effetto riflessogeno - stimolazione delle funzioni fisiologiche;
- effetto generalizzato - stimolazione della risposta immunitaria.

Effetto terapeutico della radiazione laser ad alta intensità

Effetto antisettico, formazione di un film coagulante, barriera protettiva contro gli agenti tossici;
- taglio tessuti (bisturi laser);
- saldatura di protesi metalliche, apparecchi ortodontici.

Indicazioni LILI

Processi infiammatori acuti e cronici;
- lesioni dei tessuti molli;
- ustioni e congelamenti;
- malattie della pelle;
- malattie periferiche sistema nervoso;
- malattie dell'apparato muscolo-scheletrico;
- malattia cardiovascolare;
- problemi respiratori;
- malattie del tratto gastrointestinale;
- malattie del sistema genito-urinario;
- malattie dell'orecchio, del naso e della gola;
- disturbi dello stato immunitario.

Indicazioni per la radiazione laser in odontoiatria

Malattie della mucosa orale;
- malattie parodontali;
- lesioni non cariose dei tessuti dentali duri e carie;
- pulpite, parodontite;
- processo infiammatorio e traumatico dell'area maxillo-facciale;
- Malattie dell'ATM;
-dolore facciale.

Controindicazioni

I tumori sono benigni e maligni;
- gravidanza fino a 3 mesi;
- tireotossicosi, diabete di tipo 1, malattie del sangue, insufficienza respiratoria, renale, epatica e circolatoria;
- condizioni febbrili;
- malattia mentale;
- presenza di pacemaker impiantato;
- condizioni convulsive;
- fattore di intolleranza individuale.

Attrezzatura

Laser - dispositivo tecnico emettono radiazioni in un campo ottico ristretto. I laser moderni sono classificati:

Di sostanza attiva(fonte di radiazione stimolata) - stato solido, liquido, gas e semiconduttore;
- per lunghezza d'onda e radiazione - infrarosso, visibile e ultravioletto;
- in base all'intensità della radiazione: bassa e alta intensità;
- secondo la modalità di generazione della radiazione - pulsata e continua.

I dispositivi sono dotati di testine emettitrici e accessori specializzati: dentistici, specchietti, agopuntura, magnetici, ecc., che garantiscono l'efficacia del trattamento. L'uso combinato della radiazione laser e di un campo magnetico costante potenzia l'effetto terapeutico. Principalmente vengono prodotti commercialmente tre tipi di apparecchiature laser terapeutiche:

1) basato su laser elio-neon che funzionano in modalità di radiazione continua con una lunghezza d'onda di 0,63 micron e una potenza di uscita di 1-200 mW:

ULF-01, “Yagoda”
- AFL-1, AFL-2
- NAVETTA-1
- ALTM-01
-FALM-1
- "Platan-M1"
- "Atollo"
- ALOC-1 - dispositivo di irradiazione laser del sangue

2) basato su laser a semiconduttore che funzionano in modalità continua di generazione di radiazioni con una lunghezza d'onda di 0,67-1,3 micron e una potenza di uscita di 1-50 mW:

ALTP-1, ALTP-2
- "Izel"
- "Mazik"
-"Vita"
- "Campana"

3) basato su laser a semiconduttore che funzionano in modalità pulsata generando radiazioni con una lunghezza d'onda di 0,8-0,9 micron, potenza dell'impulso 2-15 W:

- "Modello", "Modello-2K"
- "Lazurit-ZM"
- "Luzar-MP"
- "Nega"
-"Azor-2K"
- "Effetto"

Dispositivi per la terapia laser magnetica:

- "Mlada"
- AMLT-01
- "Svetoch-1"
- "Azzurro"
- "Erga"
- MILTA - infrarosso magnetico

Tecnologia e metodologia della radiazione laser

L'esposizione alle radiazioni viene effettuata sulla lesione o sull'organo, zona segmentale-metamerica (cutanea), punto biologicamente attivo. Quando si tratta la carie profonda e la pulpite con un metodo biologico, l'irradiazione viene effettuata nell'area del fondo della cavità cariata e del collo del dente; parodontite: una guida luminosa viene inserita nel canale radicolare, precedentemente trattato meccanicamente e farmacologicamente, e fatta avanzare fino all'apice della radice del dente.

La tecnica di irradiazione laser è stabile, a scansione stabile o a scansione, a contatto o a distanza.

Dosaggio

Le risposte alla LI dipendono dai parametri di dosaggio:

Lunghezza d'onda;
- metodologia;
- modalità operativa - continua o pulsata;
- intensità, densità di potenza (PM): LR a bassa intensità - morbido (1-2 mW) viene utilizzato per influenzare le zone riflessogene; medio (2-30 mW) e duro (30-500 mW) - nell'area del focus patologico;
- tempo di esposizione a un campo - 1-5 minuti, tempo totale non superiore a 15 minuti. ogni giorno o a giorni alterni;
- un ciclo di trattamento di 3-10 procedure, ripetute dopo 1-2 mesi.

Misure di sicurezza

Gli occhi del medico e del paziente sono protetti con gli occhiali SZS-22, SZO-33;
- non è possibile guardare la sorgente di radiazioni;
- le pareti dell'ufficio dovrebbero essere opache;
- premere il pulsante “start” dopo aver installato l'emettitore sul focus patologico.

Lo sviluppo della medicina laser pone elevate esigenze sulla fondatezza sperimentale dell’uso dei laser in clinica. Attualmente esiste un gran numero di lavori dedicati allo studio degli effetti della radiazione laser a bassa intensità sugli oggetti biologici. Tuttavia, non vi è ancora consenso sulle caratteristiche fisiche più favorevoli della radiazione laser per i tessuti viventi, come la lunghezza d’onda, la frequenza di ripetizione dell’impulso e il tempo di esposizione. Di conseguenza, il problema della dose ottimale di radiazioni non è stato risolto. Il problema è aggravato dal fatto che diversi tessuti e organi hanno una sensibilità diversa alla radiazione laser, poiché i loro vari componenti biochimici - enzimi, ormoni, vitamine, pigmenti - hanno caratteristiche di assorbimento della radiazione puramente individuali. Pertanto, le informazioni disponibili in letteratura sull’effetto delle radiazioni a bassa energia sui tessuti e sugli organi viventi, inclusa la ghiandola tiroidea, sono contraddittorie e il meccanismo d’azione non è stato ancora rivelato.

Lo scopo di questo studio è studiare i cambiamenti morfologici nell'apparato follicolare della ghiandola tiroidea quando esposto alla radiazione laser infrarossa.

Per risolvere i problemi, ratti maschi bianchi di razza del peso di 150-200 grammi sono stati irradiati quotidianamente utilizzando un laser a infrarossi MILA-1 per cinque giorni, ogni tempo di esposizione era di 5 minuti. La lunghezza d'onda del laser è 0,89 micron. La dose di radiazioni per una procedura è stata di 59 J/cm2 della superficie irradiata, per l'intero ciclo di 295 J/cm2. Gli animali sono stati soppressi mediante overdose di anestesia di Nembutal. Il materiale è stato prelevato il primo (gruppo 1), il decimo (gruppo 2) e il trentesimo (gruppo 3) giorni dopo la fine del ciclo di esposizione. La morfometria delle sezioni istologiche della ghiandola tiroidea colorate con ematossilina ed eosina è stata eseguita utilizzando un analizzatore di immagini "Ista-Video Test". Sono state determinate l'area della sezione trasversale del follicolo, l'area e la densità ottica del colloide, l'area della sezione trasversale dei tireociti e il loro numero per sezione trasversale follicolo. L'affidabilità dei cambiamenti osservati è stata determinata utilizzando il test t di Student; la relazione tra i segni è stata stabilita utilizzando l'analisi di correlazione.

La ghiandola tiroidea dei ratti del gruppo di confronto ha una struttura morfologica tipica. Negli animali di controllo si nota una chiara organizzazione follicolare di questo organo. Il colloide di consistenza uniforme riempie completamente la maggior parte dei follicoli ovali. I tirociti hanno una forma cubica. Gli strati di tessuto connettivo tra i lobuli sono moderatamente sviluppati. I lumi dei vasi sanguigni di tutti i gruppi, con rare eccezioni, contengono elementi formati di sangue.

I follicoli tiroidei nei ratti del primo gruppo sperimentale sembrano più piccoli, spesso di forma rotonda. I tirociti mantengono una forma cubica. Allo stesso tempo, si osserva una notevole tendenza all'aumento delle dimensioni dei lobuli e alla diminuzione degli strati di tessuto connettivo tra di loro. La congestione venosa è chiaramente espressa sullo sfondo dell'assenza di cellule del sangue nel letto arterioso e negli emocapillari. Negli animali del secondo gruppo si osservano cambiamenti simili, si nota solo un certo appiattimento dei tirociti e un aumento della quantità di tessuto connettivo. Nei ratti del terzo gruppo è stata nuovamente osservata una diminuzione della quantità di tessuto connettivo. I cambiamenti nell'epitelio follicolare e nei vasi sanguigni persistono in tutte le fasi.

L'analisi dei risultati morfometrici ha permesso di stabilire che l'area dei follicoli è rimasta invariata nei ratti dei gruppi 1 e 2, mentre negli animali del terzo gruppo si è verificata una significativa diminuzione di questo indicatore. L'area del colloide negli animali di tutti i gruppi sperimentali non cambia in modo significativo e l'area dei tirociti aumenta bruscamente entro il primo giorno, dopo di che il valore di questo indicatore diminuisce. Quindi il 10° giorno l'area dei tireociti raggiunge il livello di controllo e il 30 diventa significativamente più bassa. Il numero di tireociti nel follicolo non cambia. La densità ottica del colloide aumenta entro il decimo giorno, dopodiché al trentesimo giorno diminuisce significativamente, ma non raggiunge il livello del gruppo di confronto. L'analisi di correlazione ha rivelato nei ratti del gruppo di confronto una relazione positiva tra l'area del follicolo e l'area colloidale e il numero di tireociti, e una relazione negativa con l'area dei tireociti. L'area colloidale è anche positivamente correlata al numero di tireociti e negativamente alla loro area e alla densità ottica del colloide. L'area dei tirociti è negativamente correlata al loro numero. Sulla base dei dati ottenuti, possiamo concludere che nei ratti intatti l'area del follicolo aumenta a causa dell'aumento del numero dei tireociti o dell'accumulo di colloide. Con una maggiore attività funzionale dell'organo, che si manifesta con un aumento dell'area delle cellule secretrici, l'area dei follicoli diminuisce a causa dell'aumento della loro numero totale. In questo caso si verifica un aumento del riassorbimento del colloide, comportando una diminuzione della sua area e densità ottica.

Negli animali dei gruppi sperimentali 1 e 2, il numero di correlazioni rimane invariato, ma in alcuni casi cambia il loro segno. Pertanto, nei ratti del gruppo 1, il cambiamento nell'area del follicolo avviene a causa di cambiamenti in tutti i suoi componenti: area colloidale, area e numero di tireociti. Ciò potrebbe indicare un leggero aumento della funzione della ghiandola tiroidea durante l'irradiazione laser, che si riflette in un aumento dell'area dei tirociti. Negli animali del gruppo 2 compaiono relazioni negative tra l'area del follicolo, l'area colloidale, l'area dei tireociti e il numero di tireociti nel follicolo. Allo stesso tempo, la densità ottica del colloide aumenta in modo significativo, quindi la funzione dell'organo diminuisce.

Al trentesimo giorno dalla fine dell'esposizione compaiono le correlazioni tra tutte le caratteristiche studiate. Allo stesso tempo, le connessioni precedentemente esistenti non differiscono nel segno da quelle di controllo. Anche in questo caso sono emerse correlazioni negative tra l’area del follicolo, il numero dei tirociti e la densità ottica del colloide, ed una relazione positiva tra la densità ottica del colloide e l’area dei tirociti. Poiché questi cambiamenti si verificano sullo sfondo di una diminuzione dell'area dei follicoli e dell'area dei tirociti con un simultaneo aumento della densità ottica del colloide, si può presumere che dopo l'annullamento dell'effetto stimolante, la tiroide la ghiandola sperimenta una tensione funzionale, che porta ad una diminuzione della funzione di questo organo.

Sulla base dell'ipotesi attualmente diffusa sul possibile meccanismo dell'azione laser sugli oggetti biologici, si può presumere che nelle cellule della tiroide si siano verificati cambiamenti nell'attività energetica delle membrane cellulari, nell'attività dell'apparato nucleare delle cellule, processi redox e sistemi enzimatici di base. Durante il periodo di esposizione, l'organo si è probabilmente adattato alla vita in condizioni di approvvigionamento energetico esterno, che ha causato un leggero aumento della funzione, manifestato in un aumento dell'area delle cellule follicolari nei ratti del gruppo 1. Dopo un brusco ritiro di una fonte di energia esterna, si osserva una diminuzione dell'attività secretoria. I cambiamenti osservati il ​​terzo giorno dopo l'esposizione possono indicare la presenza di processi di adattamento nell'organo ad un livello energetico inferiore. Sulla base dei dati ottenuti si possono trarre le seguenti conclusioni:

Durante l'esposizione alla radiazione laser infrarossa si formano cambiamenti strutturali nell'apparato follicolare della ghiandola tiroidea, che indicano un leggero aumento della sua funzione.

Dopo l'annullamento dell'effetto sperimentale, i cambiamenti morfologici corrispondono ad uno stato ipofunzionale della tiroide.

3. La radiazione laser utilizzata nel lavoro ha avuto un effetto negativo sulla ghiandola tiroidea, poiché l'effetto stimolante era di natura a breve termine e il periodo di recupero ha richiesto un periodo di tempo sufficientemente lungo.

radioterapia follicolare della tiroide

Letteratura

• 1. Amirov N. B. Applicazione dell'esposizione laser per il trattamento delle malattie interne. // Giornale medico di Kazan. 2001. T 31, n. 5, pag. 369-372.
• 2. Mostovnikov A.V., Mostovnikova G.R., Plavsky V.Yu., Plavskaya L.G., Morozova R. P., Tretyakov S. A. Sul meccanismo dell'effetto terapeutico della radiazione laser a bassa intensità e di un campo magnetico costante. // Laser a bassa intensità in medicina (meccanismo d'azione, applicazione clinica): materiali del simposio All-Union, in due parti. Obninsk, NIIMR Accademia delle scienze mediche dell'URSS, 1991, p. 67-70.

Dipartimento di Urologia, Università medica statale russa, Mosca

L'infertilità secretoria maschile nel 30-50% dei casi è la causa dell'infertilità matrimoniale. L’importanza socioeconomica della fertilità determina il grande interesse dell’andrologia moderna per il problema della ridotta fertilità maschile e per la ricerca di nuovi metodi di trattamento dei disturbi della spermatogenesi.

È noto che i metodi eziopatogenetici per il trattamento di varie forme di infertilità secretoria in alcuni casi non hanno l'effetto desiderato. Molti autori spiegano questo fatto con il fatto che alcuni processi coinvolti nella patogenesi dell’infertilità non sono stati ancora completamente studiati. Un esempio lampante di ciò sono le molteplici discussioni sulla patogenesi dell'infertilità con varicocele: coinvolgimento del sistema venoso del rene sinistro e della ghiandola surrenale sinistra con caratteristici cambiamenti ormonali, tipi emodinamici di scarico del sangue venoso nel plesso pampiniforme, metodi per diagnosticare la sindrome venosa scarico e soprattutto il rapporto tra metodi di ricerca strumentale e dati di laboratorio. È noto che si discute ancora sull’efficacia dell’intervento chirurgico per il varicocele in termini di ripristino della fertilità negli uomini infertili. Una questione importante riguarda le tattiche di trattamento per i pazienti con infertilità idiopatica e grave oligoastenoteratozoospermia, che si osserva negli uomini con criptorchidismo. I metodi di fecondazione in vitro non sono sempre efficaci in questi pazienti a causa della bassa qualità dello sperma e in alcuni casi è necessario utilizzare sperma di donatori. Pertanto, è necessario trovare nuovi metodi e forme di influenza sugli organi riproduttivi maschili nel trattamento di varie forme di infertilità secretoria.

IN Ultimamente Grazie allo sviluppo e alla disponibilità di dispositivi con radiazione laser a bassa intensità (LILR), i metodi di trattamento quantistico sono diventati ampiamente utilizzati nella pratica medica. Informazioni su impatto positivo radiazione laser sulla spermatogenesi e direttamente sullo sperma in vitro. È noto che l'assorbimento dell'energia luminosa da parte degli spermatozoi porta al coinvolgimento dell'energia quantistica nelle reazioni di trasformazione biochimica. Negli esperimenti in vitro, l’effetto di LILI sugli spermatozoi ha portato ad un aumento del periodo di conservazione della motilità dovuto ad un aumento della fruttolisi, dell’attività ossidativa e di altri sistemi enzimatici.

Questi dati suggeriscono che LILI migliora lo stato funzionale degli spermatozoi grazie ad effetti locali diretti.

Durante anni recenti Il trattamento laser dei testicoli ha iniziato ad essere utilizzato per le malattie infiammatorie degli organi scrotali e in letteratura non sono stati descritti casi di effetti patologici sul processo di divisione cellulare della spermatogenesi. Tuttavia, il processo di irradiazione dell'epitelio germinale in rapida divisione impone la necessità di monitorare i livelli dei marcatori tumorali testicolari alfa-fetoproteina e gonadotropina corionica umana (AFP, r-hCG) quando esposti a LILI, specialmente negli uomini con criptorchidismo.

Materiali e metodi di ricerca. Lo studio ha coinvolto 97 uomini infertili di età compresa tra 18 e 53 anni ( età media 30,5 anni) e 11 uomini fertili (età media 29,9 anni) che formavano il gruppo di controllo.

Su 97 uomini, il varicocele è stato riscontrato in 53 persone (età media 30,5 anni), a 27 uomini (età media 31,3 anni) è stato diagnosticato ipogonadismo, primario in 12 uomini, secondario in 15 uomini, infertilità idiopatica è stata diagnosticata in 17 uomini (età media 32,1 anni). In 4 uomini (età media 30,5 anni) con ipogonadismo primario è stato rilevato un vero criptorchidismo della forma inguinale.

Ricerca di laboratorio incluso lo studio dell'eiaculato, dello stato ormonale del sangue periferico, dell'analisi dello sperma e del raschiamento dell'uretra per la presenza di malattie sessualmente trasmissibili utilizzando il metodo della reazione a catena della polimerasi e la coltura dello sperma. I pazienti con malattie infettive e infiammatorie del sistema genito-urinario non sono stati inclusi nello studio.

Per valutare lo stato strutturale degli organi scrotali, dei vasi testicolari, nonché per studiare l'emodinamica del plesso pampiniforme, è stata utilizzata una macchina ad ultrasuoni con mappatura color Doppler della ESAOTE S.p.A. Sensore “Megas” e lineare LA 5 2 3 con una frequenza di scansione in modalità immagine di 7,5-10 MHz e una frequenza di ultrasuoni Doppler di 5,0 MHz.

La diagnostica ecografica Doppler è stata eseguita secondo il metodo sviluppato da E.B. Mazo e K.A. Tirsi (1999).

Nel lavoro è stato utilizzato il dispositivo terapeutico laser “Matrix-Urolog” con due emettitori laser a infrarossi (lunghezza d’onda 0,89 µm, potenza dell’impulso fino a 10 W, frequenza di ripetizione dell’impulso da 80 a 3000 Hz). Secondo una tecnica basata sull'esperienza di altri ricercatori nell'uso della terapia laser, tutti i pazienti hanno ricevuto quotidianamente per 10 minuti un'irradiazione laser bipolare dei testicoli nelle proiezioni laterale e longitudinale. per ciascun testicolo per 10 giorni.

Per valutare l'efficacia della LILI, quest'ultima è stata utilizzata sia in monoterapia che in associazione al trattamento chirurgico del varicocele e in associazione alla stimolazione ormonale in presenza di alterazioni dello stato ormonale nell'ipogonadismo primario e secondario. Uno studio di controllo sullo sperma e sul profilo ormonale è stato effettuato 1 e 2 mesi dopo la terapia laser.

Risultati dell'esame e del trattamento. I risultati dell’esame dei pazienti infertili inclusi nel lavoro hanno rivelato che le principali violazioni dei parametri spermatici erano la motilità (a + b) e il numero di forme morfologicamente normali; in misura minore, la vitalità degli spermatozoi è diminuita. Una diminuzione della concentrazione degli spermatozoi è stata rilevata solo nei pazienti con ipogonadismo ipergonadotropo o primario. Va notato che i cambiamenti più pronunciati nella spermatogenesi sono stati riscontrati nei pazienti di questo gruppo. Nei pazienti con varicocele sinistro è stata riscontrata una diminuzione statisticamente significativa della motilità e del numero di spermatozoi morfologicamente normali, nonché un aumento dei livelli di progesterone, che è correlato ai dati della letteratura.

Pertanto, dopo la terapia laser locale a bassa intensità e l'analisi dei dati ottenuti, possiamo concludere che in tutti i pazienti inclusi in questo lavoro, la vitalità degli spermatozoi è aumentata significativamente (p

Anche nel gruppo di controllo composto da uomini fertili è stato riscontrato un aumento significativo della vitalità degli spermatozoi (p

Tabella 1. Indicatori dei parametri spermografici e profili ormonali prima e dopo LILI per gli uomini fertili del gruppo di controllo

Nel gruppo di pazienti con varicocele sinistro dopo esposizione locale a LILI sui testicoli, rispetto ai dati iniziali, la concentrazione degli spermatozoi è leggermente aumentata e la motilità è aumentata significativamente (a + b) (p

Tabella 2. Risultati del trattamento con radiazione laser negli uomini con varicocele sinistro rispetto ai risultati del trattamento combinato dell'operazione Ivanissevich e dell'esposizione LILI

Analizzando i risultati dell'effetto locale di LILI sui testicoli dei pazienti con varicocele, è stato rivelato che il 53% degli uomini di questo gruppo ha riscontrato un miglioramento dei parametri dello spermiogramma, vale a dire gli indicatori studiati sono aumentati rispetto a quelli originari. Nel 37% degli uomini con varicocele sinistro si è verificato un leggero miglioramento o un miglioramento non in tutti i parametri dello spermiogramma, che è stato considerato come risultato senza modifiche. E nel 10% dei pazienti i parametri dello sperma sono peggiorati. Secondo la letteratura nazionale ed estera, dopo il trattamento chirurgico del varicocele, il miglioramento degli spermiogrammi si verifica nel 51-79% dei pazienti. Pertanto, i dati ottenuti indicano che LILI è abbastanza efficace nel colpire gli organi riproduttivi degli uomini affetti da varicocele. Il livello di LH nel sangue periferico negli uomini con varicocele è aumentato significativamente.

Analizzando i dati del trattamento per un gruppo di uomini con ipogonadismo ipergonadotropo, possiamo concludere che il numero di spermatozoi morfologicamente normali è aumentato (p

Tabella 3. Risultati del trattamento con radiazione laser negli uomini con ipogonadismo ipergonadotropo o primario

Nel gruppo di pazienti con ipogonadismo secondario, la motilità degli spermatozoi è aumentata significativamente (p

Tabella 4. Risultati del trattamento con radiazione laser e stimolazione ormonale negli uomini con ipogonadismo ipogonadotropo o secondario

Va notato che la terapia laser per i pazienti con ipogonadismo ipogonadotropo è stata effettuata in combinazione con la stimolazione ormonale con Pregnil 5000 (gonadotropina corionica umana) per via intramuscolare, una volta ogni 5 giorni per un mese.

Nel gruppo di pazienti con infertilità idiopatica, LILI è stata utilizzata in monoterapia; si è verificato un aumento significativo della mobilità p

Tabella 5. Dati provenienti dall'elaborazione statistica dei risultati del trattamento con radiazione laser negli uomini con infertilità idiopatica

Conclusione. Pertanto, l'esposizione laser ai testicoli nella normospermia porta ad un aumento del numero di forme vitali dall'83% all'88%, della motilità dal 54% al 62% e del numero di forme morfologicamente normali di sperma dal 56% al 64%. Il livello di B-hCG e AFP nel sangue degli uomini fertili indica la sicurezza degli effetti di LILI sui testicoli. L'effetto di LILI sui testicoli si manifesta sia a livello esocrino che endocrino, come evidenziato da un miglioramento dei parametri spermatici e da una diminuzione dei livelli di FSH in tutti i pazienti esaminati.

L'irradiazione laser locale dei testicoli come monoterapia per il varicocele aumenta la concentrazione delle forme attivamente mobili dal 25% al ​​37% e il numero delle forme morfologicamente normali dal 27% al 39%. L’efficacia del trattamento dell’infertilità aumenta con la combinazione della chirurgia Ivanissevich e della LILI.

L'irradiazione laser locale dei testicoli negli uomini con ipogonadismo primario aumenta il numero delle forme morfologicamente normali dal 7% al 10%; con ipogonadismo secondario la mobilità migliora dal 19% al 23%. I pazienti con oligoastenoteratozospermia grave, riscontrata solitamente negli uomini con ipogonadismo primario e secondario inclusi nel programma di fecondazione in vitro, possono sottoporsi a un ciclo di LILI per migliorare la qualità dei parametri spermatici.

In caso di infertilità idiopatica, l'utilizzo della laserterapia locale provoca un aumento della motilità degli spermatozoi (a+b) dal 19% al 34% e un aumento del numero delle forme morfologicamente normali degli spermatozoi dal 13% al 23%.

TERAPIA LASER A BASSA INTENSITÀ

Oggi la situazione nella medicina laser può essere caratterizzata come arricchita da nuove tendenze. Se andate su INTERNET, appariranno più di 27.000 collegamenti sulla medicina laser e se aggiungete qui il lavoro svolto in precedenza in URSS e Russia-CSI per 30 anni, il numero di pubblicazioni supererà con sicurezza le 30.000. relativamente di recente, la stragrande maggioranza del lavoro è stata dedicata alla chirurgia laser. Oggi più della metà di tutte le pubblicazioni riguardano i problemi della terapia laser. Cosa è cambiato? Innanzitutto è aumentato il livello di comprensione dei meccanismi d’azione delle radiazioni ottiche a bassa intensità (LOI) sugli organismi viventi.

Ricordiamolo: dividiamo gli effetti terapeutici della radiazione laser in chirurgici e terapeutici. Terapeutico, in contrapposizione a chirurgico, lo è manager, ma no distruttivo, impatto. Ciò significa che dopo l'esposizione l'oggetto biologico rimane vivo. Inoltre, se il compito di controllare gli oggetti in un organismo vivente, posto come principale nella terapia laser, viene risolto correttamente, allora dopo l'esposizione l'oggetto biologico diventa, per così dire, "migliore di prima" - i processi patologici in esso contenuti sono vengono soppressi e i processi naturali che mantengono l’omeostasi vengono stimolati. Si noti che per il NOI esiste un “punto di riferimento” naturale: lo spettro della luce solare (vedere Figura 21.1).

Riso. 21.1.

Dipendenza della densità spettrale della luce solare dalla lunghezza d'onda:

1 - fuori dall'atmosfera; 2 - radiazione del corpo nero con una temperatura di 5900 0 K; 3 - sulla superficie della Terra alle medie latitudini (altitudine 30 0 sopra l'orizzonte).

Questo “benchmark” è già stato discusso in precedenza (L1). Intensità dello spettro integrato della radiazione solare in spazio libero ad una distanza pari alla distanza media tra la Terra e il sole è pari a 1353 W/m2. Nel loro percorso verso la superficie terrestre, le radiazioni vengono attivamente filtrate dall'atmosfera terrestre. L'assorbimento nell'atmosfera è dovuto principalmente alle molecole di vapore acqueo (H 2 O), anidride carbonica (CO 2), ozono (O 3), ossido nitrico (N 2 O), monossido di carbonio (CO), metano (CH 4) e ossigeno (O2).

Gli organismi viventi nel processo di evoluzione si sono ripetutamente adattati al mutevole “ambiente elettromagnetico”. Sulla superficie della Terra vivono circa un milione e mezzo di specie di organismi viventi e tutte esistono grazie alla luce solare.

Nel ventesimo secolo, la situazione con l '"ambiente elettromagnetico" sulla Terra si è rivelata molto diversa da quella che gli organismi hanno incontrato nel corso di molti milioni di anni di evoluzione. Sono apparse molte radiazioni antropiche. Nel campo ottico (UFICOP), i dispositivi laser hanno la più alta densità di radiazione spettrale. La dipendenza della densità spettrale della radiazione dei laser medici dalla lunghezza d'onda rispetto a una dipendenza simile per la radiazione del Sole e di alcune altre sorgenti luminose è presentata nella Fig. 21.2.

Riso. 21.2.

Spettro di emissione di varie sorgenti luminose:

1 – luce solare sulla superficie terrestre alle medie latitudini; 2 – livello massimo stimato di fondo naturale; 3 – laser neon-elio in modalità continua, potenza 15 mW, lunghezza d'onda 633 nm, area dello spot 1 cm 2; 4 – LED superluminescente, potenza integrata 5 mW, intensità massima 660 nm; 5 – laser a semiconduttore in modalità quasi continua, 5 mW, 780 nm; 6 – laser a semiconduttore in modalità impulso-periodico, potenza dell'impulso 4 W, 890 nm; 7 – lampada ad incandescenza domestica da 60 W, distanza 60 cm.

La linea continua, che copre l’intero intervallo spettrale dalle regioni UV a IR, mostra il livello “liscio” della luce solare alle medie latitudini in una limpida giornata estiva. In relazione al livello naturale della luce solare, le densità spettrali dei dispositivi laser e LED utilizzati in medicina variano notevolmente. Ad esempio, il massimo spettrale di un irradiatore LED (curva 4, vedi sotto) nel corrispondente intervallo spettrale è al livello della radiazione solare, e una curva simile di un dispositivo laser IR basato su un laser a semiconduttore in modalità quasi continua (curva 5) raggiunge il livello massimo stimato di fondo naturale (curva 2). Allo stesso tempo, i massimi delle curve per un laser a semiconduttore pulsato (curva 6) e soprattutto per un laser al neon-elio (curva 3) si sovrappongono a questi valori di diversi ordini di grandezza. In questo caso, la densità spettrale massima delle sorgenti riflette non tanto le caratteristiche energetiche della luce quanto il grado della sua monocromaticità. Pertanto, la potenza di uscita di un laser al neon-elio supera la potenza di un LED rosso solo di 3 volte e in termini di densità spettrale massima questo eccesso è superiore a 10 5 (!).

L’aumento del livello di EMR “artificiale” rispetto allo sfondo naturale corrisponde alla comparsa sulla superficie terrestre di ulteriore energia elettromagnetica, la cui entità è in continuo aumento. Questa energia, in linea di principio, può (e forse dovrebbe) “interessare” i sistemi biologici sia in termini di sviluppo di una sindrome generale di adattamento (come una reazione allo stress), sia di adattamento all’impatto come la fotosintesi. Il secolo scorso è ovviamente un periodo troppo breve per l’attuazione di un programma su così vasta scala, ma è necessario pensare al problema adesso.

Le radiazioni ottiche a bassa intensità, principalmente laser, hanno trovato ampia applicazione in medicina. “È difficile nominare una malattia per la quale il trattamento laser non è stato testato. Un semplice elenco delle forme e varianti di patologie nel cui trattamento il raggio laser si è dimostrato efficace occuperà molto spazio, e l'elenco delle malattie per le quali l'effetto terapeutico della NOI è indubbio sarà abbastanza rappresentante."

Esistono molti lavori sullo studio dei meccanismi d'azione del NOI su oggetti biologici di diversi livelli di organizzazione - dal molecolare all'organismo e al sopraorganismo. Tuttavia, non esiste ancora un concetto generalmente accettato del meccanismo d’azione delle NOI sugli organismi viventi. Esistono diversi punti di vista alternativi che spiegano particolari fenomeni o esperimenti.

Perché diciamo non LLLT (bassa intensità laser radiazioni) e LIE (bassa intensità ottico radiazione)? Perché tra le principali caratteristiche della radiazione laser, la lunghezza d'onda e la densità spettrale sono di primaria importanza. La coerenza e la polarizzazione della radiazione laser non influiscono in modo così forte sull'effetto di biostimolazione, sebbene non ci siano ragioni sufficienti per dire che non abbiano alcuna importanza.

Tra i problemi della fototerapia che sono al centro dell'attenzione sia dei medici che dei biologi, nonché degli sviluppatori di apparecchiature, il principale è - delucidazione dei meccanismi d'azione delle NOI sugli oggetti biologici. Questo problema è stato centrale per lo sviluppo della LLLT per quasi 50 anni. Finora il problema è lungi dall'essere risolto, anche se il fatto stesso di un forte aumento di interesse per LLLT negli ultimi 10 anni indica cambiamenti positivi nel suo studio. Tra medici e biologi si è formata un'idea sulla specificità e non specificità dell'interazione del NOI con gli organismi viventi. Esattamente, specifica chiamare l'interazione di luce e BO associata all'intenso assorbimento molecolare della luce, vale a dire quella per la quale vengono installati fotoaccettori “specifici”, che effettuano l'assorbimento primario della luce per poi innescare una serie di reazioni fotochimiche “specifiche”. Un tipico esempio di tale interazione - fotosintesi. Rispettivamente, non specifico si considera un'interazione quando la risposta biologica è ampia e l'assorbimento della luce è così basso che non è possibile identificare in modo univoco l'accettore primario. E' questo l'aspetto - formazione di accettori primari in assenza di un forte assorbimento - e provoca le discussioni più accese, poiché la trasformazione dell'interazione non specifica in specifica apre la strada all'applicazione pratica della LLLT non su base empirica, ma su base strettamente scientifica.

Il fenomeno dell'azione del NOI è studiato a vari livelli. Si riferisce ai livelli gerarchici di costruzione di un sistema vivente: molecolare, organoide, cellulare, tissutale, organismico, sopraorganismo. Ciascuno di questi livelli ha i propri problemi, ma le difficoltà maggiori sono associate alle transizioni da un livello all'altro.

Se si tiene conto innanzitutto della densità spettrale e della lunghezza d'onda, ciò significa che un effetto biologico simile può essere fornito sia da sorgenti laser che da sorgenti incoerenti (principalmente LED), a condizione che le caratteristiche specificate coincidano.

L’intervallo spettrale in cui operano i dispositivi laser terapeutici corrisponde alla “finestra di trasparenza” dei tessuti biologici (600-1200 nm) ed è lontano dalle bande di assorbimento elettronico caratteristiche di tutti i cromofori conosciuti dell’organismo (ad eccezione - pigmenti oculari che assorbono a 633 e 660 nm). Pertanto, circa n significativo l'energia assorbita è fuori discussione.

Tuttavia, sotto l'influenza di NLBI, si osservano numerosi effetti clinici, che per lungo tempo fungono da base per LLLT. Se proviamo a generalizzare tutti questi effetti, possiamo formulare effetto integrale non specifico a livello cellulare: la radiazione laser influenza l'attività funzionale delle cellule. Allo stesso tempo, non modifica la funzione stessa, ma può aumentarne l’intensità. Cioè, l'eritrocito striscia attraverso i capillari, cedendo ossigeno attraverso la sua membrana e le pareti dei capillari, e continua a farlo, ma non dopo l'irradiazione può farlo meglio. Il fagocita ha catturato e distrutto gli ospiti patogeni, e continua a farlo, ma con velocità diversa. In altre parole, sotto l'influenza di NOI la velocità dei processi metabolici cellulari cambia. Nel linguaggio fisico-chimico, ciò significa che le potenziali barriere alle reazioni biologiche chiave cambiano la loro altezza e larghezza. In particolare, il NOI può influenzare fortemente il potenziale di membrana. All'aumentare dell'intensità del campo della membrana, le barriere di attivazione delle reazioni enzimatiche associate al trasporto di membrana diminuiscono, garantendo così aumento esponenziale della velocità delle reazioni enzimatiche.

Il concetto chiave quando si considera il funzionamento del NIE è spettro d'azione biologica (BAS) . La definizione di SBD è già stata data nel corso OVFPBO. Per la sua importanza, ricordiamolo ancora.

Se qualche nuovo prodotto appare come risultato dell'assorbimento della luce, la dipendenza dal tempo della concentrazione di questo prodotto c(t) obbedisce all'equazione:

(21.1)

Dove η - efficienza quantistica, σ - sezione d'urto di assorbimento della luce per unità quantistica, Ι(t) - intensità della luce incidente, ħω - energia del fotone assorbito.

Ovviamente significa il numero di fotoni assorbiti. Se introduciamo in considerazione la funzione , che ha il significato della velocità di produzione di biomolecole di un dato tipo in termini di un fotone con lunghezza d'onda λ, allora è un'espressione quantitativa dell'SBD. Qualitativamente, l'SBD è definito come dipendenza dell'efficienza relativa dell'effetto fotobiologico studiato dalla lunghezza d'onda. L'SBD è quindi quella parte dello spettro di assorbimento responsabile di un certo effetto fotobiologico. A livello molecolare, si può considerare l'SBD in termini di un quanto unitario. Ma l’SBD è interessante perché può essere preso in considerazione a qualsiasi livello di sistema. Infatti, tutta la radiazione assorbita da un oggetto biologico forma il suo spettro di assorbimento (AS). Ma lo spettro dell'azione biologica si sta formando solo quelle molecole che avviano questo effetto. Pertanto, è naturale chiamare le molecole responsabili di SBD differenziale molecole (al contrario di sfondo molecole responsabili dell’intero SP). Spesso l'SBD è considerato una parte additiva della joint venture. Ma tale considerazione può essere considerata corretta solo nel caso in cui esista una ricetta per isolare l'SBD dall'SP (simile a come un segnale viene isolato dal rumore in caso di forte rumore a causa della differenza nelle funzioni di correlazione). Se il rumore è di natura modulante, ad es. non presente come aggiunto all'ampiezza del segnale, ma come fattore, in modo che l'ampiezza del rumore aumenti man mano che il segnale cresce, quindi la selezione informazioni utili diventa nettamente più complicato. L'additività di SBD rispetto a SP può essere considerata solo nel caso linearità interazione della radiazione laser con un ambiente biologico o con un'interazione ovviamente trascurabile di molecole differenziali tra loro. In molti casi ciò non sembra ovvio, poiché, di regola, qualsiasi effetto fotobiologico è di natura soglia, cioè mostra non linearità. Pertanto, per registrare un SBD è necessario un compromesso metodologico, incluso passaggio da un livello di sistema all’altro. Esattamente,

1) selezione di un oggetto biologico standard e, se possibile, ben studiato con caratteristiche stabili e riproducibili;

2) selezione del parametro P, che caratterizza l'oggetto biologico a un livello più alto (in questo caso cellulare), in modo che P sia lineareè associato alla probabilità di un microevento (l'atto primario di eccitazione di una biomolecola), cioè la sua misurazione non introdurrebbe disturbi nella cella e consentirebbe una precisione accettabile;

3) la presenza di una sorgente di radiazione sintonizzabile in un dato intervallo spettrale con sufficiente monocromaticità e una data intensità per garantire il raggiungimento dell'effetto richiesto.

Fornire queste condizioni simultaneamente presenta grandi difficoltà pratiche. Pertanto, le informazioni fornite in letteratura sulla misurazione dell’SBD sono quasi tutte insostenibili da un punto di vista metodologico. L'eccezione è il lavoro svolto presso l'Istituto fisico Lebedev (S.D. Zakharov et al.) insieme al Centro oncologico dell'Accademia russa delle scienze mediche da cui prende il nome. N.N. Blokhin (AV Ivanov et al.).

Studio degli spettri d'azione biologici - questo è il percorso dall'azione non specifica della luce a quella specifica. Il principale “ostacolo” nella ricerca di un fotoaccettore primario (“problema del fotoaccettore primario”) - questa è l'assenza di un notevole assorbimento di NOI per tutte le lunghezze d'onda utilizzate nella fototerapia. Pertanto, nell’ambito della fotobiologia tradizionale, gli effetti della biostimolazione laser non trovano una spiegazione soddisfacente. Per quanto riguarda la fotobiologia “non tradizionale”, qui l'acqua (intracellulare, interstiziale, ecc.) viene alla ribalta come fotoaccettore universale non specifico, suggerendo la presenza di processi fotofisici primari. Questo concetto lo presuppone primario Il fotoaccettore (a livello molecolare) è l'ossigeno molecolare disciolto che, dopo l'assorbimento di un quanto di luce, passa allo stato di singoletto. Pertanto, la specificità a livello molecolare si combina con la nonspecificità ai livelli successivi della gerarchia del sistema. La transizione 3 O 2 → 1 O 2 avviene alle lunghezze d'onda 1270, 1060, 760, 633, 570, 480 nm e questa transizione è vietata per una molecola di O 2 isolata. Tuttavia, in un ambiente acquoso, è possibile la formazione di ossigeno singoletto, e ciò si manifesta principalmente nello spettro di eccitazione della reazione cellulare degli eritrociti (come variazione dell'elasticità della membrana). Il massimo di questo effetto corrisponde a 1270-1260 nm (banda di assorbimento dell'ossigeno molecolare), e la forma dello spettro coincide in dettaglio con la linea di transizione dallo stato fondamentale al primo stato eccitato dell'ossigeno molecolare (3 Σ g → 1 ∆g).

L'ossigeno singoletto svolge un ruolo chiave in quasi tutti i processi del metabolismo cellulare ed è necessario un cambiamento molto piccolo nella concentrazione di 1 O 2 (entro un ordine di grandezza) per modificare la natura delle reazioni enzimatiche. Esperimenti degli ultimi anni (in particolare G. Klima) hanno dimostrato che la velocità di crescita cellulare per le colture cellulari più importanti (leucociti, linfociti, fibroblasti, cellule maligne, ecc.) varia notevolmente a seconda della densità energetica (che varia da 10 a 500 J/ cm 2), modo e lunghezza d'onda della radiazione incidente. Il passaggio dal livello molecolare al livello cellulare avviene attraverso un cambiamento nella struttura della matrice acquosa. L'estinzione dell'ossigeno singoletto può avvenire, come è noto, sia chimicamente che fisicamente. In assenza di sensibilizzatori (vedi sotto, capitolo 24), possiamo supporre che predomini l'estinzione fisica (le cellule hanno una protezione ben sviluppata contro l'estinzione chimica). Durante la disattivazione fisica delle molecole 1 O 2, l'energia dell'ordine di 1 eV viene trasferita ai sottolivelli vibrazionali delle molecole circostanti. Questa energia è sufficiente per rompere i legami idrogeno, creando effetti ionici o di orientamento. L'energia vibrazionale media per grado di libertà alla temperatura fisiologica (~ 310 K) è ~ 0,01 eV, quindi il rilascio locale di 1 eV di energia porta ad una forte perturbazione della struttura dell'ambiente vicino della molecola 1 O 2 disciolta. che il mezzo si trova entro scale di distanza molecolare obbedisce alle leggi della conduttività termica (il che, in generale, non è vero!), quindi come risultato della risoluzione dell'equazione per il caso sfericamente simmetrico otteniamo:

Dove Q- energia rilasciata istantaneamente nel momento iniziale, D- coefficiente di conduttività termica, H- capacità termica, ρ - densità della materia. Se sostituiamo i dati con l'acqua qui e accettiamo Q = 1 eV, quindi in un tempo di circa 10 -11 s il rilascio di tale energia porterà al riscaldamento a 100 0 C di una regione del diametro di ~10 Å (10 -7 cm). Questa stima, ovviamente errata per brevi distanze, può essere considerata come un limite inferiore della scala spaziotemporale per una sorta di martello microidraulico. In uno stato termodinamicamente stabile, un singolo disturbo a distanze di ~10 -7 cm non può svolgere un ruolo significativo e deve essere garantito che venga distrutto dalle fluttuazioni termiche. Tuttavia, i biofluidi non possono, in generale, essere considerati strutture in equilibrio termodinamico. Per modellare i processi nei biofluidi, si dovrebbe utilizzare lo stato metastabile delle soluzioni di biomolecole che si formano fasi iniziali processo di dissoluzione. La particolarità di tali stati metastabili - elevata sensibilità ai disturbi locali.

Stimiamo il volume della sfera di perturbazione senza ricorrere all'equazione della conduzione del calore. Assumendo che l'energia vibrazionale media per molecola della matrice d'acqua sia 0,01 eV, otteniamo che l'energia di disattivazione di 1 O 2 in 1 eV è equamente distribuita tra 100 molecole d'acqua. L'acqua intracellulare o interstiziale è una struttura vicina a un cristallo liquido (ordine unidimensionale a lungo raggio), con una distanza tra le molecole di ~ 2,7 Å. Quando tali particelle vengono “arrotolate” in uno strato sferico, 100 molecole vengono poste all'interno di una sfera di raggio di ~10 Å, che coincide qualitativamente con l'“antistima” basata sulla conducibilità termica.

Un cambiamento nella struttura della matrice acquosa dovrebbe riflettersi in un cambiamento nell'indice di rifrazione della soluzione di biofluido, che è stato osservato sperimentalmente durante l'irradiazione di soluzioni di biofluido con radiazione laser He-Ne (λ = 632,8 nm).

Si noti che le eccitazioni dinamiche dell'acqua cristallina liquida possono, in determinate condizioni, portare all'emergere di stati dinamici collettivi (simili al superamento della soglia laser in un laser, dove è indicato un aumento simile a una valanga nella predominanza della radiazione stimolata). In altre parole, la dinamica dell'acqua diventa coerente, in modo che la struttura del liquido nel volume di un determinato cluster diventi dominante nell'intero volume della soluzione. Secondo le stime, 1 cm 3 di acqua contiene in media 10 16 -10 17 cluster, di cui solo 10 10 -10 11 contengono molecole di ossigeno singoletto fotoeccitato (~ 10 -6 del totale). Quando questi ammassi si rilassano, si formano i nuclei di una nuova fase strutturale. La sinergia durante la crescita degli embrioni dà un cambiamento Δn 0, 10 6 volte maggiore di quella che corrisponderebbe al riorientamento di un singolo cluster. Ciò è stato osservato precisamente sperimentalmente (S.D. Zakharov et al., 1989): l'assorbimento della luce da un laser entro 10 -2 -10 -9 J ha causato un tale cambiamento nell'indice di rifrazione del plasma sanguigno, che corrisponderebbe al "raffreddamento" dell'intero volume del mezzo di ~ 6 J (!). Secondo Zakharov, sono state osservate dipendenze simili in soluzioni di proteine, lipidi, glicoproteine, ecc. L'ingrediente comune per tutte queste sostanze è l'acqua, e questo conferma indirettamente la conclusione che l'acqua è accettore universale non specifico per tutti i tipi di radiazione elettromagnetica, il cui accettore “specifico” è un gas disciolto dall'aria (O ​​2, N 2, CO 2, NO, ecc.). Pertanto, i processi primari che coinvolgono i gas atmosferici (“catena respiratoria”) portano a processi secondari associati al riorientamento della matrice acquosa.

I processi secondari sono altrimenti chiamati processi oscuri, nel senso che molte reazioni a livello cellulare causate dall'irradiazione si verificano molto tempo dopo la cessazione dell'irradiazione. Ad esempio, la sintesi di DNA e RNA dopo 10 secondi di irradiazione si osserva dopo 1,5 ore. L’abbondanza di possibili meccanismi secondari non consente oggi di costruire un “ponte” più o meno convincente tra il livello cellulare e quello tissutale, simile alla “coerenza” dell’orientamento della matrice acquosa. Tuttavia, l’accumulo di dati parla a favore della predominanza dei processi redox.

Quando si analizzano i processi a livello tissutale, vengono in primo piano le caratteristiche della radiazione incidente (non solo lunghezza d'onda e dose, ma coerenza, polarizzazione, distribuzione spaziale della potenza). Il ruolo della coerenza è particolarmente controverso.

La necessità di tenere conto della coerenza è supportata dal fatto che quando la radiazione laser viene diffusa da un oggetto biologico, si osserva sempre una struttura maculata, che trasporta informazioni sull'oggetto (per maggiori dettagli, vedere sotto, capitolo 27) e consente di per ottenere un effetto terapeutico in determinate condizioni. La struttura maculata si osserva solo con un grado di coerenza sufficientemente elevato della radiazione incidente. Ciò significa che la coerenza non può essere trascurata, soprattutto perché for vari tipi sorgenti laser, il grado di coerenza può variare in modo abbastanza significativo (vedi Fig. 21.2, dove la densità spettrale per un laser al neon-elio è molte volte maggiore di quella di un laser a semiconduttore a causa della maggiore monocromaticità; ma la monocromaticità - diretta conseguenza della coerenza temporale).

Coloro che si oppongono alla considerazione della coerenza citano a loro favore il fatto che la coerenza viene distrutta quasi immediatamente quando la radiazione laser interagisce con i tessuti biologici otticamente anisotropi. Numerosi esperimenti su cellulare e sub livelli cellulari mostrano che effetti simili si osservano sia quando si utilizza un laser che con sorgenti incoerenti (lampade a incandescenza dotate di filtro luminoso).

A quanto pare, la verità, come di solito accade, è nascosta da qualche parte tra i punti di vista polari. Nel processo di re-irradiazione all'interno del tessuto, la coerenza viene infatti distrutta. Ma allo stesso tempo si formano zone con un alto grado di disomogeneità spaziale della radiazione. Il grado di disomogeneità spaziale emergente è direttamente correlato al grado di coerenza della radiazione incidente. L'elevata densità di potenza provoca effetti non lineari locali a livello dei processi primari. A livello cellulare, questa non linearità causerà inevitabilmente una corrispondente reazione non specifica. In tal modo:

1) il tessuto biologico influenza le radiazioni, distruggendo la coerenza;

2) la radiazione colpisce il tessuto biologico, modificandone le caratteristiche in base al grado di coerenza della radiazione incidente.

Quindi la coerenza non scompare senza lasciare traccia nei tessuti, ma dà origine a una cascata di processi da cui dipende l'effetto a livello tissutale. Uno studio dettagliato delle caratteristiche spaziali e temporali di questi processi consentirà di stabilire in modo inequivocabile il ruolo della coerenza in casi specifici (vedi letteratura per L. 27).

Anche la dipendenza dalla dose dell'effetto a livello tissutale può assumere un carattere specifico. Esistono tre soglie di dose:

1) la dose minima che provoca cambiamenti a livello cellulare;

2) la dose ottimale che provoca a) aumento dei processi morfologici, b) proliferazione accelerata, c) differenziazione cellulare;

3) la dose massima alla quale la stimolazione viene sostituita dall'inibizione dell'attività proliferativa.

L'espressione quantitativa delle soglie di dose dipende da molti parametri (caratteristiche del laser, stato funzionale dei tessuti, condizioni generali del corpo). In generale, è facile stabilire una connessione sistematica tra la complessità dei meccanismi di delucidazione e il livello di organizzazione al quale desideriamo stabilire qualsiasi modello: più saliamo nella gerarchia, più evidente è il ruolo degli empirici. L'isolamento del fotoaccettore primario a livello molecolare rende possibile, anche se con notevole difficoltà, costruire un quadro degli effetti secondari a livello subcellulare e cellulare. Il passaggio dal livello cellulare a quello tissutale è già molto più complicato, quindi le raccomandazioni per la scelta della dose non vengono più fatte a livello di annotazione delle soluzioni a determinate equazioni, ma a livello di descrizione verbale di possibili processi. Il passaggio dal livello tissutale a quello organismico comporta generalmente una notevole dose di sciamanesimo: fate come vi dico, altrimenti andrà male. Ma, da un lato, per non diventare come il clero primitivo, e dall'altro - Senza fingere di essere un teorico riflessivo che passa tutta la vita a calcolare non ciò che è necessario per la pratica, ma ciò che gli piace, proviamo a generalizzare il problema a sovraorganismo livello.

Tutti i sistemi viventi sono sistemi aperti di non equilibrio che operano su un equilibrio di materia ed energia in scambio ambiente. Un sistema vivente si organizza costantemente, cioè riduce la sua entropia. L’intensità della riduzione dell’entropia è direttamente correlata alla quantità di informazioni che entrano nel sistema. Da questo punto di vista, la radiazione ottica a bassa intensità agisce come un segnale esterno (informazione), che trasferisce bruscamente il trigger (stato energetico-informativo del focus patologico con predominanza di entropia) da uno stato stazionario a un altro. Il trasferimento del corpo come sistema da uno stato all'altro è indissolubilmente legato ai bioritmi. La gamma dei bioritmi si estende da 10 - 15 s (il tempo di un periodo di un'onda luminosa, che è dello stesso ordine del tempo delle transizioni elettroniche molecolari) a ~ 7 10 10 s (aspettativa di vita media), pari quindi a circa 10 25 Hz nella scala di frequenza. Il compito di ottimizzare l'esposizione a livello dell'organismo - allineare l'impatto con i bioritmi.

Per quanto riguarda i bioritmi a bassa frequenza, misurati in giorni, settimane, mesi, anni, ottimizzare l’esposizione significa condurre sessioni di irradiazione in quei momenti in cui contribuisce a razionalizzazione processi naturali e fallimento patologico, che è un aumento dell'entropia del corpo come sistema. Ad esempio, il trattamento delle malattie croniche che peggiorano in base alle stagioni (primavera, autunno) prescrive corsi LLLT all'inizio della stagione corrispondente, anche prima che inizi la successiva esacerbazione della malattia. La pratica dimostra che l'efficacia del trattamento aumenta e questo vale non solo per la fototerapia stessa, ma anche per i farmaci di accompagnamento e altri metodi di trattamento. La prevenzione delle conseguenze a lungo termine del trattamento radicale raccomanda anche la ripetizione periodica dei corsi LLLT in base alle caratteristiche temporali dei processi patologici (per maggiori dettagli, vedere L.23). A volte viene chiamato questo approccio alla LLLT a livello organismico e sovraorganismo cronobiologico.

In relazione ai bioritmi ad alta frequenza (entro una sessione irradiazione), si possono notare le seguenti caratteristiche della terapia laser.

L'elevata frequenza naturale della radiazione elettromagnetica agente, corrispondente ai processi periodici nelle biomolecole a livello delle transizioni elettroniche, offre ricche opportunità per modulazione impatto. Inoltre, è possibile formare blocco informativo impatto con capacità estremamente elevata. All'interno di tale blocco è possibile creare multifrequenza influenze con un dato spettro di frequenze di modulazione. Infine, ciò che è particolarmente importante da un punto di vista sistemico, è possibile introdurre biosincronizzazione nell'impatto stesso dovuto feedback attraverso un oggetto biologico.

Il corpo nel suo insieme ha frequenze bioritmiche più basse (frazioni di hertz), i suoi sistemi e organi - più alto (unità e decine di hertz). Lo spettro dei bioritmi è di natura individuale e può essere considerato come un “ritratto” vibrazionale di una persona specifica. L'esposizione laser biosincronizzata multifrequenza può controllare in modo estremamente efficace tutte le reazioni del corpo, comprese le reazioni protettive agli effetti avversi esterni di natura molto diversa.

Letteratura per la lezione 21.

1. L'effetto della radiazione elettromagnetica su oggetti biologici e medicina laser. Sab. a cura di acad. IN E. Il'icheva. - Vladivostok: Ramo dell'Estremo Oriente dell'Accademia delle Scienze dell'URSS, 1989, 236 p.

2. V.M. Chudnovsky, G.N. Leonova, SA Skopinov et al. Modelli biologici e meccanismi fisici della laserterapia. - Vladivostok: Dalnauka, 2002, 157 p.

1. Caratteristiche fisiche dell'azione della luce laser

La terapia laser è una delle branche della medicina e della medicina veterinaria in più rapida crescita ed è ampiamente utilizzata nel trattamento delle lesioni distrofiche e traumatiche dell'apparato muscolo-scheletrico. Per scopi terapeutici, la radiazione laser a bassa intensità (LILR) con una lunghezza d'onda di 0,632 micron e 0,830-0,888 micron (regioni ottiche rosse e infrarosse dello spettro delle onde elettromagnetiche), prodotta dai laser a elio-neon e ad anidride carbonica, viene utilizzata principalmente usato.

Meccanismi d'azione di LILI.

Attualmente esistono una serie di ipotesi riguardanti i meccanismi d'azione di LILI sugli oggetti biologici, che, in base al livello proposto di esposizione alla luce, possono essere suddivisi in tre gruppi: biofisico, fisico e biochimico, nonché il livello di cambiamenti strutturali molecolari nelle membrane cellulari.

L'ipotesi del livello di influenza biofisico collega l'effetto biologico di LILI con l'interazione delle onde elettromagnetiche con i campi elettrici delle cellule. Secondo la teoria generalmente accettata, l'effetto fotoelettrico è causato dall'assorbimento primario di un quanto di luce da parte di una molecola accettore e dalla sua transizione allo stato eccitato. In questo caso si verifica una differenza di potenziale tra le aree dell'oggetto irradiato e la forza fotoelettromotrice risultante attiva i processi fisiologici.

L'ipotesi del livello fisico e biochimico degli effetti LILI implica che il meccanismo d'azione sia associato, innanzitutto, alla fotoaccettazione da parte di enzimi o sostanze contenenti ioni metallici. Nelle cellule animali, tali sostanze includono catalasi, complesso della citocromo ossidasi, ceruloplasmina, porfirine, emoglobina, ecc. Un possibile meccanismo d'azione di LILI può essere la riattivazione degli enzimi della catena respiratoria (citocromo c ossidasi, NADH diidrogenasi), portando al ripristino della il flusso di elettroni, la formazione del potenziale transmembrana, che alla fine influenza il metabolismo cellulare e provoca un aumento dell'attività antiossidante del corpo. La teoria fisica e biomeccanica non esclude trasformazioni conformazionali delle macromolecole di membrana. Come risultato dei loro riarrangiamenti strutturali e funzionali, viene creata una base fisico-chimica per la formazione di reazioni adattative non specifiche delle cellule, che stimolano i processi bioenergetici e biosintetici nel corpo. A questo proposito, le ipotesi del terzo gruppo, che si basano sulla valutazione dei cambiamenti strutturali molecolari nelle membrane cellulari sotto l'influenza della radiazione laser, sono strettamente correlate alle ipotesi appartenenti al secondo gruppo. Attualmente vengono discussi due meccanismi per la possibilità di azione laser sulla membrana plasmatica: il meccanismo di accettazione o ricezione dei quanti di luce. Riteniamo che, in generale, l'effetto di LILI sulla membrana cellulare agisca come fattore scatenante per una cascata di cambiamenti molecolari e morfologici. Nella cellula vengono attivate la biosintesi degli acidi nucleici e delle proteine, le reazioni redox e i sistemi enzimatici, il potenziale energetico aumenta, viene stimolata la biogenesi degli organelli di membrana e aumenta la differenza di carica sulle membrane cellulari. L'azione di LILI può anche essere accompagnata da iperplasia degli organelli intracellulari, imitando le funzioni di queste cellule.

Trasformazioni intracellulari complesse sono impossibili senza la partecipazione dell'apparato genetico della cellula. Attualmente è stato dimostrato sperimentalmente che LILI agisce sull'apparato genetico della cellula senza grossi disturbi strutturali dei cromosomi (mutazioni) attraverso modifiche dei singoli geni, ad es. L'effetto di LILI sul genoma cellulare è di natura modificante, si manifesta con l'attivazione o l'inibizione dei singoli loci genici e non porta alla comparsa di disturbi nella molecola del DNA.

I principali processi fisici che si verificano nella pelle, nelle mucose e in altri tessuti durante l'assorbimento dell'energia luminosa si riducono alla manifestazione dell'effetto fotoelettrico interno, alla dissociazione elettrica di molecole e vari complessi.

2. Aspetti biologici dell'azione della radiazione laser

I diversi effetti biologici che si manifestano durante l'azione di LILI a livello molecolare, cellulare, tissutale, d'organo e di organismo determinano anche un'ampia gamma di effetti medici: antiedematosi, antinfiammatori,

analgesico, densificante, ipocolesterolemico, battericida, batteriostatico, immunomodulante, ecc. (Petrakov K.A., Timofeev SV. 1994).

Come dimostra la pratica, l’insufficiente validità sperimentale e teorica dei metodi di terapia laser ha in alcuni casi, oltre ad un effetto positivo, anche un effetto incoraggiante effetto collaterale. Per ottenere un effetto clinico prevedibile della terapia laser, è necessario tenere conto dei risultati del trattamento individuale. Spesso si dovrebbe optare per una soluzione più sicura e in più in modo semplice terapia laser, il cui effetto è stato ben studiato e confermato da studi sperimentali^ Timofeev SV., 2000).

L'effetto antinfiammatorio si manifesta in:

— attivazione della microcircolazione;

- cambiamenti nel livello delle prostaglandine;

— equalizzazione della pressione osmotica;

- ridurre il gonfiore dei tessuti. L'effetto analgesico si manifesta in:

- aumentare il livello di endorfine;

— attivazione del metabolismo neuronale;

- aumento della soglia di sensibilità al dolore.

Attualmente esistono molti metodi e opzioni per la terapia laser, il che crea alcune difficoltà nella scelta e nella combinazione razionale con altri metodi di trattamento.

I metodi di terapia laser sono suddivisi in base a:

Dalla potenza delle radiazioni: ad alta e bassa intensità (terapeutica);

Dai punti di applicazione (effetti diretti su organi e tessuti, terapia fotodinamica, utilizzo di fluidi infusionali irradiati e farmaci);

Dal metodo di erogazione della radiazione laser ai tessuti e agli organi dei pazienti (a distanza, a contatto, attraverso un mezzo liquido);

In combinazione con altri fattori fisioterapici (magnetoterapia, ultrasuoni, ecc.);

Altro (patch laser, compresse laser).

Abbiamo dimostrato che la gravità degli effetti biologici sotto l'influenza di LILI dipende molto più dai punti di applicazione che dal metodo

Consegna LILI. La radiazione rossa e infrarossa è ampiamente utilizzata per trattare patologie dell'apparato muscolo-scheletrico e lesioni traumatiche.

3. Metodo di terapia laser in animali con osteoartrosi

Poiché l'artrosi è una malattia accompagnata da alterazioni degenerative della cartilagine articolare nelle epifisi delle ossa articolari, l'obiettivo principale della terapia laser dovrebbe essere il sollievo dal dolore, l'aumento del trofismo e l'ossigenazione dei tessuti delle articolazioni colpite attivando la macrocircolazione, nonché stimolando il ripristino processi che normalizzano la funzione articolare. Quando si esegue la scansione della radiazione laser infrarossa sull'area delle grandi articolazioni negli animali affetti da coxartrosi, gonartrosi e artrosi delle articolazioni degli arti, si osserva una diminuzione della sindrome del dolore e aumento della gamma di movimento nell'articolazione colpita.

Attualmente non esiste un metodo unico e generalmente accettato per il trattamento dell’osteoartrosi con la radiazione laser. Non esiste ancora consenso sulla scelta della modalità di irradiazione ottimale (potenza di radiazione, densità del flusso di radiazione, esposizione, numero e regolarità delle sessioni). Le differenze nel trattamento dell'osteoartrosi con la terapia laser descritte nella letteratura disponibile sono spiegate dall'uso di tipi diversi dispositivi laser, la presenza di malattie concomitanti negli animali malati e, infine, le considerazioni cliniche e teoriche dei medici curanti. La terapia laser viene utilizzata principalmente come fattore terapeutico indipendente, ma abbiamo ricevuto dati sperimentali e clinici positivi sulla combinazione della terapia laser con altri fattori fisioterapici, in particolare con la magnetoterapia e gli ultrasuoni nel trattamento di animali affetti da osteoartrosi.

Quando si utilizza la terapia laser nel trattamento dell'artrosi, è necessario tenere conto del fatto che la luce laser agisce sulla cartilagine articolare e sulla membrana sinoviale, il principale substrato materiale su cui si manifestano i processi distruttivi-distrofici e infiammatori nell'articolazione.

— L'effetto del laser sull'articolazione del ginocchio in condizioni di lesione traumatica stimola la biosintesi delle macromolecole della matrice da parte dei condrociti. Le aree dolorose nell'area articolare vengono irradiate utilizzando un metodo di scansione lento (potenza di radiazione 4 mW, durata della sessione 5-8 minuti, numero di procedure 8-12).

— La terapia laser degli animali con osteoartrosi delle estremità può essere effettuata utilizzando il metodo dell'agopuntura puntiforme con un laser a spettro rosso. Vengono irradiati 6 o 10 punti nella proiezione dello spazio articolare (per ciascun punto 2 minuti, tempo totale - non più di 20 minuti). È possibile effettuare un'irradiazione laser combinata delle regioni spettrali del blu e del rosso, nonché separare alternativamente l'esposizione laser alla regione spettrale del blu (D = 441,6 nm) e poi al rosso (D = 632,8 nm) per 10 minuti ciascuna (6 punti nell'area del focus patologico e 4 punti sono la proiezione sugli organi immunocompetenti).

— Per la patologia dell'articolazione dell'anca, insieme alla terapia laser (lunghezza d'onda 0,6328 μm, potenza 120 mW/cm"), quando si influenzano le zone paraarticolari riflessogene (esposizione totale 25-30 minuti, durata del ciclo 20 giorni), è possibile utilizzare la pulsazione terapia magnetica La combinazione di metodi di dati può essere utilizzata nel trattamento di pazienti con osteoartrosi con malattie concomitanti: glaucoma, malattia coronarica e pneumosclerosi.

È necessario tenere conto che l'effetto del laser elio-neon "GNL" (lunghezza d'onda 0,63 micron, modalità 0,5 mW/cm2 con un tempo di esposizione di 10 minuti e 15 mW/cm2, con un tempo di esposizione di 2 minuti) sulla crescita del tessuto osseo nei piccoli animali domestici di età diverse ambiguo. Pertanto, negli animali giovani è possibile una diminuzione del tasso di crescita per apposizione, mentre negli animali sessualmente maturi e anziani questo processo può intensificarsi.

Calcolo dei dosaggi di radiazione laser

Artrite, artrosi

L'area irradiata deve essere priva di bende e il mantello deve essere pulito. Durante il trattamento, la testina di irradiazione viene installata o spostata lentamente sulla superficie del corpo dell'animale. Tra la testa dell'emettitore e la superficie da trattare viene mantenuta una distanza di 0,3-1,5 cm, si consiglia di utilizzare un attacco magnetico. Prima e dopo ogni procedura, è necessario pulire la superficie di lavoro dell'emettitore (o dell'ugello) con un tampone inumidito con alcool al 70% o altra soluzione antisettica.

5. Precauzioni di sicurezza quando si lavora con i laser È vietato:

— consentire a persone non addestrate di lavorare con dispositivi laser;

— smontare gli alimentatori;

— lasciare il dispositivo acceso e incustodito;

— dirigere l'emettitore verso la zona degli occhi o verso superficie dello specchio;

— utilizzare il dispositivo con danni meccanici. Consigliato:

— quando si lavora con l'apparecchio, utilizzare occhiali di sicurezza con lenti blu-verdi;

— accendere la radiazione solo dopo aver installato l’emettitore sulla zona interessata del corpo dell’animale.

Controindicazioni:

- malattie del sangue con una lesione predominante del sistema di coagulazione (emofilia),

— condizioni scompensate del sistema cardiovascolare,

— fallimento del sistema adattativo (mancanza di una risposta adeguata all'impatto energetico), sclerosi profonda, grave scompenso nel sistema vascolare.

Un'ampia gamma di spettri di radiazione e la variabilità del flusso energetico, sia quantitativamente che risonante, riducono al minimo l'elenco delle controindicazioni.

Le competenze pratiche nell'utilizzo del dispositivo e la precisione del dosaggio consentono l'uso della terapia laser nelle condizioni più critiche, come unico metodo di trattamento ancora possibile: il supporto energetico. L'esistenza di controindicazioni non sempre conferma il divieto di utilizzo del metodo a causa del suo impatto negativo; spesso le controindicazioni vengono create a causa della mancanza di esperienza nell'uso questo fattore in un gruppo simile di pazienti. Il supporto energetico per il supporto vitale non può essere essenzialmente negativo in nessun gruppo di pazienti. Riguarda la dose di energia fornita e la capacità del corpo di utilizzarla. Solo la conoscenza del meccanismo d'azione dei vari spettri di radiazioni e la costante esperienza di lavoro con emettitori laser garantiranno l'efficacia dell'uso e la sicurezza per un animale malato.