Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время одним из наиболее перспективных источников излучения, применяемых в медико-биологических исследованиях и клинической практике, является гелий-неоновый лазер (ГНЛ), работающий на волне 632,8 нм. За сравнительно короткий срок низкоинтенсивная лазерная терапия сформировалась как весьма перспективная область медицины, основывающаяся на фотобиологическом эффекте биостимуляции (Т.Й.Кару, 1989; В.И.Козлов и соавт., 1993). Но до сих пор нет полной ясности природы механизма действия лазерного излучения ГНЛ на биологические объекты. Это связано, главным образом, с эмпирическим характером экспериментальных и клинических исследований, направленных на достижение биостимулирующего эффекта. Несмотря на обилие работ в данной области, продолжается период интенсивного накопления фактов, и осмыслить эти факты не всегда просто из-за разрыва между обширностью фактического материала и недостаточностью теоретических представлений о путях реализации фотоэффектов.
Данные экспериментальных исследований, проведенных- за последнее время, свидетельствуют о том, что низкоинтенсивное лазерное излучение, даже при местном применении, оказывает бкостимулирующее действие на ткани и организм в целом, выраженное в наибольшей степени при внутрисосудистой методике применения (E.Mester et al., 1976; l.B.Kovacs et al., 1974; В.К.Гостищев и соавт., 1995; В.А.Вертьянов, 1994; Л.О.Шкроб и соавт., 1995 и др.). Имеются многочисленные клинические и экспериментальные данные при лечении воспалительных заболеваний (В.В.Богатов и соавт., 1994; САВавричук, 1994; С.В.Кашин, 1994 и др.), трофических язв и других длительно незаживающих ран (А.Ф.Медведенко и соавт., 1994; П.И.Толстых, Н.Х.Шаропов, В.А.Дуванский, 1995; В.Г.Стенько, Ю.К.Саросек, 1995; И.В.Корпусенко, 1995 и др.), хроническэго остеомиелита (П.И.Толстых, Г.Д.Литвин, В.А.Дербенев, 1995; К.А.Юсупов и соавт., 1995 и др.). Существует опыт лечения гелий-неоновым
лазером стенокардиии (А.И.Коряков, Е.Д.Роадественская, 1995 и др.), гипертонической болезни (В.И.Титов, Т.В.Степанова, 1995 и др.), ишемической болезни сердца (Н.Н.Кипшидзе, 1987; Г.М.Капустина, 1992-1995; Г.В.Бабушкина, И.М.Корочкин, А.В.Картелишев, 1995; С.С.Белоусов, Е.В.Гальперин, В.И.Козлов, 1995; Н.Г.Шевкунов с соавт., 1995; Г.В.Дмитриева, 1996 и др.). Исследователи связывают эффект биостимуляции с повышением степени утилизации кислорода тканями, ускорением окислительно-восстановительных процессов с повышением активности ферментов дыхательной цепи, повышением скорости биохимических процессов (Т.И.Кару, 1983; С.М.Зубкова, 1989; В.И.Козлов, 1993).
Ряд работ посвящен действию лазерного излучения на кровь, которая очень чувствительна к различным воздействиям и отражает состояние всего организма (Е.Н.Мешалкин, В.С.Сергиевский, 1985; А.И.Гончаров и соавт., 1984; МЯ.Авруцкий и соавт., 1995; В.Н.Кошелев, Ю.В.Чалык, Д.В.Сафронов, 1995; В.А.Шульга, 1995; Ю.И.Гринштейн, 1995; Н.В.Морозова, М.И.Баталова, Г.Я.Левин, 1995 и др.). Особый интерес проявляется к применению внутрисосудистого лазерного облучения крови (ВЛОК) у больных сахарным диабетом и другими заболеваниями (О.К.Скобелкин и соавт., 1993; М.Я.Авруцкий и соавт., 1993; Е.В.Лебедьков, 1995 и др.). Применение ВЛОК активизирует противосвертывающую и фибринолитическую активность крови, повышает содержание эндогенного гепарина за счет активации тучных клеток и антитромбина - 3, снижает скорость агрегации тромбоцитов. Внутривенное лазерное облучение крови активизирует каталазу и другие митохондриалыше ферменты, что свидетельствует о единстве точек приложения энергии лазерного излучения на мембранах клеток (Н.И.Белоусова и соавт., 1994). Широко используется ВЛОК при лечении острого инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца, что позволяет снизить летальность и сократить поражения в миокарде (И.М.Корочкин, 1983, 1985, 1987; В.С.Сергиевский, 1987; Н.Н.Кипшидзе, 1987; Г.М.Капустина, 1990, 1992 и др.). Имеются сообщения о применении ГНЛ в лечении гнойного панкреатита (В.М.Лисиенко, 1987;
А.А.Мартино, В.В.Павленко, 1995 и др.) и при перитоните (Г.Д.Брилль и соавт., 1995; Б.СБрискин, И.М. Алиев, А.К.Полонский, 1995; П.М.Назаренко, А.А.Матвеев, 1995; У.М.Корабоев и соавт., 1995 С.Р.Рахимов, А.И.Исаев, А.Х.Хаджиматов, 1995 и др.).
Первостепенное значение имеет изучение эритроцитов и изменения их свойств под влиянием излучения ГНЛ. Решение этой проблемы привлекает все большее внимание исследователей не только в теоретическом, но и в практическом плане, так как в клинике при различных заболеваниях в качестве биоактиваторов широко используются методы облучения аутокрови низкоинтенсивным лазерным излучением {М.В.Дуткевич, 1981-1994; Л.Н.Самойлова, 1986-1993; М.В.Пиксин, 1986-1994; М.В.Маянский, 1993; В.И.Козлов, 1993; О.К.Скобелкин и соавт., 1993; М.Я.Авруцкий и соавт., 1993; А.А.Мартино и соавт., 1994; Т.Н.Демина и соавт., 1995 и др.). Несомненно важным для физиологии и медицины является изучение вопроса ответной фотореакции и адаптации системы крови к лазерному излучению ГНЛ.
Цель и задачи исспедоваия. Основная цель настоящего исследования состояла в изучении изменения физико-химических параметров крови и ее компонентов при воздействии низкоинтенсивного излучения гелий-неонового лазера (длина волны 0,63 мкм).
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить влияние излучения гелий-неонового лазера на
кислородгранспортную функцию крови и особенности переноса кислорода в
цельной крови и суспензии эритроцитов.
-
Изучить влияние излучения гелий-неонового лазера на кислотно-щелочной баланс системы.
-
Изучить влияние излучения гелий-неонового лазера на основные электролиты плазмы крови: ионы калия, натрия и кальция.
4. Изучить влияние излучения гелий-неонового лазера на липидный состав сывортки крови и мембраны эритроцитов у лиц, больных сахарным диабетом.
Научная новизна исследования. В работе впервые проведено сравнительное
исследование характера действия излучения ГНЛ на цельную кровь, плазму и
суспензию эритироцитов, что позволило установить динамику функциональных
изменений эритроцитов и их кислородтранспортной функции, а также выявить
резервные возможности цельной крови и плазмы при фотобиологических
реакциях организма. Выявлены особенности фотобиологического действия
излучения ГНЛ на основные физико-химические показатели крови, что имеет
существенное значение для понимания физиологических механизмов действия
низкоинтенсивного лазерного излучения. Изучены зависимости
фотобиологического эффекта воздействия излучения ГНЛ на кровь от дозы
лазерного излучения и от времени, прошедшего после облучения, определены
режимы излучения ГНЛ, оказывающие наиболее выраженное положительное
влияние на кислородтранспортную функцию крови. Полученные данные
углубляют представление о физиологическом механизме действия
низкоинтенсивного лазерного излучения ГНЛ на цельную кровь, в том числе на ее кислородтранспортную функцию и буферные свойства, а также состояние мембран эритроцитов.
Практическая значимость исследования. Результаты исследования были использованы при расчете параметров внутривенного облучения крови, применяемого в клинике ГНЦ ЛМ и нашли отражение в методических рекомендациях по использованию БЛОК, а также в монографиях В.И.Козлова, 1993,1994гг., в курсе лекций по фотобиологическому действию НИЛИ на кровь.
Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции по применению лазеров в клинике и эксперименте (декабрь, 1987г, г.Ашхабад); Международной конференции "Новое в лазерной медицине" (ноябрь, 1991г., Брест); Международной конференции "Перспективные направления лазерной медицины"
(октябрь, 1992г., Одесса); Второй конференции Московского региона "Лазеры в медицинской практике" (май, 1992г., Москва); Международной конференции "Клиническое и экспериментальное применение новых лазерных технологий" (сентябрь, 1995г., Казань); Межведомственном научном совете "Лазерная медицина, хирургия и лазерная медицинская техника" Минздравмедпрома РФ и РАМН на тематическом заседании "Внутрисосудистое лазерное облучение крови в медицине",1995г.
Диссертационная работа обсуждена на совместной конференции сотрудников медико-биологичекого и клинического отделов Государственного научного центра лазерной медицины, кафедры анестезиологии и реаниматологии Учебно-научного центра Медицинского центра управления делами при Президенте Российской Федерации.
Работа является самостоятельным разделом комплексной темы "Действие лазерного излучения на биологические ткани" Государственного научного центра лазерной медицины Минздравмедпрома РФ, номер государственной регистрации 01870096370.
Реализация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано в журналах, сборниках научных трудов, материалах конференций 9 научных работ, отчет по НИР (№ государственной регистрации 01870096370).
Структура диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и библиографического указателя. Работа иллюстрирована 30 рисунками, 17 таблицами. Библиографический указатель состоит из 178 источников, в том числе иностранных.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Низкоинтенсивное лазерное излучение вызывает доза-зависимые изменения в газовом составе, КЩС, в липидном составе как плазмы, так и
эритроцитов, а также сродства гемоглобина к кислороду. Эти изменения носят устойчивый характер, сохраняясь на протяжении суток после воздействия.
-
Изменения физико-химических свойств крови, связанные с увеличением содержания в плазме триглицеридов, а в эритроцитах - с общим снижением фосфолипидов и увеличением эфиров холестерина, существенно отражается на микрореологических условиях гемодинамики в организме и транспортной функции крови.
-
Внутривенное лазерное облучение нормализует показатели липидного состава крови и ее транспортную функцию.