Содержание к диссертации
Введение
Глава. 1. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на организм человека. Оптические характеристики лазерного излучения при его прохождении через кровь (литературный обзор). 9
1.1 Лазерное воздействие на биоткани. Механизм лечебного действия на организм человека 9
1.2 Влияние лазерного излучения на форменные элементы крови. 25
Глава 2. Основные характеристики лазерного излучения при его прохождение через кровь человека 28
2.1. Закон Бутера — Ламберта 28'
2.2. Кровь как объект изучения; Способ подсчета эритроцитов 34
2.3. Изучение коэффициентов ослабления лазерного излучения при прохождении через кровь человека 40
2.4. Временная: и пространственная когерентность излучения при прохождении через кровь 42
2.5. Деполяризация лазерного излучения кровью человека 47
2.6. Описание установок, методик и погрешностей измерений 49
2.7. Результаты измерений коэффициентов ослабления, поляризации и когерентности 56
Глава 3. Угловое распределение излучения гелий - неонового лазера при прохождении через слой крови . 62
3.1. Теория рассеяния света в биотканях. Метод Монте-Карло 64
3.2. Описание экспериментальной установки и обоснование метода получения.углового распределения излучения гелий - неонового лазера при прохождении через слой крови : 76
3.3. Результаты измерений индикатрисы рассеяния 78
Глава 4. Измерение температуры в слое крови в поле излучения гелий - неонового лазера 87
4.1. Уравнение теплового баланса. 91
4.2. Обоснование выбора термопарного метода измерения температуры 96
4.3. Экспериментальные исследования динамики температуры крови в поле излучения гелий — неоновым лазером 99
Заключение 105
Литература 108
- Лазерное воздействие на биоткани. Механизм лечебного действия на организм человека
- Временная: и пространственная когерентность излучения при прохождении через кровь
- Описание экспериментальной установки и обоснование метода получения.углового распределения излучения гелий - неонового лазера при прохождении через слой крови
- Экспериментальные исследования динамики температуры крови в поле излучения гелий — неоновым лазером
Введение к работе
2. \ 2.0 0
Актуальность темы
В настоящее время лазеры широко применяются в различных областях науки и техники, их роль в научно-техническом прогрессе постоянно растет.
Развитие лазерной физики привело к возникновению новых направлений науки и техники. Одним из таких направлений является лазерная технология, которая имеет дело с самыми разнообразными объектами различной природы: физическими, химическими и биологическими. В применении к биологическим системам она представляет большой практический интерес для медицины.
Применение лазеров в медицине основано на использовании широкого круга явлений, связанных с разнообразными проявлениями взаимодействия света с биологическими объектами. Лазерное излучение, как и обычный свет, проходя через толщу вещества, может им поглощаться, рассеиваться по разным направлениям и с различными частотами или проходить вещество насквозь, без каких-либо изменений.
Биологические проблемы всегда привлекали внимание физиков.' Понятийный аппарат теории поля, эффективно используемый в физике, начал еще в 30-х годах внедряться в теоретическую биологию. Теория когерентности световых полей в виде голографической концепции и ряд понятий квантовой механики находят свое приложение в современной генетической теории.
Специфика биологических исследований заключается в том, что яркая индивидуальность и сложность объектов, как правило, исключает совпадение их количественных характеристик. Организация экспериментальных исследований и теоретическая интерпретация подобных результатов представляются весьма интересными и с точки зрения физики, поскольку они могут способствовать выработке новых концепций и методик.
Цель диссертационной работы - экспериментальное исследование процесса распространения лазерного излучения в крови человека, изучение изменения характеристик прошедшего излучения, а также разработка экспериментальных установок для измерения характеристик прошедшего излучения, создание установок для определения коэффициента ослабления лазерного излучения кровью с различной концентрацией эритроцитов, степени поляризации и степени пространственной когерентности лазерного излучения при прохождении через слой крови, для построения индикатрис рассеяния излучения, а также для измерения динамики температуры крови с помощью термопарного метода. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Разработка экспериментальных методов исследования физических процессов, развивающихся при взаимодействии низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью.
-
Экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от длины волн, а также зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения кровью человека с различной концентрацией эритроцитов для данных длин волн.
-
Экспериментальное исследование потери степени пространственной ко-
герентности и степени поляризации и і | иііі і iiiiijuu—iuJlLimi
{ КНМЯОТЄКА
У *ы>п
-
Экспериментальное исследование динамики температуры крови при воздействии на неё низкоинтенсивным лазерным излучением.
-
Создание экспериментальных установок и разработка соответствующих методик для комплексной диагностики процессов взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека.
-
Теоретическое и экспериментальное исследование процесса рассеяния лазерного излучения кровью человека.
На защиту выносятся:
-
Комплекс экспериментальных установок и методики для определения коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения при прохождении через кровь, динамики температуры крови.
-
Теоретические и экспериментальные результаты исследования динамики температуры слоя крови в поле действия низкоинтенсивного гелий-неонового лазера.
-
Результаты экспериментов по определению коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения для диагностики процессов взаимодействия лазерного излучения с кровью человека.
-
Результаты исследований рассеяния лазерного излучения эритроцитами крови методом Монте-Карло и сравнение с экспериментом.
Научная новизна работы заключается в следующем: Впервые в работе проведено экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от концентрации эритроцитов в крови для длин волн Я = 630 нм, Я = 890 нм. Разработаны установки для комплексного изучения характеристик лазерного излучения, прошедшего через слой крови, которые включают в себя:
-
Установку для определения коэффициента ослабления лазерного излучения.
-
Установку для определения степени пространственной когерентности лазерного излучения.
3. Установку для определения степени поляризации лазерного излучения
Разработана методика и установка для определения динамики температу
ры слоя крови в поле действия излучения низкоинтенсивного гелий-неонового
лазера.
Достоверность результатов подтверждается: Достоверность научных положений и научных данных определяется прежде всего корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, а также большим объемом полученных экспериментальных результатов, их логической взаимосвязью, физической наглядностью, непротиворечивостью и воспроизводимостью, совпадением экспериментальных данных с теоретическими оценками и расчетами. Экспериментально полученные результаты по определению коэффициента ослабления сопоставимы с результатами других авторов.
Апробация работы.
Диссертационная работа выполнена в Алтайском государственном университете. Основные результаты и выводы опубликованы в 12 работах. Материалы и результаты исследований по теме диссертационной работы обсуждались и докладывались на трех Международных научно-технических конференциях «Измерение, контроль, информатизация», Барнаул, 2001 ,2002, 2003 гг., Всероссийской научно-технической конференции «Философия, методология и история науки», Барнаул, 2003 г.
Структура и объем работы.
Лазерное воздействие на биоткани. Механизм лечебного действия на организм человека
Основными достоинствами, определившими применение оптических когерентных волн в различных областях, в том числе в медицине и биологии, явились создание мощных источников колебаний, возможность концентрации (фокусировки) волновых пучков, синхронизации колебаний; многих ИСТОЧНИКОВ: и, наконец, передача с помощью этих волн большого объема информации по одному каналу. Анализ новых направлений: применения когерентных волн позволяет высказать предположение, что медицина и биология в скором времени станут одной из основных областей использования техники обсуждаемых диапазонов.и такое ее применение будет плодотворным как в; социальном, так и экономическом плане [1].
Одним из наиболее перспективных направлений медицины является лазерная биомедицина, включающая лазерную хирургию и деструкцию биотканей; клеток и молекул, лазерную терапию и лазерную микро- и макродиагностику. Можно выделить несколько главных направлений развития лазерной медицины.
Использование:прогрева тканей было одним из основных физиотерапевтических средств [1]. Первой областью использования когерентного коротковолнового излучения была физиотерапия. При прогреве ускоряются химические и биохимические реакции (пропорционально энергии активации; реакции), что и определяет физиологический эффект. Преимущества прогрева с. помощью когерентных волн определяются тем, что эти волны проникают вглубь организма и тепловыделение в значительной мере происходит непосредственно в тканях, расположенных на некотором расстоянии от поверхности: В этом случае снижается ненужный перегрев поверхностных тканей, неизбежный, если источники тепла воздействуют на поверхность тела.
Следующим важным шагом в энергетическом использовании когерентных волн явилась гипертермия - средство разрушения злокачественных опухолей [1]. Развитие этого метода началось в 60-70-х гг., когда было установлено, что жизнеспособность опухолевых клеток резко подавляется при повышении температуры, которое воздействует на опухолевые клетки сильнее, чем на здоровые. При перегреве (температуре 42-45 С) активизируется разрушающее действие на опухолевые клетки і ионизирующего излучения; и І химиотерапевтических препаратов, применяющихся в онкологии. Поэтому в; настоящее время в терапии опухолевых процессов гипертермия всегда сочетается с действием этих факторов. Локализацию нагрева; и ускорение этого -процесса можно осуществить с помощью когерентных волн. При І этом: как предельная глубина расположения прогреваемой области, так и предельно достижимые возможности локализации зависели от используемого диапазона частот: чем ниже частота колебаний, тем меньше возможность локализации прогреваемой области [1]. Говоря о применении в медицине когерентных волн, нельзя не упомянуть о лазерной хирургии. Возможности использования; очень узких пучков когерентных волн, способных разрушать не только мягкие, но и костные ткани, вместо относительно грубых механических инструментов, революционизировала хирургию и ряд других областей медицины. В зависимости от характера тканей и выполняемых операций, а также от возможности использования специфических, особенностей электромагнитного излучения тех или иных частот, нашли применение самые различные лазеры, работающие как в непрерывном, так и в импульсном режимах. В глазной хирургии (приварка сетчатки,, лечение глаукомы) широко- применяются- импулъсные рубиновые и неодимовые твердотельные лазеры; исследуются.возможности применения лазеров на алюмоиттриевом гранате и некоторых других. Лазерное излучение в диапазоне 2-12 мкм из-за поглощения водой, содержащейся в биотканях, имеет малую глубину проникновения и используется для/таких хирургических операций, как иссечение, послойное испарение и коагуляция. Широкое применение нашли лазеры на СО2 (длина волны. 10,6 мкм).. Они обеспечивают малую ширину некротической зоны и отсутствие поражения глубоко лежащих тканей. Малый объем поглощения позволяет производить разрез при низких плотностях: потока мощности. Излучение лазеров в диапазоне 4-6 мкм относительно глубоко проникает в живые биоткани. Получены результаты использования, лазера.на GO с длиной волны 5,3 мкм.
Несмотря на очень широкое распространение в практической медицине методов лазерной і терапии [2, 3], вопрос о механизмах ЫЛТ вызывает достаточно бурные дискуссии и присутствует практически на любой научной конференции по НЛТ в виде отдельной тематики; или- секции. Прослеживается -явная тенденция убедить коллег, с одной стороны, в нерешенности этого вопроса, а, с другой стороны, предложить некий свой "универсальный" механизм НЛТ. Так или иначе, эта проблема интересует широкий круг специалистов и, хотелось бы высказать некоторые свои соображения, основанные как на общих представлениях о природе физических процессов взаимодействия: излучения и вещества, так и на опыте практического применения НЛТ в.условиях больничного стационара:
Что известно сегодня в самых общих чертах о влиянии лазерного излучения : на живые биологические ткани и органы, если рассм атривать, излучение чисто с физической точки зрения? Go студенческой скамьи из общего курса физики всем известно, что электромагнитное излучение, в том числе и свет, проходя; через толщу вещества, может поглощаться этим веществом, рассеиваться по разным направлениям и частотам (упруго или не упруго) или проходить вещество насквозь без каких-либо изменений. Таким образом, только энергия, переданная веществу, может оказывать влияние на изменение состояния самого вещества. Вопрос о всяких "информационных" воздействиях, особенно не зависящих от энергетических параметров, когда обсуждаются уровни энергии, соизмеримые с единичными квантами, не могут быть сегодня предметом серьезного научного обсуждения,. ибо сам термин "информация" не является термином: физики и не имеет объективного однозначного определения [4]. Его содержание субъективно и каждый исследователь сегодня вкладывает в него свой собственный смысл, что уже методологически не совсем корректно. Известно понятие объема информации в вычислительной технике и его можно измерить. Но в общем случае сказать, что есть, информация, измерить информацию весьма затруднительно. Не говоря уже о ее передаче, например, живым клеткам посредством лазерного луча, который если; и несет какую-то информацию, то не более, чем о собственной длине волны, амплитуде, времени включениями выключения источника и т.п.. но никак ни какую-либо другую (страшную, печальную, веселую, политическую и т.п.), если идет речь о НЛТ, а не о линиях оптоволоконных каналов связи. Не буду утверждать, что теория информационных сигналов при НЛТ не имеет право на жизнь (знания всегда ограниченны и спустя некоторое время не исключено появление новых областей знаний), но сегодня рекомендовать практикующим врачам "информационно лечить больного, значит вызвать у медиков либо недоумение, либо законную, снисходительную улыбку.
Временная: и пространственная когерентность излучения при прохождении через кровь
Как оценивает клиницист со своей стороны действие лазерного - излучения в лечебной практике?. И-есть ли такое лечебное действие? В публикациях врачей; естественно, присутствуют, в основном, данные клинических наблюдений по некоторым интегральным субъективным показателям или данным анализов, которые можно зарегистрировать в:процессе НЛТ. И:эти показатели даже на уровне простого опроса пациентов уверенно говорят о том, что лазерное излучение обладает выраженным терапевтическим эффектом. Однако, публикации врачей имеют одно характерное отличие от работ биохимиков или биофизиков. Если обратиться к материалам последних крупных научных конференций по лазерной медицине, публикациям журнала "Лазерная медицина" или источникам [3, 16 и т.п.], то первое, что может броситьсяв глаза человеку, работающему в области физических исследований, - это наличие подавляющего количества публикаций, отмечающих только положительные аспекты НЛТ, причем часто на чисто описательном уровне. Какая бы область медицины; не затрагивалась, практически везде можно увидеть повторяющиеся фразы о стимуляции обменных процессов в тканях и органах, микроциркуляции крови,. повышении активности ферментных систем. Отмечается антиоксидантное,- противотромбическое, анелгизирующее, иммунокоррегирующее и: т.п. действие лазерного излучения. Причем очень часто без публикации каких-либо подтверждающих экспериментальных данных по группам больных, контрольной группе и эффекту плацебо. И каждый раз: физику хочется задаться вопросом, каким образом улучшается тот или иной показатель, например активность ферментных систем? В каких единицах измеряется, с какой точностью, на сколько процентов повышается и какая должна быть в норме у данного пациента? Создастся впечатление, что лазер каким-то волшебным образом улучшает в .организме именно то, что и должно быть. улучшено при данном заболевании. Как говорят врачи, лазер обладает "неспецифическим" действием и через различные механизмы нормализует общее состояние организма. Нет, видимо, ни одной области медицины: (включая-даже психиатрию), где не отмечался бы положительный эффект НЛТ. И практически отсутствуют данные по побочным- (нежелательным) явлениям или отрицательному опыту применения НЛТ. Это наводит на: ряд вопросов. Почему, появившись в нашей жизни, низкоинтенсивный лазер уникально; оказался приспособлен к проведению терапевтических процедур именно в интервале времени 10-15 мин., отведенные врачу на прием одного пациента? И почему в других развитых странах врачи более скептически относятся к применению НЛТ в реальной лечебной практике, если существуют такие убедительные свидетельства в пользу ее эффективности?
Если отвлечься от случаев прямой подтасовки результатов или выдачи желаемого за действительное, то наблюдается некоторый феномен не совсем понятного комплексного и универсального действия НЛТ, который вряд ли может быть объясним на квантово-молекулярном уровне без учета принципов работы всех внутренних регуляторных механизмов живого организма. Совершенно очевидно, что только через механизм наиболее понятного (температура, эритроциты) и реально регистрируемого на практике (даже в течение одного сеанса НЛТ [17]) улучшения капиллярного кро вообращения, в "работу" включается весь комплекс процессов, связанный с подводом питательных веществ к тканям, ферментов, кислорода, улучшением лимфатического дренажа тканей и т.д. И понятно, что при стимуляции обменных процессов (питания тканей) в любом живом организме будут более эффективно происходить любые процессы "заживления" и нормализации его параметров. Это есть фундаментальный принцип функционирования живых-систем - самоконтроль своего состояния и самокоррекция параметров в случае нарушений или сбоев. Повышение температуры тела при большинстве заболеваний служит,. видимо, этим же целям - усилению кровообращения и - ускорению биохимических реакции и обменных процессов в тканях и органах. И такие стимулирующие процессы могут запускаться по самым различным сценариям. Ведь известно, что эффект плацебо при НЛТ может давать до 20% повышения положительного эффекта: от процедуры по сравнению с контрольной группой. А солнечный свет на улице приносит нам не только тепло, но и хорошее эмоциональное состояние. Следовательно, рассматривать, надо не только квантовый, молекулярный и клеточный уровни механизмов НЛТ, но и привлекать к рассмотрению более общие соображения.
Например, из;самых общих соображений можно задаться таким дилетантским и простым вопросом: а полезен или вреден вообще свет для человека? С точки зрения основ жизни солнечный свет есть, безусловно, ее источник в смысле поддержания среды обитания человека и источник энергии для растительного мира нашей планеты [4]. Но животный мир (да и часть специфической флоры) иногда может обходиться и без света - кроты, совы, глубоководные рыбы и т.п. Человек, пребывая-на солнце, получает загар. Т.е. организм моментально защищается выработкой меланина в кожном покрове. В противном случае появляются ожоги, солярные эритемы, язвы и т.д. Жители всех южных стран - темнокожие. Можно, конечно,. утверждать, что идет защита от ультрафиолетового излучения; как наиболее активного. Ведь спектр поглощения; меланина сдвинут сильно в эту область. Но, во-первых, меланин поглощает сильно и в других спектральных диапазонах, а. во-вторых, в процессе эволюции и не было другого источника света; от которого следовало бы защищаться. Излучало бы Солнце максимум в красном диапазоне, возможно и защитное вещество имело бы соответствующий максимум. Таким образом, можно обоснованно предположить, что свет для организма человека достаточно вреден. Что он приводит к фотохимической деструкции многих органических веществ (вспомните механизм ФДТ!), подобно разложению на свету ряда лекарственных препаратов, для которых используются с целью защиты темные бутылочки. И организм, стимулируя внутренние процессы при НЛТ, пытается компенсировать нарушения.
Такая стимуляция на вредное воздействие хорошо известна в физиотерапии. При включении электростатического поля очень часто в первые моменты времени у пациентов отчетливо наблюдается кратковременный спазм капилляров ("мурашки" на коже, "замирание" сердца, электризация волос) и только спустя, некоторое г время происходит расширение капилляров, устойчивое повышение местной температуры, торможение коры головного мозга [18], т.е. организм работает по принципу компенсационной реакции на опасное внешнее раздражение.
Описание экспериментальной установки и обоснование метода получения.углового распределения излучения гелий - неонового лазера при прохождении через слой крови
В последние годы предприняты исследования по прямому действию на кровь. низкоэнергетического (не повреждающего) светового излучения лазеров, генерирующих в видимой (красной) части спектра. Эти исследования явились составной частью многих работ по приме нению низкоэнергетического лазерного излучения. в целях биостимуляции организма. Был разработан метод внутрисосудистого лазерного облучения крови (БЛОК) [21].
Научными предпосылками для разработки метода БЛОК явились исследования ; биологического: действия; низкоэнергетического действия лазер-ного излучения; которые показали, что даже при местном поверхностном, применении оно оказывает благотворное г влияние на организм, в целом, ив особенности — на состояние крови [22, 23].
В наше время, многие ученые занимаются воздействием лазерного излучения на кровь. Многие лаборатории России и других стран решают задачи, связанные с изменением; когерентности при прохождении лазерного излучения через кровь, измерением коэффициентов ослабления,, отражения и-пропускания.
Низкоинтенсивное лазерное излучение широко используется в медицине для лечения самых разнообразных заболеваний? [24-31 ]. Однако механизм его действия остается неясным. В значительной мере это связано с тем, что большинство исследователей изучает реакцию всего организма на облучение. Работ, касающихся in vitro (в пробирке), немного.. Облучение не повреждающим лазерным светом клеток крови; in vitro стимулирует их функциональную активность. Так изучалось влияние облучения на функциональную активность тромбоцитов, лейкоцитов, состояние системы свертывания крови: [32-36]. Так, облучение эритроцитов человека приводит к повышению их устойчивости [37], Результаты клинических работ по исследованию гематологических показателей у больных, подвергнутых биостимуляционной лазерной терапии путем облучения -патологического очага, также свидетельствует о благоприятных изменениях в крови: увеличении количества эритроцитов, гемоглобина, снижении скорости оседания эритроцитов, улучшении показателей клеточного и гуморального иммунитета [22, 23, 38]. Низкоэнергетическое лазерное излучение оказывает защитное влияние на систему крови, проявляющееся в ускорении восстановительных процессов после действия различных повреждающих факторов: ионизирующего излучения, [32], отравление гематотропными ядами [39]. Однако и эти показатели — по существу проявление совокупности сложных процессов, протекающих в крови и её компонентах под действием облучения. Желательно иметь более простые показатели, отражающие отклик на облучение in vitro.
При облучении клеток: крови отмечена высокая фоточувствительность эритроцитов; содержащих естественный пигмент — гемоглобин, и обладающих светопоглощающеи способностью. Вместе с тем в опытах показано, что низкоинтенсивное лазерное излучение, не вызывая разрушения эритроцитов человека, обуславливало повышение их резистентности (свойство эритроцитов противостоять разрушительным воздействиям: осмотическим, механическим, тепловым и др.).. В определенной степени на лазерное облучение реагируют и неокрашенные клетки крови; Воздействие на эритроциты красным светом гелий-неонового лазера (ГНЛ) с длиной волны 0,633 мкм оказывало стимулирующее влияние на их функциональную активность. Обнаружена индивидуальная чувствительность к лазерному излучению лимфоцитов от различных доноров. При облучении ГНЛ лимфоцитов крови онкологических больных стимуляция Т-клеток была выражена в большей степени, чем при облучении эритроцитов здоровых доноров. Функциональная активация облученных ГНЛ лимфоцитов сопровождалась их структурным изменениям.. На поверхности клеточной мембраны появлялись булавовидные утолщения, небольшие пузыри, в цитоплазме клеток обнаруживались микрогранулы, что свидетельствовало об усиленном транспорте внутриклеточной жидкости.
Таким образом, реакция крови, развивающаяся при лазерном облучении патологического очага, является одной из важных составляющих клинического эффекта биостимуляционной лазерной терапии. Это позволило предположить, что более глубокий, генерализованный ответ организма может быть достигнут путем прямого облучения крови. Действительно, внутривенное введение крови, облученной гелий-неоновым лазером, оказывает определенный эффект при: гнойном перитоните, способствует повышению эффективности антибиотикотерапии, снижению летальности; в крови, наблюдается: повышение концентрации гемоглобина и количества; зритрйдніхавімерности, управляющие проникновением излучения в биологические объекты, имеет непосредственное отношение к проблеме биологического действия лазерной радиации. Одна, из: причин того,, что излучение проникает на ограниченную глубину, состоит в поглощении лазерного излучения биообъектами [40]. Поглощение света является одной из; характеристик г эффективности взаимодействия света с исследуемым: биологическим объектом. Величина, обратная глубине: поглощения, называется коэ ффициентом поглощения. Многие научно-исследовательские лаборатории \ измеряли данную величину. Спектры: поглощения биообъектов определяются типом доминирующих поглощающих центров, так называемых хромофоров; и содержащейся в них водой [41]. Поглощение в крови обусловлено наличием эритроцитов и содержащимся в них гемоглобином. В ранних исследованиях о величине поглощения судили на основании результатов; измерений их светопропускания. Так: были получены такие результаты: ап=6,2 см"1 —для крови, насыщенной кислородом, ап=18,2 см 1 — для крови, не насыщенной кислородом. Но ослабление света происходит не только за счет поглощения, но также из-за: отражения и рассеяния. Некоторые, известные нам результаты, являются завышенными, так как рассеянием света пренебрегали. И, наоборот, занижали результаты, направляя на фотодетектор рассеяный свет [41].
В ряде исследований изучалось влияние когерентности; излучения на биостимулирующий эффект. При этом изучалось воздействие низкоинтенсивного красного света; гелий-неонового лазера, лампы накалавания со светофильтрами на интенсивность синтеза нуклеиновых кислот в системе HLa. Проведенные эксперименты показывают,, что биостимуляция клеток, вызванная облучением непрерывным красным светом, практически не зависит от типа источника излучения: лазер, лампа. Другими; словами, биостимулирующий эффект не связан с когерентностью излучения [42]1 Экспериментов по определению зависимости биостимулирующего эффекта в зависимости от степени поляризации излучения; в литературе найдено не было.
Экспериментальные исследования динамики температуры крови в поле излучения гелий — неоновым лазером
Кровь - жидкая ткань, осуществляющая в организме транспорт химических веществ, в т.ч. кислорода и углекислого газа; Кроме того, кровь выполняет защитную, регуляторную, терморегуляторную и др. функции.
Кровь, состоит из; жидкой: части - пл азмы и взвешенных в ней і клеточных элементов. Кровь сложная многокомпонентная: дисперстная? система. При центрифугировании, её можно разделить на плазму и форменные элементы: . эритроциты, лейкоциты, тромбциты. Плазма состоит в основном; из электролитов и бел ков.В норме объем І крови у взрослого мужчины составляет в среднем 5200 мл, у женщины - 3900 мл. Среди клеточных элементов различают красные и белые кровяные тельца; (клетки). В крови находятся и клетки, участвующие в иммунных реакциях организма (лимфоциты и др.).
Форменные элементы (клетки) крови. В норме объем клеток крови составляет 35145% всего объема крови; Благодаря несколько большей\ плотности форменных элементов, чем плазмы после непродолжительного стояния в, условиях обычной гравитации или после центрифугирования кровь разделяется на две основные фракции. Плазму и более тяжелые, чем плазма,. форменные элементы (клетки крови- эритроциты, лейкоциты ш кровяные пластинки-тромбоциты). Последние составляют около 46% объёма крови. Этот показатель называется показателем гематокритом (Н). Среди форменных: элементов суммарный объём эритроцитов примерно в 50 раз превышает объем лейкоцитов и тромбоцитов, в соответствии с чем,, реологическое.-поведение крови определяют количество; и механические свойства эритроцитов. Эритроциты (красные: клетки крови) - представляют собой І В норме безъядерную двояковогнутую клетку диаметром 17-8 мкм. Объем клетки - 90 кубических мкм,, площадь - 142 квадратных мкм. Наибольшая толщина - 2,4 мкм, наименьшая - 1 мкм. Сухое вещество эритроцита содержит около 95 % гемоглобина - сложного белка, осуществляющего перенос кислорода; и углекислого газа; 5% приходится на долю других веществ.
Масса гемоглобина у здорового человека составляет 350 - 450 г в расчете на-1 квадратный метр поверхности тела, или 9 -11 г в расчете на Г кг веса; Масса эритроцитов 27 - 33 г в; расчете на-1 кг веса. Зрелые эритроциты живут примерно 120 дней. Ежедневно в организме погибает около 200 млрд. эритроцитов. Таким образом, эритроциты, благодаря; присутствию в них; гемоглобина, переносят кислород из легких в ткани организма и несут в легкие из тканей углекислый газ, В альвеолах легких эритроциты осуществляют газообмен - насыщаются кислородом и отдают углекислоту.
Необходимо указать - на то, что эритроциты имеют внутреннюю вязкость, которая: определяется- вязкостью содержащегося в: нем; гемоглобина. Внутренняя вязкость эритроцита может меняться в больших пределах; Относительно; крупные размеры эритроцитов обуславливают неравновесность системы, в которой компоненты дисперсной фазы имеют по стоян-нуго тенденцию к выделению и осаждению у из суспензии в виде клеточных агрегатов. Особо важную роль с точки зрения реологии крови играет фибриноген; Он обладает свойством - превращаться; в нерастворимый; фибрин, а также является нативным индуктором агрегации эритроцитов. В норме эритроцитов і (красных кровяных телец) у мужчин :.4 млн., у женщин- 3.9 - 4.7 млн. в одном микролитре крови. Тромбоциты (кровяные пластинки) - представляют собой безъядерные образования, разнообразных форм. В кровяном русле тромбоциты имеют округлую : или овальную форму. Нормальные тромбоциты имеют диаметр \ 3-4 мкм.- У тромбоцитові выявлены свойства; активирующие: процесс свертывания; крови ; - тромбообразование. Тромбоциты проявляют свое тромбообра-зующее действие при повреждениях стенки кровеносного сосуда, под. влияниєм вирусов, бактерий. Продолжительность жизни тромбоцитов - 8-11 дней. Основным депо тромбоцитов является селезенка. В одном микролитре крови содержится 180 - 320 тысяч тромбоцитов. Лейкоциты (белые клетки крови) - крупные клетки, от 9 до 15 мкм. Они циркулируют в крови несколько часов, а затем перемещаются в ткани. Выделяют нейтрофильные, эозинофильные, базофильные лейкоциты. Эти виды лейкоцитов при микроскопических исследованиях крови красятся разными красителями и имеют некоторые отличия в своем строении. Лейкоцитов (белых кровяных телец) в норме содержится 4-9 тысяч в одном микролитре крови; Плазма крови. Плазма - жидкая часть крови, состоящая из воды и растворенных в ней солей, углеводов, белков и биологически активных соединений. Плазма содержит около 90 % воды, 7 - 8 % белка, 1,1 % других органических соединений и 0.9 % неорганических веществ. Осмотическое давление плазмы - 7.6 атм;, относительная вязкость по воде -1.5 -1.75. Плазма крови переносит различные биологически активные вещества и: продукты обмена веществ. В норме объем плазмы составляет 55 - 65 % объема крови. Масса плазмы приблизительна 45 - 46 г в расчете на 1 кг массы тела. В плазме крови содержится более 100 различных белков, из которых 60 выделено в чистом виде. Подавляющее большинство белков плазмы - глико-протеиды, которые содержат в своем составе углеводы. В плазме есть также гликолипопротеиды. Только альбумин, преальбумин, ретинолсвязывающий белок и лизоцим и некоторые полипептидные гормоны состоят исключительно из аминокислот. В плазме крови имеются также практически все витамины, кроме фо-лиевой кислоты, которая находится в эритроцитах. Поскольку концентрация эритроцитов в крови значительно превышает концентрацию лейкоцитов и тромбоцитов, то в дальнейшем мы будем рассматривать кровь, как плазму с взвешенными в. ней красными кровяными тельцами - эритроцитами, которые равномерно распределены в слое крови и хаотически ориентированы по отношению друг к другу.
Объектом для исследования служила кровь практически здоровых людей, то есть лиц, не имеющих заболевания крови или других заболеваний, влияющих на . изменение состава; формы или других свойств эритроцитов; При этом средний состав гемоглобина в крови г находился в пределах 130-135 г/л, а. ко-личество эритроцитов - 3,5- 4,5 10 /л. Образцы.крови забирались из куби-тальной вены в области локтевого сгиба в стандартных условиях после 10— 12 часового голодания, утром. Чтобы кровь сохраняла свои свойства после забора; в нее добавляли на 10 мл 0,1 мл гепарина. Данный метод стабилизации крови выбран, исходя из; того, что гепарин существенно не увеличивал объем крови,.т.е. не разводил ее, а с другой стороны гепарин в указанной дозе существенно не влиял на структурно-функциональное состояние форменных элементов крови; Полученный образец крови делился на части и в последующем, для разведения крови в образцы добавлялся физиологический раствор, и в камере Горяева подсчитывал ось количество эритроцитов.
