Диссертация (1140276), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Если не происходит фазовых переходов (преобразование твердыхсоставных частей в жидкость или газ, испарение жидкостей), то температураповышается пропорционально плотности энергии. Часть тепла отводится путемтеплопроводности в более холодный участок окружающей ткани или черезкровоток. Таким образом, термические свойства живой ткани определяются восновном тремя процессами: теплопроводностью, накоплением тепла и отводомего кровеносной системой [66, 98].В диапазоне длин волн от 600 до 1 200 нм лазерное излучение слабопоглощается биологическими тканями («окно прозрачности»), преобладаетрассеяние. При этом глубина проникновения (ослабление мощности) составляетот 2 до 8 мм, а терапевтически значимые дозы могут быть достигнуты на глубинедо 2,5–3 см. Излучение лазеров в этом диапазоне длин волн используется длялазерной терапии [39, 66, 77, 85, 166].Термин «лазерная терапия» фактически объединяет несколько методов:1) поверхностное облучение при лечении ран, заболеваний кожи ислизистых;2) воздействие на глубоколежащие органы при облучении кожи в проекцииоргана;3) внутривенное и надвенное облучение крови;4) лазерная акупунктура.34В настоящее время в большей степени используются лазеры с длиной волны800–1000 нм и высокой мощностью лазерного излучения.
Первоначально вкачестве терапевтического средства использовались маломощные He-Ne-лазеры(длина волны 633 нм, мощность 5–25 мВт) [38, 46]. Они применялись длявнутривенного облучения крови и воздействия на акупунктурные точки.Появление мощных и достаточно дешевых (доступных) лазерных диодов привелок созданию современных физиотерапевтических аппаратов. Параллельно шлоразвитие аппаратуры для лазерной хирургии и фотодинамической терапии, вкоторой используются лазерные диоды преимущественно того же интервала длинволн, но большей мощности [45].
В настоящее время кроме традиционнойнизкоинтенсивнойлазернойтерапииразрабатываютсяметодикисреднеинтенсивной и высокоинтенсивной лазерной терапии для воздействия накрупные мышцы и суставы. В запатентованной методике HILT (high-intensity lasertherapy) используется импульсный Nd:YAG-лазер с длиной волны 1 064 нм,средней мощностью 6 Вт и мощностью в импульсе до 1 кВт [95, 115, 138, 140].Вопрос о параметрах лазерного излучения, оптимальных для проведениялазерной терапии, остается до конца не изученным.
Выбор оптимальной длиныволны должен определяется первичным хромофором-поглотителем лазерногоизлучения. Для его выявления используют определение спектров действиялазерногоизлучениянакультурыклетокприопределенныхусловиях.Предполагается, что первичным акцептором может быть молекулярный кислород[29]. Было показано, что под влиянием лазерного излучения увеличиваласьэластичность мембраны эритроцитов, при этом максимумы соответствуют длинамволн 587, 639, 762 и 1 264 нм, что совпадает с полосами поглощениямолекулярного кислорода, растворенного в воде. Другим универсальнымакцептором лазерного излучения может быть фермент цитохром-с-оксидаза вмитохондриях.
В работах Т. Й. Кару с соавторами было показано, что максимумыактивации процессов в клетках при длинах волн 620, 680, 760 и 820 нм совпадаютсо спектром поглощения этого терминального фермента дыхательной цепи [35,181, 182, 235]. Акцептором лазерного излучения в красной области спектра могут35служить эндогенные порфирины [36, 44, 215]. Поскольку при воздействии наорганизм в целом не обнаружено пиковых зависимостей биологического действиялазерного излучения от длины волны, возможно, первичным акцепторомлазерного излучения может являться любой подходящий хромофор.
Поглощениекванта света вызывает локальный перегрев клеточных структур, что приводит кразжижению цитоплазмы, переходу ее из состояния цитогеля в цитозоль,повышению концентрации внутриклеточного кальция и запуску широкогоспектра кальций-зависимых процессов, которые и определяют стимулирующеедействие лазерного облучения [47, 48].Результатом последующего каскада биохимических реакций являетсяактивация ферментов дыхательной цепи, изменение ионной проницаемости идеформируемости мембран клеток, активизация репликации митохондриальнойДНК, запуск кальций-зависимых процессов, экспрессия факторов роста,пролиферация клеток, изменение уровней оксида азота [29, 36, 65, 129, 181, 222].Показано,чтолазернаятерапиястимулируетангиогенез,способствуетвосстановлению функции сердца после инфаркта миокарда, вызывает выходстволовых клеток из костного мозга в кровеносное русло, увеличение синтезаАТФ [129, 173, 191, 274, 294].Зависимость стимулирующего действия лазерного излучения от дозы такженосит нелинейный характер [19, 20, 79].
При этом для достижения терапевтическизначимых мощностей и доз в глубине следует учитывать поглощение ввышележащих слоях ткани. Так, было показано, что излучение длиной волны 800нм при поверхностной плотности мощности 700 мВт/см2 уменьшается припрохождении через кости черепа до 40,10% у мыши, до 21,24% у крысы, до11,36% у кролика и до 4,18% у человека, что важно для проведениятранскраниальной лазерной терапии [192, 193, 194].Различные формы низкоинтенсивной лазерной терапии (внутривенное инадвенное облучение крови, транскраниальная лазерная терапия, лазернаяакупунктура) разрабатываются и применяются при ишемическом инсульте внашей стране и за рубежом.
При этом считается, что терапевтический эффект36лазерной терапии у больных ишемическим инсультом обусловлен повышениемсродства гемоглобина к кислороду, что приводит к ресинтезу АТФ ивосстановлениюэнергетическогометаболизматканейголовногомозга,поврежденных при гипоксии/реперфузии [49, 268]. Под действием лазерногоизлучения происходит перестройка белковых полимеров (изменяется активностьферментов,структурно-функциональныхсвойствклеточныхмембран,активируется фибринолиз и уменьшается вязкость крови, стимулируютсяферментные системы эритроцитов), что приводит к увеличению кислороднойемкостикрови.Результатомкурсалазеротерапииявляетсяулучшениефункционального состояния микроциркуляции и ликворного дренирования,тканевого транспорта и метаболизма головного мозга, что повышает темпынейропластических процессов в ЦНС [87, 244].
Уменьшение неврологическогодефицита после инсульта при применении лазерной терапии было прямо показанов экспериментах на животных, при этом наблюдались гистохимические признакипролиферации и миграции нейронов. Выраженный эффект наблюдался и прираннем применении лазерной терапии, и при начале лечения после 24 часов смомента инсульта [232, 297].Всерииработ,государственныйпроводимыхинститутлазернойвГБУЗхирургии»ЦОСМП(с2016«Челябинскийгода–ГБУЗ«Многопрофильный центр лазерной медицины»), было показано, что лазерноевоздействиевтерапевтическихрежимахповышенноймощности(полупроводниковый лазер с длиной волны 970 нм, 1–5 Вт дистанционно) на зонылокализации костного мозга вызывает выход в кровеносное русло клетокпредшественников, стимулирует улучшение микроциркуляции и образованиеновых кровеносных сосудов, уменьшает ишемию в миокарде и периферическихтканях при дистальном поражении сосудов нижних конечностей.
Это происходитза счет увеличения экспрессии в тканях фактора роста сосудистого эндотелия(VEGF), наиболее выраженной в эндотелиальных клетках мелких кровеносныхсосудов [16, 17, 18, 19, 20, 65, 78, 79].37ИзвестнарольVEGFвусилениипролиферативнойактивности,дифференцировки и способности к миграции эндотелиальных клеток, чтоспособствует формированию в тканях нового сосудистого русла и уменьшениюишемии, в том числе при ишемии головного мозга [139, 153, 254, 279, 306].Следовательно, повышение экспрессии в тканях фактора роста сосудистогоэндотелия можно считать универсальной основой процесса неоангиогенеза,проявляющегося после лазерного воздействия на ишемизированные ткани [16].В настоящее время ведутся исследования по применению транскраниальнойлазерной терапии как в эксперименте, так и в клинической практике [87, 166, 174,189, 191, 222, 232, 267, 307].
В том числе разрабатываются методики лазернойтерапии повышенной мощности излучения [166, 222]. Результаты леченияобнадеживающие, но недостаточно воспроизводимые. Так, в клиническихисследованиях NEST-1, 2, 3 на третьем этапе не было продемонстрированостатистически значимых различий между группой, в которой проводиласьлазерная терапия в первые сутки после инсульта, и плацебо-контролем, хотярезультаты первых двух этапов были обнадеживающими [174, 189, 267, 307, 308].Таким образом, применение лазерного излучения для лечения ишемииголовного мозга является перспективным, но недостаточно изученным вопросом.38ГЛАВА 2МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1 Материалы исследованияРабота выполнена на 200 нелинейных половозрелых крысах обоего поламассой220–250граммов.
Животныесодержались вусловияхвивария,регламентируемых приказом МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983 г. Опыты сживотными проводились в соответствии с Европейской конвенцией о защитепозвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научныхцелях (ETSIN 123, 18 марта 1986 г.), включая приложение А от 15.06.2006 г., сДирективой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союзапо охране животных, используемых в научных целях, от 22.09.2010 г. Всеоперативные вмешательства проводились в экспериментальной операционной ссоблюдением правил асептики и антисептики под общей анестезией препаратом«Золетил» (Virbac Sante Animale, Фpaнция; 20 мг/кг).Все животные были разделены на 5 групп (таблица 1).
Исследования вкаждой группе проводились на 3, 7, 14, 30 сутки. Выбор сроков исследованияопределялся тем, что они позволяют отследить клинические проявления остройфокальной церебральной ишемии в динамике, а также наиболее характерныеклеточные реакции в зоне ишемии головного мозга.Перваягруппа(ложнооперированныеживотные).Послевнутримышечного введения препарата «Золетил» и введения животного в наркозволосяной покров в области операции сбривали до гладкой кожи, обрабатывали70% этиловым спиртом. Производили разрез мягких тканей головы в проекциисагиттального шва в промежутке между лобно-теменным и теменно-затылочнымшвамидлинойдо2см.Мягкиетканиразводилиификсировалиранорасширителем. Кость скелетировали.
Высокооборотным бором в левойтеменной области наносили трепанационное отверстие до 3 мм в диаметре доТаблица 1Дизайн исследованияГруппы животныхСуткиисследованияКол-воживотныхМетоды исследования3, 7, 14, 3040Неврологические,этологические,допплер-флуориметрия,гематологические,морфологические,иммуногистохимические,ИФА, статистические1. ЛожнооперированныеПрепарат невводилсяПараметрылазерногоизлученияОблучение непроводилось2. ИКГМПрепарат невводилсяОблучение непроводилось3, 7, 14, 30405 000 МЕ/кг через3, 24, 48 ч,в/брюшинноОблучение непроводилось3, 7, 14, 3040Препарат невводился«ИРЭ-Полюс»,970 нм, 1 Вт,2 мин, непр.,дистанционно3, 7, 14, 30405 000 МЕ/кг через3, 24, 48 ч,в/брюшинно«ИРЭ-Полюс»,970 нм, 1 Вт,2 мин, непр.,дистанционно3, 7, 14, 30403.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
