Cơ chế tương tác của laser công suất thấp với cơ thể sống

Cơ chế tương tác của laser công suất thấp với cơ thể sống Quang thụ thể (chromophore): caùc phaân töû hay coù khaû naêng bieán ñoåi naêng löôïng aùnh saùng thaønh daïng naêng löôïng khaùc Phaûn öùng quang sinh: söï haáp thuï aùnh saùng coù böôùc soùng nhaát ñònh bôûi phaân töû quang thuï theå. Quang phoå taùc ñoäng (toång hôïp acid nhaân, keát dính maøng teá baøo): Caùc cöïc ñaïi 404, 620, 680, 760 vaø 825 nm. coù theå quy veà phoå cuûa CytCoxydase. 825 nm: cytA OX, 760 nm: cytB RED, 680 nm: cytB OX, 620 nm: cytA RED. Ñænh 400450 nm: laø ñöôøng bao cuûa moät soá ñænh haáp thuï ôû vuøng 350450 nm (cöïc ñaïi ôû gaàn 404420 nm coù theå quy cho hemOX vaø ôû gaàn 450 nm coù theå quy cho cytB RED).

CƠ CHẾ TƯƠNG TÁC BỨC XẠ LASER CÔNG SUẤT THẤP VỚI CƠ THỂ SỐNG Ths Nguyễn Thị Ngọc Lam ỨNG DỤNG LASER TRONG Y HỌC LASER Nghiên cứu đối tượng sinh học Các phương pháp ghi phổ, đo đạc, vi thao tác Tác động tới đối tượng sinh học Sinh kích thích Quang hoá Phân hủy nhiệt chọn lọc Quang đông Bốc bay tổ chức Hiệu ứng quang động học Endre Mester (Hungary, 1968): xạ laser Ruby Argon làm vết loét mãn tính chóng lành Các tượng vật lý xảy chiếu tia laser lên mô sinh học Các tượng vật lý xẩy chiếu tia laser lên mô sinh học Hiện tượng phản xạ Các tượng vật lý xẩy chiếu tia laser lên mô sinh học Hiện tượng phản xạ Các tượng vật lý xẩy chiếu tia laser lên mô sinh học Hiện tượng tán xạ Các tượng vật lý xẩy chiếu tia laser lên mô sinh học Hiện tượng hấp thụ ĐỘ XUN SÂU ĐỘ XUN SÂU BỨC XẠ XUNG VÀ ĐIỀU BIẾN Điều biến cường độ nguồn sáng – xu hướng laser trò liệu Hiệu ĐT BX xung cao liên tục Xung điều biến làm giảm lờn thể trước tác động Tần số, độ rộng xung, khoảng ngắt bao nhiêu? BỨC XẠ XUNG VÀ ĐIỀU BIẾN BX laser CST xung hiệu liên tục tác động trigger lên thể: tạo phản ứng cục toàn thân hướng bình thường hoá chức bò hồi phục tổn thương cục CÔNG SUẤT VÀ CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ Mật độ công suất có ý nghóa lớn CS Các phần khác thể đáp ứng khác Nhiều thực nghiệm lâm sàng cho thấy: Hiệu điều trò nằm khoảng 0,4-10 mW/cm2 BX liên tục 0,01-1,0 mW/cm2 xung Một số trường hợp đặc biệt dùng mật độ 300-500 mW/cm2 Mật độ lượng tối ưu thông thường – J/cm2 NHỊP SINH HỌC Nhòp thay đổi tốc độ sinh trưởng vi sinh vật kích thích ánh sáng (Karu) NHỊP SINH HỌC V.V.Trubchov: phản ứng thích nghi thần kinh kích thích Tối thiểu hoá kích thích đạt đồng hoá tác động bên với nhòp sinh học nội sinh tế bào Nguyên tắc tác động: Tối ưu hoá tác động đồng hoá với nhòp sinh học người NHỊP SINH HỌC Các luận điểm Cơ thể người cấu trúc tự tổ chức điều khiển phức tạp Cơ thể sống mặt trì điều kiện bên độc lập, mặt khác luôn trao đổi vật chất thông tin với môi trường bên Nếu trao đổi thông tin thực đường điều tần cần phổ rộng tần số độc lập để tổ chức cấu trúc thông tin NHỊP SINH HỌC Các luận điểm Các tần số trao đổi thông tin có nhòp điệu nội sinh tương đối ổn đònh Sự tổn thương trình thông tin nằm sở ổn đònh thể phát sinh bệnh lý: - tổn thương lối vào, tri giác thông tin - tổn thương truyền thông tin - tổn thương nhận, lọc xử lý thông tin - tổn thương thực hoá thông tin NHỊP SINH HỌC Các luận điểm Tất trình xẩy thể người mang chất tương tác thông tin điện lực trường điện từ Tác động xạ điện từ ảnh hưởng lên hệ thống điều khiển thể (tác động thông tin) NHỊP SINH HỌC Tương tác thông tin-năng lượng thể sống với môi trường thường xuyên bò điều chỉnh xạ ổn đònh Mặt trời khoảng bước sóng 0,3-2 µm NHỊP SINH HỌC Các tần số chu kỳ Mọi hoạt động sinh tồn người xẩy khoảng tần số 7.10-10 Hz (CK 70 năm) đến 1015 Hz (CK 10-15 s – thời gian di chuyển điện tử phân tử người) Chu kỳ 11,5 năm Chu kỳ năm Chu kỳ tháng Chu kỳ ngày đêm Nhòp thở Nhòp tim … NHỊP SINH HỌC Kết luận Bức xạ laser có tần số vốn có cao, cho khả điều biến không giới hạn tần số khác Tính tương đối ổn đònh nhòp điệu nội sinh thể cho khả hoạch đònh tiệm cận tần số tác động laser NHỊP SINH HỌC Kết luận Liệu pháp laser hiệu tác động nhiều lần, hàng ngày (10-17 lần) với liều kích thích trung bình V.A Petrashevits cs: ba giai đoạn LP laser I - 6-8 lần cho phép ngăn chặn tiến triển bệnh; II – ổn đònh củng cố kết sau 1-2 tháng sau đợt thứ nhất; III – đưa thể vào chế độ điều khiển (1-2 tháng sau đợt thứ hai) LIỆU PHÁP ĐA BƯỚC SÓNG Sử dụng nhiều bước sóng vò trí lần điều trò - Đồng thời - Luân phiên Ưu điểm: hiệu điều trò cao LASER – QUANG LIỆU PHÁP (Laser-Phototherapy) Liệu pháp đa bước sóng, kết hợp laser diode LED [...]...TƯƠNG TÁC CỦA LASER CÔNG SUẤT THẤP VỚI CƠ THỂ SỐNG - Tương tác với các quang thụ thể (photoacceptor) - Biến đổi quang thụ thể - Biến đổi phân tử - Biến đổi dưới mức tế bào - Biến đổi mức tế bào - Biến đổi tổ chức, cơ thể CÁC QUANG THỤ THỂ Ở CÁC TẾ BÀO NHÂN THẬT KHÔNG QUANG HP Quang thụ thể (chromophore): các phân tử hay có khả năng biến đổi năng... nm điện thế màng biến đổi tính chất quang học của ty lạp thể biến đổi một số phản ứng của NADH dehydrogenase Ty lạp thể được coi là đích đặc biệt khi chiếu laser lên tế bào nguyên vẹn Tế bào thần kinh và cơ tim: ánh sáng vùng khả kiến có thể gây các biến đổi hình thái sinh lý Các biến đổi chức năng ở tế bào bò kích thích do chiếu laser có liên quan với tác động lên mạch hô hấp Năng lượng photon gây... gian, là quang thụ thể sơ cấp Cơ chế chuyền điện tử phức tạp, nhiều bậc (và chưa sáng tỏ tường tận) giữa các trung tâm khác nhau trong phân tử men tạo ra sự tồn tại nhiều dạng trung gian, khác nhau ở mức độ oxy hoá Một trong những cơ chế tác động khả dó của ánh sáng lên tế bào nằm ở sự tăng tốc truyền điện tử ở mạch hô hấp do sự thay đổi tính chất oxy hoá khử của các thành phần của nó, tạo nên trạng... ? Giảm số lượng liên kết ở tâm xúc tác NO (điều tiết tố (kìm hãm) đối với hoạt tính của cytc-oxydase và liên kết với chính cytB) Sự tăng nhiệt độ trong thời gian ngắn của sinh phân tử hấp thụ có thể gây ra biến đổi cấu trúc (thí dụ hình thái) và dẫn đến tác động của các quá trình sinh hoá (các phản ứng tối, thứ cấp), như sự hoạt hoá hay kìm hãm các men Sự tham gia của các phân tử oxy Superoxyde -trong... tử thụ thể sơ cấp: cytochrome và flavin? Quang phổ tác động (tổng hợp acid nhân, kết dính màng tế bào): Các cực đại 404, 620, 680, 760 và 825 nm có thể quy về phổ của CytC-oxydase - 825 nm: cytA OX, - 760 nm: cytB RED, - 680 nm: cytB OX, - 620 nm: cytA RED Đỉnh 400-450 nm: là đường bao của một số đỉnh hấp thụ ở vùng 350-450 nm (cực đại ở gần 404-420 nm có thể quy cho hemOX và ở gần 450 nm có thể quy... đường chuyển hoá Thí dụ: Các mạch oxy hoá-khử A Arvanitaki và N Chalazonitis: mạch hô hấp của các tế bào nhân thật cũng như nhân sơ đều có sự mẫn cảm ánh sáng Mẫn cảm ánh sáng là tính chất chung của ty lạp thể tế bào động vật có vú và có ý nghóa sinh lý trong các điều kiện xác đònh Ty lạp thể chiết tách mẫn cảm với bức xạ ánh sáng đơn sắc vùng khả kiến và hồng ngoại gần λ = 405 nm, 415 nm, 436 nm, 602... thích trực tiếp - nồng độ rất nhỏ 1O2 có thể thúc đẩy tăng sinh tế bào Quang thụ thể - Các phân tử hô hấp mạch tế bào: cytochrome (a/a3, d…), cytochromoxydase, flavin dehydrogenase, glutamate dehydrogenase - Các men: superoxydedismutase, catalase, phosphatase - Các acide nhân - Liên kết hydro: ngoại phân tử, nội phân tử - Oxy phân tử CÁC CƠ CHẾ TẾ BÀO SƠ CẤP CÁC CƠ CHẾ TẾ BÀO THỨ CẤP (PHẢN ỨNG TỐI) Nhiều... lượng khác Phản ứng quang sinh: sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng nhất đònh bởi phân tử quang thụ thể biệt hoá (photoreceptor): rhodopsin, phytochrome, bacteriorhodopsin, chlorophyll QUANG THỤ THỂ Không biệt hoá ( photoacceptor): ? QUANG THỤ THỂ A hν A* hiệu ứng sinh học Để hoạt động như một quang thụ thể, tham gia vào các quá trình quang sinh điều chỉnh, phân tử phải phần nào có cấu trúc then chốt,... phản ứng thứ cấp (tạo tín hiệu tế bào), nhanh nhất là ở mức độ phiên mã  Mặc dù có tính đồng nhất của một số giai đoạn cơ bản ở đầu mạch truyền tín hiệu quang, nhưng bằng các phản ứng tiếp theo, tuỳ thuộc vào các yếu tố phiên mã (thí dụ, các yếu tố điều chỉnh redox NF-kB, AP-1), quyết đònh đáp ứng cụ thể của kiểu tế bào được khảo sát ... chiếu sáng (vài giây cho đến một số phút) - phổ tác động tốc độ tổng hợp ADN và ARN vẫn đo được 1,5 giờ sau bức xạ bằng ánh sáng đơn sắc kéo dài 10s ? MẠCH KHUYẾCH ĐẠI VÀ TRUYỀN TÍN HIỆU QUANG: Con đường thứ nhất: điều chỉnh oxy hoá khử Các chức năng oxy hoá - thay đổi ở trạng thái oxh- hoạt hoá một số yếu tố phiên mã khử được hoạt hoá nhờ ánh kh của bào tương (Eh) (NF-kB, AP-1), khử cực tế bào, thay