Tác nhân vật lý lên cơ thể sống

TÁC NHÂN VẬT LÝ VÀ KHẢ NĂNG ĐIỀU CHỈNH TRẠNG THÁI CỦA CÁC CƠ THỂ SỐNG Vũ công Lập, Trần công Duyệt, Đỗ kiên Cường Huỳnh việt Dũng, Nguyễn Phương Phân viện Vật lý Y Sinh học Trung tâm Khoa học Kỹ thuật Công nghệ quân Trong lĩnh vực ứng dụng vật lý, ứng dụng y học có vị trí đặc biệt Đó trình ứng dụng vừa có chiều rộng, vừa có chiều sâu, đem lại thay đổi có tính cách mạng y học y tế Người ta tổng kết rằng, tiến mẻ khoa học nói chung vật lý ỵhọc nói riêng trước hết ứng dụng vào hai lĩnh vực: quốc phòng y học, để bảo bảo vệ tồn quốc gia hay để cứu vớt sinh mạng cho người Đối với y học lâm sàng, kỹ thuật vật lý sử dụng hiệu chẩn đoán điều trị Trong khuôn khổ công trình này, khảo sát vật lý với tư cách tác nhân, nhân tố gây tác dụng chủ yếu trình điều trị Phổ tác nhân rộng khắp: dòng điện, từ trường, trường điện từ, ánh sáng, laser, lực học, siêu âm, nhiệt, nước Phạm vi tác dụng tác nhân sâu sắc, vai trò laser từ trường khắc phục di chứng đột qụy não, khả điều trị ung thư nhờ xạ ion hoá thu từ máy gia tốc tuyến tính Vấn đề tác nhân vật lý y học vừa vấn đề kinh điển, vừa vấn đề thời Đó lĩnh vực nhiều câu hỏi mặt khoa học, mang đặc tính liên ngành cao đòi hỏi vật lý phải có đóng góp riêng mình: chuyên ngành “vật ly trị liệu” hay “y học vật lý” Mục đích công trình xây dựng quan niệm khả dĩ, mô hình có tính tổng thể sơ khai việc giải thích chế chữa bệnh tác nhân vật lý Trong mô hình đó, thể sống quan niệm hệ thống mở, đặc trưng trạng thái, tác nhân vật lý nguyên nhân để hệ chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác Mang đặc trưng nhiệt động, mô hình chỉ “con đường” mà không sâu vào “cơ chế” A Lange ( ) tỏ bất ngờ nhìn nhận lại khả chữa bệnh cho người :”Thật đáng ngạc nhiên phương pháp chữa bệnh chẳng có thay đổi kể từ thời Hipocrates” Ngay từ thời đó, người ta chia phương pháp chữa bệnh: Exclusio- Cắt bỏ, loại bỏ khối u phẫu thuật , loại bỏ mầm bệnh nhờ kháng sinh Ngày loại bỏ khối u tia phóng xạ, loại bỏ gen gây bệnh liệu pháp công nghệ sinh học Substituo- Thay thế, thay hoàn toàn, hỗ trợ phần, việc dùng quan nhân tạo, việc tiêm insulin bệnh đái tháo đường, kỹ thuật cấy ghép tạng Directio- Định hướng, ( không hoàn toàn ) điều trị thuốc để định hướng lại trình chức bị rối lọan Như dược phẩm điều hoà huyết áp, điều hoà rối loạn thần kinh Đáng y nhiều trường hợp hiệu ứng phụ thuốc không tránh khỏi Stimulatio- Kích thích Với phương pháp chữa bệnh này, tác giả trích lại quan điểm Grote ( ) nói “trong giai đoạn định, việc chữa bệnh thực nhờ qúa trình điều hoà thân thể” Điều dựa nguyên tắc luyện tập chức sinh lý bình thường Các kích thích vật lý- sinh lý có tiềm chữa bệnh kích thích phát triển khả riêng thể Đáng y là, từ “kích thích” hiểu theo nghĩa rộng, bao gồm trình tự chữa bệnh, chẳng hạn trình hồi phục, hoàn thiện trình điều hoà thích nghi hay tăng tiềm nhờ huấn luyện Trong nhóm điều trị thứ tư này, tác nhân vật lý đóng vai trò quan trọng Tỷ lệ sử dụng phương pháp điều trị nhóm cao Với phương pháp chữa bệnh trên, A Lange phân biệt “chữa bệnh nhân tạo” “tự chữa bệnh” ( hay “chữa bệnh tự nhiên” ) Chữa bệnh nhân tạo sử dụng trường hợp khẩn cấp, lúc can thiệp có hiệu nhanh chắn ưu tiên hàng đầu Dạng điều trị liên quan trực tiếp đến triệu chứng nói chung hiệu điều trị giới hạn thời gian, tác dụng thuốc hiệu lực Chữa bệnh tự nhiên chữa bệnh sử dụng lực tự nhiên ( ánh sáng, điện, nhiệt, lực học ) tác động khai thác tiềm tự chữa bệnh vốn tồn thể theo quy trình “kích thích- phản ứng- trị liệu” Các phản ứng sinh thích nghi có sau đòi hỏi phải có thời gian lâu lại có khả kéo dài Tác nhân vật lý = Kích thích khởi phát ======> Phản ứng trả lời ======> Luyện tập chức sinh lý ======> Chữa bệnh Duy trì sức khoẻ Điều trị theo phương pháp kéo theo tham gia thân thể, dựa nghỉ ngơi, hồi phục, điều tiết trình, thích nghi, nên tác dụng tác nhân vật lý trực tiếp mà luôn gián tiếp Trong thực tế, việc sử dụng phương pháp điều trị có tính tích hợp, không tách rời túy tự nhiên nhân tạo, phối hợp điều trị theo triệu chứng theo nguyên, tùy trường hợp, giai đoạn cụ thể mà ưu tiên phương pháp cụ thể thích hợp Về lâu dài tuân theo nguyên tắc chung : “ sâu theo hướng nguyên nhân tốt, theo hướng triệu chứng hay” Các tác nhân vật lý đặc hiệu không đặc hiệu Một số nhóm mô cần kích thích đặc hiệu để phản ứng: xương cần kích thích trọng lực, mô liên kết cần kích thích kéo dãn, sụn cần tải áp lực có tính cách đoạn Tuy nhiên, phổ biến tính không đặc hiệu kích thích, thể thích nghi lâu dài Nhiều tác nhân vật lý sinh hiệu qủa chữa bệnh, tác nhân vật lý chữa nhiều bệnh khác nhau, tác nhân vật lý, tác dụng tức thời khác, tác dụng lâu dài lại khác Chẳng hạn biết châm cứu, từ phương thác châm ban đầu theo truyền thống kim, châm điện ( điện da điện da ), châm từ, châm lực học ( day huyệt ), châm laser Cùng tia laser công suất thấp ( laser mềm ), chống viêm, giảm đau, tăng tuần hoàn tổ chức, chống nhiễm trùng, tăng sinh tế bào Trong thủy trị liệu, kích thích lạnh tức thời làm co mạch, hiệu điều trị ngắn ngày lại tăng khả truyền máu mạch ( dùng cho bệnh thiếu máu tĩnh mạch mãn tính ), đáp ứng dài hạn tăng khả chống nhiễm trùng trị chai da Thậm chí, tác dụng tác nhân vật lý gây hoàn toàn trái ngược ( hiệu ứng đối song ): biết , dùng laser từ trường, tăng hay giảm huyết áp Trạng thái sinh lý thể tiếp nhận tác nhân vật lý dường có ảnh hưởng định hiệu chữa bệnh cụ thể Những nét đặc trưng tác nhân vật lý điều trị cần thể mô hình Để chữa bệnh tác nhân vật lý, thể sống phải: 1- Có khả tiếp nhận kích thích 2- Có khả phản ứng cách thích hợp với kích thích cho manglại lợi ích tối đa cho Hay nói khác đi, thể phải có khả thu nhận dạng lượng vật lý khác để lấy làm yếu tố khởi phát cho hàng loạt thay đổi theo chuỗi phản ứng- điều hoà- thích nghi cuối điều chỉnh trạng thái Trong trường hợp này, ta xem thể sống hệ tự điều khiển, sở hệ vật lý “thông minh” Bởi trình nhận tín hiệu, truyền tín hiệu, xử lý tín hiệu có tảng có chất trình vật lý Tuy nhiên, chi tiết trình truyền, xử lý tín hiệu định phản ứng thể không nằm phạm vi công trình này, không sâu vào chế nói từ đầu Hai nội dung mà quan tâm: trình tiếp nhận kích thích trình chuyển trạng thái Theo quan điểm chung nhiệt động học ( 3, ), thể sống hệ thống mở, vừa trao đổi vật chất, vừa trao đổi lượng với môi trường Các hoạt động sống vừa phong phú phức tạp, vừa xác tinh tế, trình trao đổi sở cần thiết để trình diễn cách hoàn hảo Trong phạm vi vật lý trị liệu, ta quan tâm trước hết đến khả tiếp nhận kích thích vật lý từ bên thể Có kích thích phổ biến có yếu tố tự nhiên môi trường, có yếu tố có chất tự nhiên sinh từ thiết bị chuyên dụng Ta khảo sát yếu tố thuộc nhóm một, nhóm hai khảo sát chuyên đề sau ( điện, từ, laser, phóng xạ ) Chẳng hạn kích thích điện xác định tính chất điện tế bào màng tế bào Thật đáng ngạc nhiên toàn diện nhậy cảm thể việc tiếp nhận yếu tố kích thích từ môi trường Khi chưa có thiết bị vật lý, tác nhân vật lý có sẵn yếu tố môi trường tự nhiên bên ( áp lực, nhiệt độ ) Đối với thể người, tư cách khu vực biên giới, da đóng vai trò quan trọng việc tiếp nhận kích thích ( Ngay giai đoạn phát triển sau, kích thích vật lý điều trị thường tác dụng qua da ) Theo Hartmann ( ), cm da có tới 200 phần tử thụ cảm đau, 100 thụ cảm áp lực, 12 thụ cảm lạnh, thụ cảm nóng Diện tích tổng cộng da m có khối lượng lên tới 10 kg Các thụ cảm đau thụ cảm đa mốt, phản ứng tác nhân nhiệt, hoá ( toàn thể có chừng 3- triệu yếu tố thụ cảm thuộc nhóm ) Các yếu tố thụ cảm “lạnh” nằm lớp thượng bì phản ứng với nhiệt độ từ – 18 oC tới +44 oC Cả thể có chừng 250 000 yếu tố thụ cảm thuộc nhóm này, mật độ cao vùng cằm mũi ( cỡ đến 13 yếu tố thụ cảm/ cm ), cao môi ( 15/cm ) Nếu nhiệt độ cao giá trị giới hạn thụ cảm nhiệt độ, tín hiệu không đánh yếu tố nhiệt mà yếu tố đau để truyền não Đối với tác dụng lực học, yếu tố thụ cảm nằm lớp hạ bì có độ nhậy cảm tới 0,005 g Khoảng / tổng lượng máu lưu hành thể tuần hoàn hệ mạch máu da ( nhiều lượng máu tuần hoàn não ), điều giúp nhiều cho chế điều hoà, điều hoà thân nhiệt Cũng cần nói thêm rằng, trung bình đời người, da bị tổn thương 500 lần Thật may mắn, nhờ “hệ sửa chữa” vốn có da, tổn thương tự lành sau thời gian định Liều kích thích định phạm vi tác dụng vào hệ điều hoà thể Liều kích thích xác định loạt tham số: kiểu kích thích hay chất kích thích, cường độ kích thích, độ kéo dài kích thích, chu vi hay diện tích vùng kích thích khoảng cách kích thích Cường độ kích thích phụ thuộc vào lượng đưa vào thể để tạo kích thích ( nhiệt độ, áp lực, cường độ dòng điện ) Nhìn chung, quan thụ cảm phản ứng với cường độ kích thích khác theo nguyên lý trả lời phân bậc, nghĩa độ lớn kích thích toàn phần sinh phản ánh lại cường độ kích thích Nếu thụ quan hoạt động theo nguyên lý “tất hay gì”, khả định lượng thực qua số thụ quan bị kích thích Để tạo kích thích, tác nhân vật lý phải đủ mạnh tác dụng thời gian đủ lâu, nghĩa lượng đưa vào phải vượt qua ngưỡng Mối quan hệ thời gian kích thích, khoảng cách kích thích cường độ kích thích mối quan hệ chặt chẽ, phức tạp Nhờ mà sinh hiệu ứng tích luỹ hay tượng trở lỳ Nói chung, thể sống có khả tiếp nhận nhiều dạng tác nhân vật lý với độ nhập cảm cao, đồng thời tạo “những chế độ tiếp nhận” để từ mà sinh trình điều hoà thích hợp Mục tiêu trình điều hoà đưa thể trở trạng thái thuận lợi trình sống Khi khảo sát thể sống hệ nhiệt động mở, Vonkenstein ( ) rằng, trình phát sinh phát triển, Entropie hệ sinh vật giảm xuống lượng chúng lại tăng lên, tới lúc đó, độ trật tự cấu trúc khả sinh công tiềm trữ cấu trúc đủ để trì sống tham số trạng thái hệ không đổi ta nói hệ trạng thái dừng Trong trạng thái dừng, giá trị tham số dặc trưng hệ không thay đổi Trong hệ nhiệt động thông thường, tham số trạng thái P, V T, kể khí lý tưởng lẫn khí thực Trong hệ thống sống vấn đề phức tạp nhiều Thứ nhất: số đại lượng chọn làm tham số trạng thái nhiều Thứ hai: giá trị cụ thể tham số thường có biên độ rộng có đặc trưng cá thể lớn Chẳng hạn phiếu xét nghiệm sinh hoá bình thường có thới 30 tham số Số xét nghiệm bệnh viện lớn tiêu chuẩn cao có tới trăm Các tham số định lượng chẩn đoán siêu âm tim tới chục Tuy nhiên, giải pháp cụ thể cho việc dùng tham số trạng thái mô tả trạng thái thể có thể, tham số lớn, mặt bệnh, ta cần chuyên tâm vào số tham số cụ thể Với bệnh vữa xơ động mạch, tham số thường chọn Triglýcerid, Cholesterol, HDLCholesterol LDL- Cholesterol Một số tham số khác, đặc trưng cho việc đánh giá trạng thái thể sử dụng cho loại bệnh nhiệt độ thể, nhịp tim, huyết áp ( tâm thu tâm trương ) Nói cách đơn giản, “sốt”- nhiệt độ tăng- biểu bệnh lý, “hết sốt”- nhiệt độ trở 37 oC- dấu hiệu khỏi bệnh Nguyên nhân sốt có nhiều, để làm rõ nguyên cần diện nhiều tham số khác, dùng tham số nhiệt độ ta có hình ảnh có tính khái quát, tranh tình trạng thể Bởi vậy, dùng số tham số trạng thái định để đánh giá tình trạng thể, làm tiêu chí đánh giá bệnh tật khả chữa bệnh điều hợp lý Theo định nghĩa Cannon ( ), “Sự sống trạng thái cân phức tạp vô xác trao đổi chất chuyển hoá lượng, đạt thông qua trình điều khiển, với mục đích trì định môi trường bên thể” Những điều vừa trình bầy phù hợp với định nghĩa Do nhiều nguyên nhân khác nhau, tính định môi trường bên thể bị phá vỡ Khi tham số trạng thái hệ thay đổi, ta nói thể bị bệnh Có trạng thái gọi mạnh khoẻ, tất tham số nằm giới hạn cho phép Giới hạn cho phép rộng, dao động nhiều từ thể tới thể khác, thể có trạng thái khoẻ Ngược lại, có nhiều trạng thái ốm, vô số tham số trạng thái không nằm giới hạn bình thường, trạng thái ốm gắn với hay nhóm tham số trạng thái xác định Chẳng hạn, bệnh đái tháo đường- số đường máu, bệnh thiếu máu tim- số Cholesterol Triglýcerid, hội chứng đau, ngưỡng đau điện ngưỡng đau nhiệt, hay đơn số đau theo thang giá chủ quan Chữa bệnh, hiểu theo ngưỡng đơn giản, tìm cách chuyển tham số trạng thái từ giá trị “bệnh” giá trị “khoẻ” Hình khả khác trình chuyển trạng thái Thông thường, ta có tiến trình tiệm tiến theo kiểu hàm e- mũ Nhưng không trường hợp, kiểu chuyển với xuất phát giả độ lệch dư làm phân tâm nhà kỹ thuật gây âu lo cho người bệnh N.I Gubanov ( ) vài thí dụ kiểu chuyển trạng thái Cả A Lange ( ) V.S Ulasic ( ) lưu tâm đến tượng này, ông cho giai đoạn mang tính “khủng hoảng” vật lý trị liệu Chẳng hạn, Lange viết :”Tác dụng lâu dài hay thứ cấp xuất thời gian sau lặp lại liên tục kích thích điều trị, kết hiệu ứng có tính luyện tập Đôi trước có tượng có tính chất khủng hoảng tức thời hay xấu triệu chứng mang tính độ” Đấy nét đặc trưng điển hình cho tác dụng tác nhân vật lý việc điều chỉnh trạng thái thể sống lý Từ tổng kết trên, ta đưa mô hình sau để nghiên cứu tác dụng điều chỉnh trạng thái tác nhân vật lý thể sống: 5.1 Cơ thể sống xem hệ nhiệt động mở tồn trạng thái dừng, đặc trưng định tham số trạng thái Số tham số trạng thái hệ thống sống nhiều hữu hạn, tùy trường hợp cụ thể, ta dùng số, chí tham số trạng thái để mô tả hệ Sự đơn giản hoá không làm tính quy luật tổng quát toán Tiếp theo, hệ nằm trạng thái dừng, ta xem hạt nằm “hố thế” Trong trạng thái dừng- hố đó, có trạng thái bản- trạng thái “khoẻ”- với tất tham số tối ưu cho tồn phát triển thể Đây trạng thái mà thể nhận biết toàn hoạt động sống hướng thể trạng thái Điều thể mũi tên hình vẽ Điều xem tiên đề hợp lý mặt nhiệt động học, khoa học dựa hai tiên đề xuất phát Đấy hố mang ky hiệu số Hình 5.2 Các trạng thái xem thăng giáng điều kiện khác ( hố ) Hệ tồn trạng thái khoảng thời gian ngắn tự động trở trạng thái 5.3 Có trạng thái “ốm”: loại hố thứ 3, có độ sâu lớn, nằm xa trậng thái cân dừng Khi hệ tự trở trạng thái “khoẻ”, hiệu ứng đường ngầm có xác suất bé Đế chữa bệnh, cần tác nhân bên ngoài, tấc nhân vật lý tỏ thích hợp 5.4 Vai trò tác nhân vật lý thực chất tạo cú hích, có tác động khởi phát Nhờ tác nhân vật lý mà hệ rời khỏi trạng thái ỳ trệ, giống hạt đưa lên khỏi hố Do vậy, tác nhân vật lý nhiều trường hợp có chất không đặc hiệu Hình 5.5 Sau khỏi trạng thái ỳ hạt đáy hố thế, thể sống hành xử theo trình vốn có thân thể mà cụ thể chuyển trạng thái “khoẻ” theo mũi tên Nhờ đặc tính này, tác nhân vật lý có tác dụng đối song ( ngược chiều ), tăng hay giảm tham số trạng thái tùy thuộc vào trạng thái sinh lý ban đầu hệ Hình 5.6 Các phương thức chuyển trạng thái mô tả hình Theo mô hình trạng thái- hố thế, ta có ba phương thức chuyển trạng thái điển hình mà Gubanov đề cập: phương thức tiệm tiến, phương thức xuất phát giả phương pháp độ lệch dư Xuất phát giả độ lệch dư hậu thăng giáng trình chuyển trạng thái Tuy nhiên, thăng giáng nhanh chóng bù trừ tiên đề lựa chọn trạng thái ưu đề cập tới phần đầu Cũng có khả khác việc lựa chọn hình dáng hố Tuy nhiên, xu hướng mô tả nhiệt động học thể sống qua trạng thái dùng hình ảnh hố để xét đoán bước chuyển trạng thái tác động tác nhân vật lý dường giải pháp chấp nhận Trên sở mô hình trạng thái- hố thế, việc làm tới thử nghiệm mô hình tính toán cho hệ Khi đó, xuất phát từ mô hình đơn giản nhất: mô hình tham số Nhiệm vụ trung tâm tính bước chuyển trạng thái theo ba khả năng, từ nghiên cứu sâu chất vật lý hệ tiên đoán dáng điệu hệ trường hợp khác ( Nộp Phân viện Vật lý Y Sinh học ngày 02/06/2004 ) TÀI LIỆU THAM KHẢO: A Lange Y học vật lý, tiếng Đức Nhà xuất Springer, 2003 Grothe- Brauche Trò chuyện y học thống chữa bệnh phương pháp tự nhiên, tiếng Đức Leipzig, 1935 N.I Gubanov, A.A Uchepbergenov Lý sinh y học, tiếng Nga Nhà xuất y học, Matxcva, 1979 Vũ công Lập cộng Giáo trình vật lý – Lý sinh Học viện quân y, 1986 Hartmann Bảo vệ, điều trị chăm sóc da Focus, 19/2004 V.S Ulasic, I.V Lucomski Vật lý trị liệu đại cương, tiếng Nga Minscơ, 2003