PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI
1.3. Ứng dụng laser bán dẫn công suất thấp (CST) trong điều trị bệnh Gout
1.3.1. Cơ sở khoa học
Việc ứng dụng laser bán dẫn công suất thấp( Low Level Light Therapy-LLLT) vào điều trị nhằm thúc đẩy quá trình tái tạo mô, giảm viêm và giảm đau với bước sóng của laser vào khoảng 600-1100nm (từ vùng ánh sáng đỏ đến vùng hồng ngoại gần -
NIR). LLLT hoạt động trên cơ chế của hiệu ứng quang hóa, ánh sáng hấp thụ vào cơ thể và tác động đến các phản ứng hóa học tại đó. Để laser bán dẫn công suất thấp có thể tác động lên một hệ thống sinh học, các phôtôn phải đƣợc hấp thụ bởi một số phân tử photoaceptor hoặc chromophere (quang thụ thể). Chromophere là một phân tử (hay một phần của phân tử) quyết định màu sắc cho hợp chất mà nó là một thành phần. Chromophere có trong diệp lục, hemoglobin, cytochrome c oxidase (Cox), myoglobin, flavin, flavoproteins và porphyrins[3].
Hình 1.5: Sự hấp thu của của chromophore hoặc photoacceptors trong chuỗi hô hấp của
ty thể đối với ánh sáng màu đỏ và ánh sáng trong vùng hồng ngoại gần
Một yếu tố quan trọng cần phải nhắc đến là các tính chất quang học của mô, trong đó có khái niệm đƣợc gọi là "cửa sổ quang học" trong các mô. “Cửa sổ quang học”
là vùng bước sóng mà mô có thể sử dụng một cách tối đa. Cửa sổ quang học này
chạy khoảng từ 650nm đến 1200nm. Sự hấp thụ và tán xạ ánh sáng trong mô đều cao hơn hẳn trong các khu vực màu xanh của quang phổ hơn so với màu đỏ, bởi vì các chromophore như hemoglobin và melanin có dải hấp thụ cao ở các bước sóng ngắn hơn, tán xạ mô của ánh sáng là cao hơn ở các bước sóng ngắn hơn, và hơn nữa, nước hấp thụ mãnh ánh sáng hồng ngoại ở các bước sóng lớn hơn 1100nm. Vì vậy hầu nhƣ việc sử dụng LLLT ở động vật và bệnh nhân chỉ liên quan đến ánh sáng màu đỏ và hồng ngoại gần (600-1100nm) [4].
Hình 1.6: Sự hấp thụ các bước sóng khác nhau của mô
Nghiên cứu hiện tại về cơ chế tác dụng LLLT có một sự liên quan mật thiết đến ty thể. Ti thể đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất năng lƣợng và trao đổi chất.
Ti thể đôi khi đƣợc mô tả là "nhà máy điện di động", bởi vì họ chuyển đổi phân tử thức ăn thành năng lượng dưới dạng ATP thông qua quá trình phosphoryl hóa và oxi hóa. Cơ chế LLLT ở mức tế bào đã đƣợc quy cho sự hấp thu các bức xạ đơn sắc có thể nhìn thấy và bức xạ NIR bởi các thành phần của chuỗi hô hấp tế bào. Những tác động của tia laser He-Ne và chiếu sáng khác trên ty thể phân lập từ gan chuột bao gồm tăng tổng hợp ATP, tăng RNA và tổng hợp protein và tăng tiêu thụ oxi, điện thế màng tế bào, tăng cường tổng hợp của NADH và ATP.
Hình 1.7: Chuỗi hô hấp của ty thể gồm có năm khu phức hợp của protein màng tế bào tách rời: NADH dehydrogenase (Complex I), dehydrogenase succinate (Complex II), cytochrome c reductase (Complex III), cytochrome c oxidase (Complex IV), và ATP
(Complex V)
Gốc tự do oxi hóa (ROS) và các gốc tự do Nitơ hóa (RNS) đƣợc tham gia vào các đường dẫn tín hiệu từ ti thể hạt nhân. ROS là các phân tử rất nhỏ bao gồm các ion oxi nhƣ superoxide, các gốc tự do nhƣ gốc hydroxil, và hydrogen peroxide, và
peroxit hữu cơ. Nó có liên hệ mật thiết với các phân tử sinh học nhƣ protein, acid
nucleic và chất béo không bão hòa. ROS là một sản phẩm tự nhiên trong quá trình trao đổi chất bình thường của oxi và có vai trò quan trọng trong truyền dẫn tín hiệu tế bào[5], điều chỉnh tổng hợp acid nucleic, tổng hợp protein, kích hoạt enzyme và tiến triển chu kỳ tế bào [6]. LLLT đã đƣợc chứng minh tạo ra một sự thay đổi trong tế bào theo hướng đẩy mãnh quá trình oxi hóa và tăng số lượng các gốc tự do oxi hóa [7]. Những phản ứng cytosolic có thể lần lƣợt tạo ra những thay đổi phiên mã.
Một số yếu tố phiên mã đƣợc quy định bởi những thay đổi trong trạng thái oxi hóa khử tế bào nhƣng điều quan trọng nhất là yếu tố hạt nhân B (NF-B).
Hình 1.8: Gốc tự do oxi hóa (ROS) được hình thành như là kết quả của hiệu ứng LLLT trong ty thể có thể kích hoạt các yếu tố phiên mã oxi hóa khử nhạy cảm NF-κB thông qua
protein kinase D (PKD).
Mặc dù cơ chế cơ bản của LLLT vẫn chƣa đƣợc xác định hoàn toàn nhƣng những nghiên cứu in vitro, thí nghiệm trên động vật và nghiên cứu lâm sàng đều có xu hướng chỉ ra rằng LLLT có thể tạo ra một kết quả tốt hơn khi so sánh với cùng một
bước sóng ở công suất cao. LLLT có thể ngăn chặn quá trình apoptosis tế bào và cải thiện tăng sinh tế bào, di chuyển và độ bám dính, vv…
Hình 1.9: Các hiệu ứng của LLLT
Đã có một số lƣợng lớn của cả hai mô hình động vật và nghiên cứu lâm sàng chứng minh hiệu ứng LLLT rất có lợi trên nhiều loại bệnh, thương tích, và đã được sử dụng rộng rãi trong điều kiện cả hai cấp và mãn tính.
Hình 1.10: Tác dụng có lợi của LLLT có thể bao gồm gần như tất cả ở các mô và cơ quan
của cơ thể.