Лазер как средство коррекции радиационных поражений

Проблема профилактики и лечения при острых лучевых поражениях для радиобиологов не нова, но особенно актуальной она стала после применения американцами ядерного оружия на Хиросиме и Нагасаки в 1945 году. В последующие годы были открыты и изучены основные классы радиопротекторов, разработаны схемы комплексной терапии острой лучевой болезни. Однако, к началу 80-х годов прошлого столетия возможности прогресса в этих областях оказались в большей степени исчерпанными, о чём свидетельствовало резкое сокращение числа исследований.

В связи с Чернобыльской катастрофой возникает новая ситуация, которая способствует поиску средств профилактики и лечения острых лучевых поражений. Прежний накопленный опыт в радиобиологии, имеющиеся препараты, эффективные при остром летальном облучении, оказались практически непригодными. Поиск и изучение средств защиты и терапии, эффективных в этих условиях, также начинают в лаборатории патологической физиологии Всесоюзного научно-исследовательского ветеринарного института (г. Казань). Эти исследования стали проводиться с использованием принципиально иных экспериментальных моделей и показателей эффективности.

Известно, что под воздействием проникающей радиации снижается реактивность организма, подавляется система иммунитета и развиваются поражения различных органов и тканей, как в ранние, так и в отдалённые сроки. Поэтому, среди путей повышения эффективности реабилитационной терапии радиационных поражений важное место занимает поиск подходов, приводящих к иммуномодуляционным сдвигам стимулирующих гемопоэз.

Одним из применяемых в последние годы средств модификации ранних и отдалённых последствий влияния на организм проникающей радиации, является низкоэнергетическое (не повреждающее) излучение гелий-неонового (Не- Nе) лазера красной области спектра ( 0,63 мкм).

Слово «лазер» – аббревиатура слов английского выражения «Light Amplifica-tion by Stimulated Emission of Radiation» – усиление света вынужденным излучением. Оптические квантовые генераторы (ОКГ) или лазеры, оцениваются как одно из самых перспективных достижений науки и техники двадцатого века. В лазерной технике, как части квантовой электроники, для генерации, преобразования и усиления электромагнитных колебаний используются квантовые явления.

Основным поражающим фактором лазера является интенсивность его излучения - прямого, отраженного и рассеянного.

Лазерное излучение может генерироваться в диапазоне длин волн от 0,2 до 1000 мкм, который в соответствии с биологическим действием, разбивается на следующие области спектра:

• -    ультрафиолетовая – от 0,2 до 0,4 мкм;

• -    видимая – от 0,4 до 0,75 мкм;

• -    ближняя инфракрасная – от 0,75 до 1,4 мкм;

• -    дальняя инфракрасная – более 1,4 мкм.

Широко применяется лазер в промышленности для обработки материалов (резка, точечная сварка, сверление отверстий, закалка), медицине и ветеринарии (диагностика, хирургия глаза, нейрохирургия), военном деле, науке и других областях.

В медицине чаще применяются мощные (высокоэнергетические) лазеры, которые используют в качестве хирургического инструмента (световой скальпель), а низкоэнергетические лазеры применяют для избирательного разрушения клеток раковой опухоли (фотодинамическая терапия), а также для облучения плохо заживающих ран или крови человека - лазеротерапия. Низкоэнергетические лазеры чаще применяемые в практической медицине, однако, до последнего времени не были известны первичные фотохимические реакции, лежащие в основе терапевтического действия лазерного облучения. В последнее время были получены данные о том, что существует как минимум три такие реакции: 1) фотодинамическое перекисное окисление липидов (ФЛПО), 2) фотореактивация Cu-Zn-супероксиддисмутазы и 3) фотолиз NO-геминовых комплексов.

Данные о радиопротекторной активности красного лазерного света (КЛС) были получены в опытах in vitro, а также in vivo, при воздействии на экспериментальных животных. Радиозащитное действие КЛС было отмечено на бактериях Е.соli, на клетках культуры ткани китайского хомячка, а также клетках опухолевой ткани. КЛС стимулировал пострадиационные регенераторные процессы в организме животных, оказывал радиопротекторное действие на кроветворные и эпителиальные ткани облучённых животных, тормозил развитие дистрофических процессов селезёнки и печени, увеличивал выживаемость облучённых животных.

Были проведены исследования на облучённых овцах, с целью коррекции секреторной и экскреторной функций желудочно-кишечного тракта. Животные были облучены дозой, вызывающей острую лучевую болезнь средней степени тяжести. В динамике течения острой лучевой болезни у животных из изолированного желудочка, проводился отбор сычужного сока, который исследовался по следующим показателям: рН, общая кислотность, содержание свободной соляной кислоты, переваривающая сила сока по Метту.

Секрецию сычужного сока у жвачных начали изучать только с применением методики изолированного желудочка по Павлову. Первые шаги в этом направлении были сделаны Рязанцевым, Савичем и Тихомировым (1911). Их предшественники пищеварение в сычуге изучали в остром опыте. Генетически и гистологически сычуг сходен с простым желудком моногастричных. Однако, в процессе эволюционного развития в его функции появились некоторые отличия. Одна из характерных особенностей сычужной секреции – это её непрерывность, которая впервые была установлена на козах.

По мнению некоторых исследователей, важную роль в поддержании непрерывности сычужной секреции играет поступление химуса, стимулирующего сычужные железы, из преджелудков в сычуг. При этом, не менее важное значение имеет постоянное напряжение пищевого нервного центра.

Основной целью этих исследований является всестороннее изучение закономерностей ответных реакций желудочно-кишечного тракта, а именно изменение состава и секреции сычужного сока на действие ионизирующих излучений, в частности нарушения секреторной и экскреторной функций желудочно-кишечного тракта и получения возможности влиять на лучевые реакции организма, посредством лазера. Коррекция лазером (КЛС), проводилась в динамике на 7, 10, 14 и 21 сутки течения острой лучевой болезни. Одновременно проводился отбор сычужного сока и его исследование. Воздействие лазером проводили на область солнечного сплетения в течение 3 сек. Известно, что основным нервом, влияющим на функцию сычуга, является блуждающий. Это, подтверждается опытами с перерезкой нерва, когда секреция сычужного сока резко снижается вследствие прекращения моторики преджелудков и задержки эвакуации содержимого. Необходимо отметить, что сычужная секреция у жвачных изменяется по сезонам года, что связано с различными условиями кормления и содержания и колеблется в течение суток. Однако суточные изменения менее выражены, чем сезонные: в течение суток отмечается волнообразность сокоотделения-часы повышения сменяются периодами понижения сокоотделения, что зависит в основном от кормления и эвакуации содержимого из преджелудков в сычуг. Так, ночью секреция осуществляется равномернее и на более высоком уровне, чем днём. Это, вероятно, связано с более высокой эвакуаторной функцией преджелудков в этот период. Количество потребляемой животным воды также сказывается на секреции сычужного сока, но снижение секреции резко проявляется лишь при сильном обезвоживании организма.

В результате наших исследований отмечено, что в динамике развития лучевой болезни количество сычужного сока у овец уменьшалось на 10 и 14 сутки на 2-3 мл при 5-7 мл в контроле; рН = 1,4-1,8; ( 0,97-2,2 в контроле); общая кислотность достигала 0,26% (при 0,31% в контроле); содержание НСI- 0,23% (0,25%); переваривающая сила сока по Метту колебалась от 2,8-3,5 мм (2,1-4,5 мм в контроле). При воздействии лазера на область солнечного сплетения в интервале 3 секунд в период разгара болезни, на 10 и 14 сутки, секреция сычужного сока увеличивалась, содержание свободной соляной кислоты достигала нормы, существенно восстанавливалась и переваривающая сила сока по Метту.

Таким образом, проведенные исследования по изучению действия лазера на секреторную и экскреторную функции желудочно-кишечного тракта овец, свидетельствуют о стабилизирующем и нормализирующем эффекте лазерного излучения.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Гамалея Н.Ф. Лазеры в эксперименте и клинике. М.,Медицина, 1972-232 с. 2. Гамалея Н.Ф. Механизмы биологического действия излучения лазеров.//Лазеры в клинической медицине. М.,Медицина.1981, с.35-85. 3. Гельпельман Л., Лиско Г., Гофман Д. Острый лучевой синдром. Издательство иностранной литературы,.М.,1954,с.33-39. 4. Курилов Н.В., Кроткова А.П.Физиология и биохимия пищеварения жвачных.М.:Колос,1971. 5. Лазерная и магнитолазерная терапия: обзорная информация// Медицина и здравоохранение. Серия: Обзоры по важнейшим проблемам медицины,.М.,1985,-№3,66 с. 6. Манойлов С.Е. Первичные механизмы биологического действия проникающей радиации. Л.: Медицина,1968,-184 с. 7. Марей А.Н. Радиоактивное загрязнение внешней среды и человек// Современные проблемы радиологии.-М.:Радиобиология,1971.т.2.-164 с.

ЛАЗЕР КАК СРЕДСТВО КОРРЕКЦИИ РАДИАЦИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ

Акмуллина Н.В.

Резюме

На овцах больных острой лучевой болезнью средней степени тяжести, проведены исследования с целью коррекции секреторной и экскреторной функций желудочно-кишечного тракта. Основной целью этих исследований явилось изучение закономерностей ответных реакций желудочно-кишечного тракта, изменения состава и секреции сычужного сока на действие ионизирующих излучений, нарушения секреторной и экскреторной функций желудочно-кишечного тракта и получения возможности влиять на лучевые реакции организма посредством лазера.

LASER AS MEANS OF CORRECTION OF RADIATIONDEFEATS

Akmullina N.V.