Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия

Подождите немного. Документ загружается.

182

Глава 6

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ С БИОЛОГИЧЕСКИМИ ТКАНЯМИ

Взаимодействие электромагнитных волн оптического диапа-

зона с биологическими объектами проявляется как в волновых,

так и квантовых эффектах, вероятность формирования которых

изменяется в зависимости от длины волны. При оценке особен-

ностей лечебного действия оптического излучения, наряду с

такими закономерностями его волнового распространения, как

отражение, рассеяние и поглощение, необходимо также

учитывать корпускулярные эффекты - фотохимический, фото-

электрический, фотолитический и другие.

В механизме фотобиологического действия оптического из-

лучения определяющим является поглощение энергии световых

квантов атомами и молекулами биологических тканей (закон

Гротгуса-Дрейпера). В результате образуются электронно-

возбужденные состояния молекул с переносом энергии кванта

(внутренний фотоэффект) и происходит электролитическая дис-

социация и ионизация биологических молекул. Характер пер-

вичных фотобиологических реакций определяется энергией

квантов оптического излучения. В инфракрасной области энер-

гии фотонов Дж) достаточно только для уве-

личения энергии колебательных процессов биологических мо-

лекул. Видимое излучение, энергия фотонов которого состав-

ляет Дж, способно вызвать их электронное воз-

буждение и фотолитическую диссоциацию. Наконец, кванты

ультрафиолетового излучения с энергией Дж вы-

зывают ионизацию молекул и разрушение ковалентных связей

(рис. 58).

На следующем этапе энергия оптического излучения транс-

формируется в тепло или образуются первичные фотопродукты,

выступающие пусковым механизмом фотобиологических про-

цессов. Первый тип энергетических превращений присущ в

большей степени инфракрасному, а второй - ультрафиолетово-

му излучению. Анализ природы происходящих процессов по-

зволяет утверждать, что специфичность лечебных эффектов

различных участков оптического излучения зависит от длины

волны.

Степень проявления фотобиологических эффектов в орга-

низме зависит от интенсивности оптического излучения, которая

обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до

Фототерапия

183

Рис.58. Фотохимические реакции квантов оптического излучения.

облучаемой поверхности. Исходя из этого, в клинической прак-

тике определяют не интенсивность, а дозу облучения на опре-

деленном расстоянии от источника путем измерения времени

облучения.

Таким образом, электромагнитные поля и излучения имеют

определенное пространственно-временное распределение энер-

гии, которая при взаимодействии ЭМП с биологическими тка-

нями трансформируется в другие виды (механическую, хи-

мическую, тепловую и др.). Вызванные возбуждением или на-

греванием тканей организма процессы служат пусковым звеном

физико-химических и биологических реакций, формирующих

конечный терапевтический эффект. При этом каждый из типов

рассмотренных электромагнитных полей и излучений вызывает

присущие только ему физико-химические процессы, которые

определяют специфичность их лечебных эффектов и методов

применения (табл. 8).

Таблица 8

Методы лечебного применения электромагнитных излучений

оптического диапазона

Характер излучений Методы лечебного применения

Инфракрасное излучение ИК-облучение

Видимое излучение Хромотерапия

Ультрафиолетовое излучение УФ-облучение

- длинноволновое (ДУФ) - длинноволновое

- средневолновое СУФ) - средневолновое

- коротковолновое (КУФ) - коротковолновое

Монохроматическое когерентное излучение Лазеротерапия

Фотодинамическая терапия

184

Глава 6

ИНФРАКРАСНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ

Инфракрасное облучение - лечебное применение инфрак-

расного излучения.

Источником инфракрасного излучения является любое нагре-

тое тело. Интенсивность и спектральный состав такого из-

лучения определяются температурой тела. Организм человека

также является мощным источником инфракрасного излучения

(максимум в сплошном спектре излучения тела лежит на =

9,3 мкм) и хорошо поглощает его (феномен радиационного

теплообмена). Инфракрасное излучение составляет до 45-50%

солнечного излучения, падающего на Землю. В искусственных

источниках света (лампах накаливания с вольфрамовой нитью)

на его долю приходится 70-80% энергии всего излучения.

Происходящее при поглощении энергии инфракрасного из-

лучения образование тепла приводит к локальному повышению

температуры облучаемых кожных покровов на 1-2° С и вызы-

вает местные терморегуляционные реакции поверхностной со-

судистой сети. Эти реакции проявляются изменением тонуса

капилляров и функциональных свойств термомеха-

ночувствительных афферентных проводников кожи.

Сосудистая реакция развивается фазно. Вначале возникает

кратковременный (до 30 с), незначительно выраженный спазм

поверхностных сосудов кожи, который в последующем сме-

няется увеличением локального кровотока и возрастанием объ-

ема циркулирующей в тканях крови. В результате возникает

гиперемия облученных участков тела, обусловленная уве-

личением притока крови в тканях. Она проявляется красными

пятнами на коже, возникает в процессе инфракрасного

облучения пациента, не имеет четко очерченных границ и

исчезает бесследно через 20-30 мин после окончания

облучения. После многократных инфракрасных облучений на

коже может появиться нестойкая пятнистая пигментация, кото-

рая локализована преимущественно по ходу поверхностных

вен.

Выделяющаяся тепловая энергия существенно ускоряет мета-

болические процессы в облучаемых тканях, активирует мигра-

цию полиморфно-ядерных лейкоцитов и лимфоцитов в очаг

воспаления в подострую и хроническую стадию. Активация

микроциркуляторного русла и повышение проницаемости сосу-

дов способствуют удалению из него продуктов аутолиза клеток.

Фототерапия

185

Часть перфузируемой жидкости выделяется с потом и испаря-

ется, что приводит к уменьшению конвекционного потока в тка-

нях и дегидратации воспалительного очага. Усиление диффе-

ренцировки фибробластов и дегрануляции моноцитов приводит

к активации пролиферации в очаге воспаления, ускорению гра-

нуляции ран и трофических язв. Указанные процессы индуци-

руются также и выделяющимися в воспалительном очаге биоло-

гически активными веществами (простогландины, цитокины и

калликреин). Последний вызывает также блокаду проводимости

афферентных проводников болевой чувствительности. Следова-

тельно, инфракрасное излучение стимулирует процессы репа-

ративной регенерации в очаге воспаления и может быть наи-

более эффективно использовано на заключительных стадиях

воспалительного процесса. Напротив, в острую фазу воспаления

инфракрасное излучение может вызвать пассивную застойную

гиперемию, усилить болевые ощущения вследствие сдавления

нервных проводников и выделения алгогенных медиаторов

(ацетилхолин и гистамин).

В результате изменения импульсной активности термомеха-

ночувствительных афферентов кожи развиваются нейро-

рефлекторные реакции внутренних органов, метамерно связан-

ных с облученным участком кожи. Они проявляются в расши-

рении сосудов внутренних органов, усилении их метаболизма, а

также в ускорении грануляции ран и трофических язв. Кроме

того, при инфракрасном облучении обширных участков тела

происходит учащение дыхания (тахипноэ) и активация терморе-

гулирующих центров гипоталямуса.

Лечебные эффекты: противовоспалительный (противо-

отечный, регенеративно-пролиферативный), метабо-

лический, местный анальгетический, вазодктивный.

Показаний. Хронические и подострые негнойные воспа-

лительные заболевания внутренних органов, ожоги и отмо-

рожения, вялозаживающие раны и язвы, заболевания пе-

риферической нервной системы с болевым синдромом

(миозиты, невралгии), последствия травм опорно-

двигательного аппарата.

Противопоказания. Острые воспалительно-гнойные заболе-

вания, недостаточность мозгового кровообращения (особенно в

вертебро-базиллярном бассейне), вегетативные дисфункции,

симпаталгия.

Параметры. Спектральный состав инфракрасного излучения

и его интенсивность определяются температурой нити накали-

186

Глава 6

вания ламп и их мощностью. Чем они выше, тем в более корот-

коволновой области находится максимум спектральной плот-

ности инфракрасного излучения ламп (согласно закону Вина).

Искусственными источниками инфракрасных лучей являются

облучатели с нихромовыми нагревательными элементами ЛИК-

5М. У облучателя ЛИК-5М температура нихромовой спирали

составляет 700-800° С, и он излучает преимущественно средне-

волновые инфракрасные лучи.

В лечебной практике широко используют также источники

сочетанного видимого и инфракрасного излучений: рефлектор

медицинский (Минина), имеющий лампу накаливания с колбой

синего цвета из кобальтового стекла (мощностью 25-60 Вт),

лампы Соллюкс - передвижную ПЛС-6М (500-1000 Вт) и на-

стольные ОСН-70 и ЛСН-1М (150-200 Вт). Максимум излучения

лампы Минина находится преимущественно на границе коротко-

и средневолнового диапазонов инфракрасного излучения, что

обусловливает возможность ее использования для прогревания

поверхностных слоев кожи. Напротив, у высокомощных ламп

Соллюкс (с температурой вольфрамовой нити накаливания

2800° С), максимум спектральной плотности излучения состав-

ляет 2 мкм. Испускаемое такой лампой коротковолновое ин-

фракрасное излучение обладает высокой проникающей спо-

собностью (см. рис. 57) и вызывает прогревание глубокораспо-

ложенных тканей. За рубежом выпускают стоечные инфракрас-

ные излучатели Infratherap, Т-300/500, S-300/S-500, SR300/

SR500 Theralux Heat Therapy Unit, Sollux 500, I.R.Lamp, IR-

radiator.

Рис. 59. Светотепловое облучение

лица лампой Минина.

Фототерапия

187

Рис. 60. Саетотепловое облучение плечевого сустава лампой Соллюкс.

Методика. Облучению подвергают пораженные участки

тела. В зависимости от мощности источника инфракрасного

излучения его рефлектор при проведении процедур устана-

вливают на расстоянии 30-100 см от облучаемой поверх-

ности (рис. 59). Передвижные лампы устанавливают сбоку

от расположенного на кушетке больного (рис. 60).

Инфракрасное излучение в сочетании с вибрацией при-

меняют в косметической физиотерапии для ускорения вве-

дения в кожу различных лекарственных веществ

(инфравиброфорез). При этом инфракрасное излучение

вызывает расширение кровеносных и лимфатических сосу-

дов кожи, протоков сальных и потовых желез, что приводит

к усилению всасывания форетируемых веществ. Вибрация

усиливает их проникающую способность и, стимулируя

лимфоотток, повышает тургор кожи и сократимость гладких

мышц. Содержание воды в эпидермисе увеличивается на

треть, а жиров - на две трети от исходных величин.

190

Глава 6

Рис. 62. Сен-

сорная комна-

та (фирма

Rompa Snoe-

zelen).

ности голубого излучения фотодеструктивные процессы наибо-

лее выражены при незначительной толщине кожных покровов,

которая характерна для новорожденных.

Лечебные эффекты: психоэмоциональный, метабо-

лический, фотодеструктивный.

Показания. Переутомление, неврозы, расстройства сна,

трофические язвы, вялозаживающие раны, желтуха новорож-

денных.

Противопоказания. Фотоофтальмия, фотоэритема.

Параметры. Для хромотерапии используют источники

видимого излучения различного спектрального состава, излу-

чающие в диапазоне длин волн 400-760 нм. Для лечебных

целей используют рефлектор медицинский (Минина) и лампы

Соллюкс с различными светофильтрами, пребывание больных в

специальных сенсорных комнатах (рис, 62) с источниками,

которые позволяют воспроизводить разнообразные сочетания

цветов. Для лечения желтухи новорожденных применяют

отечественный облучатель ВОД-11, а также КЛА-21, в которых

имеются голубые лампы и лампы дневного света.

Методика. Методы лечебного применения видимого из-

лучени во многом аналогичны инфракрасному облучению.

Облучение новорожденных осуществляют на расстоянии 50-70

см от поверхности тела.

Дозирование лечебных процедур осуществляют по плотности

потока энергии и ощущению больным легкого и приятного

тепла. Используют также методы психофизиологической оценки

порогов цветовосприятия при помощи аномалоскопа АН. Оцен-

ку степени адаптации зрительного анализатора производят по

критической частоте слияния мельканий (КЧСМ). Продолжи-

тельность процедур и длительность курса определяют индиви-

дуально. Повторные курсы хромотерапии назначают через 1

мес.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ

Ультрафиолетовое облучение - лечебное применение уль-

трафиолетового излучения.

При поглощении квантов ультрафиолетового излучения в ко-

же протекают следующие фотохимические и фотобиоло-

гические реакции: разрушение белковых молекул {фотолиз),

образование более сложных биологических молекул

{фотобиосинтез) или молекул с новыми физико-химическими

свойствами {фотоизомеризацид), а также образование биора-

дикалов. Сочетание и выраженность этих реакций, а также

проявление последующих лечебных эффектов определяются

спектральным составом ультрафиолетовых лучей. В фотобиоло-

гии длинно-, средне- и коротковолновые ультрафиолетовые

лучи условно относят соответственно к А-, В- и С-зонам.

Длинноволновое облучение

Длинноволновое облучение - лечебное применение длин-

новолнового ультрафиолетового излучения.

192

Глава 6

Рис. 64. Зависимость

интенсивности образова-

ния меланина в коже

человека от длины волны

ультрафиолетового излу-

чения.

По оси абсцисс: длина

волны оптического из-

лучения мкм; по оси

ординат интенсивность

образования меланина %.

Ультрафиолетовые лучи длинноволнового диапазона стиму-

лируют процессы декарбоксилирования тирозина с последую-

щим образованием меланина (рис. 63) в клетках шиловидного

слоя эпидермиса (меланоцитах). Они расположены среди кле-

ток базального слоя эпидермиса и имеют множество отростков,

расходящихся в разных направлениях. УФ-излучение вызывает

пролиферацию клеток мальпигиевого слоя эпидермиса и стиму-

лирует продукцию меланина. Меланин (греч. черный) -

пигмент, структуру которого составляет полимер индольных

групп с неупорядоченной структурой (рис. 63). Меланоциты

секретируют и выделяют гранулы меланина в ближайшие эпи-

дермоциты, что обусловливает пигментацию (загар) кожи.

Наибольшее количество меланина образуется в коже на 3-й

сутки от момента облучения. Максимальным пигментирующим

действием обладают длинноволновые ультрафиолетовые лучи с

длиной волны 340-360 нм (рис. 64). Усиление меланогенеза

приводит к компенсаторной активации синтеза АКТГ и МСГ,

которые регулируют секреторную деятельность надпочечников.

Продукты фотодеструкции ковалентно связываются с белка-

ми кожи и образуют неоантигены, которые вступают в контакт

с эпидермальными макрофагами (клетками Лангерганса) надба-

зального слоя эпидермиса. Эти клетки, обладающие антиген-

презентирующими свойствами, перемещаются в дерму и через

фенестрированный эндотелий лимфатических сосудов движутся

Фототерапия

193

к региональным лимфатическим узлам, дренирующим участок

образования антигенов. В узлах и дерме происходит взаимо-

действие этих клеток с Т-лимфоцитами. Их активация приводит

к пролиферации В-лимфоцитов, дегрануляции моноцитов и тка-

невых макрофагов, образованию.иммуноглобулинов А, М, G

В результате выделяется большое количество неспецифических

гуморальных факторов межклеточных взаимодействий и лим-

фокинов. Кратковременная активация лаброцитов и базофилов

с выделением гистамина и гепарина сменяется продолжитель-

ной дегрануляцией макрофагов и эозинофилов, которые секре-

тируют в дерму большое количество гранулярных гидролазных

ферментов и анитимедиаторов воспаления (гистаминаза, про-

стогландиндегидрогеназа и др.). Таким образом, экспонирова-

ние продуктов фотодеструкции белков приводит к формирова-

нию иммунного ответа, имеющего значительное сходство с реакцией

гиперчувствительности замедленного типа (рис. 65). Запуск описан-

ных выше процессов происходит через 15-16 часов и достигает мак-

симума через 24-48 часов после инициации антигена.

В зависимости от состояния организма и продолжительности

длинноволнового облучения состав клеточной популяции им-

мунного ответа может существенно изменяться. В крови проис-

ходит нарастание неидентифицированных форм лимфоцитов,

что свидетельствует об индукции процессов дифференцировки

лимфоцитов из клеток-предшественников. Попавшие в кожу

антигены и иммуноглобулины G активируют систему компле-

мента с последующим запуском комплекса мембранных энзи-

мов и Т-лимфоцитов-хелперов. У ослабленных больных Т-

хелперный ответ кожи выражен слабо и в наибольшей степени

проявляется фаза антигенного контакта. Такая тренировка им-

мунной системы длинноволновым ультрафиолетовым из-

лучением повышает неспецифическую резистентность организма

к неблагоприятным факторам внешней среды.

Надо, однако, помнить что длительное ультрафиолетовое

облучение приводит к практически полному исчезновению клеток

Лангерганса из эпидермиса и нарушению процессов презентирова-

ния продуктов фотодеструкции, который начинают осуществлять

клетки Грэнстейна. Попав в дерму, ДУФ-индуцированные антигены

могут вызвать бласттрансформацию клеточных элементов кожи.

Кроме того, они активируют антигенспецифические Т-супрессоры,

которые блокируют инициацию Т-хелперов (см. рис. 65).

Механизм образования и активации Т-супрессоров неиз-

вестен, но показано, что они ингибируют противоопухолевые