Bài 52: Cơ chế tương tác của laser với cơ thể

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu được chương 8 ( gồm 6 bài, link đọc full ở bên dưới ) của chuỗi các bài viết xoay quanh kiến thức về Vật lý trị liệu, cũng như các loại thiết bị liên quan đến điện trị liệu được dùng phổ biến hiện nay. Tiếp theo chúng ta sẽ tiếp tục với chương 9 đó là Laser công suất thấp (Vật lý laser, cơ chế tương tác của laser với cơ thể…). Chương 9 gồm 6 bài đó là:

          Bài 51: Vật lý laser

          Bài 52: Cơ chế tương tác của laser với cơ thể

          Bài 53: Kỹ thuật laser chiếu ngoài

          Bài 54: Phương pháp laser châm

          Bài 55: Phương pháp laser nội mạch

          Bài 56: An toàn của laser trị liệu

Ở trong bài này chúng ta sẽ đi tìm hiểu Bài 52: Cơ chế tương tác của laser với cơ thể (Lưu ý bài viết dài và có nhiều kiến thức chuyên sâu, mọi người chú ý đọc hết để hiểu rõ tránh việc hiểu sai hoặc không hiểu làm ảnh hưởng tới bài tiếp theo) 

Bài 52: Cơ chế tương tác của laser với cơ thể

Như một tác nhân quang học với nhiều đặc trưng nổi bật. Khi tương tác với đối tượng sinh học, bức xạ laser cần được xem xét trên các khía cạnh sau đây:

Cơ chế tương tác của laser với cơ thể

1. Quang thụ thể của laser – Cơ chế tương tác của laser với cơ thể.

Có năm nhóm quang thụ thể đã được khám phá hoặc giả định. Đó là: (1) mạch hô hấp tế bào. (2) liên kết hydro. (3) oxy phân tử trong tổ chức sinh học. (4) các enzyme. và (5) một số thụ thể khác.

Mạch hô hấp tế bào là chìa khóa để tổng hợp ATP, “bản vị năng lượng” của tế bào. Một tác động căn bản của laser công suất thấp là tăng tổng hợp ATP. Với các quang thụ thể chính là các cytochrome tận cùng của mạch như a/a3, d… hoặc flavin dehydrogenase, glutamate dehydrogenase. Bằng chứng đưa ra khá đơn giản: phổ hấp thụ laser của ty thể trùng với của chúng. Và tác dụng của laser sẽ mất khi khử hoạt tính của chúng.

Loại quang thụ thể thứ hai là các liên kết hydro. Loại liên kết có vai trò sống còn trong cấu trúc hóa và chức năng hóa các hoạt động sống. Có ba lý do cơ bản dẫn đến giả định trên: (1) năng lượng của liên kết là 3 – 7 kcal/mol, tương đương năng lượng của photon vùng hồng ngoại, vùng phổ của laser bán dẫn. (2) với mật độ công suất thấp, laser CO2 cũng có tác dụng kích thích sinh học. Nằm tại vùng hồng ngoại xa, loại laser này chỉ có chất hấp thụ đặc trưng là nước. Và (3) nghiên cứu phổ cộng hưởng từ cho thấy, chính liên kết hydro hấp thụ các photon laser.

Oxy phân tử trong tổ chức sinh học được xem là loại quang thụ thể thứ ba. Dựa trên nghiên cứu của Zakharov năm 1990, dùng laser bán dẫn phổ liên tục tác động lên tính đàn hồi màng hồng cầu trong ống nghiệm. Modul đàn hồi màng hồng cầu thay đổi tại những bước sóng đặc trưng cho các dịch chuyển giữa các trạng thái lượng tử của oxy phân tử (các bước sóng 640, 660, 760, 1260 nm). Đúng như mong đợi, khi khử oxy, tác dụng mất ngay lập tức.

Nhiều hệ enzyme trong cơ thể cũng là quang thụ thể đối với ánh sáng laser. Điển hình là các enzyme kháng oxy hóa như superoxide dismutase (SOD) hoặc catalase. Chẳng hạn với cực đại hấp thụ tại 628 nm, catalase chính là quang thụ thể của laser HeNe.

Cuối cùng, các kích thích kết hợp (coherent excitation) cũng được xem là một dạng quang thụ thể. Mặc dù vấn đề còn đang được thảo luận.

2. Các biến đổi ở mức phân tử – Cơ chế tương tác của laser với cơ thể.

Dưới tác dụng của bức xạ laser. Do thay đổi cấu hình mà xuất hiện sự tăng nhiệt cục bộ trong phạm vi quang thụ thể. Nghiên cứu phổ phát quang trên bề mặt tổ chức sinh học. Với ánh sáng thông thường từ một nguồn sáng điểm, sự chênh nhiệt độ chỉ là 1-2oK/cm. Trong khi với nguồn laser 5 mW, nó đạt tới 300oK/cm. Điều đó cho thấy, dưới tác dụng của laser, tổ chức sinh học đã biến đổi sâu sắc về mặt siêu cấu trúc (hình 9.6 và 9.7).

Hình 9.6 và 9.7: Phổ phát quang đối với ánh sáng thường và laser

Một dạng biến đổi khác là tạo oxy singlet và gốc tự do H2O2. Dưới tác dụng của laser, oxy phân tử trong tổ chức sinh học biến thành gốc tự do oxy singlet có hoạt tính sinh học cao, dẫn tới việc tạo gốc tự do H2O2. Gốc tự do này điều hòa các cặp oxy hóa khử NAD+/NADH và NADP+/NADPH và do đó trạng thái oxy hóa khử tế bào.

Một kiểu biến đổi ở mức phân tử nữa là thay đổi số lượng liên kết hydro và do đó cấu hình phân tử. Việc các tín hiệu cộng hưởng từ hạt nhân, biểu hiện của hệ thống liên kết hydro, thay đổi liên tục dưới tác dụng của laser cho thấy, ánh sáng laser làm thay đổi số lượng liên kết hydro, và do đó cấu hình các đại phân tử sinh học. Việc các enzyme bị khử hoạt hóa bằng pH chịu tác động rất mạnh của laser, trong khi enzyme bình thường hầu như không bị tác động cũng cho thấy điều đó.

Ngoài ra hiệu ứng áp điện nghịch (bức xạ laser, với tư cách một tín hiệu điện từ, có thể làm các cấu trúc tinh thể áp điện trong cơ thể biến đổi về mặt cấu hình, dẫn tới những thay đổi sinh học) hoặc các trạng thái kích thích tập thể cũng có thể xem là những biến đổi ở mức phân tử dưới tác dụng của laser.

3. Biến đổi ở mức tế bào – Cơ chế tương tác của laser với cơ thể.

Ở mức tế bào, laser có thể gây nhiều biến đổi quan trọng như tinh thể hóa nội bào, biến đổi bào quan hoặc thay đổi chuyển hóa tế bào.

Các sản phẩm liên quan có thể bạn đang quan tâm:

Máy laser

Máy laser Led Spa

Giá: Liên hệ 090.282.3651
Giá: Liên hệ 090.282.3651

Máy laser

Máy laser châm

Giá: Liên hệ 090.282.3651

Rõ nhất là tác dụng lên quá trình polymer hóa, tinh thể hóa bộ khung tế bào, khi sau 30 phút chiếu laser, cấu trúc bộ khung tế bào đã thay đổi một cách đặc trưng (hình 9.8). Điều đó tất yếu dẫn tới những biến đổi ở cấu trúc bào quan hoặc ở tương tác gian bào.

Hình 9.8: Tế bào nuôi cấy bình thường (a) và sau 30 phút chiếu laser (b)

Những thay đổi chuyển hóa tế bào sau đây thường được nhắc tới trong các nghiên cứu đã công bố: (1) thay đổi động học sao chép; (2) giải phóng các chất trung gian hóa học; (3) kích thích sinh tổng hợp ATP (bảng 9.1); (4) kích thích sinh tổng hợp axit nhân;  (5) kích thích sinh tổng hợp protein (hình 9.9); (6) kích thích phân chia và di cư tế bào; và (7) thay đổi trạng thái oxy hóa khử.

Bảng 9.1: Tác động của laser HeNe lên nồng độ ATP (pmole/106 tế bào)
Cơ chế tương tác của laser với cơ thể biểu đồ hoạt tính phóng xạ
Hình 9.9: Tăng tổng hợp ADN, ARN và protein ở ty thể bình thường (gạch chéo) và chiếu laser (ô vuông)

4. Đáp ứng ở mức hệ thống và cơ thể.

Do những thay đổi ở mức tế bào như đã trình bày, laser gây ra nhiều biến đổi ở mức các hệ thống chức năng và mức cơ thể toàn vẹn. Các loại hình đáp ứng sau thường được nhắc tới trong y văn thế giới: (1) đáp ứng của phản ứng viêm; (2) đáp ứng của phản ứng đau; (3) đáp ứng của tổn thương tế bào; (4) đáp ứng tái sinh; (5) đáp ứng của hệ miễn dịch; (6) đáp ứng của hệ tim mạch; và (7) đáp ứng của hệ nội tiết.

Những đáp ứng trên là cơ sở cho việc ứng dụng laser công suất thấp trong điều trị, với ba kỹ thuật cơ bản là laser chiếu ngoài, laser nội mạch và laser châm cứu.

Đọc tiếp: Bài 53: Kỹ thuật laser chiếu ngoài ( Bấm để đọc )

Theo dõi thêm các thông tin liên quan về VLTL- PHCN tại đây.

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi khi cần tư vấn và giúp đỡ!

Nhắn Zalo
Gọi ngay
Nhắn Facebook
Liên hệ