Il-blu tal-metilen u l-espożizzjoni għad-dawl: tul ta’ mewġa, irradjanza u ġeometrija tat-trattament

Żewġ artikli xjentifiċi jirrapportaw li esponew il-blu tal-metilen għal 10 J għal kull cm kwadru ta’ dawl. Wieħed joqtol il-batterji. L-ieħor ma jagħmel xejn li jista’ jitkejjel. Qarrej li jqabbel id-doża biss jikkonkludi li l-qasam huwa inkonsistenti. Il-qasam huwa konsistenti. Id-doża qatt ma kienet l-espożizzjoni kollha.

Espożizzjoni għad-dawl hija sistema żgħira ta’ parametri li jaġixxu flimkien: tul ta’ mewġa, irradjanza, tul ta’ żmien, il-fluwenza li tirriżulta, disponibbiltà tal-ossiġnu, konċentrazzjoni taż-żebgħa u stat ta’ aggregazzjoni, l-intervall bejn iż-żebgħa u d-dawl, u l-mogħdija ottika li d-dawl fil-fatt jgħaddi minnha fil-kampjun. Ibdel wieħed minnhom u tinbidel il-fotokimika. Dan l-artiklu jeżamina kull parametru, imbagħad jiddistingwi l-fotobijomodulazzjoni b’dawl infra-aħmar qrib mill-fotoattivazzjoni diretta taż-żebgħa, għax dawn iż-żewġ reġimi huma dawk li l-aktar jitħalltu ma’ xulxin.

It-tul ta’ mewġa jiddetermina jekk iż-żebgħa tipparteċipax

Il-blu tal-metilen fl-ilma jassorbi b’mod qawwi d-dawl aħmar bħala monomeru, b’quċċata qrib 664 sa 665 nm u spalla tal-medda ta’ assorbiment f’tul ta’ mewġa iqsar, qrib 610 nm, li tikber hekk kif iż-żebgħa taggrega f’dimeri u strutturi akbar f’saffi. Il-koeffiċjent ta’ estinzjoni molari qrib il-quċċata huwa ta’ madwar 65,000 sa 85,000 M-1 cm-1, għalhekk soluzzjonijiet mikromolari diġà għandhom kulur blu intens. Ir-reviżjoni fotokimika bikrija tal-blu tal-metilen mad-DNA u sottostrati bijoloġiċi tiddokumenta din l-imġiba ta’ assorbiment u l-kimika tal-istat eċċitat li ssegwi: l-assorbiment iwassal għal stat singolet ta’ ħajja qasira, li jaqsam għal stat triplet ta’ ħajja itwal b’rendimenti rrappurtati qrib 0.5, u li f’soluzzjoni arjata jiġi diżattivat mill-ossiġnu fi żmien madwar 2 mikrosekondi.

Dan il-pass ta’ diżattivazzjoni huwa fejn iż-żewġ mogħdijiet fotokimiċi jinfirdu. Fil-kimika tat-Tip II, iż-żebgħa fl-istat triplet tittrasferixxi l-enerġija lill-ossiġnu fl-istat fundamentali u tipproduċi ossiġnu singolet, b’rendimenti li spiss jiġu kkwotati qrib 0.52. Fil-kimika tat-Tip I, minflok, it-triplet jittrasferixxi elettron jew idroġenu lil sottostrat, u jipproduċi radikali inklużi speċi ta’ superossidu u idrossil. It-tnejn jistgħu jseħħu fl-istess ħin, u l-effett fotodinamiku konvenzjonali jibqa’ jiddependi ħafna fuq l-ossiġnu anki meta t-Tip I jikkontribwixxi.

Il-konsegwenza għall-għażla tat-tul ta’ mewġa għall-blu tal-metilen hija regola sempliċi. Id-dawl aħmar minn madwar 630 sa 680 nm jikkoinċidi mal-medda ta’ assorbiment taż-żebgħa, b’660 sa 665 nm qrib il-massimu tal-monomeru, għalhekk jista’ jmexxi l-kimika tal-fotosensitizzatur kull fejn ikun hemm ammont apprezzabbli taż-żebgħa. Id-dawl infra-aħmar qrib f’810 nm jinsab ferm barra l-medda ta’ assorbiment tal-istat fundamentali, għalhekk mhuwiex tul ta’ mewġa adattat għall-eċċitazzjoni diretta taż-żebgħa. Il-konċentrazzjoni tikkomplika l-istampa b’mod wieħed ċar: hekk kif il-konċentrazzjoni tiżdied, aktar żebgħa tkun f’forom dimeriċi u aggregati li jassorbu lejn 610 nm u jikkawżaw fotosensitizzazzjoni b’inqas effiċjenza għal kull molekula, għalhekk jekk tirdoppja ż-żebgħa ma tirdoppjax l-effett. Ir-reviżjoni kumplimentari tal-blu tal-metilen mat-terapija bid-dawl aħmar tqis din ir-regola tal-assorbiment bħala l-prekundizzjoni għal kwalunkwe reazzjoni fotosensitizzata.

L-irradjanza, it-tul ta’ żmien u l-fluwenza huma tliet parametri, mhux wieħed

Il-fluwenza, f’J għal kull cm kwadru, hija l-irradjanza mmultiplikata bil-ħin. Jekk tiġi rrappurtata l-fluwenza biss, tinħeba r-rata li biha waslet l-enerġija, u din ir-rata hija importanti.

Irradjanza għolja mogħtija għal żmien qasir u irradjanza baxxa mogħtija għal żmien twil jistgħu jagħtu l-istess fluwenza b’kimika differenti. Irradjanza għolja tikkonsma l-ossiġnu maħlul aktar malajr milli d-diffużjoni tissostitwih, u dan jillimita l-mogħdija tat-Tip II li tiddependi fuq l-ossiġnu matul l-espożizzjoni. Tiddepożita wkoll is-sħana, u t-tessut jirrispondi għat-tisħin b’bidliet fil-fluss tad-demm li jbiddlu kemm l-ossiġenazzjoni kif ukoll id-distribuzzjoni taż-żebgħa. Irradjanza baxxa fuq espożizzjoni twila żżomm il-provvista tal-ossiġnu iżda tagħti ħin lill-proċessi ta’ tiswija u ossiġenazzjoni mill-ġdid biex jaġixxu waqt l-espożizzjoni stess. Il-kotba tal-fotokimika jsejħu reċiproċità l-assunzjoni li d-doża totali biss hija importanti. Din ma tibqax valida kull meta jipparteċipaw l-ossiġnu, it-tisħin jew il-bijoloġija, li fit-tessut ifisser kważi dejjem.

L-espożizzjonijiet fotodinamiċi antimikrobiċi fil-bnedmin bil-blu tal-metilen spiss jużaw 6 sa 18 J għal kull cm kwadru, firxa li tikkoinċidi mal-valuri tal-fotobijomodulazzjoni. Għalhekk il-fluwenza waħedha ma tistax tidentifika r-reġim. Espożizzjoni ta’ 10 J għal kull cm kwadru f’660 nm f’tessut li fih iż-żebgħa hija fotokimika mmexxija minn fotosensitizzatur. L-istess fluwenza f’810 nm f’tessut bi traċċi taż-żebgħa hija xi ħaġa għalkollox differenti. In-numru huwa l-istess. Il-kunċett huwa differenti.

Il-mogħdija ottika u l-ġeometrija tal-kampjun jiddeterminaw x’jiltaqa’ miegħu d-dawl

L-imġiba skont Beer Lambert tfisser li l-parti ta’ quddiem ta’ kampjun tirċievi ħafna aktar dawl mill-parti ta’ wara. F’kuvetta b’għexieren ta’ mikromoli għal kull litru ta’ żebgħa, l-ewwel millimetru jista’ jassorbi l-biċċa l-kbira tad-dawl aħmar inċidenti, u jħalli s-saffi aktar profondi effettivament mhux esposti. Naqqas l-istess soluzzjoni għal volum baxx f’ħofra baxxa u l-espożizzjoni ssir kważi uniformi. L-istess żebgħa, l-istess lampa, l-istess fluwenza fil-wiċċ, riżultat differenti.

It-tessut iżid it-tifrix tad-dawl mal-assorbiment. Id-dawl aħmar qrib 660 nm jippenetra sa fond ta’ madwar millimetri, bil-fond eżatt iddeterminat mill-kontenut tad-demm, il-pigmentazzjoni u t-tip ta’ tessut. Il-ħofor iżidu l-artefatti tagħhom: effett ta’ lenti mill-menisku, riflessjoni mill-ħitan, dell fuq il-ħofor tat-truf, u tisħin ta’ volumi żgħar taħt is-sors. Żewġ laboratorji li jirrapportaw settings identiċi tal-lampa iżda tipi ta’ pjanċi, volumi jew distanzi mis-sors differenti wettqu esperimenti differenti.

Id-distanza jistħoqqilha enfasi għax hija l-aktar varjabbli komuni li ma tissemmax. L-irradjanza tonqos malajr mad-distanza minn sors mhux kollimat, għalhekk lampa mċaqalqa minn 2 cm għal 5 cm ’il fuq mill-pjanċa tista’ tnaqqas l-irradjanza diversi drabi waqt li t-taqsima tal-metodi tibqa’ tgħid l-istess ħaġa. Mingħajr irradjanza mkejla fil-wiċċ tal-kampjun, il-fluwenzi ppubblikati kkalkulati mill-valuri tal-potenza mogħtija mill-manifattur huma stimi, mhux kejl.

Gwida annotata tal-parametri: x’jagħmel espożizzjoni riproduċibbli

L-element oriġinali għal din il-paġna huwa lista ta’ kontroll. Kwalunkwe espożizzjoni għad-dawl fi studju li tħalli barra dawn l-entrati ma tistax titqabbel ma’ oħra, tkun kemm tkun simili d-doża ewlenija rrappurtata.

1. Tul ta’ mewġa u wisa’ tal-medda. Il-quċċata u l-wisa’ sħiħ, mhux isem ta’ kulur. LED aħmar ikopri 630 sa 680 nm, firxa li fiha l-assorbiment taż-żebgħa jvarja ħafna.
2. Irradjanza fil-wiċċ tal-kampjun, imkejla, f’mW għal kull cm kwadru. Il-potenza f’watts mogħtija mill-manifattur mhijiex l-irradjanza.
3. Tul ta’ żmien u pulsazzjoni. Għoti kontinwu kontra għoti f’impulsi, inklużi l-frekwenza tal-impulsi u ċ-ċiklu ta’ ħidma fejn applikabbli.
4. Fluwenza kkalkulata mill-par ta’ valuri mkejla hawn fuq, f’J għal kull cm kwadru.
5. Konċentrazzjoni taż-żebgħa, formulazzjoni u stat ta’ aggregazzjoni. Il-monomeru qrib 664 nm jikkawża fotosensitizzazzjoni differenti minn dik tal-aggregati qrib 610 nm.
6. Intervall bejn il-mediċina u d-dawl. Minuti sa sigħat bejn l-għoti taż-żebgħa u l-irradjazzjoni, li jiddetermina fejn tkun iż-żebgħa meta jasal id-dawl.
7. Ossiġenazzjoni. Soluzzjoni arjata kontra tessut ipossiku tbiddel direttament il-bilanċ bejn it-Tip I u t-Tip II.
8. Ġeometrija. Fond tal-kampjun, volum, tip ta’ reċipjent, distanza u angolu tas-sors, u fond tat-tessut fil-mira.

Drawwa utli meta taqra artikli xjentifiċi: iċċekkja l-intervall bejn il-mediċina u d-dawl l-ewwel. Dan jikxef l-intenzjoni. Id-disinji fotodinamiċi jirradjaw apposta tessut li fih iż-żebgħa. Id-disinji kombinati jistgħu jisseparaw it-tnejn apposta, kif jidher hawn taħt.

Il-fotobijomodulazzjoni b’dawl infra-aħmar qrib mhijiex fotoattivazzjoni taż-żebgħa

Il-fotobijomodulazzjoni, normalment imqassra PBM, tuża dawl aħmar jew infra-aħmar qrib biex timmodula s-sinjalar endoġenu mingħajr ma żżid fotosensitizzatur. It-terapija fotodinamika, normalment imqassra PDT, tuża tliet elementi flimkien: dawl li s-sensitizzatur jassorbi, is-sensitizzatur innifsu, u l-ossiġnu biex toħloq produzzjoni qawwija u f’daqqa ta’ speċi reattivi li tagħmel ħsara lill-mira. Reviżjoni tal-mitokondriji bħala mira għan-newroprotezzjoni tgħaqqad il-blu tal-metilen mal-PBM għax it-tnejn jikkonverġu fuq ir-respirazzjoni minn direzzjonijiet differenti: iż-żebgħa taġixxi bħala aġent katalitiku li jgħaddi minn ċikli redox u jappoġġa l-fluss tal-elettroni, filwaqt li l-ipoteżi għall-PBM hija li tippromwovi d-dissoċjazzjoni tal-ossidu nitriku inibitorju miċ-ċitokromu c ossidażi fil-Kumpless IV. Dak il-mekkaniżmu enżimatiku għandu jibqa’ identifikat bħala ipoteżi.

Iż-żewġ studji kombinati fil-ġrieden li l-aktar jiġu ċċitati jużaw it-tnejn dawl ta’ 810 nm, u huwa proprju għalhekk li ma jurux fotoattivazzjoni taż-żebgħa. Fi studju ta’ trattament minn qabel għal ċaħda tal-irqad, il-ġrieden irċevew kuljum blu tal-metilen f’0.5 mg għal kull kg, laser pulsat ta’ 810 nm jum iva u jum le, jew it-tnejn qabel iċ-ċaħda. It-trattament kombinat minn qabel ipproteġa l-imġibiet marbuta mal-memorja u l-proteini sinaptiċi tal-ippokampu, filwaqt li t-trattamenti waħedhom fil-biċċa l-kbira ma rnexxewx. Fi studju dwar stress kroniku bi trattament konkomitanti, il-ġrieden irċevew PBM ta’ 810 nm f’8 J għal kull cm kwadru flimkien ma’ żebgħa kuljum f’0.5 mg għal kull kg, bil-laser applikat l-ewwel u ż-żebgħa injettata sagħtejn wara speċifikament biex jiġi evitat li jiġi irradjat tessut li fih iż-żebgħa. It-tliet gruppi kollha reġġgħu’ lura d-defiċits fit-tagħlim, b’benefiċċju addittiv prinċipalment għall-kortisol fis-serum u l-ispeċi reattivi tal-ossiġnu fil-moħħ. Dawn ir-riżultati jittestjaw żewġ interventi mitokondrijali użati flimkien, distinzjoni li l-ġabra ta’ studji fotodinamiċi żżomm viżibbli billi tirreġistra t-tul ta’ mewġa għal kull indikazzjoni.

L-evidenza dwar il-ġilda tinsab fuq in-naħa l-oħra. Id-data fil-bnedmin dwar il-blu tal-metilen flimkien mad-dawl fuq il-ġilda tinġabar fil-firxa ta’ 630 sa 680 nm, b’żebgħa topika jew intrależjonali u b’intenzjoni ta’ qerda jew rimudellar, li hija PDT skont id-definizzjoni. Li tiċċita dik l-eliminazzjoni bħala prova li ż-żebgħa ssaħħaħ il-PBM, jew li tiċċita rkupru fil-ġrieden b’810 nm bħala prova li panew ta’ 660 nm flimkien maż-żebgħa huwa protokoll għall-konjizzjoni, ifisser li tħallat ir-reġimi. Ir-referenza dwar id-dożaġġ u l-farmakoloġija u l-gwida dwar is-sikurezza u l-interazzjonijiet jiżviluppaw aktar il-partijiet ta’ din l-istorja dwar il-konċentrazzjoni u l-kontraindikazzjonijiet.

Identifika l-kunċett qabel tqabbel in-numri. It-tul ta’ mewġa jiddetermina jekk iż-żebgħa tassorbix. L-irradjanza u t-tul ta’ żmien jiddeterminaw x’tagħmel il-kimika b’dak l-assorbiment. Il-ġeometrija tiddetermina liema parti tal-kampjun tesperjenza xi wieħed minn dawn l-effetti. Żewġ espożizzjonijiet li jaqblu f’parametru wieħed u jvarjaw fil-bqija huma esperimenti differenti, u li jitqiesu interkambjabbli huwa l-iżball li din il-gwida teżisti biex tipprevjeni. Minn dan kollu ma jirriżulta ebda protokoll għall-użu fid-dar; dawl b’tul ta’ mewġa kompatibbli flimkien ma’ żebgħa sistemika jibdel espożizzjoni li altrimenti tkun modulatorja f’fotokimika mmexxija minn fotosensitizzatur, li għandha tkun f’idejn professjonisti kliniċi.