Metilen gögi we ýagtylyga sezewarlyk: tolkun uzynlygy, şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy we täsir geometriýasy

Iki ylmy makalada metilen gögüniň her kwadrat cm üçin 10 J ýagtylyga sezewar edilendigi habar berilýär. Birinde bakteriýalar ölýär. Beýlekisinde ölçäp boljak hiç hili täsir ýok. Diňe dozany deňeşdirýän okyjy bu ugurda netijeleriň biri-birine gabat gelmeýändigi barada netije çykarýar. Emma ugurda gapma-garşylyk ýok. Doza hiç haçan täsir şertleriniň hemmesini öz içine almaýardy.

Ýagtylyga sezewarlyk bilelikde işleýän parametrleriň kiçi ulgamydyr: tolkun uzynlygy, şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy, dowamlylyk, bulardan emele gelýän fluens, kislorodyň elýeterliligi, boýagyň konsentrasiýasy we agregasiýa ýagdaýy, boýag bilen ýagtylygyň ulanylmagynyň arasyndaky wagt hem-de ýagtylygyň nusganyň içinden hakykatda geçýän optiki ýoly. Bularyň birini üýtgetseňiz, fotohimiýa hem üýtgeýär. Bu makala her parametri aýratyn seljerýär, soňra ýakyn infragyzyl fotobiomodulýasiýany boýagyň göni fotoişjeňleşdirilmeginden tapawutlandyrýar, sebäbi iň köp garyşdyrylýan iki iş tertibi şulardyr.

Tolkun uzynlygy boýagyň gatnaşyp-gatnaşmajakdygyny kesgitleýär

Suwdaky metilen gögi monomer görnüşinde gyzyl ýagtylygy güýçli siňdirýär; siňdirilme maksimumy 664-den 665 nm-e golaýdyr, gysga tolkunly tarapdaky goşmaça egin bolsa 610 nm töwereginde ýerleşýär we boýag dimerlere hem-de has uly gatlaklaýyn agregatlara birleşdikçe ulalýar. Maksimumyň golaýyndaky molýar ekstinksiýa koeffisiýenti takmynan 65,000-den 85,000 M-1 cm-1-e çenlidir, şonuň üçin mikromolýar erginler hem eýýäm goýy gök bolýar. Öňki metilen gögüniň DNK we biologik substratlar bilen fotohimiýasy baradaky syn bu siňdirilme häsiýetini we ondan soňky oýandyrylan ýagdaýyň himiýasyny beýan edýär: siňdirilme molekulalary gysga ömürli singlet ýagdaýa geçirýär, soňra olar has uzak ömürli triplet ýagdaýa geçýär; habar berlen çykym takmynan 0.5-e deňdir. Howalandyrmak arkaly kislorod bilen üpjün edilen erginde bu ýagdaý kislorod tarapyndan takmynan 2 mikrosekundyň içinde söndürilýär.

Şu söndürilme tapgyrynda iki fotohimiki ýol aýrylyşýar. II görnüşli himiýada triplet ýagdaýdaky boýag energiýany esasy ýagdaýdaky kisloroda geçirýär we singlet kislorody döredýär; munuň üçin köplenç görkezilýän çykym takmynan 0.52-dir. I görnüşli himiýada bolsa triplet ýagdaýdaky boýag elektrony ýa-da wodorody substrata geçirýär we superoksid hem-de gidroksil görnüşlerini öz içine alýan radikallary döredýär. Iki ýol bir wagtda hem işläp biler, adaty fotodinamiki täsir bolsa I görnüşli ýol goşant goşanda-da kisloroda güýçli bagly bolmagynda galýar.

Metilen gögi üçin tolkun uzynlygyny saýlamakda munuň netijesi ýönekeý düzgün bolup durýar. Takmynan 630-dan 680 nm-e çenli gyzyl ýagtylyk boýagyň siňdirilme zolagy bilen gabat gelýär, 660-dan 665 nm-e çenli aralyk bolsa monomeriň maksimumyna golaýdyr; şonuň üçin boýagyň ýeterlik mukdary bar bolan ýerlerde ol fotosensibilizatoryň himiki reaksiýalaryny herekete getirip biler. 810 nm-däki ýakyn infragyzyl ýagtylyk esasy ýagdaýyň siňdirilme zolagyndan has daşda ýerleşýär, şonuň üçin ol boýagy göni oýandyrmak üçin amatly tolkun uzynlygy däldir. Konsentrasiýa meseläni bir anyk jähetden çylşyrymlaşdyrýar: konsentrasiýa ýokarlandygyça boýagyň has köp bölegi 610 nm töwereginde siňdirýän we her molekula düşýän fotosensibilizasiýa netijeliligi pes bolan dimer hem-de agregat görnüşlerinde bolýar. Şonuň üçin boýagyň mukdaryny iki esse köpeltmek täsiri iki esse artdyrmaýar. Metilen gögi we gyzyl ýagtylyk terapiýasy baradaky goşmaça syn bu siňdirilme düzgünine islendik fotosensibilizasiýaly reaksiýanyň deslapky şerti hökmünde garaýar.

Şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy, dowamlylyk we fluens bir däl-de, üç parametrdir

Her kwadrat cm üçin J bilen ölçelýän fluens şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygynyň wagta köpeldilmegine deňdir. Diňe fluensi görkezmek energiýanyň nähili tizlikde gelip ýetendigini gizleýär, bu tizlik bolsa möhümdir.

Gysga wagtyň dowamynda berlen ýokary kuwwat dykyzlygy we uzak wagtyň dowamynda berlen pes kuwwat dykyzlygy birmeňzeş fluensi berip, dürli himiki netijeleri döredip biler. Ýokary kuwwat dykyzlygy erän kislorody diffuziýanyň onuň öwezini dolduryp bilşinden has çalt sarp edýär; bu bolsa täsiriň belli bir böleginden soň kisloroda bagly II görnüşli ýoly çäklendirýär. Şeýle hem ol ýylylyk berýär, dokuma bolsa gyzmaklyga gan akymynyň üýtgemegi bilen jogap berýär. Bu hem kislorod üpjünçiligini, hem boýagyň paýlanyşyny üýtgedýär. Uzak wagtlap pes kuwwat dykyzlygy bilen şöhlelendirmek kislorod üpjünçiligini saklaýar, ýöne dikeldiş we kislorod bilen gaýtadan üpjün edilmek proseslerine täsiriň hut dowamynda hereket etmäge wagt berýär. Fotohimiýa okuw kitaplary diňe umumy dozanyň ähmiýetlidigi baradaky çaklamany özara çalyşma ýörelgesi diýip atlandyrýar. Kislorod, gyzmak ýa-da biologik prosesler gatnaşanda bu ýörelge işlemeýär; dokumada bolsa bu ýagdaý diýen ýaly hemişe ýüze çykýar.

Adamlarda metilen gögi bilen geçirilýän mikroblara garşy fotodinamiki täsirlerde köplenç her kwadrat cm üçin 6-dan 18 J-e çenli ulanylýar; bu aralyk fotobiomodulýasiýanyň bahalary bilen gabat gelýär. Şonuň üçin diňe fluens iş tertibini kesgitläp bilmeýär. Boýag siňdirilen dokuma 660 nm-de her kwadrat cm üçin 10 J täsir etmek fotosensibilizatoryň herekete getirýän fotohimiýasydyr. Boýagyň ujypsyz mukdary bolan dokuma 810 nm-de şol bir fluens bilen täsir etmek bolsa düýbünden başga zatdyr. Sanlar gabat gelýär. Düşünjeler tapawutlanýar.

Optiki ýol we nusganyň geometriýasy ýagtylygyň nämä duşýandygyny kesgitleýär

Beer–Lambert kanunyna laýyklykda nusganyň öň tarapy yz tarapyna garanyňda has köp ýagtylyk alýar. Boýagyň konsentrasiýasy onlarça mikromolýar bolan kýuwetada ilkinji millimetr düşýän gyzyl ýagtylygyň köp bölegini siňdirip biler we has çuň gatlaklar iş ýüzünde ýagtylyk täsirini alman galar. Şol ergini pes göwrümde ýalpak öýjüge ýerleşdirseňiz, täsir diýen ýaly birmeňzeş paýlanar. Boýag hem şol, çyra hem şol, üstündäki fluens hem şol, emma netije başga.

Dokuma siňdirilmäniň üstüne ýagtylygyň dargamagyny hem goşýar. 660 nm töweregindäki gyzyl ýagtylyk millimetrler derejesinde çuňluga aralaşýar; takyk çuňlugy gan mukdary, pigmentasiýa we dokumanyň görnüşi kesgitleýär. Plastinanyň öýjükleri öz artefaktlaryny hem döredýär: meniskiň linza ýaly täsiri, diwarlardan serpikme, gyradaky öýjükleriň kölegelenmegi we çeşmäniň aşagyndaky kiçi göwrümleriň gyzmagy. Çyranyň birmeňzeş sazlamalaryny, ýöne plastinanyň dürli görnüşlerini, göwrümlerini ýa-da çeşmä çenli dürli aralyklary görkezýän iki barlaghana dürli synaglary geçirendir.

Aralyga aýratyn üns bermek gerek, sebäbi ol iň köp duş gelýän, ýöne agzalmaýan üýtgeýjidir. Şöhleleri parallelleşdirilmedik çeşmeden uzaklaşdygyça şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy çalt peselýär. Şonuň üçin çyrany plastinanyň üstündäki 2 cm aralykdan 5 cm aralyga geçirmek kuwwat dykyzlygyny birnäçe esse azaldyp biler, emma usullar bölüminiň beýany öňküligine galyp biler. Nusganyň üstündäki şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy ölçenmedik bolsa, öndürijiniň kuwwat görkezijilerinden hasaplanan we çap edilen fluensler ölçeg däl-de, çaklamadyr.

Düşündirişli parametr gollanmasy: täsiriň gaýtalanyp bilinmegini näme üpjün edýär

Bu sahypa üçin taýýarlanan özboluşly material barlag sanawydyr. Şu maglumatlary görkezmeýän barlagdaky ýagtylyk täsirini, esasy görkezilen doza näçe meňzeş görünse-de, başga barlag bilen deňeşdirip bolmaz.

1. Tolkun uzynlygy we zolagyň ini. Reňkiň ady däl-de, maksimum we doly ini. Gyzyl LED 630-dan 680 nm-e çenli aralygy öz içine alýar, bu aralykda boýagyň siňdirilmesi örän tapawutlanýar.
2. Nusganyň üstünde ölçenen şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy, her kwadrat cm üçin mW bilen. Öndürijiniň watt bilen görkezýän kuwwaty şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy däldir.
3. Dowamlylyk we impuls tertibi. Üznüksiz ýa-da impulsly berilmegi, zerur ýerlerde impulslaryň ýygylygyny we işjeň wagtyň paýyny hem görkezmek bilen.
4. Ýokardaky ölçenen iki ululykdan hasaplanan fluens, her kwadrat cm üçin J bilen.
5. Boýagyň konsentrasiýasy, formulasiýasy we agregasiýa ýagdaýy. 664 nm töweregindäki monomeriň fotosensibilizasiýasy 610 nm töweregindäki agregatlaryňkydan tapawutlanýar.
6. Preparat bilen ýagtylygyň arasyndaky wagt aralygy. Boýagyň berilmegi bilen şöhlelendirmegiň arasyndaky minutlardan sagatlara çenli wagt; bu ýagtylyk gelende boýagyň nirede boljakdygyny kesgitleýär.
7. Kislorod üpjünçiligi. Howalandyrmak arkaly kislorod bilen üpjün edilen ergin bilen gipoksik dokumanyň tapawudy I we II görnüşli ýollaryň deňagramlylygyny göni üýtgedýär.
8. Geometriýa. Nusganyň çuňlugy, göwrümi, gabyň görnüşi, çeşmäniň aralygy we burçy hem-de dokumadaky nyşananyň çuňlugy.

Makalalary okanyňyzda peýdaly endik: ilki preparat bilen ýagtylygyň arasyndaky wagt aralygyny barlaň. Ol maksady görkezýär. Fotodinamiki barlag meýilnamalarynda boýag siňdirilen dokuma bilkastlaýyn şöhlelendirilýär. Utgaşykly barlag meýilnamalarynda bolsa aşakdaky ýaly bu ikisi bilkastlaýyn wagt taýdan aýrylyp bilner.

Ýakyn infragyzyl fotobiomodulýasiýa boýagyň fotoişjeňleşdirilmegi däldir

Adatça PBM diýlip gysgaldylýan fotobiomodulýasiýa fotosensibilizator goşmazdan, endogen signal proseslerini üýtgetmek üçin gyzyl ýa-da ýakyn infragyzyl ýagtylygy ulanýar. Adatça PDT diýlip gysgaldylýan fotodinamiki terapiýa üç bölegi bilelikde ulanýar: sensibilizatoryň siňdirýän ýagtylygy, sensibilizatoryň özi we nyşana zeper ýetirýän reaktiw görnüşleriň birden döremegi üçin kislorod. Mitohondriýalary neýrogoragyň nyşanasy hökmünde öwrenýän syn metilen gögüni PBM bilen utgaşyklykda seredýär, sebäbi olar dürli ugurlardan gelip, öýjük dem alşyna täsir edýär: boýag elektron akymyny goldaýan katalitik redoks aýlawyny ýerine ýetirýär, PBM bolsa IV toplumdaky sitohrom c oksidazadan onuň işini bökdeýän azot oksidiniň aýrylmagyna ýardam berýär diýen çaklama bar. Bu ferment mehanizmi çaklama hökmünde görkezilmelidir.

Syçanlarda geçirilen, iň köp salgylanylýan iki utgaşykly barlagyň ikisinde-de 810 nm ýagtylyk ulanylýar. Hut şonuň üçin hem olar boýagyň fotoişjeňleşdirilmegini görkezmeýär. Uky mahrumçylygyndan öň geçirilýän täsir baradaky barlagda syçanlara uky mahrumçylygyndan öň her gün her kg üçin 0.5 mg metilen gögi, günaşa 810 nm impulsly lazer ýa-da ikisi bilelikde berildi. Utgaşykly deslapky täsir ýat bilen bagly özüni alyp baryş görkezijilerini we gippokampdaky sinaptik beloklary gorady, aýratyn täsirler bolsa köplenç netije bermedi. Dowamly stresde bir döwürde geçirilýän täsirler baradaky barlagda syçanlara her gün her kg üçin 0.5 mg boýag bilen birlikde 810 nm-de her kwadrat cm üçin 8 J PBM berildi. Ilki lazer ulanyldy, iki sagatdan soň bolsa boýag sanjym edildi; munuň ýörite maksady boýag siňdirilen dokumany şöhlelendirmezlikdi. Üç toparyň hemmesinde öwreniş ýetmezçilikleri aradan aýryldy, goşmaça peýda bolsa esasan gan syworotkasyndaky kortizolda we beýnidäki reaktiw kislorod görnüşlerinde ýüze çykdy. Bu netijeler mitohondriýalara gönükdirilen iki täsiriň bilelikde ulanylmagyny barlaýar. Fotodinamiki barlaglaryň ýygyndysy her ulanylyş görkezmesi üçin tolkun uzynlygyny belläp, bu tapawudy aýdyň saklaýar.

Deri baradaky subutnamalar beýleki tarapa degişlidir. Adamlaryň derisinde metilen gögi bilen ýagtylygyň bilelikdäki täsiri baradaky maglumatlar esasan 630-dan 680 nm-e çenli aralykda toplanýar; boýag ýerli ýa-da zeperlenen ojagyň içine berilýär, maksat bolsa dokumany ýok etmek ýa-da gurluşyny täzeden üýtgetmekdir. Bu kesgitleme boýunça PDT-dir. Şol arassalanmany boýagyň PBM-ni güýçlendirýändiginiň subutnamasy hökmünde görkezmek ýa-da syçanlarda 810 nm bilen gazanylan dikelişi 660 nm panel bilen boýagyň bilelikde ulanylmagynyň aň-biliş funksiýalary üçin protokoldygynyň subutnamasy hökmünde görkezmek iş tertiplerini garyşdyrmakdyr. Dozalama we farmakologiýa boýunça maglumatnama hem-de howpsuzlyk we özara täsirler boýunça gollanma bu meseläniň konsentrasiýa we garşy görkezmeler bilen bagly böleklerini has giňişleýin açýar.

Sanlary deňeşdirmezden öň düşünjäni kesgitläň. Tolkun uzynlygy boýagyň ýagtylygy siňdirip-siňdirmejekdigini kesgitleýär. Şöhlelenmäniň kuwwat dykyzlygy we dowamlylyk şol siňdirilmäniň himiki taýdan nämä getirjekdigini kesgitleýär. Geometriýa bolsa nusganyň haýsy böleginiň bu täsirleriň haýsydyr birini başdan geçirjekdigini kesgitleýär. Bir parametr boýunça gabat gelip, galanlary boýunça tapawutlanýan iki täsir dürli synaglardyr. Olary özara çalşyp bolýan ýaly kabul etmek bu gollanmanyň öňüni almak üçin döredilen ýalňyşlygydyr. Bularyň hiç biri öý şertlerinde ulanmak üçin protokol bermeýär; tolkun uzynlygy boýunça gabat gelýän ýagtylyk bilen ulgamlaýyn berilýän boýagyň bilelikde ulanylmagy başga ýagdaýda modulirleýji bolan täsiri fotosensibilizatoryň herekete getirýän fotohimiýasyna öwürýär, bu bolsa kliniki hünärmenleriň işidir.