Фотофизические аспекты лазерной терапии гипербилирубинемии новорожденных детей - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наукРабота выполнена в Государственном научном учреждении «Институт физики имени Б. И. Мостовников Василий Андреевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией лазерных систем и приборов ГНУ «Институт физики имени Официальные оппоненты: Зенькевич Эдуард Иосифович, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры технической физики факультета информационных технологий и робототехники Белорусского национального технического университета; Самцов Михаил Петрович, доктор физико-математических наук, доцент главный научный сотрудник НИУ «Институт прикладных физических проблем им. Защита состоится 26 февраля 2010 г. в 14.00 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.01.17 при Белорусском государственном университете по адресу: 220030, Минск, ул.Актуальность темы диссертации определяется с одной стороны высокой вероятностью развития гипербилирубинемии (желтухи) у новорожденных детей (она регистрируется у ~50-60 % доношенных и у ~80 % преждевременно родившихся младенцев), а с другой стороны - недостаточной эффективностью существующих методов лечения и вызываемых ими побочных неблагоприятных эффектов. Основным и наиболее распространенным методом лечения желтухи является фототерапия, заключающаяся в тотальном воздействии на поверхность тела ребенка светом специальных флуоресцентных или галогенных ламп с плотностью мощности P = 0,3-2,0 МВТ/см2, спектральный состав которых соответствует длинноволновой полосе поглощения билирубина (l = 400-520 нм). Определяющую роль в снижении уровня билирубина в организме новорожденных при проведении фототерапии играют процессы фотоизомеризации пигмента - образование его конфигурационных (Z,E-билирубин IX?, E,Z-билирубин IX?, E,Е-билирубин IX?) и структурных (Z-люмирубин и E-люмирубин) изомеров. Несмотря на определенные практические успехи в разработке метода фототерапии, аппараты на основе ламповых источников света не обеспечивают снижения уровня билирубина до безопасных концентраций. Однако прогресс в данном направлении не может быть достигнут без детального изучения механизма фотофизических и фотохимических процессов, лежащих в основе рассматриваемого метода терапии, поскольку невыясненными оставались вопросы, имеющие фундаментальное значение: причины зависимости квантового выхода фотоизомеров от длины волны воздействующего излучения и микроокружения Z,Z-билирубина IX?; причины сильно выраженной селективности процесса цис-транс и структурной фотоизомеризации Z,Z-билирубина IX?, заключающейся в преимущественном образовании Z,E-билирубина IX? и низком выходе люмирубина; роль билирубина и его фотопродуктов в сенсибилизированном повреждении биологически важных соединений (ферментов и гормонов).В разделе 1.1 показано, что фототерапия является наиболее распространенным методом лечения указанного синдрома, основная задача которой - снижение до безопасного уровня концентрации билирубина в крови, не прибегая к методам инвазивной терапии. В разделе 1.4 показано, что при проведении фототерапии основную роль в снижении уровня билирубина играют процессы его фотоизомеризации (рисунок 1), а вклад фотоокисления пигмента в снижение его концентрации в крови незначителен. Полученные данные интерпретированы с позиций бихромофорного характера поглощения и испускания света молекулами Z,Z-билирубина IX?, с учетом спектральной неидентичности хромофоров, конформационной гетерогенности пигмента в растворе, вклада во флуоресценцию молекул, не завершивших колебательную релаксацию в S1-состоянии («горячая флуоресценция») и наличия внутримолекулярного переноса энергии, эффективность которого изменяется при варьировании длины волны излучения в пределах длинноволновой полосы поглощения билирубина. Видно (кривые 4-6), что для Z,Z-билирубина IX? в составе комплекса с белками значительно увеличивается (по сравнению с органическими растворителями) величина батохромного смещения максимума полосы флуоресценции при изменении lвозб в пределах длинноволновой полосы его поглощения: Dlmakc= 7 нм для комплекса с САЧ и Dlmakc= 11 нм для комплекса с САБ. При длинноволновом возбуждении степень поляризации флуоресценции Z,Z-билирубина IXA в составе его комплексов с САЧ и САБ (t = 20 °C) близка к предельной (кривые 8), что обусловлено чрезвычайно короткой длительностью затухания флуоресценции (t << 1 нс), отсутствием внутри-и межмолекулярного переноса энергии, а также жесткой фиксацией пигмента в белковой матрице.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ