Хронодиагностика и биоуправляемая

хронофизиотерапия

Загускин Сергей Львович,доктор биологических наук,

академик МАЭН, член Проблемной комиссии по

хронобиологии и хрономедицине РАМН,член лазерной ассоциации

Лаборатория хронобиологии НИИ физикиРостовского государственного университета344022, Ростов-на-Дону, а/я 3408, т.(8632)-227765, факс (8632)-434044, E-mail: zag@ip.rsu.ru

«Во всем царит гармонии закон, и в мире все суть ритм, аккорд и тон» Дж. Драйден

«В числе основных законов мира необходимо поставить закон периодичности или ритма» В.М.Бехтерев

«Основные проблемы патологии - это проблемы живой клетки»

«Понимание динамики протоплазмы могло бы объяснить действие различных физических и химических факторов»

«Сама природа ответного механизма требует, чтобы блокировать чрезмерно сильную реакцию и обращение коллоидных изменений»

« Кортикальный слой восстанавливает утерянный им кальций, а протоплазма внутри клетки вновь приходит в более жидкое состояние»

«Возможно ли при помощи циклических коллоидных изменений понять ритмические процессы, происходящие, например, при сердечных сокращениях? Л. Гейльбрун, 1957г.

Дифференциальная интерферометрия живого нейрона. Регистрация ритмов агрегации

ретикулюма (золь-гель структур)

Нервная клетка механорецептора речного рака. Регистрация электрической активности, потребления

кислорода, агрегации митохондрий, биосинтеза белка и других структурно-химических ритмов

70 мкм Камера на столике микроскопа

З- зажимы

З

З

З

рО2

электрод

ганглийТело нейрона

мышцы

аксон

нерв

Интерферометрия живого нейрона с полным раздвоением изображения. Регистрация ритмов содержания белка (сухого

веса) в покое клетки и при физических воздействиях

Фотоэлектрический метод:Ф0-Ф1=А{cos2φ-Lcos2(φ-Δ/2)}+M

Фотографический метод:(S0-S1)/γ=lg{cos2φ/Lcos2(φ-Δ/2)}-M

Частотограммы импульсной активности нейрона. Вызванные колебания имеют период в 6, 10 и более раз больший, чем ритм раздражения с Т=0,5;1;2;11 и 29с.

А- периоды вызванных колебаний не зависят отсилы раздражения в физиологических границах,от исходной частоты, имеют лаг.период от N с до N мин., сохраняются в последействии,трансформируются другой частотой за 1-3 мин. В- вызванные медленные ритмы можно подавить

другой частотой раздражения.С- раздражение с Т=0,5с вызывает колебаниячастоты, синхронизацию золь-гель переходов,колебаний Са цитозоля и возбудимости нейронас большей амплитудой, чем раздражение с Т=29с.

А

ВС

Увеличение амплитуды ритмов золь-гель переходов при облучении лазером и

стимуляции энергетики клетки

А-Метод микрокиноденситографии

В- агрегаты митохондрий С- увеличение амплитуды колебанийагрегации-дезагрегации митохондрий(оптической плотности 1-2) и уровня золя относительно геля (разжижения цитоплазмы) при стимуляции сукцинатом натрия (или лазером) энергетики клетки.

С

А ВЗонд

1

2

В

Зависимость направленности реакции клетки (объема, агрегации ретикулюма и золь-гель структур) от исходного

уровня ее энергетики (фазы биоритма +Е или - Е)

+Е

+Е

- Е

- Е

При исходно высоком энергетическом обмене (+Е) увеличивается объем клетки и уровень золя относительно геля, агрегация ретикулюма и концентрация кальция вцитозоле уменьшаются.

Синхронные колебания энергетического обмена и биосинтеза в клетке

Околочасовые ритмы (средний период около 30мин) белка в разныхзонах клетки: Д - между дендритами и ядром, Я - в зоне ядра,А - между ядром и аксоннымхолмиком по поглощениюпри 265 нм. Калибровка:оптическая плотность - 0,1,время - 30 мин.

Аксон Аксон

Ядро

Прижизненная интерферометрия одного и того же нейрона в фазе снижения содержания белка околочасового ритма (слева) и в фазе его увеличения (справа). Видно изменение сдвига фазы волны света над ядром тела нейрона на уровне двух ядрышек и отсутствие изменений в участке отходящего вниз аксона.

А

Я

Д

Д

Я

Эффекты постоянного, ритмического одно (1f) и много частотного (nf) воздействий на содержание белка (сухой вес) и агрегацию ретикулюма (биосинтез) в нервной клетке

2мин4мм5мин

10мин

1 час 2 час

2мин 10мин

%

** *

*

**

*

*

сухой вес биосинтез%* - Р<0,05

10мин2мин 10мин

2йчас1йчас

Периоды раздражения:

1с 11с. 29с. nf

**

*

*

*

* *

Зависимость функциональных и биосинтетических реакций клетки от фазы энергообеспечения

А Колебания микрогетерогенности (d ) исреднего поглощения (D) при длине волны265 нм в теле нейрона при возбуждении.Снижение d означает увеличение золяотносительно геля при уменьшенииагрегации митохондрий и ретикулюма исответствует увеличению концентрации РНП.

Б Частотограммы импульсной активностинейрона при разражении с частотой 1/с.1- после предварительной активацииэнергетического обмена умереннымвозбуждением в течение 10 мин.2- сразу после увеличения исходной частотыбез активации энергетики.

C Частотограммы импульсной активностисимметричных нейронов в фазе повышенияэнергетического обмена и в фазе сниженияэнергообеспечения. Порог реакции ниже, аблок импульсации наступает при большейсиле раздражения, если энергия выше .

30 60 90 МИН.

%А

Б

С

имп/с

имп/с

20 с.1

2

D

d

0102030405060

1 2 3 4 5 6 7 8Величина раздражения

имп/с

энергия выше энергия ниже

Энергетическая зависимость возбудимости нейрона и пластическое закрепление его адаптации

А Частотограмма импульсной активности нейрона при раздражении с периодом 5

мин.Видно быстрое снижение возбудимости сначала раздражения и быстрое триггерноевосстановление возбудимости через 90 мин.

Б Прижизненная ультрафиолетовая цитоспектрофотометрия нейрона.

Графики колебаний поглощения при длине волны 265 нм в указанных на схеме участкахтела нейрона.Видно первичное увеличение поглощения(увеличение концентрации РНП) в участках над ядром и постепенная фазовая синхронизация с ними колебаний поглощения в других участках клетки в направлении к аксону.

А

Б

Переменно-приоритетный принцип распределения потоков энергии, используемой на процессы разной инерционности

и энергоемкости (параметрическая энергетическая связь регуляции функции и биосинтеза в клетке)

Влияние 2,7мМ ДНФ на импульснуюактивность нейрона

20

0

20с.

- -зона блокирования, 2- -зона регулирования,3 - зона насыщения (независимости от энергии)

Пл

отн

ость

пот

ока

энер

гии

Е с

Скорость потока энергии Е v

зз

Функция1

2

3

1

1

Биосинтез

Время

Функция

Биосинтез

Конечный результат влияния физиотерапии на биосинтез(восстановительные процессы) и лечебный эффект зависят отзнака и величины дисбалансапо скорости и плотности потокаэнергообеспечения (исходногосостояния или фазы ритмаэнергообеспечения клетки,ткани) и их энергопотребления(парметров воздействия поплотности мощности, площади и длительности).Оптимальными могут бытьтолько воздействия, синхронныес фазами ритмов увеличенияэнергообеспечения клеток,ткани, органа, организма.

ЕcvГцФункция получает приоритетв начале роста энергии как более лабильная и менееэнергоемкая. Биосинтез повышается только послеувеличения плотности потокаэнергии как более инертный иэнергоемкий.

Е

t

Фазовый гель-золь переход с потреблением энергии на границе тела

клетки и аксонного холмика

А- прижизненная морфометрия нервной клетки

(метод дифференциальной интерферометрии),

В- «барьер» митохондрий на границе сомы и

аксонного холмика нейрона при его торможении

С- изменение отношения диаметров сомы и

аксонного холмика-(САИндекса),определяющего

декремент генераторного потенциала и

изменение частоты импульсной активности

А

В

С

Выработка временной связи на одиночном изолированном нейроне после усиления его

энергетического обмена

1- частотограмма импульснойактивности нейрона при действии исходно подпорогового электрического (лазерного)воздействия (пунктирная отметка)и подкрепляющего механическогораздражения (сплошная отметка),2- сочетанное воздействие,3- после прекращения подкрепляющегомеханического воздействия видны ответы на только одно электрическое раздражение и следовые колебания средней частоты после прекращенияобоих видов раздражения,4- ответы нейрона на включениетолько ранее подпорогового электрического воздействия

1

2

3

4

Частотограммы импульсной активности нервной клетки механорецептора рака при изолированном

воздействии ИК лазером (пунктир) и сочетании его с адекватным (сплошная линия) раздражением с

периодом 29с.

Появление медленных с периодом Т=2-3 мин. колебаний частоты импульсов в ответ на лазерное облучение Т=29си сохранение их в последействии.

Сочетание лазерного и адекватного механического раздражения с тем же периодом. Каждое механическое раздражение вызывает увеличение с тем же периодом частоту на 4-5имп/с.

Снова изолированное лазерное воздействие вызывает более частые колебания частоты (и возбудимости) сменьшей амплитудой.

Изменение периодов колебаний частотыимпульсов отражает изменение ритмовфазовых золь-гель переходов и ритмовконцентрации кальция в цитозоле ссохранением в последействии.

Схема кальциево-энергетического сопряженияритмов функции, энергетики и биосинтеза в клетке

Потоки энергии

Функциональные связи

Параметрические связи

Общеклеточный контурколебания Кальций цитозоля- циклические нуклеотиды.

От степени сопряжениядыхания и окислительногофосфорилирования зависиттепловая энергия,используемая на фазовыйпереход геля в золь в компартментах клетки

Гидродинамическая модель энергетической взаимосвязи колебательных процессов в клетке

Уровни эволюционнойинтеграции биосистем

Основные уровни:Биосфера, Биоценозы,Организмы, Клетки,

БСРЦ-биосинтетическиесаморедуплицирующиесяциклы золь-гель структур

Биосфера

Физико-космический уровень (надбиосферный)

Биоценозы

Организмы

Клетки

БСРЦ

Гены, вирусы

Физико-химический уровень (предбиологический)

ОКК

PКК

Семьи,стада

ФСРО

Ансамбли

ФСО

ФСОБ

ФСРБ

ОМК

РМК

ТКАНИ

ОРГАНЫ

Популяции

Консорции

БИОМЫ

ЗОНЫ

m1

l1k1

w1

v1 u1y1

z1

x2

x1

u0 v0 w0

p1

r0

s0

r0

r1

s1

p2 r2

r3

r4

s4

s2

s3

z2

z3

z4

x3

x4

x5

y4

y3

y2

p5?

p4

p3

u3

u4

u2

u5

k2

k3

k4

k5?

l2

l3

l4

m2

m3

m4

v4

v3

v2

w2

w3

w4

z0

Промежуточные функцио-нальные уровни: ФСРБ-

функциональные системыразнородных биоценозов,ФСОБ - функциональные

системы однородных биоце-нозов, ФСО-функциональные

системы организма, РКК-разнородные компартменты

клетки, ОКК-однородныекомпартменты клетки.

Промежуточные структурные уровни: РМК-разнородные микроструктуры клетки,

ОМК -однородные микроструктуры клетки.

Энергетические потоки на: x,y,z-функциональные и p,r,s-структурные измененияu,v.w-параметрическуюрегуляцию функции,k,l,m-параметрическуюрегуляцию структуры.

Энергетические потоки

Функция Структура

Периоды колебания или длительностьпереходных процессов

Основные уровни

биологической

интеграцииРасход Вход Расход Вход Реликтовые Основные Координации

p5 ?

k5 ?m4

l4

2.3 млрд. лет240 млн. лет24 млн. лет

7.4 млрд. л740 млн. л75 млн. л

23 млрд. лет?

x5

u5

w4

v4

s4

r4

p4

k4

m3

l3

800 тыс. лет80 тыс. лет8 тыс. лет

2.4 млн. л250 тыс. л25 тыс. л

7.4 млн. лет

z4

y4

x4

u4

w3

v3

s3

r3

p3

k3

m2

l2

260 лет26 лет

2 года 8 мес.

800 лет82 года

8 лет 4 мес.

2.5 тыс. лет

z3

y3

x3

u3

w2

v2

s2

r2

p2

k2

m1

l1

1 мес.3 дня8 час.

3 мес.10 дней24 час.

10 мес.

z2

y2

x2

u2

w1

v1

s1

r1

p1

k1 15 мин.1.5 мин.

9 с.

50 мин.5 мин.30 с.

150 мин.

z1

y1

x1

u1

w0

v0

s0

r0

300 мс.30 мс.3 мс.

1 с.100 мс.10 мс.

3 с.

z0 u0 100 мкс. 300 мкс. 1 мс.

Зависимость знака ответной реакции от исходного состояния и фазы ритма

энергетики клетки, ткани, органа, организма

ЯнИнь

Вдогонку

Навстречу

Фаза снижения кровенаполнения

= деструкция

Фаза увеличениякровенаполнения

= увеличение биосинтеза

Качели энергообеспечения

Зависимость реакции клетки, органа, организмаот параметров лазерной терапии

00,20,40,60,8

1

Длительность

Реа

кци

я

Постоянное Биоуправление

ИмпульсноеБиоуправление- нет адаптации

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Доля площади облучения

Ре

акц

ия

ОрганизмКлеткаОрган

10,5

00,10,20,30,40,50,60,70,8

Длина волны в мкм

Ре

акц

ия

Еф

Соотношение 1-2-3 глубин амплитудной модуляции физиотерапевтического воздействия меняют в зависимости от характера патологии (гипоксия,

артериальная или венозная гиперемия) и наличия дисбаланса артериальной и венозной частей

капиллярного русла

1.Тремор 7-13Гц

2. Пульс

3. Дыхание

Суммарныйсигнал (1,2,3)биоуправления

систола сердца

диастола

вдох

выдох

Критерии оптимальности параметровквантовой (лазерной) терапии

Гармоническая фиксированная частота лазерного воздействия

Биоритмэнерго-обеспеченияЗнак (+)реакции (--)

Кривая Лапика-Вейса

Время

Пл

отн

ость

мо

щн

ости

Выполняется ли закон Бунзена-Роско?

Эффект воздействия лазера0,3 дж/см 2 = Ес мВ/см2 х Тмин

Критерии оптимальностипараметров лазерной терапии

0,5 х10 1х5 5х1Переход части геля в золь нет + ++Активность СОД + + нетУровень микроциркуляции нет ++ +Продукция Т-лимфоцитов нет ++ +Нормализация ЧП/ЧД ++ + нетФрактальная размерность ЧП ++ + нет

Оптимальны параметры тольков режиме биоуправления.Факторный анализ значенийЕс, Т, S, λ не корректен из-занеаддитивности реакций ответа.Биорезонанс возможен толькопри многочастотной биоритмологическойбиосинхронизации.

АППАРАТ БИОУПРАВЛЯЕМОЙ КВАНТОВОЙ ХРОНОТЕРАПИИ «РИКТА-05»

• Хронодиагностика и контроль состояния пациента во время сеанса хронотерапии с биоуправляением по отношению частоты пульса (ЧП) к частоте дыхания (ЧД).

• Норма: 3<ЧП/ЧД <5.• Режим 1-4 : разные

соотношения глубин модуляции по сигналам пульса, дыхания, тремора.

• С учетом скорости пульсовой волны и места патологии вводят задержку по сигналу пульса.

• При воздействии в проекции миокарда включают реверсию знака сигнала пульса.

Датчик пульса

Датчик дыхания

Дисплей:ЧП, ЧД, ЧП/ЧД,биотаймер,1-4 режим

Терминал:8 красных,1 ИК лазер,магнит

Реабилитация на санаторном этапе больных, перенесших инфаркт миокарда

1. Уменьшение ишемии, болевой(уменьшение доз медикаментов)и безболевой (мониторированиеЭКГ по Холтеру по ΔSTсегмента),2. Увеличение толерантности кфизической нагрузке (ВЭМ),3. Нормализация вегетативногостатуса, индекса Баевского, Кардо,4. Улучшение иммунитета (методВогралика для дифференциальнойтермометрии),5. Улучшение функции миокардапо показателям вариабельностисердечного ритма, фрактальнойразмерности и хроноструктуры.

Зоны воздействия при квантовой хронотерапии с помощью аппарата «РИКТА-05» в режиме биоуправления

Биоуправляемая электрохронотерапия трофической язвы голени.

Аппарат «Гармония» (макетный экземпляр 1988г.)

Биоуправляемая электрохронотерапия использована какдополнение к биоуправляемой квантовой (лазерной)хронотерапии после снятия воспаления и отека дляускорения регенерации и улучшения ее качества безобразования келоида. Целесообразна с электрофорезомкальция или ксидифона при лечении пародонтоза, костныхпереломов, послеоперационных ран, остеопороза, нервно-мышечных травм, остеохондроза, болезни Штаргардта и др.

электроды

1-й сеанс

10 сеанс

Стабильна эпителизация язвы без рецидивов у 100%больных при условиинормализации активносисупероксиддисмутазыэритроцитов крови.

РИТМЫ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЕРЕХОДОВ В КЛЕТКЕ КАК

АКЦЕПТОРЫ И РЕЦЕПТОРЫ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Гель

ЗольСаi

Первичныеакцепторы

Рецепторы клеточноймембраны

ЦН

Н2О

1О2

Pm МП

Са депо

Функция

Биосинтез

Кровоток

t°C, рН, Росм

Физические воздействия

Химическиевоздействия

Энергети-ческий обменклетки

Прямые функциональные связи,

Обратные связи, Энергетические связи

?

Выводы:

Для воспроизводимости и предсказуемости эффектовквантовой (лазерной) терапии необходимы:•1. Биоуправление, биосинхронизация в ритмах•кровенаполнения ткани и биомодуляция в соответствии•с характером патологии (гипоксия, артериальная или •венозная гиперемия);•2. Временные параметры воздействия, адекватные•иерархии периодов биоритмов;•3. Учет средней плотности мощности, площади•одновременного (без сканирования) воздействия и его•длительности;•4. Соответствие указанных параметров и зон воздействия•специфике болезни, ее локализации, возрасту и другим•индивидуальным особенностям пациента;•5. Хронодиагностика непосредственно в ходе сеанса;•6. Биологический таймер.