Журнал "Макрогетероциклы"

А. А. Красновский,^@ А. С. Козлов, А. С. Бендиткис

ФИЦ Биотехнологии РАН, 119071 Москва, Россия

^@E-mail: phoal@mail.ru

DOI: 10.6060/mhc190659k

Макрогетероциклы 2019 12(2) 171-180

В настоящее время активно обсуждается представление о том, что лазерная стимуляция клеток и лазерная терапия могут быть результатом прямого возбуждения молекул кислорода лазерным излучением и поэтому служат альтернативой классической фотодинамической терапии (ФДТ) с порфириновыми фотосенсибилизаторами. Настоящая работа посвящена анализу этой гипотезы на основе экспериментального сравнения скоростей генерации синглетного кислорода при фотосенсибилизированном порфиринами и прямом лазерном возбуждении О₂ в органических растворителях и воде при нормальных условиях. Установлено, что в насыщенных воздухом растворителях, не содержащих порфирины, генерация синглетного кислорода возникает при лазерном возбуждении в области длин волн, соответствующих триплет-синглетным переходам в мономерных молекулах кислорода. Наибольший эффект наблюдали при возбуждении при 1273 и 765 нм, более слабый – при возбуждении в области 1070 и 690 нм. При возбуждении в области 630 нм (≤300 мВт/см²), соответствующей поглощению димолей кислорода, генерацию синглетного кислорода достоверно обнаружить не удавалось. Кинетический анализ скоростей образования синглетного кислорода позволил измерить оптическую плотность и молярные коэффициенты поглощения в главных максимумах поглощения кислородных молекул. Полученные значения сопоставлены с абсорбционными коэффициентами безметального протопорфирина IX. Анализ показывает, что при действии красного света порфирины, которые всегда присутствуют в нормальных клетках в концентрации 10–50 нМ, должны генерировать синглетный кислород с эффективностью, которая по крайней мере на два порядка больше, чем при действии красного света на кислород в не содержащих порфирины системах. Увеличение концентрации порфиринов в тканях, происходящее при воспалении, порфириях или при применении в ФДТ, должно приводить к усилению фотодинамического действия еще на 2–4 порядка величины. Отсюда следует, что при биологическом и терапевтическом действии красного и видимого света процесс фотосенсибилизации порфиринами существенно более вероятен, чем фотосенсибилизация кислородом. Отсутствие у порфиринов ИК полос поглощения полностью исключает их участие в биомедицинских эффектах, вызванных ИК светом. Фоторецепторами в этом случае могут служить молекулы кислорода. Однако из-за крайне низкой квантовой эффективности фотосенсибилизации кислородом в естественных условиях вопрос о реальном вкладе этого механизма в настоящее время нельзя считать полностью решенным, необходимы дальнейшие исследования.

С полным текстом статьи можно ознакомиться на английской версии сайта