二、光化作用

二、光化作用

利用光能作为激活能,在组织或细胞内引起的化学反应称为光化反应。普通光也有光化作用,如光合作用、光敏作用等。通常而言,激光和普通光的光化作用机制是一样的,但激光可使光化作用更有效、更迅速、更广泛。

光化学过程可导致酶、氨基酸、蛋白质和核酸等变性失活,分子结构也会有不同程度的变化,从而产生相应的生物效应。根据光化学反应的过程不同可分为光致分解、光致氧化、光致聚合、光致异构和光致敏化等。

在临床应用中,主要用到的是光致分解和光致敏化两种类型。

光致分解指生物分子吸收激光能量后导致分解,分解的产物随激光波长和温度的不同而不同。

光致敏化作用指有敏化剂存在时所发生的光化学反应称为光致敏化。(https://www.daowen.com)

光致敏化是生物系统所特有的,它对疾病的诊断和治疗中起到相当重要的作用。在光致敏化反应中,敏化剂起到催化光化过程作用,其本身并不发生永久性变化。

光敏化剂有两类,第一类光致敏化的特征是其反应无须氧分子参加,且温度对它的敏化速率几乎没有影响。敏化剂有呋喃香豆素、铀化合物等。例如临床上使用呋喃香豆素,在光照射下可治疗银屑病和白癜风即属于第一类光致敏化作用。

第二类光致敏化剂的特征是一定要有氧分子参加。凡是有氧分子参加的光敏化作用称为光动力作用。这类敏化剂种类较多,其中用来治疗肿瘤的血卟啉衍生物(hematoporphyrin derivative,HpD)就是其中常用的一种。

在激光医学中广泛应用的光动力疗法(photodynamic therapy,PDT),就是光致敏化作用具体应用的例子。PDT的基本机制是某些光敏物质,如血卟啉衍生物(HpD),48小时后仍潴留在肿瘤细胞中,而正常组织中的HpD却大部分已被清除,即使在一周以后肿瘤细胞中的HpD的浓度仍然很高。光致敏物质在没有光辐射时是没有活性的,但在适当激光照射后,这些光敏物质能发出荧光,并在肿瘤细胞中发生光动力反应,产生单态氧(singlet oxygen)杀死癌细胞,而周围正常组织基本不受损害。

已有报道应用激光联合光敏剂治疗实验兔门静脉癌栓的研究,提示肝癌门静脉癌栓的激光联合光敏剂治疗是安全、有效,有望成为一种治疗门静脉癌栓的新方法。