Bioelektronika a nieswoiste skutki biologiczne laserów małych mocy

• Autorzy: Dobrowolski J. W. , Sławiński J. , Laszczka A. , Różanowski B.

Warianty tytułu

EN

Bioelectronic and unspecific effects of low power laser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Lasery, jako źródło światła spójnego monochromatycznego o dużej gęstości energii są narzędziem badawczym uznawanym przez twórcę bioelektroniki Prof. Sedlada za adekwatne do sprawdzenia niektórych jej założeń. Dlatego kontynuowano doświadczenia nad wpływem różnych rodzajów laserów na bardzo różnorodny materiał biologiczny (m.in. niektóre glony, pierwotniaki, drożdże, hodowle tkankowe roślin, nasiona i zrzezy, bulwy, a także uszkodzone kości królików oraz na limfocyty, komórki krwi ludzi, itp.). Synteza kilkuletnich badań własnych prowadzi do wniosku, że istnieje nieswoisty efekt biostymulacji laserowej. Zwiększenie przyrostów biomasy w wyniku działania laserów małych mocy wiąże się z przyspieszeniem podziałów komórek. Zjawisko to występuje po dobraniu odpowiednich dla danego materiału biologicznego parametrów fotostymulacji. Koncepcja bioplazmy dostarcza teoretycznej przesłanki dla prób interpretacji tego skutku. Omówiono też dane literaturowe nt. wpływu promieniowania spójnego w zakresie 630+900 nm na niektóre komórki i organelle komórkowe. Wyniki licznych badań są mało powtarzalne. Autorzy upatrują przyczyn tego w niedostatkach metodologicznych eksperymentów i niewystarczającej znajomości mechanizmu oddziaływania promieniowania laserowego z jego receptorami biologicznymi. Dyskutowany jest model oddziaływania tego promieniowania na specyficzne "tarcze", w skład których mogą wchodzić kompleksy flawinowe - Fe-S oraz cytochromy. Pochłaniacze promieniowania oraz wzbudzenie elektronowe i oscylacyjno-rotacyjne inicjują kaskadę wzbudzonych procesów oksydoredukcyjnych, transportu e(-) i H(+) oraz fosforylacji i refosforylacji. Nadwyżka fosforylacji podwyższająca potencjał energetyczny i metabolizm komórek może występować tylko po rezonansowym dopasowaniu częstości, mocy i czasu trwania impulsu lub dawki promieniowania laserowego do elektronowych i spektroskopowych parametrów "tarczy biologicznej" i właściwym wyborze fazy fizjologicznej komórek (z uwzględnieniem m.in. cyklu podziałowego oraz wpływu różnorodnych czynników środowiskowych, w tym innych źródeł promieniowania). Model ten przewiduje przez to zarówno stymulujące jak i hamujące oddziaływania promieniowania laserów na materiał biologiczny.

EN

Lasers as the sources of coherent monochromatic light with high density of energy are instruments recognised by Sedlak, the founder of bioelectronics as adequate to check some of principles of bioelectronics. Thus the experiments on the influence of different types of lasers on varied biological materials (e.g. some algae, protozoa, yeasts, cultures of plant tissues, seeds, willow cuttings, bulbs as well as damaged rabbits lymphocytes, human blood cells). Our research, that has been conducted for a few years led us into the conclusion that there is a non-specific effect of laser biostimulation. The increase of biomass resulting as the effect of Iow power lasers is the result of cell division acceleration. This phenomenon occurs after selecting parameters of photostimulation adjusted to specific biological material. The concept of bioplasm provides theoretical premises for the attempts to interpret this effect. Literature data on the influence of the consistent radiation ranged from 650-900 nm on some cells and their organelles. The results of numerous papers are reproducible only in small extent. The authors explain this by lacks in methodology of the experiences and insufficient knowledge about mechanisms of the effect of laser radiation on biological receptors. A model of the effect of this radiation on specific "shields" with flavine complexes Fe-S and cytochromes is discussed. Absorption of radiation as well as electron and oxidation-rotation induction initiate a cascade of redox processes, transport of e(-) and H(+) as well as phosphorylation and rephosphorylation. The excess of phosphorylation elevating energy potential and celi metabolism can occur only after resonant adjustment of the frequency, power and duration of the impulse or the dose of laser radiation to electron and spectrophotometric parameters of a "biological shield" and proper selection of physiological phase of cells (regarding factors such as cell division cycle, the influence of various environmental factors including other radiation sources). Thus this model predicts not only stimulating, but also inhibiting effect of laser radiation on biological materials, depending on different conditions of irradiation.

Słowa kluczowe

PL

bioelektronika; laser małej mocy; nieswoiste skutki biologiczne; przyrost biomasy; przyspieszenie podziału komórek; fotosymulacja; bioplazma; promieniowanie spójne; biostymulacja laserowa

EN

bioelectronics; low power laser; unspecific effects biological; increase of biomass; cell division acceleration; photosimulation; bioplasm; consistent radiation; laser biostimulation

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Inżynieria Środowiska / Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 4, z. 1
• Strony: 103--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Dobrowolski J. W.

autor

Sławiński J.

autor

Laszczka A.

autor

Różanowski B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska,