Источники инфракрасного излучения широко используются в медицине. Задолго до открытия этого вида лучей и создания специальных ламп при лечении различных заболеваний люди пользовались средствами, способствующими уменьшению потерь собственного тепла. Шерстяные повязки при болях в пояснице, заболеваниях почек, ревматизме, специальные укутывания ограничивают теплоотдачу, повышают температуру кожи, рефлекторно воздействуют на вегетативную нервную систему, ослабляют спазмы, усиливают кровообращение. Применение теплых компрессов, грелок, электрических нагревательных подушек — новый шаг в области лечения теплом. Увлажнение компресса усиливает эффект, так как теплопроводность влажного эпидермиса увеличивается во много раз.
Наиболее современным методом физиотерапии является применение специальных ламп накаливания, излучающих инфракрасную радиацию ближнего диапазона, которая наиболее глубоко проникает в тело. Дозированное облучение отдельных участков кожи этими лучами дает отличный результат при заболеваниях лимфатической системы (отек, воспалительные инфильтраты), суставов (артриты, инфекционные артриты, ревматические поражения), грудной клетки (плевриты), органов брюшной полости (энтериты), печени, желчного пузыря. Особенно эффективен этот метод лечения при невралгиях, невритах, миозитах, различных кожных заболеваниях (фурункулах, карбункулах, абсцессах, пиодермитах, экземах), мышечных контрактурах. Инфракрасные лучи способствуют заживлению ран, оказывают болеутоляющее, антисептическое, противовоспалительное, отвлекающее действие, стимулируют жизненные процессы.
Однако пользуясь источниками инфракрасных лучей, необходимо помнить, что они представляют собой серьезную опасность для глаз. Ближние лучи вызывают сильный нагрев хрусталика и стекловидного тела, а длительное воздействие лучей приводит к катаракте, параличу зрачка, отслойке сетчатки. В связи с этим люди, работающие на специальных производствах и в физиотерапевтических учреждениях, должны носить защитные очки.
Инфракрасные лучи, обладающие сравнительно высокой проникающей способностью, находят свою область применения и в лечении глазных болезней. Нередко к офтальмологу обращаются больные с помутнениями роговицы, с просьбой об операции. Но прежде чем приступать к пересадке роговицы, врач должен знать, каково состояние глаза, радужной оболочки, зрачка там, под бельмом, будет ли видеть глаз после операции. Установить это можно только с помощью инфракрасных лучей, проникающих через мутную роговицу столь же легко, как сквозь прозрачную, и отражающихся от хрусталика и радужки. Снимок в инфракрасных лучах дает врачу нужную информацию для решения вопроса о целесообразности операции. Еще большие перспективы имеет применение электронно-оптических преобразователей, позволяющих непосредственно видеть в инфракрасных лучах состояние глаза. Этот метод удобен не только при непрозрачности роговицы, но и при сильной светобоязни, вызванной болезнью (наблюдение в темноте неболезненно в этом случае) , облегчает отыскание инородных тел в глазу и исследование опухолей.
Инфракрасный обогрев дает отличные результаты в животноводстве, где в холодные периоды года бывают значительные потери молодняка. Особенно целесообразно сочетание ультрафиолетового и инфракрасного облучения молодняка, позволяющее не только обеспечить оптимальный температурный режим, но и восполнить недостаток лучей, способствующих синтезу витамина D, ускоряющих рост и развитие животных.
Итак, невидимый тепловой луч успешно работает на пользу человека.
Глава V.
Антагонизм излучений
В науке нередко бывает так: долгие годы ученые проходят мимо явления, которое буквально лежит на поверхности, не придавая ему серьезного значения. Единичные факты и наблюдения не привлекают внимания. И лишь когда развитие науки достигает более высокого уровня, явление, мимо которого равнодушно проходили долгие годы, вдруг привлекает всеобщее внимание и даже оказывается в фокусе научной мысли. Так случилось с фотореактивацией.
В 1949 г., работая в противоположных точках земного шара, в Советском Союзе и в Соединенных Штатах Америки, два ученых одновременно сделали одно и то же открытие. Сотрудник Одесского института глазных болезней им. В. П. Филатова И. Ф. Ковалев изучал действие ультрафиолетовых лучей на одноклеточные организмы — инфузории, из-за необычной формы тела получившие название туфелек. Лучи с длиной волны 2537 А задерживали деление инфузорий, а при более длительном облучении туфельки обычно погибали. Ученый заметил, что, когда облученных инфузорий не помещают, как обычно, в темный шкаф, а оставляют под рассеянным дневным светом, количество погибших инфузорий уменьшается в два-три раза. Американский микробиолог Кельнер получил такой же результат, работая с культурами кишечной палочки и лучистого грибка — актиномицета. Новое явление получило название фотореактивации.
Итак, организм таинственным способом использует лучи видимого света для ослабления вредного действия ультрафиолетовых лучей. А между тем эти лучи мирно соседствуют в свете Солнца, и никто не предполагал, что они могут враждовать друг с другом.
Вновь открытое явление вызвало всеобщий интерес. Ведь и в прежние годы ученые сталкивались с антагонизмом излучений. Так, врачи-физиотерапевты наблюдали ослабление ультрафиолетовой эритемы, если участок кожи одновременно освещался видимым светом и инфракрасными лучами. В 1936 г. один немецкий врач даже воспроизвел это явление на своей собственной коже. Другие ученые обнаружили, что ультрафиолетовые лучи в интервале 2537—3020 А вызывают потемнение банановой кожуры, тогда как видимый ультрафиолетовый свет устраняет потемнение.
Фотореактивация наблюдается и тогда, когда между действием «разрушительных» и «восстанавливающих» лучей прошло около 1—2 часов. Если облучаемый организм сохраняется при низкой температуре или на голодной диете, т. е. в условиях угнетения обмена веществ, этот интервал может быть безболезненно увеличен. Фотореактивация — явление общебиологическое, свойственное почти всему органическому миру, от растворов белков и нуклеиновых кислот, вирусов, бактерий, грибков до насекомых, земноводных. Однако среди бактерий и простейших обнаружены отдельные виды, неспособные к фотореактивации, а млекопитающие, видимо, полностью лишены этой способности.
Наконец, наряду с классической фотореактивацией, при которой более длинноволновые лучи устраняют вредное действие коротковолнового ультрафиолета (2500— 3000 А), был обнаружен еще один эффект. На этот раз лечебное действие на облученные клетки оказывали еще более коротковолновые лучи в диапазоне 1850—2400 А. Причем коротковолновая реактивация наблюдалась, по-видимому, также и у организмов, лишенных способности к фотореактивации классической.
Наиболее легко восстанавливается процесс клеточного деления, резко уменьшается гибель клеток, частота мутаций, хромосомных повреждений, нормализуется способность к трансформации и нарушенный ритм клеточной активности. Все эти процессы так или иначе связаны с деятельностью наследственного аппарата клетки, с восстановлением функции нуклеиновых кислот ядра. Не поддаются фотореактивации процессы растворения клеточной оболочки, восстановления клеточного среза, движение ресничек у инфузорий и некоторые другие процессы, связанные главным образом с деятельностью клеточной плазмы. На один квант лучей-разрушителей должно приходиться 400—1000 квантов реактивирующего света. Но и при этом полного восстановления повреждений достигнуть не удается. Очевидно, механизм фотореактивации влияет не на все аспекты действия повреждающего света.
Для понимания сущности фотореактивации не менее важное значение имеет установление зависимости ее от температурных условий. В фотохимических реакциях за счет поглощения фотона создается избыток энергии, и повышение температуры не оказывает влияния. Наличие температурной зависимости служит показателем участия темновых химических реакций. Значит, процесс фотореактивации не ограничивается поглощением кванта реактивирующего света облученным организмом; фактически с этого поглощения лишь начинается процесс. Приобретенная организмом энергия расходуется затем в темновых реакциях.
Что это за реакции? Иными словами, каков механизм фотореактивации? Ученые обнаружили, что в неживой природе существуют явления, чрезвычайно сходные с фотореактивацией живых организмов. Еще в 1898 г. французский ученый Виллар описал следующее интересное явление. В заснятой, но не проявленной рентгенограмме, помещенной на рассеянный солнечный свет, изображение получится не обычное, негативное, а обратное, позитивное. Дневной свет меняет на рентгенограмме местами светлые и темные пятна. Дать рациональное объяснение этому явлению не удавалось. Прошло несколько лет, и ученые обнаружили, что описанное Вилларом явление — всего лишь частный случай более общего явления, названного эффектом обращения. Если на фотопластинку подействовать сначала более коротковолновым излучены-» ем, а потом более длинноволновым, то последнее уничтожает или «перевертывает», обращает (как в случае эффекта Виллара) результат, вызванный первым облучением. Нетрудно обнаружить черты сходства между эффектом обращения, наблюдающимся на фотоматериалах, и фотореактивацией живых организмов. Это подтверждало очень важную общую закономерность, свойственную как живой, так и неживой природе. Оставалось «только» выяснить механизм явления.
