Люблю я запах активных форм кислорода поутру... Ч.1.

Итак, мои чюваки, настало время обсуждения серьезных вещей. Сегодня мы с вами разберемся в том, что есть напалм для раковой клетки (или бактерии, грибка и всякой подобной мелкой, но вредной шушеры), как он работает и при чем тут кот с лампой. Иначе говоря, сегодня я вам расскажу про фотодинамическую терапию раковых заболеваний. А Если быть точнее, то взгляд на нее со своего болота - мира химии.

P.S. как просили - сначала подпись, затем картинка. Учтите это при прочтении поста, иначе получится как с пупой и лупой...

Фотосенсибилизатор в окружении цитостатиков и цитотоксинов

Для ленивых: добрый доктор загоняет в тушку препарат, потом светит на тушку специальным светом, препарат хавает энергию, потом со всей силы дает подсрачника кислороду, а тот со злости идет ломать будку раковую клетку или какие-то из ее структур.

Итак, перейдем к сути поста. Все или почти все картинки нагло спи...рачены из интернетов, потому некоторые из них будут на английском, но в тексте я все расскажу. Начнем со схемы проведения фотодинамической терапии (далее - ФДТ, символы надо экономить) раковых заболеваний.

Так выглядит процедура ФДТ

Опустим все приготовления, сразу начинаем пихать в тушку фотосенсибилизатор. Фотосенсибилизатор (далее - ФС) - та штука, на основе которой и держится вся процедура и чуть ниже я расскажу как она вообще работает. Так вот, эта штука бульбулирует по всей человеческой тушке, постепенно расползается от места введения до всех кончиков вашей тушки. Клеточки человека могут посчитать, что им дали вкусняшку и схавать ФС и таким образом он попадет внутрь клетки. А особенно хорошо фотосенсибилизатор может попасть именно в раковые клетки, ибо здоровым чужого особо не надо (хоть и не всегда), а вот раковые еще и у соседей отожмут. И так уж получается, что спустя определенное время ФС оказывается преимущественно в раковых клетках.

Вот тут то на сцену и выходит кот с лампой.

Котики просто лечат, а кот с лампой - даже рак

А вот дальше добрый доктор, который накачал тебя неизвестной зеленой (вероятнее всего - зеленой. Иногда - синей или сине-зеленой) субстанцией берет лазер и начинает шмалять светить тебе прямо в твой рак. И вот тут то и происходит магия (вообще, физика с химией, но пусть будет магия). Раковой клетке от этого света знатно плохеет, она начинает дохнуть. При чем, в идеальном случае, в раковых клетках случается пиз апоптоз, т.е. запрограммированный процесс самоуничтожения клетки. В самом идеальном исходе, раковая опухоль, в некотором роде, рассасывается сама собой после этой процедуры.

Раковая опухоль во время экспозиции (облучения)

А далее вы просто недельку-другую полежите в больничке, пока из вас выходит ФС и спокойно чешете домой доживать свой больничный. И все! Никаких разрезов, никакой жуткой химио- или радиотерапии, ничегошеньки. Укольчик -> лампа -> пописать зеленой мочой -> домой.

Итак, теперь разберемся как эта магия происходит. Почему именно под действием света это работает. Свет - это электромагнитное излучение, которое обладает определенной энергией. Видимый свет и гамма-лучи или рентген, которые применяются в лучевой терапии - это, грубо говоря, одно и то же (физики, не бейте, лучше обоссыте), но есть нюанс - энергия видимого света гораздо меньше гаммы и он не причинит вашей тушке никакого вреда (если вы не эпилептик и если вас не вызвали на дуэль на фонариках, разве что). Но эту энергию можно поглотить и перенаправить в нужное русло. Этим то и занимается фотосенсибилизатор (который ФС, если вы еще не забыли).

Работает это так. Обратимся к диаграмме Яблонского:

Диаграмма Яблонского для фотосенсибилизатора

Свет влупашивается в молекулу ФС (на диаграмме выше он подписан как PSs). ФС озадачен таким поворотом событий и начинает поглощать тот свет, который может (а какой именно может - расскажу в посте, посвященном окраске соединений). Это его возбуждает и заставляет перейти из состояния S0 (основное состояние) в состояние S1 (возбужденное состояние). Соединение поглотило свет, т.е. поглотило определенную энергию. Иначе говоря, соединение впороло фотончик и его жмыхнуло, от чего оно начинает творить всякую дичь, а именно начинает "преобразовывать" эту энергию. Оно может просто испустить новый фотон, переходя при этом из возбужденного состояния в основное, что приводит к флуоресценции (переход S1 -> S0), а может переобуть свою электронную оболочку и сказать "ребят, смотрите, я триплет" и перейти в другое возбужденное состояние, обозначенное T1. И оттуда уже кислород может спокойно отжать для себя немножко энергии. При этом он совершает похожие преобразования, но наоборот. Молекула ФС успокаивается, приходит в себя от фотонного бэдтрипа, а для кислорода все только начинается, ведь он переходит из триплетного состояние в синглетное.

Синглетный кислород в естественной среде обитания

Синглетный кислород начинает барагозить внутри клетки. Это своего рода солевой наркоман, которому нужно до кого-нибудь докопаться и он начинает докапываться до своей среды обитания, т.е. до клетки, а именно до ее структурных единиц. Он начинает окислять все подряд, клетка теряет способность к функционированию и планомерным образом дохнет. При этом, у нее есть два стула: некроз и апоптоз. В первом случае пики точеные - клетку разлупашивает и все ее содержимое оказывается снаружи, что вызывает негодование и воспаление всего вокруг, т.е. это плохой вариант для всех. Ну а второй - заставляет организм понять, что что-то идет не так и запустить процесс естественного уничтожения этой клетки. Организм понимает, что там творится совсем уж какое-то нечистое дело и ампутирует у себя поврежденную раковую клетку.

В следующей части я расскажу как химики подстраивают молекулы таким образом, чтобы получить более эффективные фотосенсибилизаторы. Не факт, что это будет следующим постом, поскольку для того, чтобы грамотно это объяснить, нужно сделать определенный экскурс в то, как образуется цвет соединения, как можно переключать те или иные свойства и т.п.

P.S.1. Чуваки, простите за то, что долго не было обещанного поста, поскольку я был в двухнедельной командировке. Постараюсь исправиться.

P.S.2. Концовка поста довольно сумбурна, поскольку опыта в подобном изложении у меня еще мало

P.S.3. Материал, представленный в текущем посте, является довольно упрощенным для более простого понимания широкой публики. Естественно, есть очень много деталей, которые были опущены для того, чтобы не перегружать пост еще сильнее. Поэтому, экспертов прошу особо не пинать. А если вдруг кто-то что-то не понял - велкам в комменты, там разберемся :)