FOTOTERAPIA

• Generalitati• Radiații infraroșii• Lumina vizibilă• Radiațiile ultraviolete

INTERACTIUNI INTRE LUMINA SI MATERIE

I. REFLEXIA SI REFRACTIAII. TRANSMISIAIII. ABSORBTIAIV. EFECTE FOTOCHIMICEV. EFECTE BIOLOGICE

I. REFLEXIA SI REFRACTIA

A. Reflexia:Def – intoarcerea (partiala) in med din care a venit a undei

de lumina, at cand intalneste S de separatie a unui mediu

r (fact de reflexie) = rap dintre fluxul optic reflectat si fluxul incident (r = Fr/Fi)

F (fluxul) = E/S/timp; dep de: natura si compozitia med reflectat, starea S reflectant, unghiul de incidenta al radiatiei, λ a radiatiei incidente, compozitia spectrala a radiatiei

B. Refractia:

Def: fen de deviere a directiei de propagare a rad la trecerea dintr-un mediu in alt mediu

Unghiul de deviere dep de:- unghiul de incidenta- λ- caracteristicele celor 2 medii

II. TRANSMISIA

Radiatia transmisa = acea parte din rad incipienta care trece printr-un mediu fara a suferi atenuari energetice

IR la λ= 900 nm 15-20 % din rad incidenta pe pielea umana alba este transmisa fara efect

III. ABSORBTIADef = inversul transmisieiO parte a E radiante ce strabate un mediu –

transformata in alte forme de E – prin efecte termice, de excitatie electronica, fotoelectrice, fotochimice;

Niv. abs depinde de: - λ a rad incidente - natura med ambiant

- grosimea stratului de substanta parcurs de

radiatie

• Sticla obisnuita - lasa sa treaca toate rad vizibile si pe cele IR cu λ 3000-4000 nm; opreste UV cu λ 315 nm

• Sticla de plumb – opreste o mare parte din IR• Sticla de cuart – lasa sa treaca UV , 180 nm• Mediile biologice – capacitatea de absorbtie

variaza :

- albumina – abs rad cu λ < 230 nm

- subst coloidale organice – opace pt UV- corneea si cristalinul – f opace la UV

IV. EFECTE FOTOCHIMICE

- Produse in special de UV, determina transf chimice f. variate.

- Pot fi:• Simple – (disocieri moleculare) sau complexe –

lant de react => oxidari, reduceri, polimerizari, fotosinteza, proteoliza

• Reversibile / ireversibile- Dinamica r. fotochimice – infl de temperatura;

viteza de reactie creste odata cu cresterea temperaturii

V. EFECTE BIOLOGICE

1. Razele UV - patrund doar cateva zecimi de mm (se opresc in str superf ale epidermului)

2. Rad vizibile si IR – strabat str superf ale epidermei, spre cele profunde

3. UV – eritem actinic; IR – eritem caloric4. IR A – mai penetrante (2-3 cm); IR B- absorbite de

derm si epiderm; IR C – puternic absorbite (f putin penetrante)

5. IR – act calorica cu atat mai prof cu cat λ este mai mica

IR-efecte la niv tegumentelor

• Vasodil arteriolara si capilara => ERITEM CALORIC (30-40 min, apoi pigm patata, marmorata)

• Usor edem al str mucos• Edematierea papilelor • Infiltratii leucocitare perivasculare

• λ < 1500 nm si doze crescute citoliza, vacuolizari, infitrate seroase pericelulare

• Act prelungite si doze mari arsuri

λ < 1500 nm)

6. Iradierile cu UV cu λ = 290-320 nm => carcinogeneza7. Rad optice (UV si cele vizibile), fct de λ, intensitate si

timpul de expunere, pot determina:

- pierderea temporara/ireversibila a vederii- lez retiniene- arsuri la niv corneei si /sau retinei- opacifieri ale corneei- cataracta- fotocheratita

SURSELE DE LUMINA (IZVOARELE)

A. NATURALE: soarele, steleleB. ARTIFICIALE: lumanarea, lampa cu spirt, becul

electric, tuburi cu descarcare in gaze cu vapori de metale, arcul electric (voltaic)

1) Sursele cu incandescenta: filament de wolfram inchis intr-un balon vidat,adus la incandescenta prin intermediul unui curent electric; prin efect Joule, filam emite rad electromagnetice si din dom spectrului “vizibil”; eficacitate redusa (< lampi cu mercur)

2) Sursele cu descarcare in gaze: principiul descarcarii el intre 2 electrozi, plasati intr-un tub sau balon de sticla (cuart),cont un gaz/amestec de gaze

SPECTRUL LUMINIIDomeniul spectral Lungimea de unda Tipul radiatiei

INFRAROSU 0,75 μm-50μm IR apropiat (A= 0,75 μm-1,5 μm)IR intermediar (B= 1,5 μm-3 μm)IR indepartat (C = 3 μm-50 μm)

VIZIBIL 395 nm-750 nm 620 nm-750 nm = rosu590 nm-620 nm = oranj560 nm-590 nm=galben530 nm-560 nm = galben-verde500 nm- 530 nm = verde470 nm-500 nm = albastru435 nm-470 nm = indigo395 nm-435 nm = violet

ULTRAVIOLETE 10 nm – 380 nm UV A (unde lungi): 315 nm-380 nmUV B (unde medii): 280 nm-315 nmUV C (unde scurte): 100 nm – 280 nm

FOTOTERAPIA= utilizarea in medicina a proprietatilor biologice si fiziologice ale luminii

• Fototerapia naturala (helioterapia)• Lumina artificiala

- Radiatii calorice (IR)- Radiatii biochimice (UV)

RADIAȚIILE INFRAROȘII• Emisii fotonice cu energie înaltă cu λ=3000-1500 nm și

760nm→cls. în 3 domenii:– 760-1400-spectrul rad. infraroșii de tip A– 1400-3000-spectrul rad. infraroșii de tip B– 3000-15000-tip C

• Încălzirea pielii în str. superficial• 2 fenomene: transmisia energiei prin epiderm-absorbția

E la nivelul straturilor străbătute• 2mm profunzime, E=1-2cal/cm/min

EFECTE

• Eritem cu persistență redusă:prin eliberarea de subst. vasoactive (histamina)

• Stimularea secreției clorhidropeptice a stomacului:↑apetitului, stimularea fcț. pancreatice,a motilității intestinale,a digestiei

• Influențarea pigmentogenezei:2mec: iritativ-mecanic, fototraumatic și termic

• Ef.nociv asupra ochiului:cataractă,fotooftalmie

LUMINA VIZIBILĂ –DATE FIZICE ȘI BIOLOGICE

• Este emisia electromagnetică cuprinsă în domeniul 760-400 nm (spectru de 7 culori din suprapunerea cărora→ l. vizibilă)

• Corespondența culoare domeniu:760-650=roșu; 650-600=orange; 600 560=galben; 560-530=verde; 530-490=albastru; 490-450=indigo; 450-400=violet

• Controlul reflex al sensibilității ochiului la lumina vizibilă este realizat prin 2 mec.: 1 variația reflexă a diam.pupilar în fcț. de luminozitate;2variația reflexă a recepției la nivelul retinei în fcț. intensit. fasc. luminos

EFECTE BIOLOGICE• Stimulează secreția unor hormoni:STH-

stimul.rata de creștere în lungime a copiilor;ef. inh.melatonina, ef. inh. asupra melanogenezei

• TERAPIA ALTERNANTĂ LUMINĂ-ÎNTUNERIC:• Reglarea bioritmurilor perturbate, paralel cu

scăderea simtomatologiei psihoafective însoțitoare

• Reglarea ritmurilor secretorii hormonale alterate

• Trat.icterelor neonatale

RADIAȚIILE ULTRAVIOLETEDATE FIZICE

• Se află în vecinătatea rad. fotonice.• Ef. fizice și fizico-chimice: fotovoltaic,

fotoconductiv,fotoelectric propriu-zis, fotochimic, de fluorescență în cadrul dezactivărilor și ionizărilor;

• RUV=biocatalizatori ce controlează r.chim. și biochim.:oxidoreduceri, polimerizări, disocieri fotosinteză-fotoliză,

• Ef. dezv. de rad. UV =interacțiunea fotonilor cu atomii și moleculele substratului.

NIVELE DE IMPACT• Nivel 1: transferul de E de la particulele rad.UV către

particulele mediului neîncărcate electric• Nivel 2: nivelul acțiunilor indirecte;au loc reacții de

oxidare și reducere→RL• Nivel 3: nivelul răspunsurilor biologice• În fcț. de λ și de ef. biol. rad. UV se împart în

următoarele zone:– Zona A- cu λ lungă:400-320 (315) nm;– Zona B- λ medie:320 (315)-280 nm;– Zona C- scurtă:<280 nm (280-100 nm), abs. de

atmosferă;det. mutații genetice.

Abs.UV în piele↑cu↓λ 280nm abs.=puternică, λ <250nm nu mai există transmisie

La niv.str. cornos al epidermului se opresc toate rad. UVC.

λ<320nm(<250) are ca ținte aa aromatici din prot.Abs. ac. nucleici este max la 260-265nm →activ.mutagenă,bactericidă,virucidmax.Mec:lezarea bazelor pirimidinice nucleare→dimeri pirimidinici ce prod. Blocarea replicării ADN și ARN→moarte-celulară; λ<290-280nm potențial mutagen,oncogen,imunogen

EFECTE IMUNOLOGICE• Vîrfuri de periculozitate:λ=254nm(UVC);λ=290

nm(UVB);λ=360,400 nm(UVA)• 1.RUV influențează depunerea Ac circulanți anti-SSA/SSB

la joncțiunea dermo-epidermică• 2.RUV influențează str. imunocompetente din

piele:a.acț.nocive ef imunosupresor:herpes zoster,piodermite;ef fotoalergic:dermatoze de fotosensibilitate;b.acț.favorabile(UVB):foliculita eozinofilică pustuloasă( SIDA),acneea vulgară

• 3.↑rezistența nespecifică la inf• 4. ef adaptativ nespecific• 5.↑capacit de apărare a org

EFECTE CUTANATE

• ACUTE:– Eritemul– Pigmentarea– Modularea creșterii cel epidermice

• CRONICE:– Fotoelastoza– Apariția petelor pigmentare– Cancer

ERITEMUL CUTANAT

• Dep de tipul rad UV– UVA este slab,apare după 3-4h,max după

18h,se estompează la 24h,dispare la 48h,MED=9mj/cm

– UVB apare la 2h,max la24h,se estompează la 48h,MED=0,1-0,2 și6mj/cm,are variabilitate individuală

– UVC debut la 24-48h,max la72h,se estompează la câteva zile,MED=10,100j/cm

MECANISME DE PRODUCERE• UVB și UVC prevalează ef fotochimic1. UV→(aa, prot, prec. PG)= metab activi (histamina, subst.

tip chininic, PG-E1, F2α-, peroxizi de hidrogen/lipidici, MPZ acide etc) care det eritemul.

2. “Blocarea simpatica” → hipotonie la nivel vascular, exprimata prin:a. Vasodilatatie (pred in venulele subpapilare dermice)b. Latenta intre iradiere si eritemc. Fen de “extensie laterala”in zona iradiata (UVB)

AINS → întârzie/diminuă ap. eritem → confirm rol PG in ap.eritem

AINS → ”efect fotoprotector” → riscă admisia de doze periculoase de UV

MECANISME DE PRODUCERE

UVA→eritemul neinfluențat de AINS (fara ef. pe PG)1. Apariția altor metab ai acidului arahidonic2. Efect direct al rad asupra musc netede a vaselor

dermice asociat ef. med chimici asupra vaselor.a. Putere de penetrare mai mare decât UVB

( UVA pot străbate str. dermic)b. Ef. ”fotorelaxant” asupra miocitelor vasculare

– stim abs transmembranare de Ca si expulzia activa de sodiu→ UVA rol de agent fotosensibilizant endogen → converește E electromagnetica in E chimica

ROL ERITEM

ROL PROTECTOR CUTANAT

• Modulare a creșterii celulelor epidermice

• Favorizare a melanogenezei

STIMULAREA PIGMENTARII PIELII PIGMENTOGENEZA – MODULATĂ SI

CONTROLATĂ:• Prin implicarea SN (SNS)• Implicarea hipofizei

– Direct – h. Melanocitostimulator, melanotrop, MSH (rolstimulator)

– Indirect - ACTH→rol inhibitor asupra melano/pigmentogenezei

• Tiroidei – ef stimulatoare indirecte • Epifiza – secretia de melatonina• Ficatul – rata de metab a pigmentului melanic• Vit C – efec antagonice asupra enz din ciclul de

sinteza

• Pigmentarea este stimulată de:1. UV

a. Det stim biosintezei melanineib. Transf melaninei spre strat superf.

2. Lumina vizibilă 3. Temp. ridicată (inclusiv prin rad. Infraroșie)

• Hiperpigmentarea (UV):1. Rapida – efect fotocatalitic, mec prompt,

reversibil

2. Stabilă – formare de neopigment

• UVB – bronzare după eritem brun-negricioasă• UVA – bronzare directă, roșie-brună

KERATOZA

• Principala reacție fiziologică de apărare contra excesului de radiații UV sau solare

• Keratina– ecran protector : mecanic+chimic– Elasticitatea pielii

• Depășirea limitelor → hiperkeratoza

RADIAȚII UV (SOLARE) – ALTE EFECTE

• Eliberarea/sinteza unor subst biologic active→organe/str țintă = FACTORI AUTACOIZI:– Histamina– Activ riboflavinei și efect. Insulin-like;– Efect antialgic (terapie reflexă)– Efect stimulant pe metab. bazal – Scăderea Col. Liber– Sinteza vit D3: provitamina D3→ previtamina D3

→colecalciferol• Expunerea unei supraf de 20 cm2 tegum/UV →400UI vit D

(necesar zilnic)

VITAMINA D

ORGANELE ȚINTĂ• Intestin• Oase• Mușchi

ROLreglarea homeostaziei

calciu-fosfor sanguin

HIPOVITAMINOZA D• COPII – RAHITISMUL• ADULT - OSTEOMALACIA

PROFILAXIA

• Regim adecvat, natural sau artificial de expunere la Soare

• Aport alimentar corespunzător de sterine

RADIATII UV – EFECTE CRONICE• Fotoîmbătrânirea : alterarea biochimica si functionala

a:– Colagenului– Elastinei– MPZ din str pielii

• Deshidratarea tegumentară cu apariția petelor pigmentare

• Fragm fibrelor de colagen/elastină– Colagenizarea reticulinei cu scăderea sensibilității la

hialuronidază– Scăderea subst. fundamentale– Creșterea colagenului

• Carcinogeneza cutanată

ÎMBĂTRÂNIREA FIZIOLOGICĂ A PIELII

MACROSCOPIC

• Pergamentarea pielii

• Ridarea pielii• Gracilizarea

capilară la niv pielii

LA NIVEL CELULARFen declanșate de energiile

fotonice (cuantele UV și/solare )→ținte celulare:

• Modifică acizii aminați din str. colagenului

• Transformă fibrele de colagen în material amorf

• Produc dehidratare în profunzime (modif permeabilității mb cel)

EFECTELE NOCIVE ALE UV ASUPRA OCHIULUI

• ACUTE– Fotoconjunctivitele bulbare acute sau

Fotokeratitele acute - mecanisme:• fototraumatizarea intensă• fotosensibiliate

– Fotoretinita sau retinita actinica acută

• CRONICE– Cataracta secundară – acțiuni cumulative

în timp ale UV și solare

HELIOTERAPIALUMINA SOLARĂ = EMISIA COMBINATĂ

LUMINA SOLARĂ -ASPECTE GEOCLIMATICE-

• Intensificarea activității solare– Furtuni solare– Furuni magnetice

• Depleția stratului de ozon– ”găuri” în stratul de ozon → penetrarea rad

UV ce ajunge la nivelul solului• Creșterea îngrijorătoare a temperaturii la

suprafața Pământului – ”ÎNCĂLZIREA GLOBALĂ” – secundară ”EFECTULUI DE SERĂ”

LUMINA SOLARĂ – LA NIVELUL SOLULUI

FENOTIP CUTANAT UMAN (dpdv al sensibilității eritematoase)

/RADIAȚIA SOLARĂ GLOBALĂ• Tip I – întotdeauna arsură, niciodată pigmentare

• Tip II - întotdeauna arsură, pigmentare medie

• Tip III – ocazional arsură, întotdeauna pigmentare

• Tip IV - niciodată arsură, pigmentare întotdeauna

Emisiile sunt simultane – infraroșii și ultraviolete; Cele 2 tipuri își potențează efectele;

SENSIBILITATEA ERITEMATOASĂ

• Culoarea părului• Variații individuale

– Sex– Vârstă– Stări fiziologice– Stări patologice – Regiunea corpului

DOZAREA IRADIERII CU UV

• Pentru întreg corpul - corect se face dozarea pe torace

• În câmpuri localizate – dozarea se face pe câmpurile respective

EXPUNEREA TERAPEUTICĂ LA SOARE METODOLOGIE

• Eritem ușor → să atingă pragul eritem liminal → să se șteargă a doua zi

• ”Diagrama izocromă” a lui Pfleiderer:– Expunerea începe pe

21.06 ora 12 timp de 34 min

↓– Doza crește cu 30% /zi

din doza zilei precedente concordant cu mecanismele fotoprotectoare proprii

SUBSTANȚE FOTOSENSIBILIZANTE

• Exogene– Medicamente de uz intern

(amiodarona) / uz extern• engogene

– Tulburări metabolice

MECANISME• Reacția fototoxică• Reacția fotoalergică

MIJLOACELE DE PROTECȚIE FAȚĂ DE RADIAȚIILE FOTONICE/MECANISME

NEFARMACOLOGICE• Piese de vestimentație• Ochelari• Dispozitive de ecranare

FARMACOLOGICE• Uz extern: Subst care

împiedică total/parțial contactul cu rad UV (prop):– Să nu fie iritantă– Să nu conțină substanțe

oxidante– Să neutralizeze subst. toxice din

reacțiile fotochimice det de absorb cuantelor rad fotonice

• Uz intern– Vitamina PP– Carotenoizii– Antimalaricele de sinteza

MECANISME• Substanțe ecran (albe)

• Spectru extins (UVB, UVA)

• Împiedică bronzarea• Substanțe filtru

• Absorb UVB/permit trecerea UVA

HELIOTERAPIAINDICAȚII:

• Profilactice– Primare– Secundare - per de

convalescență după unele boli – rahitismul, osteomalacia

• Terapeutice– Neurodermita constituțională– Psoriazis vulgar– Eczema atopică– BPOC, pneumopatii cronice– Tulburări circulatorii

periferice

CONTRAINDICAȚII:• Fotodermatozele• Leziuni cutanate

precanceroase• Inflamațiile acute

epidermice• Tuberculoza evolutivă• Herpes simplex• Boala ulceroasă• Vârstele extreme

FOTOTERAPIA CU LUMINA POLARIZATA

DENUMIRI

• PILER = Polarized Polychromatic Incoherent Low Energy Radiation

• Lumina VIP = Visible Incoherent Polarized

CONSIDERATII GENERALE

• Lumina este un corpuscul (foton) insotit de o unda electromagnetica.

• Unda elmag se caract prin:– comp electrica– comp magn, ambele fiind perpendiculare una

pe cealalta si pe directia de propagare.

• Proprietatea de a da senzatia de lumina este legata exclusiv de comp el a undei.

FENOMENUL DE POLARIZARE

– O unda luminoasa este transversala, atunci cand vibratia componentei sale electctrice are loc intr-o directie ┴ pe dir de propagare, fara sa existe simetrie de rotatie de rotatie in jurul directiei de propagare.

– Absenta unei astfel de simetrii se numeste polarizare.– Existenta fenomenului de polarizare evidentiaza faptul

ca undele luminoase sunt transversale.– Fiecare unda este complet polarizata.– Planul definit de vibratia electica si dir de propagare

se numeste plan de polarizare.

MODALITATI DE OBTINERE A LUMINII POLARIZATE

• 1.polarizarea prin absorbtie selectiva: subst ca turmalina permit trecerea luminiiintr-un singur plan de polarizare (propr de dicroism).– Pelicule ce incorporeaza cristalele dicroice = pelicule

polaroide.

• 2.polarizarea prin reflexie: intensit L reflectate de supraf apei sau deo oglinda va apare mult diminuata, daca este analizata printr-o lampa polaroida.

• L se polarizeaza si prin refractie.

MODALITATI DE OBTINERE A LUMINII POLARIZATE

• 3.Polarizarea pin dubla refractie (birefringenta): unele cristale (calcita) au proprietatea dublei refractii L → va fi polarizata diferit, are viteze diferite in acelasi mediu, deoarece mediul prezinta indici de refractie dif(n1=1,658; n2=1,580)

• Prisma Nicol = cristal de calcita taiat a.i sa elimine una dintre cele 2 raze refractate. Rol:– Polarizor: cand se utilizeaza pt polarizarea L,– Analizor: cand se utiliz pt analizarea starii de polarizare a

L.

LAMPA DE TERAPIE CU LUMINA POLARIZATA (Piler)

• Are un set de lame plan paralele transparente din sticla → asigura fenom de polarizare prin reflexie, obtinandu-se un fascicul emergent de L polarizata.

• Reflectivitatea L polarizate este cu atat mai mare cu cat nr placilor din set creste.

• Fasciculul de L polarizata stabate un filtru de selectie a carui nuanta cromatica este plasata in domeniul galbenului (spectru 560-590 nm).

• Alte nuante spectrale din dom vizibil (rosu, oranj, verde,albastru) in fct de necesitatile terapeutice.

APARATELE PENTRU TERAPIA CU Bioptron

• Emit L polarizata liniar in λ = 400-2000nm• Undele luminoase Bioptron acopera dom L vizibile

si obanda mica de IR, (infrarosu apropiat).• Nu contin unde UV.• Au energie de 40 mw/cm2.• Nu sunt necesare masuri speciale de protectie.• Fasciculul luminos nu prezinta periculozitate pt

ochi (numai daca intensit sursei de L ar fi excesiva)

MODUL DE ACTIUNE AL LUMINII POLARIZATE

• Asigura reglajul biol

• Activeaza capacit de auto aparare a org

• Stimuleaza metab local

• Activeaza proc regenerative tisulare

• Creste activitatea energetica a mb cel

• Creste abs oxigenului in tes

Expunera la L polarizata exercita o influenta complexa multifactoriala asupra org.

• Factori de influenta directa:• Actiunea undelor luminoase electromagnetice• Factori termici• Factori mecanici (presiunea L)• Factori dependenti de prop biol ale tes

penetrate– Optice (coef de reflexie)– Coef de permeabilitate– Coef de absorbtie

APLICATII

• LP poate face parte dintr-un plan terapeutic /monoterapie.

• Λ = 400 – 2000 nm, ce caract L vizibila rece (fara componente UV) si o parte precisa din dom IR.

• Patrunde sub piele la 2.5 cm, fara o incalzire semnificativa a tes.

• Durata de aplicare: 2-6 min; 1-2 aplicatii/zi• Nu s-au obs ef sec.

LUMINA POLARIZATA

INDICATII• dermatologie: acnee,

alergie, eczeme,afte, psoriazis

• Reumatologie:artroze, bursite, periartrite

• Medicina sportiva: entorse,intinderi de ligamente, luxatii

• Chirurgie: accelereaza vindecarea ranilor, inchide abcese,ulceratii.

CONTRAINDICATII

• Neoplazii• Purtatorii de stimulator

cardiac• Sarcina