Фотодинамическое действие

Фотодинамическое действие — это повреждение биологических структур и нарушение их функций, возникающее при поглощении света определёнными пигментами или красителями (например, акридинами, антрахинонами, некоторыми порфиринами, рибофлавином) в присутствии кислорода.

В качестве субстрата реакции могут выступать самые разнообразные органические вещества. Поэтому к фотодинамическому действию чувствительны многие структуры и функции на всех уровнях организации жизни — от организма до молекулы.

Проявления на уровне организма

• Кожа: Вызывает эритему (покраснение) и воспалительные процессы (фотодерматозы) при нанесении на кожу активных красителей.
• Кровь: Может приводить к интоксикации при поглощении света свободными порфиринами крови, что наблюдается при нарушении порфиринового обмена.
• Отравления: Известны случаи отравления животных при поедании растений, содержащих фотодинамически активные пигменты (например, гиперицин в зверобое).
• Онкология: Существует вероятность развития канцерогенных процессов при фотодинамическом действии в пигментированных образованиях.

Проявления на клеточном и молекулярном уровне

• Клетки: Проявляется стимуляцией или торможением деления клеток, мутагенными эффектами, бактерицидным действием, повреждением биологических мембран.
• Процессы: Оказывает влияние на ключевые физиологические и биохимические процессы, такие как дыхание, окислительное фосфорилирование и фотосинтез.

Механизмы повреждения

В основе многих эффектов лежит повреждение молекул белков, в том числе ферментов. Это происходит из‑за фотодинамического окисления входящих в их состав аминокислот. Действие на генетический аппарат, бактерии и вирусы обусловлено инактивацией нуклеиновых кислот, которая является результатом разрушения их азотистых оснований.

Современный контекст

Сегодня фотодинамическое действие легло в основу целого направления медицины — фотодинамической терапии (ФДТ). Этот метод используется для лечения онкологических заболеваний, некоторых инфекций и болезней кожи. При ФДТ в организм вводится специальный фотосенсибилизатор, который избирательно накапливается в патологических тканях (например, в опухоли). Последующее облучение светом определённой длины волны активирует вещество, что приводит к избирательному повреждению и разрушению целевых клеток с минимальным воздействием на здоровые ткани.