Лазерная терапия что это такое в медицине

Лазеротерапия

Лазеротерапия — один из видов физиотерапевтических процедур — широко и успешно применяется в нашем отделении для лечения и профилактики множества болезней сердечно-сосудистого характера. Это инновационный, великолепно зарекомендовавший себя метод. Отделение оснащено самыми современными лазерными аппаратами. Высококвалифицированные врачи восстановят ваше здоровье, используя разнообразные методики лечения, в том числе и лазерное облучение.

Лазеротерапия: что это такое

Болезни сердца и сосудов лечат в отделении разными методами. Лазеротерапия представляет собой высокоэффективный и безболезненный вид лечения, при котором применяется лазерное облучение как главный действующий фактор.

В медицине наибольшее распространение получила терапия лазером красного и инфракрасного диапазонов. Красный луч проникает на глубину тканей на несколько миллиметров, инфракрасный может проникать на глубину в несколько десятков миллиметров. Такое облучение является низкоинтенсивным, оно не прогревает ткани, подвергающиеся воздействию лазера.

Лазером можно облучать патологические зоны либо в контакте с проблемным местом, либо на расстоянии. Также применяется внутрисосудистая лазеротерапия.

Высокая эффективность лазеротерапии объясняется мощным позитивным воздействием лазерного излучения на клетки сосудов и крови.

Использование лазеротерапии приводит к улучшению кровообращения, устранению спазмов сосудов, улучшению их тонуса и кровотока в них, купированию воспалительных процессов. После сеансов лазерного облучения нормализуются процессы в мышце сердца, значительно улучшается микроциркуляция крови.

Болезни сердца и сосудов, которые лечат лазером

Лазеротерапевтический метод интенсивно и целенаправленно используется в кардиологии, поскольку отличается широким диапазоном воздействия на сосуды и сердце.

В нашем отделении лазеротерапию применяют при следующих сосудистых и сердечных патологиях:

Назначить лазерное облучение может только специалист отделения. Чтобы точно определить, какое количество воздействия лазерного облучения требуется для вашего конкретного случая, в отделении используются специальные технологии, благодаря которым можно измерить определенные параметры эритроцитов крови.

При ИБС в хронической или острой стадии действие лазерного облучения многокомпонентно. Благодаря лазеротерапии уменьшается ишемический участок, увеличивается устойчивость сердца к гипоксии. Облучение лазером снимает боли в сердце, нормализует аритмии. Дозировки антиангинальных лекарственных средств после лазерного курса можно уменьшить. Приступы стенокардии становятся реже, а иногда прекращаются совсем, скорость кровообращения возрастает, как и сократительная возможность сердца, что ведет к восстановлению функций сердечной мышцы.

Медикаментозное лечение при гипертонии большей частью убирает внешние проявления болезни, не избавляя от ее причины. После сеансов лазеротерапии кровь гораздо лучше переносит и связывает кислород, поэтому в сердце и в мозг его поступает гораздо больше обычного. Применение лазера для лечения гипертонии значительно улучшает состояние пациента: головная боль появляется реже или исчезает, также могут прекратиться головокружения, неприятные ощущения в области сердца. Показатели давления существенно меняются в лучшую сторону, что позволяет уменьшить количество гипотензивных лекарственных средств.

В случае атеросклероза лазерное облучение нормализует свертываемость крови, что может предотвратить образование тромбов в сосудах. Также лазер воздействует на гладкую сосудистую мускулатуру, поэтому кровоток усиливается, в ткани поступает больше кислорода, все обменные процессы нормализуются, ишемия уменьшается, боли в сердце проходят, а поврежденные сосуды восстанавливаются. Происходит торможение атеросклеротических процессов, приводящих к повреждению сосудов.

Неинвазивная низкоинтенсивная лазеротерапия эффективна при стенокардии: производит антиангинальное воздействие, после процедур дозы специальных лекарств обычно уменьшаются.

Лазеротерапия выступает отличным способом профилактики инсультов и инфарктов.

Сосуды очищаются от холестериновых наслоений, к ним возвращаются крепость и эластичность, нормализуется кровоток.

Общий многокомпонентный эффект лазерной терапии

В целом, эффект для сердца и сосудов при применении лазерного облучения заключается в следующих улучшениях:

Противопоказания к лазерному облучению

Инновационный лазерный метод лечения сосудов и сердца имеет и свои противопоказания. К ним относятся:

Как выполняется сеанс лазеротерапии

Все характеристики облучения специалисты отделения подбирают индивидуально для каждого конкретного случая. Вам назначат тактику лечения, определят локализацию воздействия, количество процедур, длительность сеанса.

Лазеротерапия, выступающая высокотехнологичным методом лечения поражений сердца и сосудов, давно и успешно применяется в нашем отделении. Если у вас имеются хронические поражения сердца или сосудов, наши специалисты рекомендуют сеансы лазерной терапии один-два раза в год. Лечебный эффект методики чрезвычайно высок.

Материалы по теме:

Повышенное содержание холестерина в крови

Холестерин – это липидоподобное органическое соединение, жирный спирт, входящий в состав плазматических мембран клеток всех живых организмов на планете, за исключением безъядерных.

Кровь здорового человека имеет нормальную реологию и свободно перемещается по сосудам всего тела. Но в некоторых случаях тромбоциты, ее клетки, связываются между собой и образуют тромбы. При наличии таких сгустков кровоток либо замедляется, либо совсем останавливается.

Источник

Что такое лазерная терапия: показания и противопоказания, отзывы

Лазерная терапия – одно из направлений медицины, основанное на использовании излучения оптического диапазона и его воздействии на физиологию живых организмов.

Лазерная терапия направлена на профилактику и лечение заболеваний, вызванных нарушением работы функциональных систем организма, нормализацию метаболических процессов, включая работу иммунной, эндокринной, паракринной и нервной систем, лечение и реабилитацию пациентов после таких травматических повреждений, как ожоги, разрывы тканей, переломы.

Понятие лазерная терапия появилось тогда, когда появились первые терапевтические источники низкоинтенсивного лазерного излучения.

Современные приборы используют полифакторные источники электромагнитного излучения: это постоянное магнитное поле, источник красного света, импульсный источник инфракрасного излучения и источник низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения.

Посредством микроэлектродной техники доказано наличие мембранного потенциала клетки [1], т. е. разности потенциалов, существующих на мембране между цитоплазмой клетки и ее внешней поверхностью: наружная поверхность заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно.

Даже небольшие изменения потенциалов сопровождаются выраженными физиологическими функциями: нервным импульсом, сокращением мышечной клетки, секрецией гормонов и т.д.

При выравнивании потенциалов на мембране, клетка перестает выполнять свои функции, что приводит к ее смерти. Такая функция мембраны клеток является ключевой основой для нормальной работы всего организма.

При заболеваниях, изменение функции тканей происходит за счет неадекватного распределения разности биопотенциалов на мембране клеток, ингибируя работу белков, ответственных за транспорт веществ и ионов через мембрану.

Доказано, что лазерная терапия способна обеспечить восстановление повреждений и нарушений работы клеточных мембран, активировать работу клеток и межклеточные взаимодействия [2].

ЭФФЕКТ ОТ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

Перечислим основные эффекты, которые вызывает лазерная терапия:

— На уровне органов: увеличение скорости кровотока, реологический и микроциркуляторный эффекты, регуляция аденогипофиза, нормализация работы щитовидной железы, стимуляция половых желез, коронарно активный, спазмолитический, метаболические эффекты [4].

— На уровне систем и организма: коррекция факторов специфического и неспецифического иммунитета, улучшение кровообращения, обезболивание, снижение возбудимости вегетативных центров, улучшение проводимости нервных волокон [5].

А также: снижение глюкокортикоидной активности надпочечников, снижение уровня перекисного окисления липидов, регулирование обратных связей, увеличение нейрогуморальных факторов, ускорение выработки ферментов и АТФ [6, 7].

Помимо вышеуказанных эффектов, отмечается:

— снижение уровня холестерина;

— ускорение синтеза коллагена;

— улучшение трофики тканей;

— усиление регенерации эпителия и кожи;

— профилактика и лечение целлюлита;

— нормализация и рост синтеза простагландинов;

— противовоспалительный, противоотечный рассасывающий, саногенный, адаптирующий, стрессолимитирующий, гиполипидемический и антиоксидантный эффекты и др.

МЕХАНИЗМЫ ЛЕЧЕБНОГО ДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

Рассмотрим их на примере заживления ран и язв. Уже в первых клинических работах по использованию низкоэнергетического лазерного излучения была показана способность лазерной терапии стимулировать заживление кожных ран, костных переломов, длительно незаживающих и, устойчивых к лекарственному лечению, язв [8].

Раневой процесс в коже в своем развитии протекает в несколько этапов. Все начинается с повреждения кожных покровов. Повреждения происходят под влиянием: физических (травма, порез, ожог), химических (кислота, щелочь) или биологических (вирусы, микробы) факторов.

Повреждения разрушают клетки и происходит локальный разрыв сосудов, что приводит к кровотечению. Из разрушенных клеток освобождаются биологически активные молекулы, которые сами могут приводить повреждение окружающих клеток и приводить к развитию воспалительного процесса.

Первым этапом восстановления является очищение поврежденного очага от обломков клеток и проникших микробов. Эту функцию выполняют особые клетки – лейкоциты и макрофаги, которые мигрируют в зону повреждения из крови и окружающих тканей.

Лейкоциты и макрофаги поглощают остатки клеточных структур и микроорганизмы, выделяют особые вещества, стимулирующие размножение окружающих клеток и рост сосудов.

Уже на этом этапе оказывается полезным эффект воздействия лазером, который способствует инактивации повреждающих молекул, повышает подвижность и активность макрофагов, способствуя быстрейшему очищению раны.

Следующим этапом является интенсивное размножение клеток, находящихся по краю раны, их движение (миграция) в зону поражения и созревание (дифференцировка). Лазерная терапия способствует активации клеток, ускоряя восстановление тканей.

Важнейшим фактором заживления раны или восстановления структуры любого поврежденного органа является миграция в зону повреждения стволовых клеток. Стволовые клетки – это молодые клетки, способные, в зависимости от условий (клеточного окружения), превращаться в любые клетки организма.

Благодаря такой способности, они получили название «полипотентные клетки». Под влиянием ЭМИ, стволовые клетки начинают более активно мигрировать, пролиферировать и замещать поврежденные клетки.

Способностью ЭМИ стимулировать миграцию стволовых клеток объясняется эффективность лазерного излучения при инфаркте миокарда, повреждениях мозга, вследствие недостаточного притока крови, или печени, при вирусном гепатите [9].

Важным фактором хорошего заживления раны является и восстановление притока крови, приносящей кислород и питательные вещества к растущим клеткам. Восстановление кровотока достигается за счет роста новых сосудов (ангиогенеза). Показано, что при использовании лазерной терапии происходит активация этого процесса [10].

Результатом слаженного протекания, описанных выше, процессов является полное заживление раны и восстановление структуры пораженного органа.

ЛАЗЕРНАЯ ТЕРАПИЯ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ОПУХОЛЕЙ

В литературе в течение длительного времени обсуждается вопрос о возможности применения лазерной терапии при опухолевых заболеваниях. Первоначально предполагалось, что опухолевые процессы являются абсолютным противопоказанием для лазерной терапии.

Однако, накапливаются данные, свидетельствующие о том, что лазерная терапия (ЛТ) может вызывать повышение противоопухолевой резистентности организма. Огромный вклад в исследовании этой проблемы внёс профессор Г. Е. Брилль.

Образование раковой клетки из нормальной (фаза трансформации) происходит под влиянием канцерогенов (физических, химических, биологических). Однако появление одиночных раковых клеток еще не означает неизбежного развития опухоли.

В здоровом организме постоянно образуются патологические клетки, которые распознаются и уничтожаются иммунной системой. Опухоль растет только в случае размножения одиночных патологических клеток (фаза активации).

В настоящее время установлено, что суть фазы трансформации заключается в том, что под влиянием канцерогенов происходит активация особых участков генетического аппaрата клетки (протоонкогенов). Протоонкогены – это нормальные клеточные гены, работающие на определенных этапах жизни и контролирующие размножение, рост и созревание клеток.

Работа протоонкогенов очень тонко регулируется: они включаются только тогда, когда нужно, и быстро выключаются. При несвоевременной или избыточной активации протоонкогена, он превращается в онкоген, что ведет к превращению нормальной клетки в раковую.

В генетическом аппaрате клетки имеются и антионкогены, то есть гены-защитники. Они тормозят активацию онкогенов, способствуют исправлению ошибок в их структуре и препятствуют клеточной трансформации.

Под влиянием низкоинтенсивных ЭМИ, активируются антионкогены, стимулируются механизмы исправления поломок в генетическом аппaрате клетки и тормозятся онкогены. ЭМИ оказывают защитное действие на этапе трансформации нормальной клетки в злокачественную.

Вместе с тем, под влиянием ЭМИ, стимулируются также механизмы иммунной защиты против опухолевых клеток. Когда в результате трансформации, в организме появляется раковая клетка, ее распознают как чужеродную особь клетки Т-лимфоциты. Информацию о распознавании лимфоциты передают макрофагам, которые убивают опухолевые клетки. Под влиянием лазерного излучения, происходит активация и Т-лимфоцитов и макрофагов, то есть повышается противоопухолевая резистентность организма.

Еще один аспект противоопухолевого действия лазерной терапии связан с профилактикой осложнений, возникающих у опухолевых больных [11]. Растущая опухоль, увеличиваясь в размерах, прорастает в ткани и раковые клетки внедряются в стенку сосуда.

Встроенные в стенку, раковые клетки контактируют с тромбоцитами крови, которые могут прилипать к опухолевым клеткам, склеиваться между собой, формируя тромб.

Тромб перекрывает просвет сосуда, нарушая приток кислорода, что ведет к развитию тканевых повреждений. Низкоинтенсивное ЭМИ уменьшает «липкость» как раковых клеток, так и тромбоцитов, препятствуя тем самым тромбообразованию и нарушению кровоснабжения тканей.

Но вот при воздействии на кровь (гемотерапия) у таких животных усиления роста опухоли не отмечалось, а тормозился её рост. В онкологической практике лечение лазерной терапией применяется довольно широко, но только для лечения осложнений, возникающих при проведении химиотерапии [12]. Лазерная терапия применяется для лечения сопутствующих заболеваний.

Главное – не воздействовать лазерным излучением непосредственно на опухоль и её метастазы. Лазерная терапия крови оказывает стимулирующее влияние на кроветворение, в виде увеличения количества гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов.

Докторов медицинских наук перечислить невозможно, достаточно сказать, что в нашей стране защищено более 250 кандидатских и докторских диссертаций по лечению заболеваний методами лазерной терапии. Тысячи публикаций отечественных и зарубежных авторов свидетельствуют об эффективности лазерной медицины.

Отзывы о лазерной терапии вы можете почитать и посмотреть тут. Лазерная терапия показана при заболеваниях суставов, при остеохондрозе, заболеваниях глаз, носа, в гинекологии и других областях.

Внимание! Перед применением приборов лазерной терапии, необходимо проконсультироваться со специалистом!

ЦЕНТРЫ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

Центр лазерной терапии «Биомед»

Центр лазерной терапии «Биомед» работает в Москве с 2005 года. Клиники центра оказывают услуги по лазерной эпиляции, косметологии лица и тела, удалению новообразований, лечению волос и кожи головы.

Адрес: г. Москва, ул. Цветной бульвар 19, стр. 5

Время работы: ежедневно с 9-00 до 20-00

Медицинский центр “Авиценна”

Медицинский центр “Авиценна” начал свою практику в 2004 году. Центр оснащён аппaратурой, отвечающей новейшим разработкам. Высококвалифицированный персонал проводит лечение лазерной терапией, подобранное по показаниям, в зависимости от степени заболевания.

Адрес: г.Москва, улица Трофимова, дом 36, корпус 1.

Время работы: ежедневно с 9-00 до 21-00

Медицинский центр “Ист Клиник”

В медицинском центре “Ист Клиник” работают специалисты с клиническим опытом от 10 до 43 лет и высшим уровнем квалификации. Центр предоставляет пациентам услуги лазерной терапии.

Адрес: г. Москва, Ленинградский пр-т, д. 76, корп. 3

Время работы: ежедневно с 9-00 до 21-00

Сеть клиник «Линлайн»

«Линлайн» – международная сеть клиник лазерной косметологии и пластической хирургии. Первая клиника открылась в 1999 году.

Адрес: г. Москва, ул. Беговая, д. 24

Время работы: ежедневно с 9-00 до 21-00

Городской медицинский центр

Городской медицинский центр был основан в 2006 году. Клиника предоставляет пациентам качественную медицинскую помощь, в том числе и услуги лазерной терапии.

Адрес: г. Москва, ул. Планерная, д. 6 корпус 1

Время работы: с 8:00 до 19:00,суббота: с 9:00 до 18:00

Источник

Лазеротерапия

Именно поэтому лазеротерапию используют для лечения широкого спектра заболеваний.

При проведении лазеротерапии специальный аппарат генерирует монохромное лазерное излучение в импульсных либо непрерывных режимах. В зависимости от терапевтических целей и используемой методики лечения задается определенная мощность пучка света, а также длина световых волн.

Процедура может проводиться:

Однако более популярными являются неинвазивные методы лазеротерапии. В нашем Центре используются лазерные аппараты серии «Мустанг 2000+». Они позволяют применять различные методы лазерного воздействия. При этом достигается высочайшая точность при настройке параметров излучения и максимальный контроль процесса лечения со стороны специалиста. Аппарат позволяет проводить сеансы лечения лазером максимально безопасно и комфортно для каждого пациента.

Лазерный свет способен проникать в ткани органов на необходимую (по медицинским показаниям) глубину, которая зависит от длины волны и мощности светового потока. Это позволяет концентрировать терапевтическое воздействие лазерных фотонов точечно, на конкретных участках тела.

Врачи-физиотерапевты нашего центра

Заведующий кабинетом физиотерапии, кандидат медицинских наук, врач-физиотерапевт

Отзывы пациентов:

Эффекты лазеротерапии

Лазеротерапия на сегодняшний день используется как в качестве самостоятельного способа лечения, так и эффективно комбинируется с приемом медицинских препаратов. Процедура позволяет в кратчайшие сроки запустить ряд ответных реакций организма:

Ключевую роль эффективного лечения играет квалификация и профессионализм специалиста. Длительность и периодичность процедур определяется врачом индивидуально в зависимости от заболевания. Специальной подготовки от пациента не требуется. Во время процедуры врач и пациент надевают специальные очки, защищающие глаза от лучей лазера.

Показания к применению лазеротерапии

Лазеротерапия отлично зарекомендовала себя при лечении таких заболеваний, как:

Кроме этого, лазеротерапию успешно применяют в стоматологии, гинекологии, педиатрии, эндокринологии и т.д. Любое воздействие лазером оказывает также общеоздоровительное действие на все органы и системы организма. Его можно применять для ускорения процесса реабилитации после тяжелых болезней и травм, для предупреждения частых простудных заболеваний.

Противопоказания

При всей безопасности терапии ее не назначают пациентам:

Специалисты Скандинавского Центра Здоровья подбирают индивидуальную программу терапии в каждом конкретном случае. При необходимости такое лечение будет дополнено приемом медикаментов и другими методами физиотерапевтического воздействия.

Источник

Механизмы низкочастотной лазерной терапии и светотерапии

Введение

Возможность использования низкоинтенсивного света видимого или ближнего инфракрасного диапазона в целях уменьшения боли, воспалительных процессов и отека, заживления ран и предотвращения повреждения тканей известно уже почти сорок лет с момента изобретения лазеров. К первоначальным свойствам лазерного излучения (холодный лазер) на сегодняшний день добавились и новые, включая фотобиомодуляцию и фотобиостимуляцию с использованием некогерентного света. Несмотря на многочисленные сообщения о положительных результатах экспериментов, проведенных in vitro, в моделях на животных и в рандомизированных контролируемых клинических испытаниях, вопрос о НИЛТ остается нерешенным, что, вероятно, связано с двумя основными причинами. Во-первых, не полностью понятны биохимические механизмы, лежащие в основе положительных эффектов от лазерной терапии. Во-вторых, сложность рационального выбора среди большого количества параметров излучения, таких как длина волны, плотность, интенсивность, структура импульса и продолжительность терапии, привела к публикации ряда как негативных, так и положительных отзывов. В частности, наблюдалась реакция применения двухфазной дозы облучения, когда низкоинтенсивный свет имел гораздо лучший эффект относительно высокоинтенсивного излучения. Настоящий вводный обзор будет посвящен некоторым из предложенных клеточных хромофоров, ответственных за влияние видимого света на клетки млекопитающих, включая цитохром с-оксидазу (с пиками поглощения в ближней инфракрасной спектральной области) и фотоактивные порфирины. Предполагается, что митохондрии являются вероятным сайтом начальной реакции организма на свет, приводя к увеличению синтеза АТФ, модуляции активных форм кислорода и индукции транскрипционных факторов. Эти эффекты, в свою очередь, приводят к увеличению пролиферации и миграции клеток (в частности, фибробластов), модуляции цитокинов, факторов роста и медиаторов воспаления и повышенной оксигенации тканей. Результаты этих биохимических и клеточных изменений у животных и пациентов включают такие преимущества, как ускорение заживления ран, улучшение прогнозов при спортивных травмах, уменьшение боли при артрите и невропатии, а также быструю реабилитацию после сердечных приступов, инсульта, повреждения нервной ткани.

ИСТОРИЯ

В 1967 году, спустя несколько лет после того, как был изобретен первый рабочий лазер, Эндре Местер из Университета Семмельвейса в Будапеште, Венгрия, захотел проверить, может ли лазерное излучение провоцировать рост раковых клеток у мышей [1]. Сбрив волосы на спине, Местер разделил мышей на две группы и подверг низкоинтенсивным излучением рубиновым лазером (694 нм) одну группу. К его удивлению волосы на обработанной лазерной терапией группе выросли быстрее. Это была первая демонстрация «лазерной биостимуляции». С тех пор медицинское лечение источниками когерентного света (лазерами) или некогерентным светом (светоизлучающие диоды, светодиоды) начало интенсивно развиваться в медицине. В настоящее время в области физической терапии во многих частях мира практикуется низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ), также известная как «холодный лазер», «мягкий лазер», «биостимуляция» или «фотобиомодуляция». Фактически, светотерапия является одним из самых старых терапевтических методов, используемых людьми (исторически как светотерапия у египтян, а позже как УФ-терапия, благодаря которой Нильс Финсен стал обладателем Нобелевской премии в 1904 году [2]). Использование лазеров и светодиодов в качестве источников света стало следующим шагом в технологическом развитии светотерапии. В НИЛТ вопрос уже не в том, имеет ли свет биологические эффекты, а в том, как энергия от терапевтических лазеров и светодиодов работает на клеточном и органном уровнях и каковы оптимальные параметры света для различных источников света.

Одним из важных моментов, которые были продемонстрированы в многочисленных исследованиях в клеточных культурах [3], моделях животных [4] и в клинических исследованиях, является концепция двухфазного дозозависимого эффекта, когда результат сравнивается с общей суммарной плотностью энергии света (флюенсом). Причина, по которой метод называется низкоинтенсивным, заключается в том, что существует оптимальная доза света для любого конкретного применения, а дозы ниже этого оптимального значения или, что более важно, больше оптимального значения, будут иметь уменьшенный терапевтический результат, а зачастую высокие дозы света могут привести к отрицательному результату. Возможно, существуют три основные области медицины и ветеринарной практики, в которых НИЛТ играет важную роль (рисунок 1). Это: (i) заживление ран, восстановление тканей и предотвращение клеточной смерти; (ii) облегчение воспаления при хронических заболеваниях и травмах с его ассоциированной болью и отеком; (iii) облегчение нейрогенной боли. Предлагаемые пути объяснения механизмов НИЛТ должны в идеале быть применимы ко всем этим условиям.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Фотобиология тканей

В первом законе фотобиологии говорится, что для видимого света малой мощности, имеющего какое-либо влияние на живую биологическую систему, фотоны должны поглощаться электронными полосами поглощения, принадлежащими некоторому молекулярному хромофору или фотоацептору [5]. Один из подходов к нахождению идентичности этого хромофора – осуществление спектрального воздействия. Графическое изображение, представляющее биологический ответ в зависимости от длины волны, частоты или энергии фотонов должно совпадать со спектром поглощения молекулы фотоацептора. Тот факт, что структурированный спектр действия может быть построен графически поддерживает гипотезу о существовании клеточных фотоацепторов и сигнальных путей, стимулируемых светом.

Второе важное соображение касается оптических свойств ткани. Как поглощение, так и рассеяние света в ткани зависят от длины волны выше в синей области спектра, чем в красной, так и основной хромофор ткани (гемоглобин) имеет высокую поглощающую способность волн короче 600 нм. По этим причинам существует так называемое «оптическое окно». Вода начинает значительно поглощать свет при длинах волн больше 1150 нм. По этим причинам в тканях, подвергнутых воздействием красного и инфракрасного спектров, имеется так называемое «оптическое окно», где максимальное проникновение света в ткань максимизируется (рис. 2). Поэтому, хотя синий, зеленый и желтый свет может оказывать значительное влияние на клетки, растущие в оптически прозрачной культуральной среде, использование НИЛТ у животных и пациентов почти исключительно связано с красным и ближним инфракрасным светом (600-950 нм).

Рисунок 2. Оптическое окно ткани вследствие уменьшения поглощения красной и ближней инфракрасной длин волн (600-1200 нм) тканевыми хромофорами.

Спектры действия

В 1989 году было высказано предположение о том, что механизм действия НИЛТ на клеточном уровне основан на поглощении монохроматического видимого и NIR-излучения компонентами цепи переноса электронов клеток [6]. Внутренняя митохондриальная мембрана содержит 5 комплексов интегральных мембранных белков: NADH-дегидрогеназу (комплекс I), сукцинатдегидрогеназу (комплекс II), цитохром-редуктазу (комплекс III), цитохромоксидазу (комплекс IV), АТФ-синтазу (комплекс V) и двух свободно диффундирующих молекул убихинона и цитохрома с, которые перемещают электроны от одного комплекса к другому (рис. 3). Дыхательная цепь совершает ступенчатый перенос электронов от NADH и FADH2 (образующихся в цикле лимонной кислоты) к молекулам кислорода с образованием (с помощью протонов) молекул воды, используя энергию, выделяемую этим протонным переносом, на перекачку протонов (H+) от матрицы к межмембранному пространству. Протонный градиент, образованный мембранным процессом активного транспорта, образует миниатюрный аккумулятор. Протон может проходить обратно вниз по этому градиенту, возвращаясь к матрице, только через другой комплекс интегральных белков во внутренней мембране, комплекс АТФ-синтазы.

Рис 1. Структура и принцип работы цитохром с-оксидазы.

Рисунок 5. Спектр действия НИЛТ в культуральных клетках, у животных и пациентов. Представленные данные являются объединением многих отчетов из нескольких лабораторий.

В исследовании, проведенном Pastore et al [11], изучалось влияние излучения He-Ne лазера на цитохром c-оксидазу. Было обнаружено повышенное окисление цитохрома c и увеличение скорости переноса электронов. Артюхов и его коллеги обнаружили [12] повышенную ферментативную активность каталазы после воздействия He-Ne.

Поглощение фотонов молекулами приводит к электронно-возбужденным состояниям последних и, следовательно, может привести к ускорению реакций в дыхательной цепи [13]. Ускорение электронного транспорта обязательно приводит к увеличению производства АТФ [14]. Увеличение синтеза АТФ и увеличение градиента протонов приводит к увеличению активности антипортеров Na+/H+ и Ca2+/Na+ и всех АТФ-зависимых ионных транспортеров, таких как Na+/K+ АТФаза и Са2+. АТФ является субстратом для аденилатциклазы, поэтому уровень АТФ контролирует уровень цАМФ. Оба Ca2+ и cAMP очень важны для вторичных мессенджеров. Особенно это касается ионов кальция, которые регулируют почти каждый процесс в организме человека.

В дополнение к опосредованному цитохром с-оксидазой увеличению производства АТФ НИЛТ может ускорять и другие механизмы. Первым из них мы рассмотрим «гипотезу синглетного кислорода». Некоторые молекулы, поглощающие видимый спектр, такие как порфирины, и не имеющие в активных центрах металлов с переходной валентностью [15], а также некоторые флавопротеины [16], после поглощения фотона могут на продолжительное время переходить возбужденное состояние, впоследствии имея возможность взаимодействовать с кислородом, что будет приводить к образованию реакционноспособного синглетного кислорода. Это та самая молекула, которая используется в фотодинамической терапии (PDT) для уничтожения раковых клеток, разрушения кровеносных сосудов и уничтожения микробов. Исследователи PDT давно знают, что очень низкие дозы PDT могут вызвать пролиферацию клеток и стимуляцию тканей вместо убийства, наблюдаемого при высоких дозах [17].

Следующим предложенным механизмом была «гипотеза изменения редокс-свойств» [18]. Изменение метаболизма митохондрий и активация дыхательной цепи путем светового воздействия также увеличило бы производство супероксидных анионов O2•-. Было показано, что клеточное образование O2- зависит в основном от метаболического состояния митохондрий. Другие окислительно-восстановительные цепи в клетках также могут быть активированы НИЛТ. NADPH-оксидаза представляет собой фермент, обнаруженный на активированных нейтрофилах и способный к немитохондриальной окислительной вспышке, индуцируя образование больших количеств ROS [19]. Эти эффекты зависят от физиологических параметров организма, а также от параметров излучения.

Активность цитохром c-оксидазы подавляется оксидом азота (NO). Это ингибирование митохондриального дыхания NO, являясь обратимым процессом, может быть объяснено прямой конкуренцией между NO и O2 на восстановленном двухъядерном центре CuB/a3 цитохром c-оксидазы [20]. Было предложено, что лазерное излучение способно нивелировать подобный процесс и, таким образом, повышая скорость дыхания (NO гипотеза) [21]. Недавно опубликованные данные Karu et al. [21], косвенно подтверждают эту гипотезу. Другим доказательством участия NO в ответах на НИЛТ является увеличение продукции NO-синтазы при воздействии светом (635 нм) [22]. Хотя оба наблюдения подтверждают гипотезу зависимости уровня NO в ответ на НИЛТ, отклик на разные длины волн в различных исследовательских моделях могут регулироваться различными механизмами.

Клеточный сигналинг

Предполагается, что НИЛТ производит сдвиг общего окислительно-восстановительного потенциала клетки в сторону большего окисления [28]. Различные клетки в диапазоне условий роста имеют отчетливые редокс-состояния. Поэтому эффекты НИЛТ могут значительно различаться. Клетки, первоначально имеющие более низкий редокс-статус (низкий уровень внутриклеточного рН), обладают высоким потенциалом биологического ответа при воздействии НИЛТ, тогда как клетки в оптимальном редокс-состоянии реагируют слабо или не реагируют на лечение светом вообще.

Рисунок 6. Клеточный сигналинг, индуцированный НИЛТ.

РЕЗУЛЬТАТЫ IN VITRO

Типы клеток

Существуют данные о том, что несколько типов млекопитающих и микробных клеток могут реагировать на НИЛТ. Большую часть работы Karu использовала Escherichia coli [29] и клетки HeLa [30], клеточную линию карциномы шейки матки человека. Однако для клинических применений НИЛТ, подлежащих валидации, гораздо важнее изучить влияние НИЛТ на не-злокачественные типы клеток, которые могут быть эффективно стимулированы в целях устранения некоторых заболеваний или травм. Для исследований заживления ран вариация клеток, вероятно, ограничивается эндотелиальными клетками [31], фибробластами [32], кератиноцитами [33] и, возможно, некоторыми классами лейкоцитов, например, макрофаги [34] и нейтрофилы [35]. Для исследований по облегчению боли и восстановлению нервной ткани изучать следует нейроны 37 и глиальные клетки [39]. Для противовоспалительных и противоотечных эффектов лазерного излучения – макрофаги [34], тучные клетки [40], нейтрофилы [41], лимфоциты [42] и т.д. Существует литературные данные об эффектах НИЛТ in vitro для большинства из этих типов клеток.

Изолированные митохондрии

Поскольку дыхательная цепь и цитохромоксидазы расположены в митохондриях, несколько групп ученых испытали влияние НИЛТ на изолированных митохондриях. Наиболее популярной системой для изучения является влияние He-Ne лазерного облучения митохондрий, выделенных из печени крыс, в которых наблюдался повышенный электрохимический протонный потенциал и ускоренный синтез АТФ [43]. Индуцированный синтез РНК и белка был продемонстрирован при 5 Дж/см2 [44]. Pastore et al. [45] обнаружили повышенную активность цитохром с-оксидазы и полярографически измеренного увеличения утилизации кислорода при 2 Дж/см2 при применении He-Ne лазера. В облучаемых светом митохондриях обнаружена значительное повышение активности протонного насоса, около 55%-ное увеличение отношения

Источник