Systemové účinky Terapie svetlom Bioptron

Prof. Kira A. Samoilova, PhD, DSci,

Štúdiu fotobiológie a fotomedicíny sa venujeme viac ako 50 rokov a terapiu svetlom BIOPTRON skúmame už 18 rokov. Náš primárny záujem o túto formu fotoliečby pramení z jedinečných vlastností svetla BIOPTRON, ktoré je typovo podobné slnečnému žiareniu na Zemi - polychromatickému a infračervenému žiareniu s vysokou hustotou, typickému pre letné dni v Európe. Tieto dve zložky slnečného spektra tvoria asi 97 % slnečného žiarenia na zemskom povrchu. Zaoberáme sa veľmi dôležitým faktorom životného prostredia, vďaka ktorému vieme posúdiť reakcie ľudského a zvieracieho organizmu na svetlo, ako súčasť adoptívnej reakcie na svetlo, ktorá sa vyvíjala počas dlhého evolučného obdobia. Už niekoľko rokov sa venujeme štúdiu účinkov svetla BIOPTRON na zloženie krvi, ktoré je dôležité pre regeneračné a metabolické procesy. Keďže červené krvinky sú dôležité pre intenzitu cirkulácie krvi, skúmali sme ich reologické vlastnosti. Zistili sme, že v časovom rozpätí 0,5-24 hodín po jednom nasvietení u dobrovoľníkov s deformitami, červené krvinky stúpli, pričom ich viskozita klesla. Posilnila sa transportná funkcia (konkrétne prenos kyslíka), čo viedlo k čiastočnému zvýšeniu tlaku kyslíka v krvi.
Súčasne sme skúmali rozčlenenie krvných doštičiek a zvýšenie antikoagulačnej aktivity v plazmových komponentoch, ktoré sú určujúce pre rozvoj antitrombotických účinkov svetla BIOPTRON: nasvietenie femorálnych artérií u potkanov úplne zablokovalo rozvoj pokusne vyvolanej ireverznej trombózy v sledovaných cievach.

Dôležitú úlohu pri trofickej funkcii krvi zohráva rýchlosť jej cirkulácie v mikrocievach. Naše výskumy dokázali, že po 2-minútovom nasvietení malej plochy na tele, sa rýchlosť mikrocirkulácie u dobrovoľných pacientov s diagnózou Diabetes mellitus typu II zvýšila lokálne a aj vo vzdialenejších tkanivách (na systémovej úrovni). Optimálne zvýšenie rýchlosti mikrocirkulácie bolo zaznamenané po 30 minútach (až o 47 %).

Naša štúdia dokázala, že v oboch prípadoch bolo príčinou zvýšenej mikrocirkulácie spustenie syntézy kysličníka dusnatého (NO), ktorý je najdôležitejším vazodilatačným prvkom, vylučovaným vaskulárnymi endoteliálnymi bunkami a doštičkami.

Popri lepšej mikrocirkulácii a posilnenej transportnej funkcii krvi sme zaznamenali úpravu niektorých ukazovateľov metabolizmu: po aplikácii svetla BIOPTRON u dobrovoľníkov, hladina glukózy a aterogénnych lipidov (triglyceridy, cholesterol, β-lipoproteíny) v ich krvi poklesla, zatiaľ čo obsah anti-aterogénnych lipidov (α-lipoproteíny) stúpol.

Liečivé účinky terapie svetlom BIOPTRON sú nepochybne spojené s lepšou mikrocirkuláciou krvi, s posilnenou trofickou funkciou krvi, ale aj s vyššou koncentráciou rastových faktorov a niektorých cytokínov v krvnom sére.

Taktiež sme dokázali, že pridaním 2,5 % séra do kultivačného prostredia, izolovaného z krvi dobrovoľníkov alebo pacientov s rakovinou prsníka 1-2 stupňa, po 7-10 pooperačných sedeniach so svetlom BIOPTRON, sa výrazne stimuluje rozmnožovanie keranocytov, endoteliocytov a fibroblastov v procese hojenia, pričom sa blokuje rozmnožovanie niekoľkých línií nádorových buniek.

Pri pokusoch s laboratórnymi zvieratami sa zistilo, že aplikácia svetla BIOPTRON spomaľuje rast zhubných nádorov po aplikácii svetla u myší s tumorom, ako aj po priamom nasvietení samotných nádorových buniek s ich následnou transplantáciou myšiam rovnakého druhu.
Mechanizmus protinádorového účinku svetla BIOPTRON nesúvisel s cytotoxickým ani cytostatickým pôsobením svetla na bunky, ale bol dôsledkom štrukturálnych zmien na povrchu nádorových buniek, ktoré podporili ich rozlíšenie s pomocou buniek známych ako NK bunky (natural killer) - hlavných efektorov vrodenej protinádorovej imunity.

Výsledkom bola zvýšená cytolitická aktivita NK buniek, ktorá zlikvidovala svetlom ožiarené nádorové bunky. Mechanizmus protinádorových účinkov svetla BIOPTRON v prípade fotoradiácie u myší s nádorom musí byť predmetom ďalšieho štúdia. Podľa nášho názoru však bola dokázaná onkologická bezpečnosť terapie svetlom BIOPTRON.

Všetky horeuvedené údaje boli uverejnené v hlavných medzinárodných časopisoch o fotomedicíne a fotobiológii (Fotomedicína a laserová chirurgia, Fotochemické a fotobiologické vedy, Fotochémia a fotobiológia, Laserová terapia, Fotodiagnostika a fotodynamická terapia, Lasery v medicíne, atď).

KRÁTKE INFORMÁCIE:
Po 18 rokoch intenzívneho štúdia svetla BIOPTRON a jeho účinkov na človeka môžeme objasniť mechanizmy hlavných systémových účinkov - protizápalové, imunomodulačné, hojivé, protinádorové a upravujú metabolické procesy. Tieto účinky sa rozvíjajú vďaka fotomodifikácii krvi v cievach hornej vrstvy pokožky. Je pozoruhodné, že nasvietenie malej plochy tela prináša zmeny v celkovom obehovom systéme. Je to určite spojené s fyzikálnymi zvláštnosťami svetla BIOPTRON: jeho viditeľné polychromatické a infračervené zložky simulujú parametre hustoty energie a spektra dvoch hlavných druhov slnečného žiarenia na Zemi - hlavného environmentálneho faktora. Počas evolúcie dokázali podporiť vývoj prospešných adaptačných mechanizmov pri využívaní svetla u živých organizmov.

Zoznam referencií, (Prof. Samoilova a kol.)

1. Samoilova K.A., Obolenskaya K.D, Vologdina A.V., Snopov S.A., Shevchenko E.V. Single skin exposure to visible polarized light induces rapid modification of entire circulating blood. 1. Improvement of rheologic and immune parameters. Proc. SPIE. –1998. – Vol. 3569. P. 90-103.
2. Samoilova K.A., Zubanova O.I., Snopov S.A., Mukhuradze N.A., Mikhelson V.M. Single skin exposure to visible polarized light induces rapid modification of entire circulating blood. 2. Appearance of soluble factors restoring proliferation and chromosome structure in X-damaged lymphocytes. – Proc. SPIE, 1998, 3569: 26-33.
3. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Glazanova T.V., Pavlova I.E., Bubnova L.N., Rosanova O.E., Obolenskaya K.D. Exposures of human body surface to polychromatic (visible + infrared) polarized light modulate a membrane phenotype of the peripheral blood mononuclear cells. Laser Technology. – 2002. – Vol. 12 (1). – P. 7-24.
4. Obolenskaya K.D., Samoilova K.A. Comparative study of effects of polarized and non-polarized light on human blood in vivo and in vitro. I. Phagocytosis of monocytes and granulocytes. Laser Technology. –2002 – Vol. 12(2-3). P.7-13.
5. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Obolenskaya K.D. The regulatory effect of polychromatic (visible and infrared) light on human humoral immunity. Photochemical and Photobiological Sciences – 2004. – Vol. 3, №.1. – P.102-108.
6. Samoilova K.A., Bogacheva O.N., Obolenskaya K.D., Blinova M.I., Kalmykova N. V., Kuzminikh E.V. 2004. Enhancement of the blood growth promoting activity after exposure of volunteers to visible and infrared polarized light. I. Stimulation of human keratinocyte proliferation in vitro. Photochemical and Photobiological Sciences – 2004. – Vol. 3, №.1. – P.96-101.
7. Bogacheva ON, Samoĭlova KA, Zhevago NA, Obolenskaia KD, Blinova MI, Kalmykova NV, Kuz'minykh EV.Enhancement of fibroblast growth promoting activity of human blood after its irradiation in vivo (transcutaneously) and in vitro with visible and infrared polarized light. –Tsitologiia. – 2004. – Vol.46(2). – 159-171.
8. Zhevago N.A., Samoilova K.A. Pro- and anti-inflammatory cytokine content in the human peripheral blood after its transcutaneous and direct (in vitro) irradiation with polychromatic visible and infrared light. Photomedicine and Laser Surgery. – 2006. – Vol. 24(2). – P.129-139.
9. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Calderhead R.G. Polychromatic light similar to the terrestrial solar spectrum without its UV component stimulates DNA synthesis in human peripheral blood lymphocytes in vivo and in vitro. Photochemistry Photobiology. – 2006. – Vol. 82(5). – P.1301-1308.
10. Knyazev NA., Samoilova KA, Filatova NA, Galaktionova AA. Effect of polychromatic light on proliferation of tumor cells under condition in vitro and in vivo – after implantation to experimental animals. –Proc. SPIE. –2009. – Vol.1142. – P.79-86.
11. Zhevago NA, Samoilova KA, Davydova NI, Bychkova NV, Glazanova TV, Chubukina ZhV, Buiniakova AI, Zimin AA.The efficacy of polychromatic visible and infrared radiation used for the postoperative immunological rehabilitation of patients with breast cancer. Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult. – 2012. – Vol.4. – P.23-32.
12. Filatova N.A., Knyazev N.A., Kosheverova V.V, Shatrova A.N., Samoilova K.A. The effect of radiation with polichromatic visible and infrared light on the tumorigenicity of murine hepatoma 22A cells and their sensitivity to lysis by natural killers. Cell and Tissue Biology. – 2013. – Vol.7(6). – P. 573-577.
13. Knyazev NA, Filatova NA, Samoilova KA. Proliferation and tumorigenity of murine hepatoma cells irradiated with polichromatic visible and infrared light. Cell and Tissue Biology. – 2013. – Vol.7(1). – P.79-85.
14. Samoilova KA, Zimin AA, Buinyakova AI, Makela AM, Zhevago NA. Regulatory systemic effect of postsurgical polychromatic light (480-3400 nm) irradiation of breast cancer patients on the proliferation of tumor and normal cells in vitro. – Photomedicine and Laser Surgery. –2015. – Vol. 33(11). – P.555-563.
15. Knyazev NA, Samoilova KA, Abrahamse H, Filatova NA. Downregulation of tumorogenicity and changes in the actin cytoskeleton of murine hepatoma after irradiation with polychromatic visible and IR light. – Photomedicine and Laser Surgery. – 2015. – Vol. 33(4). – P.185-192.