„Bioptron“ šviesos terapijos sisteminis poveikis

2016 m. sausis

Autorė Kira A. Samoilova, PhD, DSci, prof., tarptautinė lyderė fotobiologijos ir fotomedicinos srityse

Fotobiologijos skyriaus vedėja Rusijos mokslų akademijos Citologijos institutas, Sankt Peterburgas, Rusija

18 INTENSYVIŲ „BIOPTRON“ TYRIMŲ METŲ

Mūsų laboratorinių tyrimų patirtis fotobiologijos ir fotomedicinos srityje viršija 50 metų, o intensyvūs BIOPTRON terapijos tyrimai vykdomi 18 metų. Didžiulį susidomėjimą šiuo fototerapiniu metodu lemia unikalios BIOPTRON šviesos savybės, kurios stimuliuoja dominuojančius saulės šviesos spinduliuotės į žemę komponentus – polichrominę matomąją ir infraraudonąją spinduliuotę, kurios galios tankis būdingas vasaros dienoms Europoje. Šios 2 saulės šviesos spektro dalys sudaro maždaug 97 % saulės šviesos spinduliuotės Žemės paviršiui. Taigi mes dirbame su labai svarbiu aplinkos veiksniu, kuris mums leidžia įvertinti žmogaus ir gyvūnų organizmų reakcijas į šviesą kaip adaptacinį atsaką į šviesos poveikį, kuris išsivystė per ilgą evoliucijos laikotarpį.
Pastaruosius keletą metų mes tyrinėjome BIOPTRON šviesos poveikį kraujo savybėms, kurios svarbios regeneraciniams ir metaboliniams procesams. Kadangi kraujotakos greitis nustatomas pagal raudonąsias kraujo ląsteles, mes tyrinėjome jų reologines savybes. Įrodyta, kad per 0,5–24 val. po vienkartinės savanorių su nukrypimais nuo normos apšvitos raudonųjų kraujo ląstelių padaugėjo, o jų viskoziškumas sumažėjo. Kartu pagerėjo transportavimo (ypač deguonies pernešimo) funkcija, o tai padidino dalinį deguonies slėgį kraujyje.

Taip pat buvo fiksuotas trombocitų irimas ir plazmos komponentų antikoaguliacinio aktyvumo padidėjimas; manytina, kad tai lemia antitrombozinio BIOPTRON šviesos poveikio išsivystymą: žiurkės šlaunies arterijų apšvita visiškai užblokavo eksperimentiniu būdu sukeltą negrįžtamą trombozę šiose kraujagyslėse.

Svarbi kraujo trofinė funkcija priklauso nuo kraujotakos greičio mikrokraujagyslėse. Remiantis mūsų stebėjimais, praėjus 2 min. po nedidelio kūno paviršiaus ploto apšvitos sveikiems savanoriams ir pacientams, sergantiems II tipo cukriniu diabetu, mikrocirkuliacija pagerėjo tiek apšvitos vietoje, tiek ir atokiuose audiniuose (t. y. sisteminiu lygiu). Optimalus mikrocirkuliacijos aktyvumas buvo fiksuotas po 30 minučių (iki 47 %).

Tyrimo metu įrodyta, kad abiem atvejais mikrocirkuliacijos greičio padidėjimą sukėlė azoto monoksido (NO) – svarbiausio vazodiletatoriaus, kurį išskiria kraujagyslių endotelio ląstelės ir trombocitai, – sintezės aktyvavimas.

Be mikrocirkuliacijos ir kraujo transportavimo funkcijos pagerėjimo, užfiksuota kai kurių metabolinių procesų pokyčių: po BIOPTRON šviesos poveikio tiriant sveikų savanorių kraują nustatytas gliukozės ir aterogeninių lipidų (trigliceridų, cholesterolio, β-lipoproteinių) kiekio sumažėjimas, tuo tarpu antiaterogeninių lipidų (α-lipoproteinų) kiekis padidėjo.

BIOPTRON šviesos gydomasis poveikis žaizdoms neabejotinai susijęs su kraujo mikrocirkuliacijos, kraujo trofinės funkcijos pagerėjimu, taip pat su augimo faktorių ir kai kurių citokinų koncentracijos padidėjimu kraujo serume.

Mes taip pat įrodėme, kad, į kultūros terpę pridėjus 2,5 % serumo, gauto iš savanorių arba I ar II stadijos krūties vėžiu sergančių pacientų, 7–10 dienų po operacijos taikoma BIOPTRON šviesos terapija gerokai paskatino keratinocitų, endoteliocitų ir fibroblastų, kurie yra pagrindiniai žaizdų gijimo faktoriai, proliferaciją, bet slopino kai kurių žmogaus tumoro ląstelių linijų proliferaciją.

Atliekant tyrimus su laboratoriniais gyvūnais nustatyta, kad dėl BIOPTRON šviesos poveikio sumažėja piktybinių auglių (pelių hematomos) augimas tiek taikant šviesos terapiją pelėms, turinčioms auglių, tiek auglio ląsteles tiesiogiai paveikus šviesa ir jas vėliau transplantavus singeninėms pelėms.
Priešvėžinis BIOPTRON šviesos veikimo mechanizmas nebuvo susijęs su citotoksiniu ar citostatiniu šviesos poveikiu ląstelėms; tai buvo struktūrinių vėžio ląstelės paviršiaus pokyčių pasekmė, dėl kurios tokias ląsteles geriau atpažindavo natūralios ląstelės „žudikės“ – pagrindinės vidinio priešvėžinio imuniteto dalyvės.

Dėl to sustiprėjo natūralių ląstelių „žudikių“ citolitinis poveikis, o tai sukėlė apšvitintų naviko ląstelių žūtį. Priešvėžinis BIOPTRON šviesos poveikio mechanizmas pelių, turinčių navikų, fotoapšvitos atveju dar turėtų būti tyrinėjamas ateityje. Tačiau, mūsų nuomone, BIOPTRON šviesos terapijos onkologinis saugumas jau yra įrodytas.

Minėti duomenys publikuoti pagrindiniuose tarptautiniuose fotomedicinos ir fotobiologijos žurnaluose („Photomedicine and Laser Surgery“, „Photochemical and Photobiological Sciences“, „Photochemistry and Photobiology“, „Laser Therapy“, „Photodiagnosis and Photodynamic therapy“, „Lasers in Medical Sciences“ ir kt.).

SANTRAUKA
18 metų intensyviai tyrinėjame BIOPTRON šviesos poveikį žmogui, todėl galime įvardyti pagrindinius sisteminio poveikio mechanizmus – priešuždegiminį, imunomoduliacinį, žaizdų gijimo, priešvėžinį ir metabolinių procesų normalizavimo. Šį poveikį sukelia transkutaninė kraujo fotomodifikacija paviršinėse odos kraujagyslėse. Pažymėtina, kad nedidelio kūno paviršiaus ploto apšvita sukelia viso cirkuliuojančio kraujo kiekio pokyčius. Tai neabejotinai susiję su unikaliomis BIOPTRON šviesos fizikinėmis savybėmis: jos polichrominiai matomieji ir infraraudonieji komponentai imituoja dviejų vyraujančių saulės spinduliuotės į žemę (pagrindinio aplinkos veiksnio) spektrinius ir tankio parametrus. Vykstant evoliucijai jie galėjo skatinti gyvųjų organizmų šviesos panaudojimo adaptacinių naudingų mechanizmų vystymąsi.

Literatūros sąrašas (prof. K. A. Samoilova et al.)

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.