Категория: Статьи / Лечебно-диагностическая работа

 

ВНУТРИВЕННОЕ ЛАЗЕРНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ КРОВИ

 

Автор: Москвин Сергей Владимирович
доктор биологических наук,
кандидат технических наук,
ведущий научный сотрудник ФГУ «Государственный
научный центр лазерной медицины ФМБА России»,
профессор кафедры восстановительной медицины ГОУ ИПК ФМБА России

 

 

Одним из наиболее распространенных способов терапевтического воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ) на организм человека является внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК), которое в настоящее время успешно используется в самых различных областях медицины. Глубокая научная проработка вопроса и прогнозируемость результатов терапии способствуют применению ВЛОК как самостоятельно, так и в комплексе с другими методами лечения. Трудно найти аналог ВЛОК по простоте применения, универсальности и эффективности лечения.
Впервые внутривенное лазерное облучение крови было применено Е.Н. Мешалкиным и В.С. Сергиевским (1981) в кардиохирургии, но уже в 1989 году опубликованы полученные Институтом проблем онкологии им. Р. Е. Кавецкого АН УССР, результаты проведенной успешной апробации метода в стоматологии, эндокринологии, урологии, кардиологии, хирургии и нейрохирургии, пульмонологии, гастроэнтерологии, онкологии и др. областях медицины.

Применение ВЛОК позволяет значительно сократить сроки лечения, увеличить время ремиссии, стабилизировать течение заболеваний, снизить количество послеоперационных осложнений и т. д. Успехи ВЛОК в кардиологии были отмечены вручением ряду ученых Государственной премии. Однако, на наш взгляд, метод не заслуженно мало сегодня задействован в практическом здравоохранении.
Внутривенная лазерная терапия может быть осуществлена практически в любом стационаре или поликлинике. Преимуществом амбулаторной лазеротерапии является уменьшение возможности развития внутрибольничной инфекции, создается хороший психоэмоциональный фон, позволяя больному на протяжении длительного времени сохранять работоспособность, проводя при этом процедуры и получая полноценное лечение [Азизов Г. А., 2003].

Появившаяся недавно уникальная аппаратура, разработанная совместно Научно-исследовательским центром «Матрикс» и Государственным центром лазерной медицины Росздрава — лазерный терапевтический аппарат «Матрикс-ВЛОК» позволяет проводить воздействие излучением с несколькими длинами волн (от 0,36 до 0,9 мкм) и мощностью от 1 до 35 мВт, что обеспечивает максимально эффективные режимы лечения.

 

Механизмы действия лазерного излучения на кровь

 

При объяснении механизмов действия ВЛОК наиболее часто приходится сталкиваться с двумя вопросами: «Почему этот метод применяется при таком широком круге заболеваний?» и «Не вредно ли это?». Современные научные данные о механизмах действия НИЛИ (низкоинтенсивное лазерное излучение), глубочайшие и разносторонние клинические исследования, огромный практический опыт, позволяют не только с полной уверенностью и однозначностью ответить на эти вопросы, но и теоретически обосновывать тактику лечения, т. е. в той или иной мере, прогнозировать получаемый результат.

Универсальность биологического действия НИЛИ в целом, и метода ВЛОК непосредственно, обусловлена влиянием на низший (субклеточный и клеточный) уровень регулирования и поддержания гомеостаза, а при возникающих нарушениях этих механизмов, являющихся истинной причиной многих заболеваний, воздействие НИЛИ корректирует и стратегию адаптации (физиологических реакций) более высокого уровня организации живого. Например, улучшение под действием НИЛИ кислородно-транспортной функции эритроцитов и реологических свойств крови приводит, в свою очередь, к улучшению трофического обеспечения и микроциркуляции практически во всех органах и тканях.

 

А уже в зависимости от конкретной локализации патологического очага мы говорим о той или иной области медицины, в которой получен положительный эффект от применения ВЛОК.
Важно понять, что в организм не превносится что-то чужеродное для обеспечения специфического воздействия на какое-либо частное звено патогенеза заболеваний, а лишь мягко корректируется система саморегулирования и поддержания гомеостаза, в которой произошли в силу каких-то причин нарушения. Этим, в том числе, обусловлена не только исключительная универсальность ВЛОК, но его высокая эффективность и безопасность, поскольку осуществляется лишь регулирование, прямое или косвенное, нормальных физиологических реакций организма. Чаще всего мы говорим об усилении этих реакций, с чем связано использование термина «стимуляция», но иногда важно достичь ослабления избыточного действия регулирующих систем. Другими словами, ВЛОК может вызывать разнонаправленные реакции в зависимости от дозы, состояния организма в целом и особенностей патологического процесса. Глубокое понимание данного факта, а также знание механизмов действия НИЛИ позволяет абсолютно безопасно и максимально эффективно использовать метод.

 

Поскольку кровь, по мнению К. С. Симонян с соавт. (1975), имеет однотипную структуру, характеризующуюся как биохимической, так и морфологической константностью, то в этом проявляется ее свойство как ткани. В процессе эволюции кровь превратилась в некую систему с различными и специализированными морфологическими структурами, объединенными общностью функций, которую мы называем функцией крови. В этом заключаются свойства крови уже как ор-гана. Но по пути этого усложнения кровь сохранила и продолжает сохранять некие реликтовые свойства, ибо и после изъятия из кровеносного русла, даже ее форменные элементы, функционируют в течение всего срока жизни, отведенного им природой, и таким образом терминанта крови оказывается максимальной.

Реликтовые свойства крови, обеспечившие относительную независимость ее существования, приобретают особое значение в условиях болезни. Только при патологических воздействиях на саму кровь (действие гемолитических ядов, поражение кроветворных органов экзо- или эндогенного происхождения) в ней возникают тяжелые изменения. Во всех остальных случаях, даже при смертельных заболеваниях, даже на высоте терминальных состояний, обусловленных интоксикацией любого происхождения и глубокими нарушениями гомеостаза, изменений в самой крови мини-мальны. Это обусловлено тем, что изменения гомеостаза, губительные для всех высоко-дифференцированных тканей, в первую очередь для нервной ткани и паренхиматозных органов, для крови как системы реликтовой со значительно более широкой полосой условий, приемлемых для существования, оказываются еще вполне совместимыми с ее жизнедеятельностью. Именно благодаря этому основной состав плазмы крови, как и состояние ее форменных элементов, даже на высоте патологического процесса остаются неизменными. Обнаруживаемые же при этом биохимические сдвиги являются не чем иным, как отражением возникающих нарушений обмена в результате поражения органов, связь между которыми осуществляет кровь [Симонян К. С. и др., 1975].

Более того, именно наличие крови в организме эволюционно обусловило возможность развития нервной системы, которая сама по себе осуществляет регуляцию функций организма на разных уровнях ее организации и одновременно использует кровь как средство информации через систему медиаторов. В этом заключается другая сторона вопроса о механизмах действия НИЛИ — первичность изменения состава крови или влияния нервной системы. Ответ на этот вопрос в значительной степени был дан В. В. Скупченко (1991), который представил такое взаимодействие в виде постоянно функционирующего нейродинамического генератора, когда изменения в электролитном составе крови вызывают реакцию нервной системы, и наоборот. Воздействие НИЛИ лишь смещает баланс в ту или другую сторону.

 

 

Таким образом, всю совокупность изменений в крови, наблюдаемых при ВЛОК, необходимо рассматривать в значительной степени как отклик системы регулирования гомеостаза на патологические процессы в отдельных органах и тканях, не выделяя принципиально одно звено, как ведущее.
Ранее была предложена и обоснована модель термодинамического взаимодействия НИЛИ с внутриклеточными компонентами с последующим высвобождением ионов кальция внутри клетки и развитием кальцийзависимых процессов [Москвин С.В., 2005]. Такой подход позволил не только однозначно объяснить имеющиеся эффекты как in vitro, так и in vivo, но также объяснить многочисленные клинические результаты, проследить всю цепочку физиологических реакций организма, обосновать эффективные методики лазерной терапии и прогнозировать результаты лечения [Москвин С. В., Буйлин В. А., 2006]. Практически полное соответствие теоретических представлений с практическими результатами позволяет нам именно в этом ключе рассматривать и многогранные аспекты механизмов ВЛОК.

 

 

Некоторые факты позволяют нам уверенно предполагать подобный термодинамический механизм кальцийзависимых процессов и при влиянии НИЛИ на компоненты крови, а именно:

• отсутствие четкого спектра действия, т. е. на всех длинах волн лазерного излучения в диапазоне от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области, мы имеем эффекты с той или иной степенью проявления;
• эффект тем значительнее, чем выше степень поглощения компонентами крови лазерного излучения, причем при меньшей дозе падающей энергии;
• активация антиоксидантной защиты как реакция на повышение содержание активных форм кислорода (АФК), обнаруживаемая при воздействии НИЛИ во всех спектральных диапазонах;
• при воздействии НИЛИ на кровь освобождается значительное количество ионов кальция, что способствует электростатическим взаимоотношениям в крови;
• лазерное излучение восстанавливает нарушенный Ca2+-гомеостаз по обе стороны эритроцитарной мембраны;
• увеличение концентрации
Ca2+ под воздействием НИЛИ приводит к активации клеток и усилению их пролиферации.

Исследования выявили многочисленные изменения под воздействием НИЛИ свойств крови на разном уровне. В специальных разделах нашей новой книги [Гейниц А. В. и др., 2006], описывающих частные методики ВЛОК, представлены также изменения, характерные для различных областей медицины.
Активизация микроциркуляции под воздействием НИЛИ одной из первых реагирует на тканевом уровне, носит универсальный характер для всех органов и сопровождает их перестройку, связанную с интенсификацией специфических функций клеточных компонентов. Неспецифический характер усиления микроциркуляции под воздействием НИЛИ позволяет рассматривать ее как своего рода индикатор влияния НИЛИ на органы и ткани. Реакция системы микроциркуляции на воздействие НИЛИ обеспечивает приспособление местной гемодинамики к локальным потребностям клеток, осуществляющих специфические функции органов, а также долговременную адаптацию трофических отношений в тканевых микрорегионах. Последнее сопряжено с активизацией неоваскулогенеза, имеющего в своей основе усиление пролиферативной активности эндотелиоцитов [Байбеков И. М. и др., 1991].

 

Перечисленные изменения являются основными механизмами таких лечебных факторов ВЛОК, как:

• коррекция клеточного и гуморального иммунитета,
• повышение фагоцитарной активности макрофагов,
• усиление бактерицидной активности сыворотки крови и системы комплемента,
• снижение уровня С-реактив-ного белка, уровня средних молекул и токсичности плазмы,
• возрастание в сыворотке крови содержания иммуноглобулинов IgA, IgM, IgG, а также изменение уровня циркулирующих иммунных комплексов,
• увеличение количества лимфоцитов и изменение их функциональной активности,
• увеличение способности Т-лим-фоцитов к розеткообразованию и ДНК — синтетической активности лимфоцитов, стабилизация соотношения субпопуляции Т-хелперов/Т-супрессоров,
• повышение неспецифической резистентности организма,
• улучшение реологических свойств крови и микроциркуляции,
• регуляция гемостатического потенциала крови,
• сосудорасширяющее действие,
• противовоспалительное действие,
• аналгезирующее действие,
• нормализация ионного состава крови,
• повышение кислородно-транспортной функции крови, а также уменьшение парциального напряжения углекислого газа,
• увеличивается артериовенозная разница по кислороду, что является признаком нормализации тканевого метаболизма,
• нормализация протеолитической активности крови,
• повышение антиоксидантной активности крови,
• нормализация процессов ПОЛ в мембранах клеток,
• стимуляция эритропоэза,
• стимуляция внутриклеточных систем репарации ДНК при радиационных поражениях,
• нормализация обменных процессов (белкового, липидного, углеводного, внутриклеточного энергетического баланса),
• нормализация и стимуляция регенераторных процессов.

 

Общие рекомендации
по применению ВЛОК

 

Первый вопрос, который возникает при освоении метода — почему, собственно инвазивный метод, а не наружное облучение, которое проще, дешевле и др.? Это обусловлено более высокой эффективностью такого подхода. Как известно, взаимодействие НИЛИ с биотканями носит многофакторный характер. На эти процессы оказывает влияние не только собственно коэффициент поглощения, но и рассеяние, переотражение и др., а для всех биотканей и органов есть свои уникальные особенности [Утц С. Р., 2000; Cheong W. F., et al., 1990]. Было также показано, что при прохождении через кожу теряются важные свойства лазерного излучения — когерентность и поляризованность [Синяков В.С., 1988]. В то же время известно, если применять световод длиной менее 20 см, то лазерное излучение проходит практически без нарушения своей пространственно-временной организации [Москвин С.В, 2000].

Таким образом, только при проведении именно внутривенного лазерного облучения крови с использованием световодов КИВЛ-01 к АЛТ «Матрикс-ВЛОК» мы воздействуем непосредственно на кровь именно лазерным излучением, причем стабильно, с обеспечением максимально эффективного поглощения оптимальной дозы. Такие параметры принципиально невозможно обеспечить при наружном транскутанном методе, поскольку лазерное излучение не только теряет свои «целебные» свойства, но и рассеивается в близлежащих тканях совершенно непредсказуемо, не позволяя с достаточной степенью точности контролировать дозу воздействия, т. е. обеспечить оптимальный эффект. В том числе и этим обусловлена более высокая эффективность именно ВЛОК.

В отличие от других способов воздействия (наружное и внутриполостное) для ВЛОК нет необходимости задавать значение площади воздействия (в силу однотипности процедуры) и частоты повторения импульсов из-за отсутствия импульсного и модулированного режимов. Необходимо учитывать только три основных параметра (которые, впрочем, связаны друг с другом): длина волны излучения, мощность на конце световода и время воздействия. Необходимо также соблюдать периодичность проведения процедур (ежедневно или через день) и учитывать состояние организма, тканей и клеток [Зубкова С.М., 1990].

Г. М. Капустина (1997) показала, что вклад таких показателей, как масса тела, объем крови, пол и возраст пациента (в диапазоне от 18 до 60 лет) для определения времени процедуры является малосущественным, т. к. эффекты генерализации структуры плазмы крови (одного из факторов влияния НИЛИ на кровь) не зависит от объема облучаемой крови. Достаточно воздействовать в течение 20 мин при мощности излучения 1 мВт или 10 мин при мощности 2 мВт (для длины волны лазерного излучения 0,63 мкм). Такого же мнения придерживается большинство исследователей и практикующих врачей.

Достаточно давно было высказано предположение, что схожесть, многообразие и очевидная неспецифичность механизмов биологического действия ВЛОК при воздействии различными длинами волн лазерного излучения, позволяет выбирать наиболее оптимальный способ воздействия, и изучать фундаментальные механизмы этого явления [Гамалея Н.Ф., 1989]. Но только совсем недавно появилась аппаратура, позволяющая варьировать длиной волны излучения и мощностью в широких пределах — это АЛТ «Матрикс-ВЛОК». Хотя базовыми, «классическими» параметрами ВЛОК остаются — средняя мощность излучения (Рср.) 1,5-2 мВт и длина волны излучения (λ) 0,63 мкм, есть все основания предполагать большую эффективность в ряде случаев других характеристик воздействия. В базовый комплект АЛТ «Матрикс-ВЛОК» включена головка КЛ-ВЛОК (Рср.=1,5-2 мВт и λ=0,63 мкм) для реализации самых распространенных методик ВЛОК. Излучающие головки (см. раздел «Аппаратура для ВЛОК») с другими параметрами можно приобрести дополнительно.

Представляется справедливым мнение С. П. Свиридова с соавт. (1989) и И. М. Байбекова с соавт. (1991), что оптимальное время воздействия лучше всего оценивать по максимуму активности каталазы. Для длины волны 0,63 мкм и мощности излучения 1,5-2 мВт это время находится в диапазоне 10-15 мин, а при 30-40 мин воздействия наступают неблагоприятные ультраструктурные изменения мембран эритроцитов, что связано с нарушением процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [Свиридова и др., 1989]. Позже аналогичные данные были получены для ИК лазерного излучения [Байбеков И.М. и др., 1996]. Для УФ (0,34 мкм) и синей (0,44 мкм) областях спектра оптимальное время (определяемое по максимуму каталазного индекса эритроцитов) составляет 3-5 мин при значительно меньшей плотности мощности [Байбеков И.М. и др., 1991; Зубкова С. М., 1990]. При воздействии в течение этого времени предотвращается трансформация эритроцитов из дискоидной формы в стоматоцитную [Байбеков И. М. и др., 1991]. Близкие параметры для лазерного излучения в зеленой (0,53 мкм) области спектра [Байбеков И. М. и др., 1996]. 

 

Из имеющихся данных многочисленных независимых исследований вполне очевидно обнаруживается связь между изменением дозы воздействия (и эффекта!) с разной степенью поглощения компонентами крови и другими тканями НИЛИ лазерного излучения с различной длиной волны. Это и понятно, чем выше степень поглощения, тем меньше падающей энергии необходимо для активации высвобождения Ca2+, т. е. инициализации кальцийзависимых процессов. Например, для длины волны лазерного излучения 0,63 мкм оптимальное время стимуляции синтеза ДНК в лимфоцитах составляет 15 мин, а для ультрафиолетовой области (254 нм) наиболее оптимальным является время 5 мин, тогда как при воздействии в течение 15-20 мин начинают развиваться деструктивные процессы [Кузьмичева Л. В., 1995], т. е. эффективная доза напрямую связана с длиной волны излучения, следовательно, и степенью поглощения.

 

 

Рис. 1. Спектр поглощения крови [Jacques S.L., 1998; Wray S. et al., 1988]. Вверху номерами обозначены излучающие головки для АЛТ «Матрикс-ВЛОК» с соответствующими длинами волн:

Светодиодные
1 — МС-ВЛОК-365 (λ=365 нм)
3 — МС-ВЛОК-450 (λ=450 нм)
4 — МС-ВЛОК-530 (λ=530 нм)

Лазерные
2 — КЛ-ВЛОК-405 (λ=405 нм)
4 — КЛ-ВЛОК-532 (λ=532 нм)
5 — КЛ-ВЛОК (λ=635 нм)
6 — КЛ-ВЛОК-808 (λ=808 нм)

 

На рис. 1 представлены зависимости поглощения венозной и артериальной крови от длины волны НИЛИ [Jacques S. L., 1998; Wray S. et al., 1988]. Из графика мы видим, что по эффективности (а также величине коэффициента поглощения) имеющийся арсенал излучающих головок для АЛТ «Матрикс» можно условно разделить на 2 группы: длина волны НИЛИ выше 0,63 мкм и менее 0,53 мкм. Этим и определяются различия в мощности излучения и времени экспозиции (см. раздел «Частные методики ВЛОК» в книге А. В. Гейница с соавт. (2006)). Можно предположить, что было бы максимально эффективно использовать лазерное излучение с длиной волны около 0,41 мкм, где имеется максимум поглощения. Но такие лазерные диоды пока слишком дорогие и недоступны широкому кругу потребителей.

Для обеспечения максимальной эффективности ВЛОК мы также должны себе четко представлять ответы на следующие вопросы. Чем обусловлена рекомендация приема пациентами антиоксидантов во время курса ВЛОК, и почему интерес в качестве маркера оптимального режима процедуры называют каталаза и супероксиддисмутаза? Дело в том, что под воздействием НИЛИ активизируются кальцийзависимые метаболические процессы, вследствие чего увеличивается высвобождение продуктов биохимических реакций — активных форм кислорода (АФК): перекись водорода, супероксид и др. [Alexandratou E. et al., 2003]. Соответственно активизируется и специфическая ферментативная защитная система, предотвращающая повреждающее действие АФК на мембраны клеток, т. е. происходит увеличение активности каталазы и супероксиддисмутазы (СОД). При превышении оптимальной дозировки происходит истощение антиоксидантной защиты, образование избыточного количества продуктов ПОЛ с известными повреждающими последствиями, т. е. прием антиоксидантов необходим как профилактическое средство, поскольку далеко не всегда мы можем учесть все особенности организма конкретного пациента.

ВЛОК также существенно влияет на механизмы регулирования и поддержания гомеостаза на уровне центральной и вегетативной нервной систем, восстанавливая патологически смещенное состояние нейродинамического генератора в рамках предложенной ранее модели нейродинамической модели патогенеза заболеваний [Москвин С. В., 2003]. Например, по данным Е. П. Коновалова с соавт. (1989), ВЛОК больным гнойно-септическими осложнениями в течение первых двух сеансов повышает активность парасимпатического отдела ВНС, а при последующих сеансах происходит активизация уже симпатического отдела ВНС. Это также необходимо учитывать как один из факторов лечения.

Необходимо учитывать и состояние пациента. Например, при низких значениях функциональной активности Т-клеточного звена иммунной системы только большие дозы НИЛИ вызывают значимое повышение активности Т-лимфоцитов. Блокирование иммуномодулирующего действия НИЛИ налоксоном позволяет предполагать, что модуляция активности лимфоцитов связана с биологической значимостью опиатных рецепторов [Кулль М. М. и др., 1989]. ВЛОК достаточно быстро индуцирует возрастание активации Ea- и EAC-рецепторов, что является показателем активации иммунокомпетентных клеток во всем объеме циркулирующей крови. Наличие обратной зависимости этого эффекта от исходного уровня экспрессии свидетельствует скорее об иммунорегулирующем, чем об иммуностимулирующем воздействии НИЛИ [Воронцова И. М., 1992]. 

 

 

 

Для того чтобы прочитать полные версии подпишитесь на журнал