Iedomājieties augu, kas pagriež lapas pret sauli. Tā nav nejaušība — tā ir bioloģiska reakcija uz gaismu. Mūsu ķermenis darbojas tieši tāpat. Katrai mūsu šūnai ir sava veida gaismas sensors, un atkarībā no tā, kāda viļņa garuma gaisma to sasniedz, šūna maina savu uzvedību.
Gaismas terapija — tā ir zinātne par to, kā mērķtiecīgi izmantot dažādus gaismas viļņus cilvēka veselībai. Šī joma ir senāka, nekā varētu šķist: 1903. gadā dāņu ārsts Nilss Finsens saņēma Nobela prēmiju medicīnā par to, ka ar ultravioleto gaismu izārstēja ādas tuberkulozi. 1967. gadā ungāru ķirurgs Endre Mesters novēroja, ka zemas jaudas lāzers paātrina brūču dzīšanu un matu augšanu. Kopš tā laika zinātnieku interese par šo jomu tikai aug — šodien pasaulē tiek veikti daudzi zinātniskie pētījumi par gaismas terapiju.
Pamatprincips: gaismai var būt bioloģiska ietekme tikai tad, ja tā tiek absorbēta — tas ir, kad audi to pamana un reaģē. Dažādi audu tipi reaģē uz dažādiem viļņu garumiem. Tāpēc ne katra gaisma dara vienu un to pašu.
Ultravioletais starojums (100–400 nm): neredzams, bet spēcīgs
UV-C (100–280 nm): sterilizācija, bet ne cilvēkam
UV-C ir īsāko viļņu starojums — tik enerģisks, ka tas iznīcina baktērijas un vīrusus, bojājot to DNS. Par laimi, ozona slānis mūs aizsargā, un tas gandrīz nesasniedz Zemes virsmu. Medicīnā UV-C tiek izmantots kā sterilizācijas rīks — gaisa attīrīšanai, ūdens dezinfekcijai. Tiešā saskarē ar cilvēka ādu tas ir kaitīgs, tāpēc to neizmanto terapeitiski.
UV-B (280–315 nm): D vitamīna ražošana un ādas slimību ārstēšana
UV-B, iespējams, ir vispazīstamākais ar D vitamīna sintēzi. Princips ir vienkāršs: kad UV-B viļņi skar ādu, ādā esošā ķīmiskā viela tiek pārvērsta par D vitamīna priekšteci, kuru aknas un nieres pabeidz apstrādāt. Pārtika nodrošina tikai 10–20 % no dienas vajadzības pēc šī vitamīna — pārējo daļu ražo mūsu āda, reaģējot uz saules gaismu. Šaurjoslas UV-B terapija (311 nm) šodien ir viena no visbiežāk izmantotajām procedūrām dermatoloģijā. To lieto psoriāzes ārstēšanai, un 20–30 seansu kursā tā sasniedz 70–80 % klīnisko remisiju (Mrowietz et al., 2010). Kā tas darbojas? UV-B viļņi palēnina pārmērīgu ādas šūnu dalīšanos un nomāc imūnsistēmas procesus, kas izraisa psoriāzes simptomus. To lieto arī atopiskā dermatīta, vitiligo un citu ādas traucējumu gadījumā.
UV-A (315–400 nm): fotosensibilizatoru partneris
UV-A pati par sevi ir salīdzinoši vāja — āda to labi panes. Taču kopā ar zālēm, ko sauc par psoralēniem, tā kļūst par PUVA terapiju — vienu no vecākajām un efektīvākajām psoriāzes ārstēšanas metodēm (85–90 % remisiju). Princips: psoralēns kļūst aktīvs tikai tad, kad UV-A to aktivizē, un tad tas palēnina pārmērīgu ādas šūnu dalīšanos. Vienīgais nopietnais trūkums — ilgstoša PUVA iedarbība palielina ādas vēža risku, tāpēc modernajās klīnikās to aizvien biežāk aizstāj ar drošāku UV-B terapiju.
Redzamā gaisma (400–700 nm): tā, ko redzam ar acīm
Zilā gaisma (400–495 nm): jūsu bioloģiskais pulkstenis
Acis redz ne tikai, lai mēs redzētu. Tīklenē ir specializētas šūnas, kas nesūta vizuālo informāciju uz smadzenēm — tās sūta tikai vienu signālu: vai ir gaisma, vai nav. Šīs šūnas (ipRGC) ir īpaši jutīgas pret zilās gaismas diapazonu (apmēram 480 nm). Kad no rīta tās uztver spilgtu zilo gaismu, smadzenēs aktivizējas bioloģiskais pulkstenis — paaugstinās kortizola līmenis (dienas sākums), un vakara melatonīns sāks pieaugt precīzi pēc dažām stundām.
Rīta gaismas terapija: Brainard et al. detalizēti izpētīja, kāda viļņu garuma gaisma vislabāk sinhronizē bioloģisko pulksteni. Atbilde — 446–477 nm diapazons. Speciālās dienas gaismas lampas (10 000 lux, 20–30 min. no rīta) šodien ir atzīta sezonālās depresijas (SAD) ārstēšanas metode: Wirz-Justice et al. metaanalīze parādīja, ka gaismas terapija darbojas tikpat labi kā antidepresanti, tikai ātrāk.
415 nm — pūtīšu ārstēšanai: pūtīšu skartā āda ir pilna ar baktērijām Cutibacterium acnes. Šīs baktērijas ražo vielas, ko sauc par porfirīniem, kas ļoti labi absorbē 415 nm zilo gaismu. Kad gaisma tās aktivizē, tās pašas sāk ražot skābekļa savienojumus, kas iznīcina baktērijas no iekšpuses — bez antibiotikām. Papageorgiou et al. parādīja, ka kombinētā terapija 12 nedēļu laikā samazināja iekaisuma pūtītes par 76 %.
Vakara zilā gaisma — miega ienaidnieks: tā pati īpašība, kas no rīta palīdz ieslēgt ķermeni, vakarā kļūst par problēmu. Viedtālruņa, datora vai LED lampu zilā gaisma vakarā apmāna bioloģisko pulksteni — tas domā, ka vēl ir diena, un aptur melatonīna ražošanu. Lockley et al. parādīja, ka 2 stundu vakara zilās gaismas iedarbība aizkavē melatonīna izdalīšanos par 3 stundām. Tas nozīmē vēlāku aizmigšanu, mazāk dziļa miega un grūtāku pamošanos.
Zaļā un dzeltenā gaisma (495–620 nm): specializēti pielietojumi
Zaļā gaisma (525 nm) ilgu laiku tika maz pētīta. Tomēr 2018. gadā Padmanabhan et al. (PNAS) atklāja negaidītu efektu: zaļā gaisma ievērojami samazināja fotofobiju un migrēnas lēkmju biežumu. Tiek uzskatīts, ka tas ir saistīts ar to, kā zaļā gaisma iedarbojas uz acs nerviem, atšķirībā no sarkanās vai zilās gaismas.
Dzeltenā gaisma (585–595 nm) ir atradusi savu nišu estētiskajā medicīnā. Impulsu krāsvielu lāzers (PDL) šajā viļņu garumā ir mērķtiecīgs: to absorbē tikai asinsvadu hemoglobīns un selektīvi iznīcina nevajadzīgos asinsvadu tīklus ādā. Tā ir galvenā telangiektāziju (sīko asinsvadu), rosacejas un sarkano rētu ārstēšanas metode — tiek uzskatīta par klīnisko standartu.
Sarkanā gaisma (620–700 nm): šūnu enerģijas lādētājs
Sarkanā gaisma ir visvairāk pētītā terapeitiskās iedarbības zona — un ar labiem rezultātiem. Trīs svarīgākie viļņu garumi: 630, 660 un 670 nm. Tie visi darbojas ar vienu un to pašu mehānismu — un šis mehānisms ir diezgan iespaidīgs.
Kā tas darbojas: katrai mūsu šūnai ir savas elektriskās stacijas — mitohondriji. Tajās ir enzīms, kas absorbē sarkanās un tuvās infrasarkanās gaismas fotonus. Tas ir kā saules baterija šūnas iekšienē — fotons uzlādē enzīmu, kas ražo vairāk ATP (šūnas enerģijas valūtas). Pētījumi dokumentējuši 30–200 % ATP ražošanas pieaugumu pēc viena seansa.
630 nm: iedarbojas uz virspusējiem ādas slāņiem (līdz 2–3 mm). Aktivizē ādas šūnas, kas ražo kolagēnu — tāpēc to izmanto ādas atjaunošanai, sīkām grumbām.
660 nm: iekļūst līdz 4–5 mm dziļumā — sasniedz dziļākus ādas un muskuļu slāņus. Visvairāk pētītais viļņu garums. Wunsch un Matuschka kontrolētā pētījumā parādīja statistiski nozīmīgu ādas struktūras un mitruma uzlabošanos.
670 nm: tiek pētīts neiroprotektīvai iedarbībai — zinātnieku grupas pēta tā ietekmi uz tīklenes deģenerāciju, glaukomu un galvas smadzeņu traumām.
Tuvā infrasarkanā gaisma (700–1400 nm): dziļāk un vēl dziļāk
Tuvā infrasarkanā (NIR) gaisma ir neredzama acīm, taču tai ir īpaša īpašība — tā var iekļūt dziļi ķermeņa audos. 800–850 nm viļņi iet cauri ādai un muskuļiem līdz 20–30 mm dziļumam. Tas ir dziļums, ko sarkanā gaisma vairs nesasniedz — un šeit paveras jaunas terapeitiskās iespējas.
810 nm — smadzenēm: Hamblin MR grupa parādīja, ka 810 nm gaisma, kas virzīta caur galvaskausu, var sasniegt smadzeņu priekšējo garozu un palielināt enerģijas ražošanu tur. Vargas et al. pēc 8 šādiem seansiem fiksēja statistiski nozīmīgu depresijas simptomu samazināšanos. Tā ir tā saucamā transkraniālā PBM — šodien viena no aktīvāk pētītajām neiropsihiatriskajām intervencijām.
830 nm — iekaisuma mazināšanai: šis viļņu garums ir īpašs ar to, ka tas aptur iekaisumu šūnu līmenī — nomāc iekaisumu veicinošu molekulu aktivitāti un stiprina pretiekaisuma reakcijas. Antunes et al. parādīja, ka 660 + 830 nm terapija samazināja smaga mutes gļotādas iekaisuma (ķīmijterapijas izraisīta) biežumu par 73 %, salīdzinot ar 23 % kontroles grupā.
850 nm — muskuļu atjaunošanai: sporta medicīnas pētījumos šis viļņu garums uzrāda skaidrākos rezultātus. Leal Junior et al. sistemātiskā apskatā no 22 pētījumiem parādīja, ka NIR gaismas terapija pēc fiziskas slodzes ievērojami samazina muskuļu bojājumus (mērīts ar kreatīnkināzes līmeni asinīs) un paātrina atjaunošanos.
940–1064 nm zonā gaisma kļūst silta — parādās termiskā komponente. 1064 nm Nd:YAG lāzers tiek izmantots dziļu asinsvadu un pigmentācijas traucējumu ārstēšanai, kā arī endovaskulārā lāzerterapijā (EVLA) vēnu slimību gadījumā.
Tālā infrasarkanā gaisma (3–15 µm): ārstnieciskais siltums
Tālā infrasarkanā (FIR) starojums darbojas pilnīgi citādi nekā visi iepriekš minētie. Tas neizraisa nekādas fotoķīmiskas reakcijas — tas vienkārši silda. Bet tas to dara ļoti efektīvi un precīzi: ūdens (kura cilvēka ķermenī ir aptuveni 65 %) ļoti labi absorbē FIR starus, tāpēc ķermenis sasilst no iekšpuses, bez kontakta ar karstu virsmu.
FIR sauna silda ķermeni līdz 38–39 °C, lai gan apkārtējā temperatūra tajās ir tikai 45–60 °C — ievērojami zemāka nekā tradicionālajā saunā (80–100 °C). Tas ļauj ilgāk un mierīgāk palikt iekšā, un siltums iekļūst dziļāk audos.
Sirds veselība — spēcīgākie dati: Laukkanen JA et al. 20 gadu laikā novēroja 2315 cilvēkus Somijā un atrada saistību, kas pārsteidza zinātniekus: cilvēkiem, kas apmeklēja saunu 4–7 reizes nedēļā, bija par 50 % mazāks pēkšņas sirds nāves risks un par 40 % mazāks kopējais kardiovaskulārās nāves risks, salīdzinot ar tiem, kas gāja tikai reizi nedēļā.
Hroniskas sāpes un nogurums: Masuda et al. parādīja, ka regulāra FIR sauna (15 min. dienā, 4 nedēļas) statistiski nozīmīgi samazināja hroniskā noguruma sindroma un fibromialģijas simptomus.
Detoksikācijas efekts — vēl viena FIR saunu īpašība, kas tiek pētīta: caur svīšanu var izdalīties daži smagie metāli un vides piesārņotāji. Zinātnieku viedokļi šajā jautājumā vēl nesakrīt, tāpēc šis efekts tiek uzskatīts par papildu, nevis galveno.
Kur gaismas terapija tiek izmantota šodien
Kosmetoloģija un dermatoloģija
| Indikācija | Viļņa garums | Kā darbojas | Pierādījumu līmenis |
|---|---|---|---|
| Ādas novecošanās, grumbas | 630–660 + 830 nm | Aktivizē kolagēna ražošanu ādā | RCT (Wunsch 2014) |
| Pūtītes (acne) | 415 + 660 nm | Iznīcina ādas baktērijas caur to pašu vielām | RCT (Papageorgiou 2000) |
| Psoriāze | NB-UVB 311 nm | Palēnina pārmērīgu ādas šūnu dalīšanos | Augsts (metaanalīzes) |
| Asinsvadi ādā, rosaceja | 585–595 nm (PDL) | Selektīvi iznīcina nevajadzīgos asinsvadus | Augsts (standarts) |
| Matu izkrišana | 650–670 nm | Aktivizē matu folikulus | FDA apstiprināts (RCT) |
| Brūču dzīšana | 660–850 nm | Paātrina šūnu reģenerāciju un asinsvadu augšanu | Sistemātiski pārskati |
Rehabilitācija un sporta medicīna
Fotobiomodulācija ir viens no zinātniski vislabāk pamatotajiem rehabilitācijas līdzekļiem. WALT (Pasaules Lāzerterapijas asociācija) ir sagatavojusi konkrētas dozēšanas rekomendācijas dažādiem muskuļu un skeleta sistēmas traucējumiem.
Tendonopātijas (cīpslu iekaisums): Bjordal et al. Cochrane pārskats — 11 pētījumi, 702 pacienti — parādīja statistiski nozīmīgu sāpju samazināšanos un funkciju uzlabošanos pēc gaismas terapijas kursa, salīdzinot ar placebo.
Osteoartrīts: Brosseau et al. metaanalīze — 7 pētījumi — parādīja mazākas ceļa locītavas sāpes un labāku kustību amplitūdu pēc PBM terapijas.
Sportistu atjaunošanās: Leal Junior et al. sistemātiskā apskatā no 22 pētījumiem: gaismas terapija pirms un pēc treniņa ievērojami samazina muskuļu bojājumus (mērīts ar kreatīnkināzes līmeni asinīs) un ātrāk atjauno spēku.
Medicīna
Fotodinamiskā terapija (PDT) vēža ārstēšanai: tā ir metode, kurā gaisma — nevis zāles — aktivizē ārstniecisko vielu. Pacientam tiek dots fotosensibilizators, kas uzkrājas audzēja šūnās. Tad 630–700 nm gaisma to aktivizē, un zāles sāk ražot tādas reaktīvās molekulas, kas iznīcina audzēja šūnu no iekšpuses, nesabojājot apkārtējos veselos audus. FDA ir apstiprinājusi PDT aktīniskai keratozei, Bāreta stenozē, plaušu un urīnpūšļa audzējiem. Pilnīgas remisijas rādītāji aktīniskai keratozei sasniedz 75–91 %.
Mutes čūlas no ķīmijterapijas: viena no sāpīgākajām ķīmijterapijas sekām — mutes gļotādas čūlas (mukozīts). Antunes et al. pētījums parādīja, ka regulāra 660 + 830 nm gaismas terapija šīs čūlas samazināja 73 % pacientu, salīdzinot ar 23 % kontroles grupā. Tā ir klīniski nozīmīga atšķirība, nevis tikai neliels uzlabojums.
Smadzeņu slimības — nākotnes virziens: transkraniālā PBM (810 nm gaisma, virzīta caur galvaskausu) šodien tiek aktīvi pētīta Alcheimera un Parkinsona slimību, kā arī depresijas ārstēšanai. NIH finansē vairākus multicentrus klīniskos pētījumus. Johnstone et al. parādīja, ka 6 mēnešu kurss uzlaboja kognitīvās spējas agrīnas Alcheimera slimības pacientiem.
Kur zinātne virzās tālāk
- Smadzeņu slimības un neiroprotekcija. Alcheimera, Parkinsona, depresijas un galvas smadzeņu traumu ārstēšana ar 810 nm gaismu — viens no aktīvākajiem mūsdienu pētījumu frontiem. Trūkst liela mēroga, ilgtermiņa pētījumu, bet esošie rezultāti ir daudzsološi.
- Mitohondriju atjaunošanās un ilgmūžība. Jaunākie pētījumi liecina, ka PBM ne tikai aktivizē esošos mitohondrijus, bet arī veicina jaunu veidošanos. Tas ir īpaši svarīgi ilgmūžības zinātnes kontekstā — mitohondriju novecošanās ir viens no galvenajiem bioloģiskās novecošanās mehānismiem.
- Epigenētika — kā gaisma ietekmē gēnus. Zinātnieku grupas pēta, vai PBM var mainīt to, kā gēni tiek nolasīti — ne pašu DNS sekvenci, bet tās aktivitāti. Priekšlaicīgi dati liecina par ietekmi uz gēnu ekspresiju.
- FIR sauna un metabolisms. Japānā un Somijā notiek klīniskie pētījumi par FIR saunas ietekmi uz II tipa cukura diabētu, metabolisko sindromu un aptaukošanos.
- Gaisma un ādas mikrobioms. Jauns un vēl tikai veidojošs pētījumu virziens: kā UV-B un sarkanā gaisma maina baktēriju kopienas ādā un vai tam var būt terapeitiska nozīme.
Gaisma nav viens vienots jēdziens — tā ir spektrs ar daudziem darbības mehānismiem. UV-B ārstē ādas slimības un ražo D vitamīnu. Zilā gaisma no rīta sinhronizē bioloģisko pulksteni, bet vakarā traucē miegu. Sarkanā un tuvā infrasarkanā gaisma uzlādē šūnu enerģiju un paātrina reģenerāciju. Tālā infrasarkanā gaisma silda no iekšpuses un stiprina sirds veselību. Katrs viļņa garums — sava bioloģiskā valoda.
Svarīgākais, kas jāsaprot: gaismas terapija nav maģiska. Tā darbojas saskaņā ar precīziem fiziskiem un bioloģiskiem noteikumiem. Viļņa garums, ekspozīcijas ilgums, attālums un audu tips — tam visam ir nozīme. Dozēšana gaismas terapijā ir tikpat svarīga kā zāļu lietošanas instrukcija. Tikai to zinot, mēs varam šīs metodes izmantot precīzi un efektīvi.
