Sistemski efekti Bioptron svetlosne terapije

Prof. dr Kira A. Samoilova

Naša laboratorija ima više od 50 godina iskustva u istraživanjima u oblasti fotobiologije i fotomedicine, dok se istraživanjima BIOPTRON terapije intenzivno bavimo čak 18 godina. Naše interesovanje za ovu vrstu fototerapije bazira se na jedinstvenim karakteristikama BIOPTRON svetlosti, koja simulira dominatne komponente sunčevog zračenja – polihromatsku vidljivu i infracrvenu svetlost, čija gustina energije je jednaka energiji sunčeve svetlosti tokom letnjeg dana u Evropi. Ova dva dela sunčevog spektra čine oko 97% sunčevog zračenja koje stiže na zemljinu površinu. Dakle, ovo je veoma važan faktor u našem okruženju, pa stoga možemo da reakciju ljudskog i životinjskog organizma na svetlost smatramo za usvojenu reakciju, koja se razvijala tokom dugog perioda evolucije.
Tokom poslednih nekoliko godina, proučavali smo delovanje BIOPTRON svetlosti na osobine krvi koje su važne za regenerativne i metaboličke procese. Pošto brzinu kretanja krvi kroz krvotok određuju eritrociti, istraživali smo njihove reološke osobine. Pokazalo se da je, 0,5 – 24 h posle samo jednog osvetljavanja, kod dobrovoljaca koji su imali neki deformitet došlo do povećanja broja eritrocita, dok je njihova viskoznost opala. Istovremeno, transportna funkcija (konkretno, transport kiseonika) je poboljšana, što je rezultiralo povećanjem parcijalnog pritiska kiseonika u krvi.

Takođe je primećeno razdvajanje krvnih pločica i povećanje antikoagulantne aktivnosti komponenti plazme, čime se objašnjava delovanje BIOPTRON svetlosti, koja sprečava stvaranje tromba: osvetljavanjem femoralne arterije kod pacova, potpuno se blokira (sprečava) nastanak eksperimentalno indukovane ireverzibilne tromboze u ovim krvnim sudovima.

Važnu ulogu u trofičnoj funkciji krvi ima njena brzina kretanja u mikro krvnim sudovima. Prema našim opservacijama, čak 2 minuta posle osvetljavanja male zone na telu, kod dobrovoljaca i pacijenata sa dijabetesom tipa II mikrocirkulacija se povećava kako lokalno tako i u udaljenim tkivima (tj. na sistemskom nivou). Optimalno povećanje mikrocirkulacije primećeno je posle 30 minuta (do 47%).

Prema dokazima koje smo dobili u našoj studiji, u oba slučaja je do povećanja mikrocirkulacije došlo usled aktivacije sinteze azot-oksida (NO) – najvažnijeg vazodilatatora kojeg stvaraju vaskularne endotelijalne ćelije i krvne pločice.

Pored poboljšanja mikrocirkulacije i transportne funkcije krvi, takođe je primećeno korigovanje nekih indeksa metaboličkih procesa: posle izlaganja BIOPTRON svetlosti, u krvi dobrovoljaca opao je nivo glukoze i aterogenih lipida (trigliceridi, holesterol, β-lipoproteini), a povećan je sadržaj anti-aterogenih lipida (α-lipoproteina).

Efekti BIOPTRON svetlosne terapije u lečenju rana nesumnjivo su povezani sa poboljšanjem mikrocirkulacije i trofične funkcije krvi, a takođe i sa povećanjem koncentracije faktora rasta i nekih citokina u krvnom serumu.

Takođe smo pokazali da se dodavanjem u kulturu 2,5% seruma, izolovanog iz krvi dobrovoljaca ili pacijenata obolelih od raka dojke (faza I-II) posle 7-10 tretmana BIOPTRON svetlošću posle hirurške intervencije, značajno stimuliše proliferacija keratinocita, endoteliocita i fibroblasta, glavnih učesnika u procesu zarastanja rane, a blokira proliferacija nekoliko linija ljudskih tumorskih ćelija.

U eksperimentima sa laboratorijskim životinjama, pokazano je da Bioptron svetlost usporava rast malignih tumora (npr. hepatom kod miševa) posle svetlosne terapije obolelih životinja, kao i posle direktnog osvetljavanja tumorskih ćelija, nakon čega su one transplantirane sinegeničnim miševima.

Mehanizam anti-tumorskog delovanja BIOPTRON svetlosti nije povezan sa citotoksičnim ili citostatičkim delovanjem svetlosti na ćelije, već je posledica strukturnih promena površine tumorske ćelije, koje su omogućile prirodnim ćelijama ubicama – glavnim efektorima prirodne odbrane od tumora – da ih lakše prepoznaju.

Posledica toga je povećanje citolitičke aktivnosti prirodnih ćelija ubica, što je imalo za rezultat smrt tumorskih ćelija koje su bile izložene svetlosti. Mehanizam anti-tumorskog delovanja BIOPTRON svetlosti na miševe sa tumorima potrebno je ispitati u budućnosti. Međutim, po našem mišljenju, bezbednost BIOPTRON svetlosne terapije za primenu u onkologiji već je dokazana.

Svi navedeni podaci objavljeni su u vodećim međunarodnim časopisima za fotomedicinu i fotobiologiju (Fotomedicina i fotobiologija, Fotohemijske i fotobiološke nauke, Fotohemija i fotobiologija, Terapija laserom, Fotodijagnoza i fotodinamička terapija, Laseri u medicini itd.).

KRATKA INFORMACIJA:
S obzirom na 18 godina intenzivnog ispitivanja delovanja BIOPTRON svetlosti na čoveka, možemo da objasnimo mehanizme njenog sistemskog delovanja – antiinflamatorno, imunomodulatorno, anti-tumorsko, lečenje rana i normalizacija metaboličkih procesa. Ovi efekti nastaju zahvaljujući transkutanoj modifikaciji krvi u površinskim krvnim sudovima pod uticajem svetlosti. Treba pomenuti da osvetljavanjem male površine na telu dolazi do promena u cirkulirajućem volumenu krvi. To je nesumnjivo u vezi sa jedinstvenim fizičkim karakteristikama BIOPTRON svetlosti: njene polihromatske vidljive i infracrvene komponente simuliraju parametre spektra i gustine energije dve dominantne vrste sunčevog zračenja, bitnog faktora u našem okruženju. Tokom evolucije, one su mogle da kod živih organizama podstaknu razvoj mehanizama koji omogućavaju korišćenje blagotvornog dejstva svetlosti.

Spisak stručne literature (prof. Samoilova et al.)

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.