Механизм лечебного действия лазера на организм (моё виденье)

          Первое, что я слышу от пациента, приходящего ко мне на прием, это вопрос - что такое лазер и как он влияет на организм? До настоящего времени нет единого мнения о механизмах его действия. Мы можем регистрировать уже вторичные метаболиты в организме, которые изменяются под действием лазера. Видим клинический эффект. Стали более понятны оптимальные значения дозировок,  длин волн,  и методов применения лазера. Накопился опыт по показаниям использования лазера.  

Низко Интенсивное  Лазерное  Излучение (НИЛИ) является неспецифическим физическим воздействием на живые клетки любого организма. Это предопределено самой сутью всего живого, которое  смогло возникнуть на земле  лишь благодаря использованию энергии кванта. Самоорганизация материи, в противовес энтропии не смогла бы ей успешно противостоять, не научившись черпать энергию из окружающего мира, в котором ее огромное количество.

Как и всё в нашем мире, мы живём в очень узком диапазоне длин волн электромагнитного излучения. Изменение в космических масштабах этого оптимума  хотя бы немного приведёт к гибели нашей цивилизации, а более сильные изменения - и всего живого на нашей планете. Мы все живём в тепличных, хрупких, по космическим масштабам, условиях.

Электромагнитные колебания, это, по сути, энергия в чистом виде с возможностью быстро распространяться в различных средах. Физические характеристики излучаемых лазером когерентных квантов света (электромагнитные колебания со своими физическими характеристиками)  заметно адекватнее действуют на живое, чем другие виды электромагнитных излучений, что подтверждено неоднократно исследователями и клиническим опытом.

Даже опытных врачей в определённых ситуациях их лечебное действие удивляет.  Сразу надо сказать, что это не панацея. Где-то эффект очень хороший, где-то слабее,  где-то  даже может навредить. В этом мы и будем разбираться.

Почему видимый диапазон обычных, бытовых электромагнитных колебаний или обычный свет действующий на наш организм, обладает более слабым лечебным эффектом.  С увеличением частоты, излучение становится жёстким, а в ультрафиолетовом диапазоне,  при неумеренной дозе, просто опасным. Не говоря уже о более высоких частотах, которые переходят в диапазон  гамма и радиоактивного излучения. Тоже происходит и при уменьшении частоты.

Инфракрасный диапазон нам дарит тепло, то есть организм в этом диапазоне имеет самую  низкую сопротивляемость к электромагнитным излучениям и пропускает их вглубь тела, что мы и ощущаем, греясь у печки. (Пик с длиной волны приблизительно 1000 нанометров) Ещё ниже частота и излучение переходит в СВЧ,  УВЧ, радиочастоты, ультразвук, звук и инфразвуковые  колебания.

Многие частоты электромагнитного излучения медицина уже давно использует с лечебной целью. Но излучение лазера (НИЛИ) в видимом или ближнем инфракрасном диапазонах имеет физические характеристики, позволяющие живым клеткам использовать его энергию наиболее адекватно.

Воздействует это излучение на энергетические системы тех клеток, на которые попадает. В клетке энергия хранится в неактивной форме. Для извлечения запасов энергии нужен окислитель. Первыми в этом качестве выступают глюкоза и жирные кислоты, вторым кислород.

Организм создал множество систем для доставки, сжигания и получения энергии для работы высокоспецифичных клеток, которые все в целостном организме работают как одна команда. И если в каком - то регионе клеток произошёл сбой, туда и надо направить подкрепление, которым может выступать НИЛИ, неся энергию для преодоления клеткой затруднений.

Клеточным органом, где неактивная энергия переводится в легко используемую энергию, то есть сжигается топливо, является митохондрия. Сюда доставляется и окислитель – кислород. Её продукт – макроэнергетические молекулы – АТФ и АДФ, которые производятся митохондрией по мере потребности.

Механизм работы митохондрий связан с переносом электронов с одних молекул на другие. При этом к аденазину присоединяются три молекулы остатка фосфорной кислоты. Третья и вторая молекулы при отсоединении отдают очень много энергии. А отсоединение первой, приблизительно в два раза меньше. Эту энергию и использует организм для любой работы. Это своеобразная универсальная валюта. 

Представьте себе. Что вы кому-то задолжали энную сумму, и у вас вдруг в кармане появилось в два раза больше валюты. Так долг - это болезнь, а лазер, это волшебное удвоение ваших возможностей.  

Перенос электронов (механизм химической реакции – окисление) происходит при расщеплении глюкозы с присоединением кислорода. При этом высвобождённая энергия идёт на присоединение остатка фосфорной кислоты к аденазину.

В митохондриях для этого создан каскад ферментов – цитохромов с ключевым ферментом цитохромоксидазой. Окисление глюкозы описывает цикл Кребса и дополнительный пентозофосфатный путь. Похожие реакции происходят при фотосинтезе (эти процессы намного лучше изучены), с теми же переносами электронов но идущих в сторону синтеза. (физический фактор – фотон – переводит энергию в химические реакции – восстановление)  Сначала происходит фотолиз воды и включается фотосистема 2  и  фотосистема 1.  Во всех трёх системах используется энергия квантов, падающая на землю непрерывным массированным потоком от солнца. И эта энергия идёт на синтез АТФ, НАДФН2  (см. световая фаза)  А затем из  CO2 (берётся из атмосферы) и Н₂О, в которой растворены соли (берутся из почвы),  при наличии АТФ, НАДФН2  (энергии) синтезируются полисахариды (основное количество), жиры и белки и др. (см. темновая фаза)  И если у животных в митохондриях идёт добыча энергии при распаде сахаров и жирных кислот, то в хлоропласте (аналог митохондрий в растениях) – синтез. Набор ферментов похож. В митохондриях это цикл Кребса. В хлоропластах цикл Кальвина - фотосинтетическое фосфорилирование, в отличие от окислительного фосфорилирования, осуществляемого митохондриями.  Кому интересны подробности – смотрите соответствующие гиперссылки

На мой взгляд:

       Первая точка приложения НИЛИ:   В митохондриях находятся главные фотоакцепторы квантов. В меньшем количестве есть и другие фотоакцепторы в других местах клетки. Это молекулы  гемоглобина, миоглобина, церулоплазмина, цитохромов и металлосодержащих ферментов – супероксиддисмутазы (СОД), пероксидазы, каталазы.  Также гуанилатциклаза содержит в своей структуре порфириновый комплекс, что делает ее фотоакцептором и обусловливает повышение концентрации циклического гуанозинмонофосфата  (цГМФ)   Синтез NO в организме осуществляется несколькими изоформами NOS, в состав которых входит протопорфирин IX. (см. ещё: молекулы, поглощающие свет.)  Каждая из этих молекул имеет свою функцию: гемоглобин переносит кислород, миоглобин сокращает мышцу, цитохромы синтезируют АТФ, СОД работает в антиоксидантных системах и т.д.

Получив энергию кванта, их работа становится лучше, происходит возбуждение молекул, их способность вступать в реакции повышается, так как электроны внешнего радиуса повышают свою орбиту. Мы можем это регистрировать по изучению вторичных метаболитов и реакций организма. Надо заметить, что в биохимических реакциях энергии всегда расходуется больше, чем производится полезной работы. Дополнительная энергия в виде фотонов в адекватных дозах помогает производить полезную работу. Акцепторами выступают молекулы поглощающие фотон (фотоакцептор).

          Вторая главная точка приложения. Это кислород, из которого под действием квантов легче образуются активные формы кислорода (АФК). Кислород может браться из его переносчика гемоглобина и возможно из воды (фотолиз). Есть данные о ведущем значении синглетного кислорода в этом процессе.

          Митохондрии. Если при синтезе в растениях используется вода, углекислый газ и фотон (квант) – энергия, образуя полисахариды и побочный продукт кислород, то у животных всё наоборот – используя кислород, окисляются сахара и жирные кислоты с выделением воды и углекислого газа. В обоих случаях это происходит это через синтез универсальной валюты – АТФ и НАДФН2 .

         Вода.  Как в листе происходит фотолиз воды, как начало поступления для синтеза протонов, так в животных организмах активизируются молекулы кислорода для окисления. (Активные формы кислорода /АФК/, в том числе и синглетный кислород - см. кислород АФК). По мнению ряда исследователей, кислород, благодаря наличию у него полосы поглощения в области 630 нм, активно поглощает красный свет и переходит в синглетное (возбужденное) состояние, индуцирующее в тканях окислительные процессы.

         О кислороде своими словами.   Всему живому нужен кислород, природа создала несколько систем для потребления, доставки, усвоения кислорода. Просто так она не трудилась бы, так как она, природа, отбирает и сохраняет только  то, что способствует выживаемости, и то, что не полезно - отбрасывает.  Значит это нам очень нужно. Нужен кислород. Перекрыть кислород, равнозначно смерти. Все реакции идут с потреблением кислорода – окислительно-восстановительные реакции. Использование кислорода в живых системах управляемо, а не хаотично  и взрывоподобно. По мере потребности организм переводит кислород в активные формы, которые и работают, то есть окисляют, переводя в активные формы, ферменты, гормоны, сжигая углеводы и жиры для добычи АТФ, энергии, разрушают отработанное и вредное. (Например, нейтрофилы разрушают так бактерии, а макрофаги, долго циркулирующие в крови, и видоизмененные липопротеиды - материальную основу атеросклероза).

Запускают синтез через активацию ДНК и т.д.  Обычно организм заготавливает ферменты, гормоны,  активные молекулы и хранит их в неактивном состоянии. По необходимости выталкивает их в кровь, где они сразу же окисляются с помощью кислорода, то есть отщепляется одна - две части, и молекула активна и работает.  Одновременно   запускаются  каскады различных реакций.  Одни запускают рабочие белки  (смотри – механизмы ВЛОК (Внутривенное лазерное облучение крови), НИЛИ – т.е., вторичные эффекты) другие, синтез этих же рабочих молекул  третьи – системы, для остановки этих реакций и подстраховки (например антиоксидантная система). Удивительно то, что это происходит чисто биохимическим, биофизическим способом, то есть у всех этих молекул, конечно, нет разума, их толкают химико-биофизические причины и они реагируют, доставляются куда им надо, делают нужную работу,  и, отработав также исчезают!!! 

          Лазер влияет на использование кислорода в этих реакциях. Для перевода из триплетного состояния в синглетное, надо 94,2 кДж/моль (0,98 эВ на молекулу)   То есть очень много энергии. И в обычных условиях это невозможно, к тому же имеется запрет по спину (для перевода электрона на более высокий уровень.) Но если кислород находится в некоторых  молекулах, особенно содержащих железо или медь или цинк (фотосенсибилизаторы) то энергия перевода снижается, иногда до нуля. Что и используют живые организмы. Удивительно!!! Энергии лазерного кванта становится достаточной, чтоб перевести кислород в синглетное состояние (активную форму), и запускаются каскады реакций, которые и стимулируют метаболизм, преодолевая те реакции, которые по причинам болезни   стали идти с трудом. Или просто убыстряются у здоровых. (фотоакцепторы при этом  - цитохромоксидаза - в митохондриях синтезирует АТФ,   гемоглобин, содержащий кислород и требующий меньшую энергию для перевода в синглетное состояние  и т. д. ...) 

          Немного о лазерном кванте. Его энергия для живых систем, вероятно, является золотой серединой. Обычный свет несёт всё же недостаточно “усвояемой” энергии, и аккумулируется молекулами асинхронно и неравномерно, более высокочастотные кванты: УФО, и радиоактивное излучение  обладают очень высокой энергией, выбивают электроны из атомов, создавая тем самым чрезмерно много активных форм кислорода и других токсических продуктов.

        Сразу скажу немного про Озон. При озонотерапии   он доставляется в кровь или ткани (при местном применении), минуя ряд систем по доставке кислорода и переводу его в активные формы, на которые организм вынужден тратить силы (энергию).  То есть, эта терапия  легка для использования,  увеличивает концентрацию в крови гемоглобина (при этом, чем больше кислорода в гемоглобине, тем выше его диссоциация, т.е. гемоглобин  легче его отдаёт). И видимо увеличивает концентрацию растворённого в водной среде (крови) кислорода в виде О₂ и О₃.

Избыток преобразуется в перекись (тоже активная форма кислорода, но менее токсична, чем синглетный кислород) и связывается антиоксидантной системой, успев запустить несколько каскадов различных физиологических реакций, стимулирующих синтез, в том числе и антиоксидантную систему. (См. озон, озонотерапия) 

Небольшое количество АФК запускает физиологические системы, которые и стимулируют метаболизм. Большие количества – токсичны и вредны, так как запускаются другие каскады реакций, которые разрушают, что тоже сейчас используют в фотодинамической терапии для разрушения опухолей (лазером) или других тканей, например межпозвоночной грыжи (озон + лазер).  ВЛОК стимулирует образование АФК через возбуждение гемоглобина и  вероятно через фотолиз воды и растворённого в воде О₂ и О₃ при озонотерапии. К тому же активизирует металлосодержащие ферменты – фотоакцепторы (см выше). Видимо поэтому лечение лазер + озон = не два в одном,  а  2,5-3.   А без них вообще – 0, нет лечебного действия.

Насколько убит организм настолько и идут реакции,  то есть болезнь это обычно замедление каких то (стимулирующих или тормозящих) биохимических реакций. А тут мы получили в руки оружие, преодолевающее это замедление.

 Образно говоря кислород и фотон (озон и лазер) как две лошади в одной упряжке, помогающие вытянуть заболевший организм из трясины болезни.

Подводя итоги можно предположить, что увеличение лечебного эффекта озонотерапии одновременно с лазеротерапией связано с фундаментальными процессами жизни – окислительно-восстановительными процессами в биологических тканях.

Введение в организм насыщенных кислородом растворов под действием лазерного облучения ещё больше способствует переводу кислорода в активные формы, которые запускают каскады биологических реакций, многие из которых активизируют ДНК на синтез рабочих белков. Лазерное излучение дополнительно активизирует  ряд ферментов (фотоакцепторов) участвующих в синтезе  АТФ, переводе кислорода в активные формы, активизации ферментов, гормонов и прочего через окисление.

Параллельно излишек АФК блокируется антиоксидантной системой,  которая активизируется под действием этих же факторов. При увеличении дозы,  как озона, так и лазерного облучения,  мощностей антиоксидантной системы не хватает и запускается через активизацию других систем процесс апоптоза, физиологической смерти. При дальнейшем увеличении дозы, происходит грубое разрушение тканей.

Контроль этих методов - по насыщению крови кислородом - на настоящее время это наиболее информативно, просто и не затратно.   Сейчас всё упирается в оптимальную дозу для конкретного пациента с возможностью контроля. И последнее, появился термин - светокислородная терапия. 

Трудности и спорные вопросы.

1.Не 100%  и не одинаковый эффект при одинаковой патологии, длине волны лазера и дозе.  Не все болезни одинаково реагируют на воздействие НИЛИ.  Не все принимают данный метод.  Непонятно, как влияет лазер на здоровый организм,  его физиологические системы.

2.Любой фотоакцептор, находящийся в организме, как рабочая молекула,  имеет свою функцию. Перейдя в возбуждённое состояние (лазерный квант, неся энергию, выводит электроны на более высокий уровень), он не может долго в таком состоянии находиться и должен прореагировать. То есть выполнить ту функцию, для которой он и существует. С другой стороны патология затрудняет выполнение этой функции. Если эти два пункта совпадают, возникает лечебный эффект.

Рассмотрев  фотоакцепторы и их функцию, а также имеется ли патология в работе молекулы, содержащий акцептор,  можно предсказать действие  лазера.  Трудность состоит в выделении того, что является акцептором фотона. Если встать на позицию, утверждающую, что множество фотоакцепторов (см выше, и главные это цитохромы и кислород) являются акцепторами фотонов, а основная патология гипоксия, возникшая по разным причинам, которые следует в каждом конкретном случае разбирать, всё встаёт на свои места.

Контролировать  дозу лазерного облучения, видимо следует по насыщенности крови кислородом в режиме проведения процедуры. Если кратко, то мы имеем три ключевых слова: гипоксия, кислород, энергия, позволяющие достаточно эффективно справляться с некоторыми недугами.

Геннадий Ошуев

специально для портала "ОКО ПЛАНЕТЫ"