Инфракрасный свет представляет собой широкий спектр света с длиной волны (от 700 нм до 1000 мкм). На самых коротких длинах волн (называемых ближней инфракрасной области) он сливается с красным спектром видимого света. На самом длинном конце (называемом дальним инфракрасным излучением) он смешивается с диапазоном микроволн. В медицине повышенное внимание уделяется его способности активировать противовоспалительные процессы и в настоящее время широко используется для лечения растяжений, переломов костей и для ускорения заживления ран. За последние десять лет было проведено много исследований на животных, посвященных использованию транскраниальной ближне-инфракрасной световой терапии (NILT) для лечения черепно-мозговой травмы, и инсульта.
Механизмы, лежащие в основе терапевтических эффектов NILT, по-видимому, зависят от поглощения NIR-фотонов в диапазоне длин волн 600-1200 нм с помощью цитохромоксидазы в митохондриях (Karu , Kolyakov, 2005; Chung et al., 2012; Henderson , Morries, 2015). В дополнение к увеличению продуцирования аденозинтрифосфата (АТФ) NILT может модулировать реактивные виды кислорода, активировать репликацию митохондриальной ДНК, усиливать "гены раннего ответа", увеличивать экспрессию фактора роста нервов, индуцировать синаптогенез и стимулировать клеточную пролиферацию (Vacca et al., 1993; Leung et al., 2002; Huang et al., 2009; Chen et al., 2011; Chung et al., 2012; Henderson and Morries, 2015).
Исследования низкоинтенсивной инфракрасной лучевой терапии (LLLT) продемонстрировали эффекты нейрорегенерации и восстановления (Oron et al., 2006; Lapchak, 2010; Xuan et al. , 2014). Свет, поставляемый с плотностями мощности 0,9 - 36 Дж / см2, примененный через 24 часа после травмы, уменьшает неврологический дефицит на 32% и индуцирует пролиферацию нейронов и их миграцию (Chung et al., 2012). На моделях черепно-мозговой травмы (TBI) количество апоптотических нейронов снижается после воздействия LLLT с использованием аналогичного флюенса (Oron et al., 2007; Xuan et al., 2014; Henderson and Morries, 2015). Кроме того, уменьшенная экспрессия проапоптотических генов, повышенная экспрессия антиапоптотических генов и повышенная экспрессия нейротрофических факторов, таких как фактор роста нервов и нейротрофический фактор мозга (BDNF), индуцировались ближним инфракрасным светом в диапазоне флюенса от 0,9 до 36 Дж / см 2 (Xuan et al., 2014; Henderson and Morries, 2015; Morries et al., 2015).
Необходимо отметить различие между количеством энергии, доставляемой на поверхность кожи, и количеством энергии, которая достигает целевой ткани. Например, для активации транскрипционных факторов достаточно 0,03 - 0,3 Дж / см 2 энергии, доставляемой в монослой клеток в тканевой культуре (Chen et al., 2011; Henderson and Morries, 2015; Morries et al., 2015), тогда как на два порядка большей энергии (30 Дж / см 2) потребовалось для изменения в модели воспаления суставов (Castano et al., 2007; Morries et al, 2015). Только очень небольшой процент флюенса, доставляемого на поверхность кожи, может проникать в ткани. Действительно, только 34% непрерывного источника света 850 нм при 100 мВт могут проникать в кожу человека на 0.784 мм. Примерно 89% света 820 нм будут проникать в 0,4 мм эпидермиса (Kolari, 1985) и около 13,5% пройдут через 2 мм кожи (Henderson and Morries, 2015). Лабораторные исследования показывают значительно меньшее проникновение низкоуровневой NIR. Энергия от светодиода длиной 50 мВт 810 нм не проникает в 2 мм кожи человека (Henderson , Morries, 2015). Аналогичным образом, никакая энергия не может быть обнаружена, проникая в кожу из светодиода 200 мВт (650 + 880 нм).
По имеющимся данным, проникновение энергии 810 нм по всей глубине мозга мыши (3-5 мм) составляет 1-4% (Khuman et al., 2012). Ослабление света 808 нм на 3 см составляет 99%. Аналогично, только 0,6% из 810 нм света, подаваемого на 13,5 Вт, в задню область руки можно обнаружить, проникая в 25 мм живой ткани (Henderson , Morries, 2015). Jagdeo et.al. (2012) провели аналогичные наблюдения и выявили, что только 0,01-0,09% из 830 нм света от 0,5 Вт излучателя проникли на расстояние 25 мм.
Данные рядаисследований свидетельствуют о том, что мультиваттная лазерная терапия NIR, по-видимому, вызывает постоянное изменение неврологической функции (Morries et al., 2015), поскольку пациенты сохраняют свои показатели клинического улучшения в течение многих лет после лечения.
Отметим, что наложение симптомов между TBI и посттравматическим стрессовым расстройством способствует использованию лекарств, которые, как было показано, потенциально опасны для поврежденного мозга (Raji et al., 2015) у пациентов с TBI. Например, было показано, что антипсихотики являются нейротоксичными и могут потенциально препятствовать любой неврологической регенерации.
Добавить комментарий