Użyteczność różnych źródeł światła w światłoterapii

Naturalnym źródłem światła które możemy stosować w światłoterapii jest Słońce. Wszystkie organizmy żyjące na Ziemi, w trakcie całego procesu ewolucji życia na naszej planecie, zdążyły się dostosować do oferowanego przez Słońce zakresu promieniowania (ok. 100-4000nm); efektywnie wykorzystując tylko niewielki wycinek tego zakresu.

Do celów terapeutycznych jako użyteczny obecnie przede wszystkim uważany jest zakres od płytkiej podczerwieni (ok. 1000nm) do czerwieni (ok. 650nm).

Sztuczne źródła światła użyteczne w światłoterapii.

Żarówka

Cechy:

Sprawność żarówki w zakresie promieniowania widzialnego ocenia się na ok 5-8%; reszta, tzn. 92-95% energii wypromieniowywana jest w postaci podczerwieni. Z tego zakresu do celów terapeutycznych można wykorzystać jedynie niewielki wycinek ok. 650-1000nm. Produkowane są specjalne żarówki z filtrem ograniczającym promieniowanie widzialne i promieniujące głównie w zakresie podczerwieni. Żarówki takie można stosować do celów leczniczych w bardzo ograniczonym zakresie; głównie jako promienniki ciepła.

Zalety:

niska cena, dostępność.

Wady:

duże wymiary, mała odporność mechaniczna, wysoka temperatura bańki, zbyt mały udział promieniowania użytecznego terapeutycznie (650-1000nm) w całkowitej emisji promieniowania, z racji bezwładności cieplnej brak możliwości modulowania strumienia promieniowania.

Żarówka halogenowa

Cechy:

Większa sprawność w zakresie widzialnym promieniowania (do 20%). Reszta cech jak dla żarówki zwykłej. Wykorzystywana w urządzeniach do naświetlań spolaryzowanym promieniowaniem z zakresu światła widzialnego.

Dioda LED

Do celów terapeutycznych wykorzystywany jest specjalny typ diod LED (nazywanych często diodami LLLT = Low Level Laser Therapy).

Cechy:

Diody o specyficznej budowie: soczewka formująca strumień promieniowania o określonych parametrach. Duża moc promieniowania; dla diod RED - strumień o światłości rzędu kilku- do kilkunastu tysięcy milikandeli; dla diod IRED – moc promieniowana do kilkadziesiąt miliwatów.

Dioda LED emituje promieniowanie wąskopasmowe monochromatyczne, podobne do laserowego lecz niekoherentne. Sprawność diod w zakresie emitowanego promieniowania użytecznego sięga ok. 20%; reszta energii zasilającej jest tracona w postaci szerokopasmowego promieniowania cieplnego wyrzucanego „do tyłu” diody.

Zalety:

bardzo małe wymiary, duża odporność mechaniczna i cieplna, łatwość tworzenia matryc diod o większych wymiarach, łatwość modulowania strumienia, łatwo dobrać diody o długości fali promieniowania odpowiedniej do wymagań terapii.

Laser

Cechy:

Do celów terapeutycznych wykorzystywane są diody laserowe niskoenergetyczne o mocach emitowanych rzędu do 200 miliwatów. Emitują promieniowanie wąskopasmowe monochromatyczne koherentne (spójne). Strumień promieniowania ma postać spłaszczonego stożka, ale dzięki lepszemu skupieniu wiązki promieniowania i jego koherentności skuteczniejsze w penetracji głębiej położonych tkanek niż w przypadku stosowania diod LED.

Zalety:

bardzo małe wymiary, duża odporność mechaniczna, łatwość tworzenia matryc laserów o większych wymiarach, łatwość modulowania strumienia, łatwo dobrać lasery o długości fali promieniowania odpowiedniej do wymagań terapii.

Wady:

Diody laserowe są dosyć kosztowne, wymagają precyzyjnego chłodzenia. Wymagana ochrona oczu przed promieniowaniem (mimo stosunkowo małej mocy strumienia promieniowania i jego rozproszenia).

Jak światło wpływa na tkanki?

Nasze naturalne źródło energii – Słońce - emituje promieniowanie w bardzo szerokim zakresie, jednakże dzięki działaniu ziemskiej atmosfery do powierzchni Ziemi dociera stosunkowo wąski zakres tego promieniowania; od bardzo głębokiej podczerwieni (4000nm) aż po ultrafiolet (100nm), (przy czym sam zakres światła widzialnego zawiera się w granicach ok. 400 do 700 nm). Poszczególne fragmenty tego zakresu są inaczej wykorzystywane przez struktury biologiczne roślin, a inaczej przez tkanki zwierząt i ludzi.

W procesie ewolucyjnym nasze komórki dostosowały się do dostępnego na Ziemi zakresu promieniowania.

Szczególnie użytecznym okazał się zakres od bardzo głębokiej podczerwieni (odczuwalnej przez nas jako ciepło) aż po czerwień (ok. 600nm). Dlatego właśnie ten zakres znalazł zastosowanie w światłolecznictwie. Zastosowanie to znalazło szczególne wsparcie w wynikach licznych badań naukowych i w bardzo obszernej literaturze naukowej.

Zakres promieniowania ok. 600 do 400 nm (widziany przez nas jako różne kolory tęczy) okazał się stosunkowo mało użyteczny terapeutycznie; brak poważniejszej literatury naukowej na ten temat; badania w tym względzie trwają.

Zakres promieniowania o długości fali krótszej od 400nm (ultrafiolet) także jest wykorzystywany, lecz do szczególnych celów terapeutycznych.

W niniejszym blogu zajmować będziemy się głównie tym szczególnie nas interesującym nas zakresem podczerwień-czerwień. Poszczególne składniki tego zakresu wykazują się charakterystycznymi cechami w działaniu na elementy tkanek.

W urządzeniu LightMed zastosowaliśmy jako reprezentatywne dla powyższego zakresu długości fal 850nm (promieniowanie podczerwone) oraz 635nm (promieniowanie czerwone).

Dotychczas rozpoznano aż 24 różne efekty oddziaływania tego promieniowania na komórki tkanek i ich składniki.

Ogólnie, działanie to można określić jako:

• dostarczające energię do komórek i ich składników,
• pobudzające.

W zależności od struktury naświetlanych tkanek, energia promieniowania czerwonego i podczerwonego dociera w głąb tkanek dość głęboko; nawet do kilku centymetrów, przy czym światło czerwone działa głównie w płytszej warstwie, a podczerwień także w głębszej.

W urządzeniu wykorzystujemy także promieniowanie niebieskie o długości fali 470nm; spełnia ono rolę pomocniczą działając delikatnie antybakteryjnie i bakteriostatycznie; działa wyłącznie powierzchniowo; nie jest tak agresywne jak ultrafiolet.

Działanie promieniowania podczerwonego i czerwonego.

 

Istotną drogą oddziaływania biostymulacyjnego promieniowania na komórki jest fotoaktywacja enzymów. Energia promieniowania przyspiesza tworzenie większej ilości adenozynotrifosforanu (ATP) będącego nośnikiem energii w komórce, wzmaga wzrost syntezy DNA, RNA, białek i kolagenu, zwiększa ilość mitochondriów w komórkach oraz dynamizuje procesy metaboliczne. Naświetlanie poprawia gospodarkę elektrolitową w komórkach, przyśpiesza proces regeneracji włókien nerwowych, a w przypadku czerwonych krwinek poprawia zdolność przenoszenia tlenu.

Działanie promieniowania czerwonego i podczerwonego na nasz organizm możemy podzielić na:

biostymulacyjne :

• przyspiesza syntezę kolagenu, białek, wymianę tlenu, działa antytoksycznie,
• podnosi potencjał błon komórkowych, podnosi energię i poziom ATP,
• polepsza odżywianie komórek i tkanek,
• przywraca prawidłowy odczyn pH płynów międzykomórkowych,
• normalizuje funkcje narządów,
• poprawia komunikację i działanie układu nerwowego,

przeciwzapalne :

• aktywizuje naturalne faktory likwidując stany zapalne,
• rozszerza naczynia krwionośne,
• wzmacnia naturalne mechanizmy obronne,

przeciwbólowe – analgetyczne:

• obniża wrażliwość komórek nerwowych,
• likwiduje proces chorobowy odpowiedzialny za wywołanie bólu.

Promieniowanie podczerwone

Szczególnie promieniowanie podczerwone powoduje w naświetlanych tkankach lokalne podwyższenie temperatury (od ułamków stopnia do 1 stopnia). Okazuje się, że przy wyższej temperaturze mechanizmy obronne (takie jak wytwarzanie przeciwciał) czy proliferacja limfocytów ulegają znacznemu wzrostowi (około 10% na jeden stopień). Jest to działanie analogiczne jak w przypadku gorączki – naturalnego mechanizmu obronnego organizmu. Równocześnie zmniejsza się dostęp żelaza i innych związków dla patogenów co utrudnia im namnażanie.

Promieniowanie podczerwone pobudza wydzielanie tlenku azotu w krwinkach, powodując rozszerzenie naczyń i zwiększenie dopływu krwi do okolic rany.

Efektem działania promieniowania podczerwonego są:

• reakcja naczyniowa – rozszerzają się naczynia włosowate skóry i tkanki podskórnej, poprawia się znacznie ukrwienie i odżywienie tkanek oraz przepływ w układzie żylno– chłonnym,
• reakcja autonomicznego układu nerwowego, zmniejszenie napięcia mięśni,
• reakcja odległych narządów w wyniku odruchów ze stref Heada oraz odruchów skórno-trzewnych,
• stymulacja wydzielania endorfin, powodujących podniesienie progu odczuwania bólu,
• działanie przeciwzapalne, wzmożenie przemiany materii.

Promieniowanie czerwone

 

Promieniowanie czerwone również charakteryzuje się szeregiem istotnych właściwości. Badania wykazały że pewne przemiany molekularne w komórkach (np. fagocytoza leukocytów) powoduje emisję promieniowania leżącego w zakresie barwy czerwonej. Naświetlanie promieniowaniem tej barwy powoduje powstanie pewnego rodzaju zjawiska rezonansu przemian biochemicznych. Ta tzw. biostymulacja rezonansowa powoduje normalizację niezliczonych procesów molekularnych odbywających się nieustannie w organizmie. Stwierdzono że nawet niewielkie dawki promieniowania powodują zwiększenie żerności białych komórek krwi, co przyspiesza proces gojenia ran, owrzodzeń, nawet tych opornych na leczenie.

Modulacja promieniowania 

 

Duże znaczenie ma częstotliwość impulsów stosowanych w naświetlaniach (modulacja promieniowania). W wypadku gdy ich częstotliwość odpowiada własnej częstotliwości komórek (lub przemian biochemicznych w nich zachodzących), zachodzi zjawisko rezonansu optycznego. W komórkach dochodzi wówczas do przejściowej depolaryzacji; molekuły komórek na przemian pobierają fotony, ulegają pobudzeniu, a następnie oddają nadmiar energii i powracają do normalnego stanu. Naświetlone tkanki same zaczynają emitować promieniowanie i działać pobudzająco na tkanki sąsiednie.

Stwierdzono, iż pewne częstotliwości modulacji promieniowania wywierają szczególny wpływ na stan organizmu (są to tzw. częstotliwości Nogiera).

Miejscami szczególnie wrażliwymi na działanie promieniowania są punkty biologicznie aktywne jakimi są m. in. punkty akupunktury.

O ile proces naświetlania trwa krótko (kilka do kilkunastu minut), to czas reakcji biologicznych na to naświetlanie może trwać od kilku minut nawet do kilku dni. Dopiero dłuższy cykl naświetlań spowoduje ugruntowanie się ich pozytywnych efektow.