Лазерная терапия и биологические ритмы

lazer-ritmy1 Лазерная терапия и биологические ритмы

Биосинхронизация временных параметров воздействия НИЛИ с эндогенными биоритмами конкретного пациента – одно из самых интересных и перспективных направлений развития техники и методологии лечения.

Любая патология в той или иной степени характеризуется десинхронозом, то есть рассогласованием фаз и скоростей разных функциональных и структурных процессов. По степени, характеру и виду десинхроноза можно диагностировать и прогнозировать состояние любой биосистемы. Устранение десинхронозов возможно как под влиянием естественных ритмов окружающей среды (без экологических искажений), так и путем биосинхронизированных многочастотных искусственных воздействий.

Внешние воздействия с определенной временной организацией, адекватной иерархии периодов ритмов биосистемы в каждый текущий момент, не фиксированы по абсолютным значениям, но привязаны к соотношениям частот в устойчивых стационарных режимах функционирования биов устойчивых стационарных режимах функционирования био-системы (клетки, органа, организма). Соотношение частот в спектре этих сигналов соответствует иерархии периодов биоритмов целостной иерархической биосистемы. Такие сигналы способны устойчиво изменять уровни биологических, функциональных и структурных процессов и устранять десинхронозы.

Многочастотные биоритмологические (организованные по обратной связи) воздействия оказывают более значительный активационный эффект на биосинтез с устойчивым сохранением повышенного содержания белка в клетке впоследствии даже при меньшей силе и длительности, чем постоянные или одночастотные. Их суть заключается в восстановлении временной гармонии и устойчивости регуляторных систем организма. Методы биоуправляемой хронофизиотерапии позволяют оперативно учитывать индивидуальные биоритмологические особенности пациента и дозировать физиотерапевтическое воздействие (лазерное, магнитное и др.) путем модуляции его интенсивности и синхронизации в такт с ритмами кровотока.

К особенностям биоуправляемой лазерной хронотерапии следует отнести устойчивое восстановление не только общего уровня, но и нормализацию спектра ритмов микроциркуляции крови в месте патологии, благодаря чему исключается трофическая дискриминация одних клеточных элементов относительно других, восстанавливаются осмотическое равновесие, регионарный кровоток и лимфоток, ускоряется регенерация и увеличивается ее качество.

Стабильность лечебного эффекта в режиме биоуправления объясняется сохранением нормализованного спектра ритмов кровотока. Разработанный метод и его преимущества связаны, в первую очередь, с устранением причин системного характера и усилением саморегуляции в организме больного [Пат. 2117506 RU]. Наиболее важным в данном случае моментом является новый методологический подход не как статическое взаимодействие системы «организм-НИЛИ», но как синхронизация воздействия с физиологическим откликом на это воздействие. В результате чего и возникает биологическая обратная связь, общий смысл которой заключается в том, что воздействие обеспечивается с периодами физиологических ритмов, воздействие осуществляется только в те периоды, когда это необходимо. Это касается очень широкого диапазона временных интервалов, в пределах которых и происходит физиологическое регулирование гомеостаза.

Хронобиологический подход – это и учет возраста пациента (варьирование дозой лазерного воздействия), и периодические профилактические курсы лазерной терапии (весна–осень), и периодическое (ежедневное или через день) проведение процедур, и многое другое. В приведенных ниже частных методиках лазерной терапии дозы оптимизированы для возраста от 18 до 60 лет. Пожилым пациентам (старше 65 лет) и детям данные дозы должны быть снижены в среднем в 2–3 раза. В педиатрии концепция варьирования дозами еще не до конца разработана, но следует руководствоваться общим принципом – чем меньше лет, тем меньше доза.

Над обоснованием этих принципов мы не будем останавливаться, поскольку в той или иной степени данные вопросы рассмотрены в литературе.

Многое стало понятно после представления нами первичного процесса взаимодействия НИЛИ с биологическими тканями как термодинамического запуска кальцийзависимых процессов [Москвин С.В., 2003–2005].

Оптимальные периоды воздействия 1,5–2 мин и 5 мин характерны для нескольких видов методик, что было определено эмпирически и проверено многолетней клинической практикой. Это обусловлено периодичностью распространения волн ионов кальция в цитозоле. Если мы прекращаем воздействие именно в данное, оптимальное время, то действуем синхронно с волной распространения кальция и обеспечиваем максимальное усиление эффекта, как бы раскачивая физиологические «качели» [Москвин С.В., Буйлин В.А., 2007].

Также известно, что во всех исследованиях, связанных с анализом временных параметров воздействия НИЛИ, независимо от области применения лазерных методов лечения хронобиологические закономерности всегда наблюдаются в изменении состояния сосудистой системы на всех уровнях, в первую очередь микроциркуляции. Для того чтобы понять, как можно реализовать оптимизацию воздействия, т. е. с какими временными интервалами нам приходится иметь дело, рассмотрим более подробно хронобиологические особенности регулирования кровотока.

Биологические ритмы и физиология сосудистой системы человека

При непрерывной записи артериального давления видны не только пульсовые волны (волны первого порядка), но также более медленные ритми (волны первого порядка), но также более медленные ритмические колебания. Это волны второго порядка, связанные с дыханием. При нормальной частоте дыхания (12–16/мин) нисходящая фаза и подножие таких волн соответствуют вдоху, а восходящая фаза гребень – выдоху. Волны второго порядка частично обусловлены взаимодействием между дыхательным и сердечно-сосудистым центрами, однако в их происхождении играют роль и механические факторы: во время дыхательного цикла давление в легочных сосудах и их емкость (следовательно, и ударный объем левого желудочка) меняются. Волны третьего порядка, или волны Майера, по-видимому, связаны с колебаниями тонуса периферических сосудов; их период составляет 6–20 с или больше (чаще всего 10 с). Существует также эндогенный циркадианный ритм артериального давления (аналогичным колебаниям артериального давления (аналогичным колебаниям подвержены частота сокращений сердца и многие другие физиологические параметры). Под влиянием регулирующих факторов внешней среды эти колебания синхронизированы с двадцатичетырехчасовым суточным ритмом [Вицлеб Э., 1996].

Степень сокращения мышц сосудов зависит непосредственно от частоты импульсации в эфферентных сосудодвигательных нервах. Сосудистый тонус покоя поддерживается благодаря постоянному поступлению по этим нервам импульсов с частотой 1–3 Гц (так называемая тоническая импульсация). При частоте импульсов, равной всего около 10 Гц, наблюдается максимальное сужение сосудов. Таким о разом, увеличение импульсации в сосудодвигательных нервах приводит к вазоконстрикции, а уменьшение – к вазодилатации, причем последняя ограничена исходным тонусом сосудов.

Однако в большинстве случаев имеет место обратный процесс, т. к. в силу отсутствия сосудосуживающих нервных влияний периферическое сопротивление определяется исходным тонусом сосудов (у человека парасимпатические сосудосуживающие волокна иннервируют только наружные половые органы и мелкие артерии мягкой мозговой оболочки головного мозга).

Поскольку даже в покое в сосудодвигательных волокнах имеется некоторая активность, сосудистый тонус – нейрогенное сокращение мышц сосудов – может быть изменен как в сторону вазоконстрикции, так и в сторону вазодилатации; последняя происходит без участия специальных сосудорасширяющих нервов [Вицлеб Э., 1996].

Частота 10 Гц, столь значимо влияющая на процессы расширения сосудов, определяется, скорее всего, частотозависимыми эффектами электромеханического сопряжения как одного из этапов развития мышечного сокращения [Рюэгг Й., 1996]. При частотах возбуждения ниже 5 Гц ионы Ca2+, высвобождающиеся из терминальных цистерн, в промежутках между импульсами успевают закачаться обратно в саркоплазматический ретикулум, и наблюдается только одиночное сокращение мышцы. При частотах более 20 Гц концентрация ионов Ca2+ остается высокой, т. к. кальциевый насос не успевает вернуть ионы в продольную систему саркоплазматического ретикулума, и развивается тетанус (состояние устойчивого сокращения). При частотах же около 10 Гц наблюдается интересное явление, которое еще не получило убедительного объяснения. Дело в том, что при такой частоте возбуждения ионы кальция успевают закачаться обратно кальциевым насосом, однако

суммация одиночных сокращений приводит к росту как максимального напряжения в сократительном цикле, так и остаточной величины одиночных сокращений [Blinks J.R. et al., 1978]. Это может решающим образом влиять на состояние микроциркуляции, в том числе и при воздействии физическими факторами в данном частотном диапазоне модуляции интенсивности.

С другой стороны, эндогенная вазомоторика, когда в артериолах, метартериолах и прекапиллярных сфинктерах наблюдаются ритмичные колебания тонуса, определяется автоматическим сокращением мышц сосудов и сопутствующими изменениями гидродинамического сопротивления сосудов.

В результате возникают ритмичные колебания скорости кровотока. Частота и амплитуда этих колебаний могут быть различными, однако они не участвуют в приспособлении кровотока к потребностям тканей [Haddy F.J. et al., 1976], следовательно, такие ритмы не могут задаваться внешним контуром регулирования биологических процессов.

Исследования показали, что уже на минимальные дозы лазерного излучения сосудистая система реагирует изменением состояния кровотока. Наиболее выраженной реакцией является физиологическое расширение как крупных, так и мелких артериальных и венозных сосудов. В почках на малые дозы более выражена реакция на уровне мелких сосудов, в то время как из крупных сосудов в 70% случаев происходит ускоренное выведение контрастного вещества, о чем свидетельствует отсутствие на рентгенограмме их контрастирования. Об усиленном функционировании почек свидетельствуют микроангиограммы [Лутошкин М.Б., 2003].

По мере увеличения дозы лазерного воздействия изменения состояния кровотока в органах и тканях принимают более стойкий характер. При увеличении дозы облучения почек наблюдаются выраженные изменения кровотока. При десятикратном облучении почек в дозе 1 Дж/см2 наблюдаются три типа сосудистых реакций: резкое расширение сосудов как в облученной, так и в интактной почке; резкий спазм сосудов в обеих почках; появляются гиповаскулярные зоны, т. е. происходит резкое изменение гемодинамики не только в облученной, но и в интактной почках [Лутошкин М.Б., 2003].

Основываясь на анализе имеющихся литературных источников, а также данных собственных исследований, М.Б. Лутошкин (2003) показал, что при облучении НИЛИ с длиной волны 0,89 мкм в импульсном режиме безопасными для почек являются частота следования импульсов от 80 до 3000 Гц при мощности излучения не менее 4 Вт.

Перспективным направлением в области применения низкоинтенсивных лазеров является изучение эффективности лечения хронических воспалительных процессов в урологии и нефрологии, в первую очередь через влияние НИЛИ на сосудистую систему. Применение лазерных медицинских технологий в терапии значительно повышает эффективность лечения больных по сравнению с традиционными методами [Буглова С.Е. и др., 1994; Кульчавеня Е.В., 1995], позволяет увеличить число больных, поддающихся лечению [Малазония З.Т., 1995; Кульчавеня Е.В., 1996].

Особенно важной является комплексность воздействия НИЛИ на состояние микроциркуляции: с одной стороны, нормализация соотношения притока оттоку в системе микроциркуляции путем положительного воздействия на тонус микрососудов всех порядков, и с другой стороны, благоприятное влияние на реологию крови в микрососудах, которого не всегда можно достигнуть путем внутривенных инфузий реологических активных средств [Степанова Н.А. и др., 1996; Неймарк А.И. и др., 1996].

Тенденция расширения исследований в области хронобиологии и хрономедицины примечательна для современного этапа развития лазерной терапии. Техническая реализация того или иного способа биологической обратной связи зависит от самого принципа, числа обрабатываемых параметров, методов получения информации от биологического объекта, сложности обработки параметров, а также способов реализации (модуляция мощности, изменение фазы, частоты и другое), поэтому в каждом конкретном случае это уникальные устройства.

Принцип биоуправленияреализованный в приставке БИО к АЛТ «Матрикс» и «Матрикс-Уролог», заключается в том, что амплитуда НИЛИ модулируется пульсом и дыханием пациента. В результате в фазах выдоха и диастолы мощность излучения минимальна, а в фазах вдоха и систолы (наиболее благоприятный момент воздействия) достигает максимального значения, установленного перед процедурой [Пат. 2117506 RU].

Применение режима биоуправления предусмотрено частными методиками и определяется как конкретной нозологией, так и состоянием пациента. Наше сравнительное исследование режимов БИО и модуляции фиксированной частотой методом «двойного слепого контроля» показывает, что использование режима БИО в наибольшей степени влияет на сроки ремиссии [Захаров П.И., Москвин С.В., 2003, 2007]. Включение в лечебную программу НИЛТ при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки значительно оптимизирует как непосредственные, так и отдаленные результаты.

Так, при 2-недельном сроке контрольного исследования полное заживление язвы при ЛТ достигается в 1,8 раза больше, чем при стандартной медикаментозной терапии (МТ). При длительном сроке наблюдения (5–10 и более лет) проявляется отчетливая тенденция к снижению рецидивирования в группе ЛТ и учащения обострений в группе МТ. Нет сомнений, что такой режим может быть рекомендован при других хронических заболеваниях, связанных, в первую очередь, с нарушением регионарного кровотока.

Метод хорошо зарекомендовал себя и в урологии. А.П. Ракчеев с соавт. (1995) провели сравнительную оценку терапевтической эффективности двух комбинированных методов лазеротерапии хронического простатита – в режиме БИО и фиксированными частотами 300–1700 Гц. Всем больным дополнительно проводили чрескожное лазерное облучение крови на область кубитальной вены с помощью матрицы инфракрасных (0,89 мкм) лазерных диодов (МЛ01К). Значительно более эффективным оказался режим, включающий в себя трансректальное воздействие в комбинации с чрескожным облучением крови в режиме биоуправления. Аналогичные данные получены О.Ю. Сопка (1997) и Н.В. Бычковой с соавт. (2002).