Экспериментальные и клинические исследования эффективности низкоинтенсивного лазерногоизлучения в онкологии

Нередко в литературе, посвященной низкоинтенсивной лазерной терапии различных заболеваний, в списке противопоказаний на первом месте стоит онкология. Такой подход к онкологическим заболеваниям обусловлен тем, что до сих пор остается неясным действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на злокачественные новообразования. Изучением данного фактора исследователи занимаются с конца 70-х гг.

Дурнов Л.А.*, Грабовщинер А.Я.**, Гусев Л.И.*, Балакирев С.А.*
* Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, РАМН;
**Ассоциация «Квантовая медицина», г. Москва

Нередко в литературе, посвященной низкоинтенсивной лазерной терапии различных заболеваний, в списке противопоказаний на первом месте стоит онкология. Такой подход к онкологическим заболеваниям обусловлен тем, что до сих пор остается неясным действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на злокачественные новообразования. Изучением данного фактора исследователи занимаются с конца 70-х гг.

Проведенные различными учёными исследования показали нижеследующие отрицательные результаты такого воздействия.

  • Стимуляция роста клеток асцитной карциномы Эрлиха в опытах in vitro наблюдалась при воздействии He-Ne лазера (Москалик К. et al. 1980).
  • Стимулирующее действие на опухоль различных видов НИЛИ обнаружено у животных-опухоленосителей (Москалик К. с соавт.. 1981).
  • Стимуляция роста меланомы Гардинг-Насси, аденокарциномы 765 и саркомы 37 отмечена при воздействии He-Ne (633 нм) и импульсного азотного лазеров (340 нм) (Ильин А 1980, 1981, 1983; Плетнев С. 1980, 1985, 1987).
  • Стимуляция роста доброкачественных опухолей молочных желез у экспериментальных крыс получена при воздействии He-Ne лазера (Панина Н. с соавт., 1992).
  • Стимуляция роста и увеличение частоты метастазирования таких опухолей, как: лимфосаркома Плисса, меланома В-16, асцитная карцинома Эрлиха, аденокарцинома легких Льюиса, наблюдались при воздействии на них He-Ne лазером (Зырянов Б. 1998).
  • Стимуляция роста в одних случаях и торможение в других отмечены при проведении экспериментов по воздействию НИЛИ (480 нм и 640 нм) на культивированные клетки злокачественных опухолей человека (меланома, опухоли молочной железы и толстой кишки) (Dasdia Т. et al. 1988).

Аналогичные результаты получены при воздействии НИЛИ на колонии различных злокачественных клеток аргоновым лазером или лазером на красителях с накачкой генерации аргоновым лазером с плотностью мощности 8,5-5,0 мвт/см KB.(Fu-Shоu Yang et.al., 1986).

С другой стороны, проведенные исследования доказали и положительные результаты такого воздействия.

  • Торможение перевиваемых опухолей при облучении кадмий-гелиевым лазером (440 нм) при СД 30 Дж (Ильина АИ., 1982).
  • Ингибирующее действие гелий-неонового лазера на живые клетки карциномы Льюиса выше при более раннем начале и большей продолжительности курса облучения (Иванов АВ., 1984; Захаров с.д.,1990).
  • При воздействии полупроводниковым лазером (890 нм) на перевиваемую саркому Уокера у крыс и рак молочной железы у мышей отмечено замедление роста опухоли на 37,5% при СД 0,46 Дж/см2, тогда как при СД 1,5 Дж/см2 эффект не обнаружен (Михайлов В.А, 1991).
  • При нерадикально удаленной саркоме мягких тканей у оперированных животных с последующим облучением гелий-неоновым лазером отмечено ингибирование опухолевого процесса. Зафиксировано удлинение срока жизни животных в два раза по сравнению с контрольной группой (Димант И.Н., 1993).
  • Выраженные изменения в структуре первичной опухоли, вплоть до гибели клеточных элементов опухоли, зафиксированы при лазерном облучении крови. Метастазы у этих животных были значительно меньше сравнительно с контрольной группой (Гамалея Н.Ф.,1988).

Результаты экспериментальных исследований мы привели для того, чтобы стало ясно, почему нельзя воздействовать НИЛИ на новообразования в клинике, поскольку результаты непредсказуемы.

Механизм действия НИЛИ заключается в том, что вследствие поглощения энергии света чувствительными молекулами биологического вещества возникают электронно-возбужденные состояния атомов этих молекул и, как следствие, нарушаются межмолекулярные взаимодействия и появляются свободные ионы. На клеточном уровне это проявляется изменением активности ключевых ферментов клеточного метаболизма и проницаемости клеточных мембран. Наиболее чувствительными являются окислительно-восстановительные ферменты, затем миелопероксидаза, кислая и, наконец, щелочная фосфатаза. В митохондриях ускоряется перенос электронов по цепи электронного транспорта, увеличивается фотопотребление кислорода, блокируются "паразитарные" дыхательные цепи (не обеспечивающие синтеза АТФ). Эти механизмы позволяют клетке синтезировать большее количество АТФ, и процессы жизнедеятельности получают лучшее энергетическое обеспечение.

В результате исследований ученых описаны биологические эффекты лазерного излучения низкой интенсивности (НИЛИ), которые имеют большое значение в практической медицине, так как в отличие от лазерного излучения высокой мощности, НИЛИ не повреждает ткани организма. Напротив, низкоинтенсивное лазерное излучение оказывает противовоспалительное, иммунокоррегирующее, обезболивающее действие, способствует заживлению ран, восстановлению равновесия между компонентами нервной системы. Источником многообразия этих эффектов являются механизмы ответа организма на лазерное излучение.

Лазерное излучение воспринимают фотоакцепторы, или, проще говоря, особые чувствительные молекулы, участвующие в поддержании равновесия внутри клетки, каждой клетки человека. После взаимодействия лазерного излучения и чувствительной молекулы в клетке активизируется обмен веществ и энергии, что дает ей возможность полноценно выполнять свои функции, а на определенном этапе развития - делиться, образуя здоровое потомство.

Способ воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением на организм зависит от вида и локализации патологического процесса. Различают следующие методы лазерной терапии: 1) лазерное облучение крови 2) наружное (чрескожное) воздействие, 3) лазерная рефлексотерапия (воздействие НИЛИ на точки акупунктуры, 4) внутриполостное воздействие.

Лазерное облучение крови.

Эта методика была разработана в 80-х годах в Новосибирском НИИ патологии кровообращения под руководством академика Е.Н. Мешалкина и первоначально применялась как внутрисосудистое лазерное облучение крови (ВЛОК) (Мешалкин Е.Н. с соавт. 1981, Корочкин И.М. с соавт. 1984). Механизм лечебного действия лазерного облучения крови является общим при различной патологии (Гафарова Г.А. с соавт. 1979). Выраженный эффект лазерного облучения крови связан с влиянием НИЛИ на обмен веществ. При этом возрастает окисление энергетических материалов - глюкозы, пирувата, лактата, что ведет к улучшению микроциркуляции и утилизации кислорода в тканях. Изменения в системе микроциркуляции связаны с вазодилятацией и изменением реологических свойств крови за счет снижения ее вязкости и уменьшения агрегатной активности эритроцитов. Отмечено, что при превышении нормы уровня фибриногена на 25-30%, после лазерного воздействия отмечается его снижение на 38-51 %, а при его низких показателях до лечения, отмечается его повышение на 100% (Корочкин И.М. с соавт. 1984, Москвин С.В. с соавт. 2000).

Лазерное облучение крови оказывает стимулирующее влияние на кроветворение в виде увеличения количества гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов (Гамалея Н.Ф. 1981, Гамалея Н.Ф. с соавт. 1988). Происходит стимуляция системы неспецифической защиты - повышается функциональная и фагоцитарная активность лимфоцитов. Интересно, что при облучении лимфоцитов крови онкологических больных стимуляция Т-клеток выражена больше, чем при облучении их у здоровых людей (Гамалея Н.Ф. с соавт. 1986, Пагава К.И. 1991).

При воздействии НИЛИ на кровь происходит стимуляция Т-системы иммунитета. Возрастает хелперная и снижается супрессорная активность Т­лимфоцитов, нормализуется содержание В-лимфоцитов, снижается уровень ЦИК, ликвидируется дисбаланс иммуноглобулинов (Мешалкин Е.Н. 1983, Зырянов Б.Н. с соавт. 1998). Иммунокорригирующий эффект лазерного облучения крови объясняется увеличением выработки клетками крови эндогенного иммуномедиатора интерлейкина-1 (ИЛ-1) (Жибурт Е.Б. с соавт. 1998). Исследования, проведенные в РОНЦ РАМН, подтверждают эти данные. Воздействию НИЛИ подвергались мононуклеарные клетки (МНК) в течение 20 и 40 мин. В результате, при исследовании цитотоксичности МНК было установлено, что воздействие лазерным излучением в течение 20 мин. не приводит к достоверному повышению киллерных свойств МНК доноров. Усиление способности МНК доноров лизировать опухолевые клетки линии К-562 отмечалось при увеличении экспозиции излучения до 40 мин. В этих условиях цитолитический потенциал МНК возрастал в среднем с 31±8% до 57±5% (p< 0,05).

Воздействие лазерного облучения повышает способность МНК высвобождать ИЛ-1 и ФНО. В частности, при экспозиции 20мин. отмечается тенденция к увеличению концентрации исследуемых цитокинов в супернатанте МНК по сравнению с исходным уровнем, а увеличение времени воздействия приводит к более выраженной способности МНК доноров высвобождать ИЛ-1 и ФНО.

Таким образом, НИЛИ приводит к активации МНК крови доноров, Т.е. повышает их цитотоксическую активность и индуцирует способности МНК высвобождать цитокины (ИЛ-1 и ФНО), играющие важную роль в развитии иммунного ответа организма (Дурнов Л.А. с соавт. 1999).

Таблица 1
Влияние лазерного излучения на цитотоксическую активность (%) мононуклеарных клеток и индукцию высвобождения цитокинов (пг/мл)

Показатель

Исходный уровень

Длительность экспозиции

20 мин

40 мин

Цитотоксичность

31±8

38±12

57±5

Концентрация: ИЛ-1

4,8±2,0

5,3±1,2

6,4±2,1

ФНО

1,9±0,8

1,8±0,7

3,8±0,2 (p<0,05)


Настоящее исследование проведено при помощи аппарата МИЛТА в режиме: частота 5000 Гц, длительность экспозиции сеанса 5 мин. Исследование будет продолжено, Т.к. представляется интересным исследовать режимы 50 и 1000 Гц и временной интервал воздействия в 2 мин.

С развитием лазерной техники на смену внутрисосудистому лазерному облучению крови пришло надсосудистое (чрескожное) воздействие на кровь. При внутрисосудистом облучении крови обычно применялись маломощные гелий­неоновые (He-Ne) лазеры, требующие сменных одноразовых кварц-полимерных световодов. Это связано с тем, что определенную техническую трудность представляло воздействие на относительно глубоко расположенные структуры (в частности - сосуды), так как глубина проникновения лазерного излучения невелика. Она зависит от длины волны (от 20 мкм в фиолетовой части спектра до 70 мм в ближней инфракрасной), и необходимость "достать" глубже лежащие ткани требует увеличения мощности воздействия. Эта задача успешно решается в лазерных аппаратах, работающих в импульсном режиме. Наиболее зарекомендовавшими себя в этом отношении, являются арсенид-галиевые (Ga-As) лазеры, работающие в высокочастотном импульсном режиме.

Продолжительность вспышки импульсного лазера - миллисекунды, что позволяет воздействовать на ткань с необходимой для облучения глубоких структур мощностью без риска повреждения поверхностных структур.

Современные лазерные аппараты снабжены специальными магнитными насадками с оптимальной формой постоянного магнитного поля (ПМП). Помимо лечебного эффекта магнитотерапии, ПМП придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выстраивая их вдоль своих силовых линий, направленных в глубь облучаемых тканей. Это ведет к тому, что основная масса диполей располагается вдоль светового потока способствуя увеличению глубины его проникновения (Илларионов В.Е., 1989). Мостовников В.А. с соавторами (1981) объясняют эффект высокой биологической активности двух физических факторов тем, что их действие на мембраны и компоненты клеток, участвующих в регуляции метаболических процессов, ведет к перестройке пространственной структуры мембраны и, как следствие, ее регуляторных функций.
Терапевтический эффект ЧЛОК объясняется следующими факторами:

  • Улучшение микроциркуляции: тормозится агрегация тромбоцитов, повышается их гибкость, снижается концентрация фибриногена в плазме и усиливается фибринолитическая активность, уменьшается вязкость крови, улучшаются реологические свойства крови, увеличивается снабжение тканей кислородом.
  • Уменьшение или исчезновение ишемии в тканях органов. Увеличивается сердечный выброс, уменьшается общее периферическое сопротивление, расширяются коронарные сосуды.
  • Нормализация энергетического метаболизма клеток, подвергшихся гипоксии или ишемии, сохранение клеточного гемостаза.
  • Противовоспалительное действие за счет торможения высвобождения гистамина и других медиаторов воспаления из тучных клеток, нормализация проницаемости капилляров, уменьшение отечного и болевого синдромов.
  • Коррекция иммунитета: повышение общего уровня Т-лимфоцитов, лимфоцитов с супрессорной активностью, увеличение содержания Т-хелперов при отсутствии снижения уровня лейкоцитов в периферической крови.
  • Влияние на процессы перекисного окисления липидов в сыворотке крови: уменьшение содержания в крови малонового диальдегида, диеновых конъюгант, шифровых оснований и увеличение токоферола.
  • Нормализация липидного обмена: повышение липопротеинлипазы, снижение уровня атерогенных липопротеинов.

Экспериментальные и клинические исследования доказали, что эффективность чрескожного лазерного облучения крови (ЧЛОК) и ВЛОК - примерно одинакова (Кошелев В.Н. с соавт. 1995). Однако простота методики ЧЛОК, неинвазивность, доступность проведения в любых условиях, высокая терапевтическая эффективность - все эти факторы позволили широко внедрить ЧЛОК в лечебную практику.

Чрескожное лазерное облучение крови используют в качестве анальгезирующего, антиоксидантного, десенсибилизирующего, биостимулирующего, иммуностимулирующего, иммунокорригирующего, детоксицирующего, сосудорасширяющего, антиаритмического, антибактериального, антигипоксического, противоотечного и противовоспалительного средства (Москвин С.В. с соавт. 2000).

Одними из первых исследователей, проводивших изучение эффективности лазерного облучения крови у онкологических больных, были ученые Томского НИИ онкологии. При отработке режима лазерного воздействия применялась экспозиция в 30 мин. и 60 мин. однократно в течение 5 суток. Существенных различий в этих группах не выявлено. Не зафиксировано никаких осложнений и побочных проявлений. Отмечено ускорение заживления послеоперационных ран, а анализ отдаленных результатов показал, что частота и сроки возникновения рецидивов в группе больных, которым проводилось лазерное облучение крови, достоверно ниже сравнительно с контрольной группой.

В НИИ детской онкологии и гематологии РОНЦ РАМН проводилось изучение эффективности ЧЛОК путем исследования динамики клеточного иммунитета у детей, получавших химиотерапию по поводу различных злокачественных новообразований. Воздействие НИЛИ осуществлялось на крупные сосуды в кубитальных и подколенных областях. Частота НИЛИ 50 Гц, временной интервал для детей старшего возраста составлял 15...20 мин. (облучение крови осуществлялось двумя терминалами одновременно). Всего проводилось от 2 до 4 сеансов. У больных, получивших свыше 2-х сеансов, отмечено повышение числа зрелых Т-лимфоцитов, Т -супрессоров и лимфоцитов. Отмечена явная тенденция к положительной динамике. Осложнений и побочных проявлений не было отмечено ни у одного больного. Для детей младшего возраста расчет дозы НИЛИ проводится индивидуально.

Частота 50 Гц при лазерном облучении крови выбрана не случайно. Исследователи Земцев И.З. и Лапшин в.п. (1996), изучая механизмы очищения поверхности биомембран от токсических веществ, выявили, что деполяризация активности мембран (в результате лазерного облучения крови), сопровождающаяся их «промывкой», происходит при частоте импульсов НИЛИ ниже 100 Гц.

Наружное (местное) воздействие.

При локализации патологического очага на коже или видимых слизистых оболочках воздействие НИЛИ осуществляется непосредственно на него. В НИИ детской онкологии и гематологии широко применяется низкоинтенсивная лазерная терапия в лечении стоматитов, воспалительных явлений носоглотки, флебитов, длительно незаживающих послеоперационных ран, пролежнях. Пролечено более 280 больных. Повреждение слизистой оболочки полости рта и желудочно-­кишечного тракта - серьезная проблема для детей, получающих химиотерапевтическое лечение. Слизистая оболочка полости рта при стоматите болезненна, на ней образуются дефекты разных размеров и глубины, что ограничивает или делает совсем невозможным прием пищи. В тяжелых случаях это ведет к длительному перерыву в противоопухолевой терапии. В лечении стоматитов применялись и применяются полоскания из отваров трав, растворов лекарственных препаратов, однако эти средства требуют длительных затрат времени. Как правило, эффект от такого вида лечения отмечается на 7-10 сутки. При лечении НИЛИ эффект достигается на 3-5 сутки.

При лечении постлучевых реакций кожи во всех случаях достигнут положительный эффект. Сравнение сроков полного исчезновения местных проявлений у детей, которым проводилась полифакторная квантовая (магнито­инфракрасно-лазерная) терапия, с историческим контролем показало, что привоздействии НИЛИ сроки выздоровления сократились на 28%.

Основными противопоказаниями для проведения чрескожного лазерного облучения крови являются заболевания крови с синдромом кровоточивости, тромбоцитопения ниже 60000, острые лихорадочные состояния, коматозные состояния, активный туберкулез, гипотония, декомпенсированные состояния сердечно-сосудистой, выделительной, дыхательной и эндокринной систем.

При местном лечении таких осложнений химио-лучевой терапии как: стоматиты, гингивиты, радиоэпителииты, а также пролежни, вяло текущие раневые процессы, - вышеперечисленные заболевания и состояния не являются абсолютным противопоказанием.

Абсолютным противопоказанием для местного применения НИЛИ являются зоны локализации злокачественного процесса.



Возврат к списку


Материалы по теме: