Systemische Wirkungen der Bioptron-Lichttherapie

Januar 2016

Leiterin der Photobiologieabteilung Zytologieinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften, St. Petersburg, Russland

18 JAHRE INTENSIVER STUDIEN ZU BIOPTRON

Die Erfahrung unserer Laboruntersuchungen im Feld der Photobiologie und Photomedizin dauert seit mehr als 50 Jahren an, während wir seit mehr als 18 Jahren intensive Studien zur BIOPTRON-Therapie betreiben. Unsere großes Interesse an diesem phototherapeutischem Verfahren ergibt sich aus den einzigartigen Eigenschaften des BIOPTRON-Lichts, das dominante Komponenten der terrestrischen Sonnenstrahlung simuliert - polychromatisch sichtbare Strahlung und Infrarotstrahlung mit einer Leistungsdichte, die einem Sommertag in Europa entspricht. Diese beiden Teile des Sonnenspektrums machen ca. 97 % der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche aus. Wir haben es also mit einem sehr wichtigen Umweltfaktor zu tun, was es uns gestattet, Reaktionen auf Licht von menschlichen und tierischen Organismen als eine adoptive Reaktion auf Lichtexpositionen zu betrachten, die während eines langen Entwicklungsprozesses entstanden ist.
Während der vergangenen sieben Jahren untersuchten wir die Wirkung von BIOPTRON-Licht auf die Bluteigenschaften, die für regenerative und Stoffwechselprozesse von Bedeutung sind. Da die Blutbewegungsgeschwindigkeit von den roten Blutkörperchen vorgegeben wird, untersuchten wir deren rheologische Eigenschaften. Es wurde nachgewiesen, dass 0,5 - 24 Stunden nach einer einzelnen Bestrahlung von Freiwilligen, die Verformbarkeit aufwiesen, ein Anstieg der roten Blutkörperchen zu verzeichnen war, während ihre Viskosität abnahm. Gleichzeitig verbesserte sich die Transportfunktion (insbesondere der Sauerstofftransport), was zu einer Erhörung des partiellen Sauerstoffdrucks im Blut führte.

Parallel dazu wurden eine Disaggregation der Blutplättchen und ein Anstieg der Antikoagulationsaktivität der Plasmabestandteile beobachtet, was zu einer Entwicklung antithrombotischen Wirkung von BIOPTRON-Licht zu führen scheint: die Bestrahlung der Oberschenkelarterie von Ratten blockierte (verhinderte) die Entwicklung der experimentell induzierten irreversiblen Thrombose vollständig.

Eine wichtige Rolle der trophischen Funktion des Bluts kommt seiner Zirkulationsgeschwindigkeit in Mikrogefäßen zu. Nach unserer Beobachtung stieg die Geschwindigkeit der Mikrozirkulation bei Freiwilligen und Patienten mit Diabetes Mellitus des Typs II bereits zwei Minuten nach der Bestrahlung eines kleinen Körperbereichs lokal und in entferntem Gewebe (d. h. auf systemischer Ebene). Die optimale Steigerung der Mikrozirkulation wurde nach 30 Minuten beobachtet (bis zu 47 %).

In unserer Studie wurde der Nachweis erbracht, dass sich in beiden Fällen die Steigerung der Mikrozirkulationsgeschwindigkeit aus der Aktivierung der Synthese von Stickoxid (NO) ergab, dem wichtigsten Vasodilatator, der von vaskulären Endothelialzellen und Blutplättchen abgesondert wird.

Neben der Verbesserung der Mikrozirkulation und der Verbesserung der Transportfunktion des Blutes wurde die Korrektur einiger Indizes von Stoffwechselprozessen verzeichnet: nach der Bestrahlung von Freiwilligen mit BIOPTRON-Licht fiel die Konzentration von Glukose und atherogenen Lipiden (Triglyzeride, Cholesterin, β-Lipoproteine), während der Spiegel von antiatherogenen Lipiden, (α-Lipoproteine) stieg.

"Die Wundheilungswirkung der BIOPTRON Lichttherapie hängt zweifelsohne mit der Verbesserung der Mikrozirkulation des Bluts, der Steigerung der trophischen Funktion des Bluts doch auch mit einer Erhöhung der Konzentration von Wachstumsfaktoren und einiger Zytokine im Blut zusammen.

Wir hatten außerdem nachgewiesen, dass das Hinzufügen von 2,5 % Serum, das aus dem Blut von Freiwilligen oder Patienten mit Brustkrebs der Stufe I-II isoliert wurde, nach 7-10 Tagen täglicher postoperativer Bestrahlung mit BIOPTRON-Licht die Verbreitung der am Wundheilungsprozess wesentlich beteiligten Keratinozyten, Endotheliozyten und Fibroblasten stimuliert, doch die Verbreitung einiger Linien menschlicher Tumorzellen gehemmt wurde.

In Experimenten mit Labortieren zeigte sich, dass die Bestrahlung mit BIOPTRON-Licht das Wachstum bösartiger Tumore (Maus-Hepatoma) sowohl nach der Lichtbehandlung von Mäusen mit Tumoren als auch nach der direkten Bestrahlung der Tumorzellen selbst bei ihrer anschließenden Transplantation in syngene Mäuse verlangsamte.
Der Mechanismus der Anti-Tumor-Wirkung von BIOPTRON-Licht war nicht mit der zytotoxischen oder zytostatischen Wirkung von Licht auf Zellen verbunden, sondern war die Folge von strukturellen Änderungen der Tumorzellenoberfläche, die ihr Erkennen durch natürliche Killerzellen verbesserten, den Haupteffektoren der angeborenen Anti-Tumor-Immunität.

Als Folge steigerte sich die zytolytische Aktivität der natürlichen Killerzellen, was zum Absterben der lichtbestrahlten Tumorzellen führte. Der Mechanismus der Anti-Tumor-Wirkung von BIOPTRON-Licht im Fall der Bestrahlung von tumortragenden Mäusen muss in der Zukunft noch untersucht werden. Doch unserer Ansicht nach wurde die onkologische Sicherheit der BIOPTRON-Lichttherapie bereits nachgewiesen.

Alle oben aufgeführten Daten wurden in den wichtigsten Fachzeitschriften über Photomedizin und Photobiologie (Photomedicine and Laser Surgery, Photochemical and Photobiological Sciences, Photochemistry and Photobiology, Laser Therapy, Photodiagnosis and Photodynamic therapy, Lasers in Medical Sciences, usw.) veröffentlicht.

KURZINFORMATION:
In 18 Jahren intensiver Studien der Wirkungen von BIOPTRON-Licht auf den Menschen konnten wir die Mechanismen der wichtigsten systemischen Wirkungen wie die entzündungshemmende, immunomodulatorische, wundheilende, Anti-Tumor-Wirkung und die Normalisierung von Stoffwechselprozessen erläutern. Diese Wirkungen entwickeln sich aufgrund transkutaner Photomodifikation des Bluts in den oberen Hautgefäßen. Es ist erwähnenswert, dass die Bestrahlung eines kleinen Bereichs der Körperoberfläche zu Veränderungen des gesamten zirkulierenden Blutvolumens führt. Dies hängt ohne Zweifel mit den einzigartigen physikalischen Besonderheiten des BIOPTRON-Lichts zusammen: seine polychromatischen sichtbaren Anteile und seine Infrarotanteile simulieren Parameter von Spektrallicht und Leistungsdichte von zwei dominierenden Arten der terrestrischen Sonnenstrahlung, dem wichtigsten Umweltfaktor. Während der Evolution waren diese Anteile in der Lage in lebenden Organismen die wohltuenden adoptiven Mechanismen des Einsatzes von Licht zu ermöglichen.

Referenzliste, (Prof. Samoilova et al.)

  1. Samoilova K.A., Obolenskaya K.D, Vologdina A.V., Snopov S.A., Shevchenko E.V. Single skin exposure to visible polarized light induces rapid modification of entire circulating blood. 1. Improvement of rheologic and immune parameters. Proc. SPIE. –1998. – Vol. 3569. P. 90-103.
  2. Samoilova K.A., Zubanova O.I., Snopov S.A., Mukhuradze N.A., Mikhelson V.M. Single skin exposure to visible polarized light induces rapid modification of entire circulating blood. 2. Appearance of soluble factors restoring proliferation and chromosome structure in X-damaged lymphocytes. – Proc. SPIE, 1998, 3569: 26-33.
  3. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Glazanova T.V., Pavlova I.E., Bubnova L.N., Rosanova O.E., Obolenskaya K.D. Exposures of human body surface to polychromatic (visible + infrared) polarized light modulate a membrane phenotype of the peripheral blood mononuclear cells. Laser Technology. – 2002. – Vol. 12 (1). – P. 7-24.
  4. Obolenskaya K.D., Samoilova K.A. Comparative study of effects of polarized and non-polarized light on human blood in vivo and in vitro. I. Phagocytosis of monocytes and granulocytes. Laser Technology. –2002 – Vol. 12(2-3). P.7-13.
  5. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Obolenskaya K.D. The regulatory effect of polychromatic (visible and infrared) light on human humoral immunity. Photochemical and Photobiological Sciences – 2004. – Vol. 3, №.1. – P.102-108.
  6. Samoilova K.A., Bogacheva O.N., Obolenskaya K.D., Blinova M.I., Kalmykova N. V., Kuzminikh E.V. 2004. Enhancement of the blood growth promoting activity after exposure of volunteers to visible and infrared polarized light. I. Stimulation of human keratinocyte proliferation in vitro. Photochemical and Photobiological Sciences – 2004. – Vol. 3, №.1. – P.96-101.
  7. Bogacheva ON, Samoĭlova KA, Zhevago NA, Obolenskaia KD, Blinova MI, Kalmykova NV, Kuz'minykh EV.Enhancement of fibroblast growth promoting activity of human blood after its irradiation in vivo (transcutaneously) and in vitro with visible and infrared polarized light. –Tsitologiia. – 2004. – Vol.46(2). – 159-171.
  8. Zhevago N.A., Samoilova K.A. Pro- and anti-inflammatory cytokine content in the human peripheral blood after its transcutaneous and direct (in vitro) irradiation with polychromatic visible and infrared light. Photomedicine and Laser Surgery. – 2006. – Vol. 24(2). – P.129-139.
  9. Zhevago N.A., Samoilova K.A., Calderhead R.G. Polychromatic light similar to the terrestrial solar spectrum without its UV component stimulates DNA synthesis in human peripheral blood lymphocytes in vivo and in vitro. Photochemistry Photobiology. – 2006. – Vol. 82(5). – P.1301-1308.
  10. Knyazev NA., Samoilova KA, Filatova NA, Galaktionova AA. Effect of polychromatic light on proliferation of tumor cells under condition in vitro and in vivo – after implantation to experimental animals. –Proc. SPIE. –2009. – Vol.1142. – P.79-86.
  11. Zhevago NA, Samoilova KA, Davydova NI, Bychkova NV, Glazanova TV, Chubukina ZhV, Buiniakova AI, Zimin AA.The efficacy of polychromatic visible and infrared radiation used for the postoperative immunological rehabilitation of patients with breast cancer. Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult. – 2012. – Vol.4. – P.23-32.
  12. Filatova N.A., Knyazev N.A., Kosheverova V.V, Shatrova A.N., Samoilova K.A. The effect of radiation with polichromatic visible and infrared light on the tumorigenicity of murine hepatoma 22A cells and their sensitivity to lysis by natural killers. Cell and Tissue Biology. – 2013. – Vol.7(6). – P. 573-577.
  13. Knyazev NA, Filatova NA, Samoilova KA. Proliferation and tumorigenity of murine hepatoma cells irradiated with polichromatic visible and infrared light. Cell and Tissue Biology. – 2013. – Vol.7(1). – P.79-85.
  14. Samoilova KA, Zimin AA, Buinyakova AI, Makela AM, Zhevago NA. Regulatory systemic effect of postsurgical polychromatic light (480-3400 nm) irradiation of breast cancer patients on the proliferation of tumor and normal cells in vitro. – Photomedicine and Laser Surgery. –2015. – Vol. 33(11). – P.555-563.
  15. Knyazev NA, Samoilova KA, Abrahamse H, Filatova NA. Downregulation of tumorogenicity and changes in the actin cytoskeleton of murine hepatoma after irradiation with polychromatic visible and IR light. – Photomedicine and Laser Surgery. – 2015. – Vol. 33(4). – P.185-192.