Gydymo šviesa ištakos siekia senovės laikus. Teorinius pagrindus lazeriui sukūrė Albertas Einšteinas. Jis teoriškai numatė, kad be savaiminės spinduliuotės gali būti ir priverstinė: sužadintą atomą galima priversti grįžti į pagrindinę būseną anksčiau už įvykusį savaiminių spindulių šuolį.  Gydymas lazeriu taikomas ir žmonių medicinoje, ir veterinarijoje.

Už šio metodo ištobulinimą ir mokslinį pagrindimą Danijos gydytojas Nilsas Finsenas (Niels Finsen) 1903 m. gavo Nobelio premiją. Pirmasis lazeris, spinduliavęs 694 nm. raudoną šviesą, buvo įžiebtas Pietų Karolinoje (JAV) 1960 m. Ši matoma šviesa buvo tokia stipri, kad sugebėjo prasiskverbti per kelis į eilę sustatytus skutimosi peiliukus. Unikalios lazerio spindulių savybės atskleidė naujas perspektyvas. Sukūrus lazerio spindulius generuojančius prietaisus, gydymas jo skleidžiama šviesa buvo pradėtas taikyti įvairiose medicinos srityje - dermatologijoje, oftalmologijoje, laringologijoje, endoskopijoje. Anglies dvideginio lazeris chirurgijoje pirmą kartą panaudotas 1965 m. Vėliau jis buvo pritaikytas tulžies akmenims skaidyti. Gyvulininkystėje gydymas lazerio spinduliais pradėtas naudoti 1994 m., o Lietuvoje - tik 2006 metais.

Lazerių tipai

Gydymui naudojami dviejų tipų lazeriai: aukšto ir žemo intensyvumo. Aukšto intensyvumo (3 000-10 000 mW) lazeriai taikomi chirurgijoje kaip audinių peilis, o žemo (iki 500 mW) naudojami kaip fizioterapiniai aparatai. Iki šiol atlikta daugiau kaip 2 500 eksperimentų, susietų su žemo intensyvumo lazerio terapijos taikymu, ir daugiau kaip 90 proc. tyrimų rezultatų palankūs. Šiuo metu labiausiai yra paplitę puslaidininkiai injekciniai lazeriai, kurie naudojami chirurgijoje, dermatologijoje, ortopedijoje ir kitose srityse.

Lazeris - koherentinių optinio dažnio elektromagnetinių bangų generatorius, veikiantis priverstinio spinduliavimo būdu. Pats žodis „lazeris" yra sudarytas iš pirmųjų angliškojo šio įrenginio pavadinimo raidžių Light Amplification by Stimulate Emission of Radiation, t. y. šviesos stiprinimas priverstiniu spinduliavimu. Pavadinimas iš esmės atspindi lazerio veikimo principą. Paprastai lygiagrečiu srautu lazeris skleidžia monochromišką (vienos bangos) šviesą.

Lazerio generuojama energija įsiskverbia į audinį skirtingu gyliu, priklausomai nuo bangos ilgio: pvz., 660 nm bangos įsiskverbia apie 8-10, o infraraudonosios bangos 30-40 mm. Šviesos absorbcija ir skverbtis priklauso nuo audinio cheminės sudėties: oda ir jos dariniai gerai sugeria raudonąsias spektro bangas, o kalcio ir fosforo turintys dariniai - praktiškai bet kokio ilgio bangas. 780-850 nm infraraudonosios bangos taikomos sausgyslių ir jų makščių patologijoms gydyti, skausmui mažinti, hematomoms rezorbuotis ir kaip priemonė giliajai akupunktūrai, o 630-700 nm ilgio bangos stimuliuoja žaizdų regeneraciją.

Lazerio sandara

• Aktyvioji aplinka (terpė), kurios atomai, jonai arba molekulės turi reikiamą energijos lygmenų struktūrą užpildos apgrąžai sudaryti.
• Iš elektros tinklo maitinamas kaupinimo šaltinis; jam veikiant veikliojoje medžiagoje sukuriama užpildos apgrąža.
• Optinis rezonatorius - veidrodžių sistema, kurios paskirtis grąžinti į veikliąją medžiagą tam tikrą dalį elektromagnetinės spinduliuotės kvantų.

Vienos iš pagrindinių lazerio sudedamųjų dalių yra aktyvioji terpė ir optinis rezonatorius. Aktyvioje terpėje (tam tikro dydžio, koncentracijos, formos ir grynumo medžiagoje) išorine energija generuojama ir stiprinama šviesa - tai vadinama priverstiniu spinduliavimu. Terpei energijos suteikia išorinis energijos šaltinis, vadinamas kaupinimo šaltiniu. Aktyvioji terpė sugeria kaupinimo energiją, dėl to sužadinama dalis jos dalelių (elektronų, atomų ir kt.). Kaupinimo metu dalelės, sąveikaudamos su šviesa, gali sugerti fotonus ir juos išspinduliuoti iš naujo. Kai sužadintų dalelių skaičius viršija žemesnių energijos būsenų dalelių skaičių, pasiekiama užpildos apgrąža (priverstiniam spinduliavimui tenkantis perspinduliuotų fotonų kiekis tampa didesnis negu savaiminiam). Todėl šviesa yra stiprinama.

Optinis rezonatorius formuoja spinduliuojamą šviesos pluoštą, kontroliuoja galią. Iš rezonatoriaus šviesa gali būti išleidžiama nuolatiniame pastovios amplitudės ar impulsiniu režimu. Impulsinio veikimo būdu galima pasiekti gerokai didesnę spinduliavimo galią. Spinduliavimo įrangos galuose yra įtaisyti du lygiagretūs veidrodžiai - vienas atsispindintis absoliučiai, kitas sąlyginai. Jis atveria šviesai vartus, kai jos fotonų energija pasiekia pakankamą lygį ir tuo metu išlekia fotonų žybsnis. Tokiu būdu išspinduliuota šviesa yra vadinama koherentiška, t. y. to paties bangos ilgio, fazės ir poliarizacijos.

Sąveika su audiniais

Lazerio šviesos taškas gali skverbtis į audinius ir ląstelių lygmenyje sukurti slėgio ir temperatūros skirtumą. Ir tai natūralu, kad toks poveikis keičia membranų laidumą. Kadangi lazerio šviesa poliarizuota ir koherentinė, yra didesnė tikimybė, kad audinys tokios šviesos sugers daugiau negu aplinkos šviesos. Dėl šios priežasties lazerio šviesa labiau tinkama gilesniems audiniams gydyti. Nustatyta, kad lazerio šviesa audinio paviršiuje besiskverbdama lūžta, atsispindi ir išsisklaido. Tokiu būdu yra veikiamas ne audinio paviršiaus taškas, bet tam tikras organo tūris. Tai sudaro prielaidą mažo intensyvumo lazerio šviesą taikyti kaip alternatyvą akupunktūroje.

Lazerio spindulių farmakodinaminis poveikis siejamas su pokyčiais pačioje ląstelėje ir nėra iki galo ištirtas. Yra žinoma, kad veikiant lazerio spinduliams, padidėja leukocitų aktyvumas, skatinama vaskuliarizacija, sureguliuojama vietinė temperatūra, mažėja uždegimo simptomai. Be to, priklausomai nuo patologinio proceso eigos ir spindulių intensyvumo, lazerio spinduliai stabilizuoja ląstelės membraną, suaktyvina ATF sintezę. Jiems veikiant, sustiprėja azoto oksidų, histamino, seratonino, prostaglandinų sintezė, išsiplečia kraujagyslės. Žinant tai, kad ląstelė ar audinys yra sinergetiška sistema, t. y. gali keistis, jei veikia išorinė energija, lazerio spindulių taikymas, siekiant teigiamai paveikti biologinę sistemą, yra gana pagrįstas.

Gydymas lazeriu grindžiamas skirtingo intensyvumo šviesos sąveika su bioobjektais. Lazerių spinduliavimo sąveika su biologiniais audiniais priklauso nuo juose esančio vandens kiekio. Sugėrus energiją, pagreitėja virpesiniai procesai vandens molekulėse. Veikiant biologinius objektus mažos galios lazerio spinduliuote, ląstelėse žadinami fotofizikiniai ir fotocheminiai vyksmai. Lazerio spinduliuotę gyvajame organizme sugeria įvairūs chromotoforai, fermentai, pigmentai, baltymai, dezoksiribonukleoninės rūgštys ir kt. Taip pat organizme suaktyvinami vieni ar kiti procesai. Lazerio šviesos taikiniai gali būti kraujo leukocitai, fibroblastai, keratinocitai, endoteliocitai ir kitos ląstelės. Pirminės šviesos sukeltos reakcijos vyksta endogeniniuose porfirinuose, kurie veikia kaip fotosensibilizatoriai ir inicijuoja antrines reakcijas, per kurias susidaro laisvieji radikalai. Būtent antrinės reakcijos siejamos su gydomuoju lazerio šviesos efektu. Papildoma kvantinė energija skatina ląstelės (leukocitų) membranos lipidų peroksidaciją ir laidumo pokyčius jonams. Padidėjusi kalcio koncentracija ląstelės viduje aktyvina fagocitozę ir reaktyvaus deguonies produkciją (ROS), tai aktyvuoja naujų baltymų, NO sintezės, superoksido dismutazės, citokininų sintezę. Nustatyta, kad lazerio spinduliai skatina susidaryti laisvojo azoto oksidą, kuris gali būti atsakingas už kraujagyslių atsipalaidavimą ir kvėpavimo grandinės aktyvaciją mitochondrijose.

Pirminės lazerio šviesai jautrios medžiagos yra chromoforai - tai medžiagos, turinčius kai kurių biologinių struktūrų savybę perimti „laisvai prieinamą energiją". Bene vienas iš svarbiausių chromoforų yra citochromas C, nes būtent su juo ir siejamas lazerio fotobiologinis efektas. Citochromas C betarpiškai dalyvauja angliavandenių, riebalų rūgščių ir aminorūgščių oksidacinio fosforilinimo skaidymo paskutiniajame etape. Šio proceso metu ląstelėse sintetinamas didžiausias ATF kiekis, t. y. pagrindinis energijos šaltinis ląstelių dalijimosi, augimo procesui. Citochromas C svarbus ne tik kaip kvėpavimo grandinės dalis, bet ir kaip ląstelės užprogramuotos baigties (apoptozės) reguliatorius, nes yra glaudžiai susijęs su deguonies apykaita.

Nustatyta, kad veikiant lazerio šviesai, ląstelės kvėpavimo grandinėje intensyviau pernašami elektronai, tokiu būdu padidėja ląstelėje ATF produkcija. Kaip vienas iš galimų fotoreceptorių, galinčių sąveikauti su lazerio šviesa, yra citochromoksidazė C, t. y. galutinis kvėpavimo grandinės sandas ir pagrindinis deguonies reduktorius iki vandens.

Spindulių efekto aiškinimas

Žmonės ir gyvūnai egzistuoja elektromagnetinių bangų „vandenyne" ir yra nuolat veikiami saulės, žvaigždžių siunčiamų elektromagnetinių bangų ir mažesnių negu atomas dalelių pluoštų. Jų poveikis gyvam organizmui iki galo neįvertintas, nes lig šiol dar nėra išaiškinta kai kurių jėgų (pvz., gravitacinės jėgos) prigimtis. Bangos organizme dažniausiai plinta nerviniais kanalais, virsdamos cheminiu signalu ir atvirkščiai. Tam tikros bangos gali sklisti pluoštais - materijos dalelėmis. Būtent tokiomis savybėmis pasižymi šviesa.

Dėl organizmo molekulių ar atomų sąveikos išsiskiria fotonai. Nustatyta, kad veikiant lazerio šviesai iš audinio išsiskiria fotonai. Jų kiekis priklauso nuo audinio fiziologinės būklės. Paveikus tam tikro ilgio lazerio spinduliu, ląstelės, priklausomai nuo fiziologinės būklės, išspinduliuoja daugiau biofotonų. Remiantis šiuo fenomenu konstruojamos sistemos, kurios padeda diagnozuoti pirminius ląstelių pokyčius ligai vos prasidėjus.

Pastaruoju metu lazerio spindulių efektas aiškinamas reguliaciniu šviesos poveikiu. Pavyzdžiui in vitro nustatyta, kad lazerio šviesa skatina kaulų mineralizaciją ir osteoblastų diferencijaciją.

Didelės pritaikymo galimybės

Gydymas lazeriu taikomos įvairiose srityse. Didelį atgarsį sukėlė Rusijos onkologų išbandytas gydymo metodas, pagrįstas selektyvia žemo intensyvumo lazerio terapija. Teigiama, kad gydymo metu normalizavosi ląstelių, atsakingų už imunitetą, skaičius, padidėjo imunoglobulinų koncentracija. Vadinasi, lazerio šviesa įmanoma aktyvinti apoptozės mechanizmą ir gydyti neoplastinius susirgimus. Apšvitinus ligonį lazerio šviesa, padidėja limfocitų koncentracija ir tai rodo, kad yra skatinama imuninė funkcija. Patikimai įrodyta, kad lazerio šviesa gali malšinti uždegiminį procesą ir optimizuoti imuninį atsaką. Su laboratoriniais gyvūnais nustatyta, kad žemo intensyvumo lazerio spinduliai ardo Pseudomonos aeroginosa, S. Aureus kultūras, skatina kraujagyslių atsistatymą.

Veterinarinėje praktikoje žemo intensyvumo lazeriai naudojami žirgų atraminiam aparatui, šunų reprodukcinei sistemai gydyti. Nuo 2006 m. lazeriu efektyviai gydomi mastitai, kvėpavimo takų susirgimai, kaulų lūžiai, didžiojo prieskrandžio ligos, pogimdyminė parezė, laminitas, nevaisingumas, medžiagų apykaitos sutrikimai. Jis taikomas ir profilaktikos tikslais.

Tyrimais įrodyta, kad naudojant lazerio šviesą gyvūnų susirgimams gydyti ir jų profilaktikai, jie greičiau pasveiksta, sparčiau atsistato jų produktyvumas, gydymui sunaudojama mažiau kitų medikamentų, dėl to sumažėja veterinarinės išlaidos ir ūkiai patiria mažiau nuostolių.

Svarbu žinoti

• Lazerio šviesa, sprendžiant pagal pieno sudėtį, sveikos karvės pieno liaukai įtakos neturi.
• Lazerio šviesa in vitro neigiamai veikia aplinkos mastito sukėlėjus.

• Iš karto po terapijos karvių, kurių piene SLS padidėjęs, grupėse stebima tendencija SLS didėti, bet statistiškai patikimai (20 proc.) SLS sumažėjo praėjus 21-30 parų po gydymo.
• Lazerio terapija, derinama su gydymu antibiotikais, efektyvus subklinikinių mastitų, komplikuotų grybšių sukėlėjais, gydymo metodas.
• Terapija lazeriu efektyviausia šviežiapienių karvių tešmens profilaktikai ir pieno kokybei gerinti. SLS 21 parą po terapijos sumažėja iki 49 proc.
• Efektyvesnė priemonė šviežiapienių karvių pieno liaukos profilaktikai ir gydymui - švitinimą lazeriu derinti su terapija nuo ketozės. Praėjus 30 parų nuo terapijos pradžios, SLS sumažėja iki 68 proc.
• Ūkiuose, kuriuose yra produktyvių karvių (daugiau kaip 7 000 kg per laktaciją), periodo po atvedimo eigai pagerinti tikslinga taikyti fizioterapiją žemo intensyvumo lazeriu.
• Optimali lazerio terapijos trukmė periodo po veršiavimosi profilaktikai - po veršiavimosi 1 seansas 10 parų kasdien.
• Fizioterapija lazeriu 17,8 proc.( p<0,05) trumpina servis periodą, mažina papildomo gydymo būtinybę 31,6 proc. (p<0,05).
• Profilaktika lazeriu, derinama su terapija cefalosporinais, yra efektyvesnis profilaktikos metodas negu terapija tik tais pačiais cefalosporinais (endometritų gydymo reikmė mažesnė 33,3 proc. (p<0,05), servis periodas trumpesnis 29,2 proc. ( p<0,05).

Z. Aleknavičienė

Mano ūkis, 2012/08