Kas ir infrasarkanās gaismas terapija, un kā tā var palīdzēt dažādu slimību ārstēšanā

Ronam Tillam ir 67 gadi. Pagājušogad kādā aukstā ziemas rītā viņš apsēdās pie sava mazā virtuves galdiņa Adelaidā, Austrālijā, lai izlasītu jaunāko Dienvidaustrālijas Pārkinsona biedrības izdevumu, kas iznāk reizi ceturksnī.

Ronam atklāja Pārkinsona slimību, kad viņam vēl nebija 60 gadu, un viņa stāvoklis pasliktinājās. Viņam bija grūti koncentrēties, un viņš bija zaudējis savu perifēro redzi. Līdz brīdim, kad spēki bija pilnībā izsīkuši, viņš spēja paveikt tikai dažus ikdienas darbiņus.

Tā kā Rons bija aizgājis pensijā divus gadus ātrāk, viņš diezgan daudz laika pavadīja vientulībā un garlaicībā, sēžot savā dzīvoklī un skatoties laukā pa logu. “Pārkinsona slimība atņem pašpārliecību,” viņš atzīstas. “Jums šķiet, ka visi skatās, kā jums trīc rokas. Jūs arvien vairāk noslēdzaties sevī.”

Papildus veselības problēmām Rons nesen bija izšķīries ar sievu. Viņš stāsta, ka sieva vairs vienkārši neesot varējusi izturēt.  “Kad aizgāju pensijā, mana sieva domāja, ka pievērsīšos brīvprātīgo darbam un apciemošu draugus, bet es neko tādu nedarīju. Pārkinsona slimība mani tik ļoti nogurdināja, ka varēju izdarīt kaut ko vienu, bet pārējo dienas daļu nedarīt neko.”

Par laimi, aukstajā ziemas rītā, kad Rons apsēdās pie sava mazā virtuves galdiņa, lai izdzertu kafiju un izlasītu Dienvidaustrālijas Pārkinsona biedrības jaunākās ziņas, viņš pamanīja reklāmu, un tā mainīja viņa dzīvi.

Mazliet vairāk par “trīcošu paralīzi”

Pārkinsona slimība pirmo reizi tika aprakstīta 1817. gadā angļu ķirurga Džeimsa Pārkinsona darbā An Essay on the Shaking Palsy (“Eseja par trīcošo paralīzi”). Slimība ir saistīta ar kustību traucējumiem, kas ietver trīci, stīvus muskuļus, traucētu līdzsvaru un palēninātu kustēšanos. Pārkinsona slimība var radīt arī neiroloģiskas problēmas kā depresija, slikts miegs, atmiņas zudums un apjukums.

Visā pasaulē Pārkinsona slimība skar aptuveni 6 miljonus cilvēku un katru gadu ir atbildīga par vairāk nekā 200 tūkstošiem nāves gadījumu. Lai arī slimības cēlonis nav zināms, to saista ar dopamīna izsīkumu un neironu zudumu smadzeņu bazālo gangliju rajonā.

Ārstēšana, kādu izmanto tagad, iekļauj fizikālo terapiju un medikamentus, kas darbojas, lai palielinātu dopamīna līmeni smadzenēs. Šie medikamenti var palīdzēt samazināt simptomus, bet to efektivitāte ar laiku krītas, un tiem piemīt blakusefekti.

Vēl ir būtiski, ka medikamenti iedarbojas tikai uz simptomiem, nevis uz cēloņiem, kas liek slimībai progresēt.

Dažreiz, kad cilvēks nereaģē uz zāļu terapiju, tiek izmantota neiroķirurģiska tehnika, ko sauc par dziļo smadzeņu stimulāciju. Bet arī tā iedarbojas tikai uz simptomiem, turklāt pastāv arī ķirurģiskie riski.

Patlaban kā efektīvs Pārkinsona slimnieku ārstēšanas līdzeklis tiek pētīta infrasarkanā gaisma.

Pamatojoties uz šiem atklājumiem, Austrālijas Pētījumu institūta fotomolekulāro pētījumu koordinatore Anna Līberte ar kolēģiem Sidnejā plānoja veikt klīnisko pētījumu, kurā iesaistītu Pārkinsona slimniekus un pārbaudītu infrasarkano staru terapijas efektivitāti. Pētnieki Dienvidaustrālijas Pārkinsona biedrības ceturkšņa izdevumā publicēja ziņu, ka tiek meklēti brīvprātīgie. Tieši šī ziņa iekrita Ronam acīs.

“Kopš man noteica diagnozi, visu laiku esmu meklējis kādu pētījumu,” Rons atzīstas. “Taču Pārkinsona slimības pētījumi ir reta parādība, tāpēc, kad šis parādījās, jutos kā laimējis loterijā.”

Plānotajā pētījumā bija iecerēts pārbaudīt daudz vairāk par neiroloģiskām pārmaiņām, kādas notiek ar cilvēkiem, kas ir saslimuši ar Pārkinsona slimību. “Mēs zinām, ka infrasarkanā gaisma samazina Pārkinsona slimības simptomus un nodrošina smadzeņu šūnu aizsardzību,” stāsta Līberte. “Mēs gribējām pārbaudīt, vai tā spēj mainīt arī zarnu mikrobiomu.”

Viens no vadošajiem zinātniekiem, Sidnejas Universitātes Boša institūta docētājs Daniels Džonstons iepriekš bija atklājis, ka infrasarkanās gaismas ietekmē pelēm mainās zarnu mikrobioms.

2015. gadā viņš bija iesaistīts arī pētījumā ar makaku pērtiķiem, kam tika medikamentozi izraisīti Pārkinsona slimībai līdzīgi simptomi. Šajā pētījumā tika atklāts, ka, apstarojot vēderu ar infrasarkano gaismu, varēja iegūt visspēcīgāko aizsargefektu, lai gan sākotnēji šķitis, ka tāds būs, apstarojot ekstremitātes.

“Viena iespēja varētu būt tāda, ka mums izdodas ietekmēt zarnās esošos mikrobus, kas tālāk rada efektu smadzenēs,” stāsta Džonstons.

Izmantojot par pamatu pētījumus ar pelēm, Līberte ar kolēģiem veica viena gadījuma pētījumu, lai redzētu, vai infrasarkano staru terapija var mainīt cilvēka mikrobiomu. Pacientam trīs reizes nedēļā divpadsmit nedēļas pēc kārtas apstaroja vēderu ar infrasarkanajiem stariem. Fēču paraugi uzrādīja, ka pēc terapijas bija palielinājies baktēriju celmu daudzums, kas tiek uzskatītas par labvēlīgām zarnu traktam, tostarp Akkermansia muciniphila, Bifidobacterium un Faecalibacterium.

Zarnu un smadzeņu saikne

Lībertes jaunajā pētījumā iesaistīja divdesmit brīvprātīgos no Sidnejas un Adelaidas. Dalībniekiem trīs reizes nedēļā četras nedēļas pēc kārtas tiek nodrošināta 20 minūšu ilga garo infrasarkano staru terapija galvai (810 nm) un 20 minūšu ilga garo infrasarkano staru terapiju kaklam un vēderam (904 nm). Pēc tam reizi nedēļā terapija turpinās vēl astoņas nedēļas. Brīvprātīgo mikrobioms tiek analizēts pirms terapijas sākšanas un tad, kad tā ir noslēgusies.

Pētījums joprojām noris, bet pirmie rezultāti šķiet ļoti daudzsološi.

“Seši cilvēki, kas saņēma līdzīgu terapijas protokolu kā peles, uzrāda, ka viņu mikrobioms, kam ir labvēlīga ietekme uz veselību, palielinājies par 20 procentiem. Tas tiek saistīts ar liekā svara samazināšanos un īso ķēžu taukskābju veidošanos, kā arī samazinātu baktēriju daudzumu, kuras attiecina uz reimatoīdo artrītu, Krona slimību un insulīna rezistenci,” stāsta Makvērijas Universitātes profesors, Sirds veselības institūta medicīniskais direktors, kardiologs Hosens Kiats.

Ronam Tillam, kurš bija viens no pirmajiem pētījumā iesaistītajiem pacientiem, būtiski samazinājās Pārkinsona slimības simptomi.

Rona neirologs pirms pētījuma gan brīdināja, lai viņš pārāk nesapriecājas, taču, ieraugot rezultātus, ārsta domas mainījās. “Sākumā viņš teica, ka tā ir vudū (voodoo) medicīna, kas, visticamāk, nepalīdzēs,” stāsta Rons. “Bet, kad pēc pētījuma veicu visas standarta pārbaudes, kādas izdaru reizi ceturksnī, viņš atzina, ka mani rezultāti nudien ir labāki nekā pirms 10 gadiem, kad biju pie viņa pirmo reizi.”

Citiem pētījuma dalībniekiem ir līdzīgi veiksmes stāsti. Margareta Džareta un Berijs Veldons abi atguva ožu (Pārkinsona slimniekiem tā bieži pazūd). “Vienu dienu es iegāju mājās un pēc ilgiem laikiem atkal varēju sasmaržot zupu, ko sieva tobrīd gatavoja,” stāsta 70 gadu vecais Veldons.

Atvaļinātais ģeologs Šons Kenedijs, kam ir 76 gadi, juta, ka uzlabojusies līdzsvara sajūta un koordinācija. “Manas žonglēšanas spējas ir kļuvušas labākas,” viņš saka. “Un es joprojām spēlēju tenisu. Ja nebūtu saņēmis terapiju, visticamāk, to vairs nespēlētu.”

Protams, savstarpēja saistība nav tas pats, kas cēloņu un seku sakarība, tāpēc Pārkinsona slimnieku stāvokļa uzlabošanās pēc infrasarkano staru terapijas var būt nesaistīta ar pārmaiņām dalībnieku zarnu mikrobiomā.

Skeptiķi varētu teikt, ka uzlabojumi vismaz daļēji ir placebo efekta dēļ. Tas ir labi zināms fenomens, kad stāvoklis uzlabojas neatkarīgi no lietotās terapijas. Pārkinsona slimībai tas ir īpaši izteikti – daži placebo ārstēšanas principi ir uzrādījuši spēju palielināt dopamīna izdalīšanos smadzenēs.

Un tomēr, neraugoties uz šo faktu, zinātnieki tic, ka infrasarkano staru terapijai ir liels potenciāls.

Nesenā pētījumu apskatā par staru terapiju jeb fotobiomodulāciju (PBM) secināts, ka “PBM spējas ietekmēt mikrobiomu (ja to varēs attiecināt arī uz cilvēkiem) ļaus papildināt terapijas iespējas un palīdzēt dažādu slimību gadījumos, kad citas ārstēšanas metodes jau būs izsmeltas, tostarp kardiovaskulāru slimību, Pārkinsona un daudzu citu slimību gadījumos.”

Kiats skaidro tālāk: “Ja mēs varam neinvazīvi ar šo tik ļoti lēto un ērto metodi izveidot mikrobiomu ar veselāku vielmaiņu, tad varam pozitīvi ietekmēt iekaisīgās un neirodeģeneratīvās slimības.”

Pēc infrasarkano staru terapijas var novērot daudz pozitīvu bioloģisku pārmaiņu. Atklājumi par pārmaiņām mikrobiomā ir paši jaunākie.

Plaša spektra ieguvumi

Boša institūta izpilddirektors, profesors Džonatans Stouns par infrasarkano staru terapiju pirmo reizi ieinteresējās, kad viņam tika prezentēti dati no NASA, kas uzrādīja, ka infrasarkanie stari labvēlīgi ietekmē augu augšanu kosmosā, kā arī veicina brūču ātrāku sadzīšanu. Stouns jau vairāk nekā desmit gadus pēta staru terapijas ietekmi savā laboratorijā un ir novērojis, ka zinātniskajās laboratorijās visā pasaulē interese par infrasarkano starojumu pieaug.

“Ir arvien vairāk pierādījumu par to, ka infrasarkano staru terapija palīdz pret depresiju un infarktu, kā arī pret kognitīviem traucējumiem Alcheimera slimības gadījumā,” viņš stāsta.

Stouns skaidro, ka sarkano un infrasarkano staru terapija, visticamāk, iedarbojas gan tieši, gan netieši. “Mēs esam publicējuši pierādījumus par sarkanās gaismas efektiem, kuri ir ārpus mērķa. Piemēram, kad zinātnieki, kas strādā ar dzīvniekiem, radīja nelielu pušumu vienā ķermeņa pusē un tādu pašu otrā, bet ar sarkanajiem stariem apstaroja tikai vienu, arī otra pušuma dzīšana tika paātrināta.”

“Līdzīgi novērojumi bija citai pētnieku grupai, kas veica identiskus skrāpējumus uz cilvēku apakšdelmiem un apstaroja tikai vienu roku. Sarkanās gaismas ietekmē tika paātrināta abu apakšdelmu dzīšana.” Stouns papildina, ka “stāvokļu daudzums, kuros infrasarkanā gaisma varētu palīdzēt, ir neaptverams”.

Somu zobārstniecības students Vladimirs Heiskanens šim apgalvojumam piekrīt. Viņš savā mājaslapā www.valtsus.blogspot.com apkopojis plašu pētījumu sarakstu ar sarkanās un infrasarkanās gaismas terapeitiskajiem efektiem. Heiskanena datubāzē ir vairāk nekā 3800 zinātnisko pētījumu, tostarp, pēc viņa aplēsēm, vairāk nekā 1100 ir dzīvnieku pētījumi un 140 – randomizēti kontrolēti pētījumi ar cilvēkiem.

Vietnē ir runa par vairāk nekā 50 stāvokļiem, kas ir pētīti saistībā ar infrasarkano staru terapijas ietekmi cilvēkiem.

Mazāk pierādījumu ir par infrasarkano staru efektivitāti cilvēkiem ar diabētisko čūlu, pret zobu sāpēm, sportisko sasniegumu uzlabošanā, pret krūts vēža un akūtām sāpēm.

Līberte tic, ka līdz ar jauniem pētījumiem par sarkanās un infrasarkanās gaismas terapijas lietošanu šis saraksts tikai paplašināsies, jo parādās arvien jauni pierādījumi par gaismas terapijas efektivitāti gan hronisku sāpju, gan pēcoperācijas ķirurģisko sarežģījumu novēršanā, gan pēcoperācijas kognitīvo traucējumu samazināšanā, arī hroniska artrīta un vēža ārstēšanā.

Līberte ir arī Austrālijas Medicīnas lāzeru asociācijas viceprezidente, un viņa ir pamanījusi, ka daži no viņas pacientiem, kas pirms lielām operācijām bija saņēmuši sarkanās gaismas terapiju, šķietami atkopās ātrāk, juta mazākus delīrija un pēcoperācijas kognitīvās disfunkcijas simptomus, salīdzinot ar tiem, kuri to nesaņēma. Tāpēc Līberte kopā ar geriatru Gregoriju Benetu ir lūgusi ētikas komisiju apstiprināt pētījumu par sarkanās gaismas terapijas izmantošanu cilvēkiem ar Alcheimera slimību.

Benets konsultē Sidnejas Adventistu slimnīcā un novērojis, ka tieši pēc sarkanās gaismas terapijas dažiem viņa pacientiem, kas sirgst ar Alcheimera slimību, stāvoklis ir uzlabojies. “Šķiet, kopumā uzlabojas pacientu iesaiste dzīvē. Viņi šķiet laimīgāki un enerģiskāki un izrāda lielāku iniciatīvu piedalīties ikdienas mājas darbos.”

Ārsts piesardzīgi piebilst, ka randomizēti kontrolēti pētījumi tomēr būtu nepieciešami. “Problēma ir tā, ka mēs nevaram būt pilnīgi droši, ka  uzlabojumi nerodas no tā vien, ka ir sociāla stimulācija ar iziešanu no mājas un ierašanos klīnikā uz procedūru.”

Alans Vilsons (vārds mainīts), 78 gadus vecs pensionārs, uzskata, ka infrasarkano staru terapija nākusi par labu viņa dzīvesbiedrei Mirjamai Teilorei (vārds mainīts), kam arī ir Alcheimera slimība. Kad pirms trim gadiem viņš uzzināja sievas diagnozi, Alans nopirka Vielight infrasarkano staru mobilo ierīci, kas izstaro 810 nm garus gaismas viļņus. Tā ir ķiverei līdzīga iekārta, kas raida starus uz galvu. Mirjama šo ierīci lieto nu jau vairāk nekā divus gadus pa 20 minūtēm dienā sešas dienas nedēļā. Un Alans ir pārsteigts par rezultātiem.

“Gaisma tā kā aptur viņas stāvokļa pasliktināšanos un sniedz viņai pārliecību par sevi,” viņš saka. Gan īslaicīgā atmiņa esot uzlabojusies, gan apjukuma brīži samazinājušies.

“Man ir vairāk tādu brīžu, kad šķiet, ka viss atkal ir labi un es varu atcerēties lietas,” stāsta Mirjama.

Mirjamas ārsts Marks Džefrijs izmanto sarkano un infrasarkano gaismas terapiju savā praksē jau vairāk nekā četrus gadus. Viņš uzskata, ka esošie pētījumi atbalsta gaismas terapijas izmantošanu plašam slimību spektram.

“Nākamais solis pētniecībā varētu būt ar fotobiomodulāciju un nano daļiņām, un to, kā fotoaktivēt šīs galvenās vietas organismā, lai tās pašas izdalītu terapeitiskus savienojumus vajadzīgajās vietās,” viņš saka.

Neraugoties uz daudzsološajiem atklājumiem, Stouns brīdina, ka sarkanās gaismas terapija būtu jāizmanto tikai kā papildu terapija, nevis kā alternatīva vispārpieņemtajai ārstēšanai. Džonstons tam piekrīt. “Es nevienam neieteiktu ar jau esošu vēzi izmantot fotobiomodulāciju, līdz mēs sapratīsim, kā tieši tā strādā.”

Līberte teic, ka liels, dubultakls, randomizēti kontrolēts pētījums par fotobiomodulāciju tiek plānots 2020. gadā. Viņa vēlas iegūt papildu pierādījumus par sarkanās gaismas efektiem Pārkinsona slimības gadījumā un jo īpaši par tās ietekmi uz zarnu trakta mikrobiomu. Taču arī Līberte uzskata, ka infrasarkano gaismu varētu izmantot daudzu slimību novēršanā.

Kas attiecas uz Ronu, viņam nav nekādu šaubu, ka infrasarkanās gaismas terapija viņam ir palīdzējusi. Rons ir pārcēlies uz vēsturisko pilsētu Mannu un ir aizņemts, palīdzot dēlam renovēt viņa māju.

“Man iepriekš nebūtu bijusi enerģija darīt kaut ko tādu, tas būtu absolūti neiespējami,” viņš saka.

Iespējams, vēl patīkamāka Ronam ir iespēja atgriezties pie vienas no viņa sirdslietām, proti, mūzikas. Viņš visu savu mūžu ir dziedājis un spēlējis ģitāru vietējās grupās, taču nesen kopā ar brāli Kolinu ir pabeidzis ierakstīt oriģināldziesmu albumu.

“Mēs esam rakstījuši dziesmas visu mūžu, bet šis ir pirmais kompaktdisks, kurā esam tās apkopojuši,” stāsta Rons. “Pēc pētījuma man radās sajūta, ka es to varu. Es varu to pabeigt. Jo aiz sevis ir kaut kas jāatstāj. Tāds kā sava veida mantojums.”

Kā gaisma ietekmē zarnas

Zarnu mikrobiomam, ko veido triljoniem baktēriju, sēnīšu un protozoju no simtiem dažādu sugu, kas apdzīvo mūsu kuņģa zarnu traktu (un satur vismaz tikpat daudz šūnu, kā ir visā mūsu ķermenī kopā), beidzamo desmit gadu laikā ir pievērsta arvien lielāk zinātnieku uzmanība.

Mainīts zarnu mikrobioms tiek saistīts ar dažādām veselības problēmām, tostarp aptaukošanos, otrā tipa cukura diabētu, sirds asinsvadu slimībām un depresiju.

Vairākos pētījumos ir dokumentēts, ka cilvēkiem ar Pārkinsona slimību zarnu mikrobioms ir mainīts un dzīvnieku modeļos ar Pārkinsona slimību fēču mikrobiotas transplantēšana var nodrošināt aizsargājošu efektu.

Iemesls joprojām nav zināms, taču bieži novērojama patoloģija Pārkinsona slimības gadījumā ir nepareizi izlocījušos alfa-sinukleīna proteīnu uzkrāšanās smadzenēs, ko dēvē arī par Levi ķermenīšiem.

Dažas zarnu trakta sensorās šūnas arī satur alfa-sinukleīnu, un zinātnieki atklājuši, ka dzīvnieku modeļos ar Pārkinsona slimību mainītas formas alfa-sinukleīna proteīni var ceļot no zarnām uz smadzenēm caur klejotājnervu.

Šo teoriju atbalsta fakts, ka cilvēkiem, kam veikta specifiska ķirurģiska vagotomija, kad klejotājnerva zari tiek apgriezti, ir mazāks risks saslimt ar Pārkinsona slimību.

2019. gada pētījumu pārskatā Līberte un viņas zinātnieku komanda raksta, ka mehānisms, caur kuru gaismas terapija ietekmē mikrobiomu, var būt tiešs gaismas efekts uz mikrobiem, uz organisma šūnām, kas aptver mikrobus, vai uz organisma iekaisīgo, imūno vai cilmes šūnu sistēmu.

Jauna vecā terapija

19. gadsimta beigās Fēru salu ārsts Nīls Finsens aizsāka gaismas terapijas izmantošanu dažādu slimību gadījumos, tostarp, ja pēc bakām rētojās āda un ja cilvēks bija slims ar tuberkulozi.

1903. gadā Finsenam pasniedza Nobela prēmiju medicīnā un fizioloģijā par “viņa pienesumu slimību ārstēšanā ar koncentrētu gaismas radiāciju, īpaši lupus vulgaris, un ar to viņš medicīnas zinātnē ir atvēris durvis uz jaunām iespējām”.

1910. gadā amerikāņu medicīnas doktors, uztura zinātnieks Džons Hārvijs Kellogs, kas izgudroja kukurūzas pārslas, izdevumā "Light Therapeutics" publicēja rakstu, kurā atbalstīja gaismas terapijas izmantošana tādos stāvokļos kā diabēts, aptaukošanās, bezmiegs un plikpaurība. Tomēr tikai 60. gados tika atklāts, ka sarkano gaismu izstarojošie lāzeri uzlabo matiņu augšanu pelēm. Pēc tam sākās moderni pētījumi par to, kā sarkano un infrasarkano gaismu varētu izmantot medicīnā.

Kāpēc infrasarkanā gaisma dziedē?

Sarkanā gaisma (625–740 nm garuma viļņi) un infrasarkanā gaisma (> 750 nm gari viļņi) var izkļūt cauri cilvēka ādai un iekļūt audos daudz dziļāk, nekā to spēj citi gaismas viļņi.

Populāra teorija par sarkanās un infrasarkanās gaismas terapijas mehānismiem ir šāda – šūnas spēja absorbēt gaismu stimulē mitohondrijus, lai tie kļūtu aktīvāki un palielinātu ATF (enerģijas) ražošanu ar enzīma citohroma c oksidāzes palīdzību.

“Pilnīgi skaidrs gaismas terapijas mehānisms joprojām nav, bet mēs zinām, ka šūnās ir atbildīgie enzīmie, kuri absorbē noteikta garuma gaismas viļņus, kas tālāk palaiž intracelulāru signālmehānismu kaskādi, kura kolektīvi rada aizsargājošu efektu,” skaidro Daniels Džonstons no Sidnejas Universitātes.

“Gaisma patiesībā šūnām ir zema līmeņa stress, un, kad jūs radāt stresu, tas vai nu stimulē labošanas/dzīšanas procesus, vai liek šūnām uzlabot stresa atbildes sistēmas. Tādējādi audi kļūst izturīgāki pret lielākiem stresoriem, līdzīgi, kā tas ir vakcinācijas gadījumā, kad organismā tiek ievadīts zems patogēnu līmenis, lai stimulētu organisma aizsargspējas pret daudz lielāku patogēnu devu.”