LLLT ist eine neue medizinische und veterinärmedizinische Technik, bei der die Einwirkung schwachen Laserlichts oder von Leuchtdioden die Zellfunktion stimulieren oder hemmen kann, was möglicherweise zu positiven klinischen Effekten führt. Die Verwendung schwachen sichtbaren oder NIR-Lichts zur Linderung von Schmerzen, Entzündungen und Ödemen, zur Förderung der Wundheilung, der Heilung tieferer Gewebe und Nerven sowie zur Vorbeugung von Gewebeschäden ist seit der Erfindung des Lasers vor fast vierzig Jahren bekannt (Karu, 1998). Trotz zahlreicher Berichte über positive Ergebnisse aus In-vitro- Experimenten, an Tiermodellen und in randomisierten, kontrollierten klinischen Studien bleibt die LLLT umstritten. Tiina Karu hat die Theorie aufgestellt (siehe Online-Einheit „Aktionsspektren: Ihre Bedeutung für die Low-Level-Lichttherapie“ der Photobiological Sciences), dass die Mitochondrien ein wahrscheinlicher Ort für die ersten Wirkungen des Lichts sind und dass insbesondere das Enzym Cytochrom-c-Oxidase (vierte Einheit in der mitochondrialen Atmungskette) Photonen absorbiert und seine Aktivität steigert, was zu einer erhöhten ATP-Produktion, Modulation reaktiver Sauerstoffspezies und Induktion von Transkriptionsfaktoren führt (Turrens, 2003).
Mehrere Transkriptionsfaktoren werden durch Veränderungen des zellulären Redoxzustands reguliert. Dazu gehören das Redoxfaktor-1 (Ref-1)-abhängige Aktivatorprotein-1 (AP-1) (Fos und Jun), der nukleäre Faktor κB (NF-κB), p53, das aktivierende Transkriptionsfaktor/cAMP-Antwortelement-bindende Protein (ATF/CREB), der Hypoxie-induzierbare Faktor (HIF)-1α und der HIF-ähnliche Faktor. Es wurde jedoch auch gezeigt, dass niedrige Konzentrationen von Oxidantien die Proliferation und Differenzierung einiger Zelltypen zu stimulieren scheinen (Alaluf et al., 2000; Kirlin et al., 1999; Yang et al., 1996). Diese Effekte führen wiederum zu erhöhter Zellproliferation und -migration (insbesondere durch Fibroblasten), Modulation der Konzentrationen von Zytokinen, Wachstumsfaktoren und Entzündungsmediatoren und erhöhter Gewebesauerstoffversorgung (Pastore et al., 1994). Zu den Ergebnissen dieser biochemischen und zellulären Veränderungen bei Tieren und Patienten zählen Vorteile wie eine schnellere Heilung chronischer Wunden, Verbesserungen bei Sportverletzungen und Karpaltunnelsyndrom, Schmerzlinderung bei Arthritis und Neuropathien sowie eine Linderung von Schäden nach Herzinfarkten, Schlaganfällen, Nervenverletzungen und Netzhauttoxizität (Hamblin et al., 2006). Abbildung 10 zeigt den Mechanismus und die Anwendung von LLLT.
9.1. LLLT zur Schmerzlinderung, Entzündungs- und Heilungsbehandlung. In den letzten Jahren ist das Interesse an der Verwendung der Laserbiostimulation als therapeutische Methode zur Schmerzbehandlung gestiegen (Strong, 2002). Es wurde vermutet, dass Veränderungen der neuronalen Aktivität bei der Schmerzlinderung durch Lasertherapie eine Rolle spielen.
Zahlreiche veröffentlichte Berichte dokumentieren die positiven Ergebnisse der Laserbiostimulation bei der Schmerzbehandlung. Dieser Evidenzgrad bezieht sich auf chronische Nackenschmerzen (Chow et al., 2005), Sehnenentzündungen (Bjordal et al., 2006), chronische Gelenkerkrankungen (Bjordal et al., 2003), Schmerzen des Bewegungsapparats (Gerber et al., 2001) und chronische Schmerzen (Aronoff, 1999). Randomisierte kontrollierte Studien belegen die Wirksamkeit der Lasertherapie bei chronischen Schmerzen im unteren Rückenbereich (Frazer et al., 2003).
LLLT wird seit 1981 klinisch zur Behandlung von Patienten mit entzündlichen Erkrankungen eingesetzt. LLLT wurde an verschiedenen Tiermodellen für entzündliche Erkrankungen durchgeführt. LLLT soll eine signifikante Wirkung auf die Behandlung des Karpaltunnelsyndroms, von Mukositis, Arthritis und Ulzerationen haben.
Die Literatur über die Anwendung von LLLT zur Stimulierung der Wundheilung in verschiedenen Tiermodellen enthält sowohl positive als auch negative Ergebnisse. Die Gründe für die widersprüchlichen Berichte, manchmal in sehr ähnlichen Wundmodellen, sind wahrscheinlich vielfältig. Es ist wahrscheinlich, dass die Anwendung von LLLT in Tiermodellen wirksamer ist, wenn sie an Modellen durchgeführt wird, die einen intrinsischen Krankheitszustand aufweisen. LLLT verbessert die Wundheilung sowohl bei diabetischen Ratten als auch bei diabetischen Mäusen signifikant. LLLT war auch bei durch Röntgenstrahlung beeinträchtigter Wundheilung bei Mäusen wirksam. Darüber hinaus war der Gesamtkollagengehalt nach 2 Monaten im Vergleich zu Kontrollwunden signifikant erhöht. Die positive Wirkung von LLLT auf die Wundheilung kann durch die Berücksichtigung mehrerer grundlegender biologischer Mechanismen erklärt werden, einschließlich der Induktion der Expression von Zytokinen und Wachstumsfaktoren, von denen bekannt ist, dass sie für die vielen Phasen der Wundheilung verantwortlich sind. Abbildung 11 zeigt den Mechanismus von LLLT auf die Wundheilung (Lucas et al., 2002).
9.2. LLLT im zentralen Nervensystem. Die Low-Level-Laser-/Lichttherapie (LLLT) für neurologische Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) ist derzeit ein experimentelles Konzept. Die allgemeinen Ziele für die klinische Anwendung sind die Vorbeugung und/oder Reparatur von Schäden, die Linderung von Symptomen, die Verlangsamung des Krankheitsverlaufs und die Korrektur genetischer Anomalien. In experimentellen Studien wurden diese Ziele getestet und testen sie weiterhin, indem die LLLT an Tiermodellen von Erkrankungen und Verletzungen untersucht wird, die das Gehirn und das Rückenmark betreffen. Es wurden erfolgreiche klinische Studien zur transkraniellen Lasertherapie bei Schlaganfällen durchgeführt. Entdeckungen über die molekulare Basis verschiedener neurologischer Erkrankungen sowie Fortschritte beim Verständnis der molekularen und zellulären Mechanismen der LLLT sowohl in vitro als auch in vivo haben die Untersuchung rationaler lichtbasierter Therapieansätze für eine Vielzahl von ZNS-Erkrankungen ermöglicht.
Neurodegenerative Erkrankungen werden durch die Schädigung bestimmter Nervenzellen (Neuronen) verursacht. Sie treten beispielsweise bei Alzheimer, Parkinson (Trimmer et al., 2009) und Amyotropher Lateralsklerose (Moges et al., 2009) sowie Multipler Sklerose auf und beruhen alle auf neuronaler Degeneration im zentralen Nervensystem (Friedlander, 2003). Die chronische, unerbittliche, fortschreitende Natur dieser verheerenden degenerativen Erkrankungen hat die Suche nach Therapien angeregt, die den Abwärtsverlauf, den die meisten Patienten erleben, verlangsamen oder stoppen könnten. Noch wünschenswerter wäre eine Therapie, die die neuronalen Schäden tatsächlich rückgängig machen könnte. Die transkranielle Lichttherapie hat das Potenzial, diese Ziele zu erreichen, wie in Abbildung 12 dargestellt. Es gibt noch immer offensichtliche Wissenseinschränkungen, wie etwa hinsichtlich der optimalen Wellenlänge, Lichtquelle, Dosis, gepulst oder CW, Polarisationszustand, Behandlungszeitpunkt und Wiederholungsfrequenz. Durch die Zusammenarbeit zwischen Klinikern und Grundlagenforschern werden wir wahrscheinlich die Anwendung und das Verständnis wirksamer laserbasierter Therapien im ZNS verbessern (Lampl, 2007).
Mehrere Transkriptionsfaktoren werden durch Veränderungen des zellulären Redoxzustands reguliert. Dazu gehören das Redoxfaktor-1 (Ref-1)-abhängige Aktivatorprotein-1 (AP-1) (Fos und Jun), der nukleäre Faktor κB (NF-κB), p53, das aktivierende Transkriptionsfaktor/cAMP-Antwortelement-bindende Protein (ATF/CREB), der Hypoxie-induzierbare Faktor (HIF)-1α und der HIF-ähnliche Faktor. Es wurde jedoch auch gezeigt, dass niedrige Konzentrationen von Oxidantien die Proliferation und Differenzierung einiger Zelltypen zu stimulieren scheinen (Alaluf et al., 2000; Kirlin et al., 1999; Yang et al., 1996). Diese Effekte führen wiederum zu erhöhter Zellproliferation und -migration (insbesondere durch Fibroblasten), Modulation der Konzentrationen von Zytokinen, Wachstumsfaktoren und Entzündungsmediatoren und erhöhter Gewebesauerstoffversorgung (Pastore et al., 1994). Zu den Ergebnissen dieser biochemischen und zellulären Veränderungen bei Tieren und Patienten zählen Vorteile wie eine schnellere Heilung chronischer Wunden, Verbesserungen bei Sportverletzungen und Karpaltunnelsyndrom, Schmerzlinderung bei Arthritis und Neuropathien sowie eine Linderung von Schäden nach Herzinfarkten, Schlaganfällen, Nervenverletzungen und Netzhauttoxizität (Hamblin et al., 2006). Abbildung 10 zeigt den Mechanismus und die Anwendung von LLLT.
Abbildung 10. LLLT-Mechanismus und Anwendung. Einfallende rote und NIR-Photonen werden in den Mitochondrien der Zellen absorbiert, wodurch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) entstehen und Stickstoffmonoxid (NO) freigesetzt wird, was über die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren (NF-κB und AP1) zur Gentranskription führt.
9.1. LLLT zur Schmerzlinderung, Entzündungs- und Heilungsbehandlung. In den letzten Jahren ist das Interesse an der Verwendung der Laserbiostimulation als therapeutische Methode zur Schmerzbehandlung gestiegen (Strong, 2002). Es wurde vermutet, dass Veränderungen der neuronalen Aktivität bei der Schmerzlinderung durch Lasertherapie eine Rolle spielen.
Zahlreiche veröffentlichte Berichte dokumentieren die positiven Ergebnisse der Laserbiostimulation bei der Schmerzbehandlung. Dieser Evidenzgrad bezieht sich auf chronische Nackenschmerzen (Chow et al., 2005), Sehnenentzündungen (Bjordal et al., 2006), chronische Gelenkerkrankungen (Bjordal et al., 2003), Schmerzen des Bewegungsapparats (Gerber et al., 2001) und chronische Schmerzen (Aronoff, 1999). Randomisierte kontrollierte Studien belegen die Wirksamkeit der Lasertherapie bei chronischen Schmerzen im unteren Rückenbereich (Frazer et al., 2003).
LLLT wird seit 1981 klinisch zur Behandlung von Patienten mit entzündlichen Erkrankungen eingesetzt. LLLT wurde an verschiedenen Tiermodellen für entzündliche Erkrankungen durchgeführt. LLLT soll eine signifikante Wirkung auf die Behandlung des Karpaltunnelsyndroms, von Mukositis, Arthritis und Ulzerationen haben.
Die Literatur über die Anwendung von LLLT zur Stimulierung der Wundheilung in verschiedenen Tiermodellen enthält sowohl positive als auch negative Ergebnisse. Die Gründe für die widersprüchlichen Berichte, manchmal in sehr ähnlichen Wundmodellen, sind wahrscheinlich vielfältig. Es ist wahrscheinlich, dass die Anwendung von LLLT in Tiermodellen wirksamer ist, wenn sie an Modellen durchgeführt wird, die einen intrinsischen Krankheitszustand aufweisen. LLLT verbessert die Wundheilung sowohl bei diabetischen Ratten als auch bei diabetischen Mäusen signifikant. LLLT war auch bei durch Röntgenstrahlung beeinträchtigter Wundheilung bei Mäusen wirksam. Darüber hinaus war der Gesamtkollagengehalt nach 2 Monaten im Vergleich zu Kontrollwunden signifikant erhöht. Die positive Wirkung von LLLT auf die Wundheilung kann durch die Berücksichtigung mehrerer grundlegender biologischer Mechanismen erklärt werden, einschließlich der Induktion der Expression von Zytokinen und Wachstumsfaktoren, von denen bekannt ist, dass sie für die vielen Phasen der Wundheilung verantwortlich sind. Abbildung 11 zeigt den Mechanismus von LLLT auf die Wundheilung (Lucas et al., 2002).
Abbildung 11. LLLT zur Wundheilung. Zellen in der Wunde reagieren auf lichtinduzierte reaktive Sauerstoffspezies (ROS), was zur Expression von Wachstumsfaktoren wie dem transformierenden Wachstumsfaktor Beta (TGF) und dem aus Blutplättchen gewonnenen Wachstumsfaktor (PDGF) führt, die die Synthese von mehr Kollagen, eine vermehrte Bildung von Blutgefäßen und weniger Entzündungen fördern, was alles die Wundheilung verbessert.
9.2. LLLT im zentralen Nervensystem. Die Low-Level-Laser-/Lichttherapie (LLLT) für neurologische Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) ist derzeit ein experimentelles Konzept. Die allgemeinen Ziele für die klinische Anwendung sind die Vorbeugung und/oder Reparatur von Schäden, die Linderung von Symptomen, die Verlangsamung des Krankheitsverlaufs und die Korrektur genetischer Anomalien. In experimentellen Studien wurden diese Ziele getestet und testen sie weiterhin, indem die LLLT an Tiermodellen von Erkrankungen und Verletzungen untersucht wird, die das Gehirn und das Rückenmark betreffen. Es wurden erfolgreiche klinische Studien zur transkraniellen Lasertherapie bei Schlaganfällen durchgeführt. Entdeckungen über die molekulare Basis verschiedener neurologischer Erkrankungen sowie Fortschritte beim Verständnis der molekularen und zellulären Mechanismen der LLLT sowohl in vitro als auch in vivo haben die Untersuchung rationaler lichtbasierter Therapieansätze für eine Vielzahl von ZNS-Erkrankungen ermöglicht.
Neurodegenerative Erkrankungen werden durch die Schädigung bestimmter Nervenzellen (Neuronen) verursacht. Sie treten beispielsweise bei Alzheimer, Parkinson (Trimmer et al., 2009) und Amyotropher Lateralsklerose (Moges et al., 2009) sowie Multipler Sklerose auf und beruhen alle auf neuronaler Degeneration im zentralen Nervensystem (Friedlander, 2003). Die chronische, unerbittliche, fortschreitende Natur dieser verheerenden degenerativen Erkrankungen hat die Suche nach Therapien angeregt, die den Abwärtsverlauf, den die meisten Patienten erleben, verlangsamen oder stoppen könnten. Noch wünschenswerter wäre eine Therapie, die die neuronalen Schäden tatsächlich rückgängig machen könnte. Die transkranielle Lichttherapie hat das Potenzial, diese Ziele zu erreichen, wie in Abbildung 12 dargestellt. Es gibt noch immer offensichtliche Wissenseinschränkungen, wie etwa hinsichtlich der optimalen Wellenlänge, Lichtquelle, Dosis, gepulst oder CW, Polarisationszustand, Behandlungszeitpunkt und Wiederholungsfrequenz. Durch die Zusammenarbeit zwischen Klinikern und Grundlagenforschern werden wir wahrscheinlich die Anwendung und das Verständnis wirksamer laserbasierter Therapien im ZNS verbessern (Lampl, 2007).
Abbildung 12. LLLT für neurologische Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS). NIR-Licht kann durch den Schädel in das Gehirn eindringen, wodurch der neuronale Zelltod verringert wird, Entzündungen reduziert werden und die Wahrscheinlichkeit einer Neurogenese steigt. Die Netzhautnerven und das Rückenmark werden als Teil des ZNS klassifiziert, und Licht wird aus ähnlichen Gründen in das Auge oder in den Nacken oder Rücken an der Stelle der Rückenmarksverletzung geleitet.
Ressource von http://www.photobiology.info/Photomed.html
