Ближний инфракрасный свет предотвратил осложнения черепно-мозговой травмы у крыс

Более 50% людей, получивших даже легкую черепно-мозговую травму (ЧМТ), жалуются на стойкие симптомы, сохраняющиеся на протяжении полугода и более, в том числе на головные боли, депрессию, когнитивные нарушения и проблемы с сохранением равновесия. Это связано с воспалительными процессами, которые развиваются в тканях мозга в течение нескольких часов после травмы. А последствия более тяжелых ЧМТ могут быть еще серьезнее. При этом до сих пор не существует эффективной терапии посттравматических патологических процессов и способов предотвратить вторичное повреждение тканей мозга.

Группа ученых из Университета Бирмингема (Великобритания) предложила использовать для предупреждения вторичных процессов при легкой ЧМТ фотобиомодуляцию (ФБМ) — аппаратное воздействие на живые клетки красным или ближним инфракрасным (ИК) светом с длиной волны 600-1000 нм (метод запатентован компанией University of Birmingham Enterprise). В основе терапевтического действия ФБМ лежит хромофорная активность митохондриального фермента цитохромоксидазы с — оксидазы, катализирующей процесс переноса электронов с цитохрома с на кислород в аэробной дыхательной цепи.

Исследования проводились на взрослых самцах лабораторных крыс линии Wistar (Charles River). Травмированные животные из группы терапии облучались лазером, генерирующим вспышки ближнего ИК с длиной волны 660 нм или 810 нм с плотностью мощности 20 мВт/см² и плотностью дозы энергии 2,4 Дж/см². Транскраниальное облучение проводили начиная с 10-й минуты с момента травмы в течение двух минут (1 мин на каждое полушарие — по 10 секунд на 6 рядом расположенных точек, чтобы избежать ожога). При комбинированном протоколе 660/810 нм и 1,2 Дж/см² облучение проводилось в течение 1 мин (по 30 сек на полушарие, по 5 сек на точку). В контрольную группу вошли животные, обработка которых имитировала процесс облучения.

Для оценки пространственной памяти и исследовательского поведения животные проходили тест на распознавание новых объектов, для оценки баланса и восстановления моторики — тест «хождение по балке». Согласно полученным данным, через четыре недели терапии ФБМ результаты теста NOR улучшились на 100,5 % (при облучении с длиной волны 810 нм), на 46,2 % (660 нм) и на 61,5 % (660/810 нм). Результаты теста BW улучшились на 65,8% (810 нм), 63,8% (660 нм) и 42,3% (660/810 нм). По совокупности данных облучение с длиной волны 810 нм является оптимальным выбором, что связано с повышенной проникающей способностью излучения.

Гистологические исследования показали, что ФБМ с длиной волны 810 нм не приводит к структурным повреждениям тканей мозга, но уменьшает провоспалительную реакцию астроцитов и микроглии в области повреждений в острой фазе после травмы. Это связано со снижением экспрессии расщепленной каспазы-3 — маркера апоптоза. Ученые указывают, что в результате повреждения митохондрий при ЧМТ высвобождается цитохром c, что приводит к индукции каспазы-3. Снижение экспрессии этого фермента объясняет нейропротекторный эффект ФБМ при ЧМТ.

Пока нет доказательств выраженной эффективности ФБМ для пациентов, перенесших ишемический инсульт. Однако исследователи считают, что при правильно организованных исследованиях их можно будет получить. Сейчас ученые надеются, что их разработки позволят создать устройство, предназначенное для ускорения восстановления пациентов с ЧМТ и травмами спинного мозга.

При травме мозга белок свертывания крови приводит к потере нейронов