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B978-3-437-58275-2.00015-1

10.1016/B978-3-437-58275-2.00015-1

978-3-437-58275-2

Mitochondrien humaner Lymphozyten vor (a) und nach Bestrahlung (b) mit dem Helium-Neon Laser 632 nm, Quelle: Manteifel VM, Karn Tl. Structure of mitochondria and activity of their respiratory chain in successive generations of yeast cells exposed to He-Ne laser light. Biology Bulletin 2005; 32(6)555-566.

[L231]

ATP-Anstieg unter Laserbestrahlung (632 nm) einer HeLa-Zellkultur.

[L231]

Schematische Darstellung einer intravenösen Laserblutbestrahlung in der Ellenbeuge.

[L231]

Intravenöse Laserblutbestrahlung mit einem Rotlichtlaser 635 nm.

[M997]

Die intravenöse Laserblutbestrahlung

Michael Weber

Einführung

Die Methode der intravenösen LaserblutbestrahlungLaserblutbestrahlung, intravenöse wurde erstmals 1981 durch die sowjetischen Wissenschaftler E. N. Meschalkin und V. S. Sergiewski in die Therapie eingeführt. Ursprünglich war diese Methode zur Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen entwickelt worden. An Infarktpatienten konnte eine Verbesserung der rheologischen Eigenschaften des Blutes und der Mikrozirkulation sowie eine Reduktion des Infarktareals nachgewiesen werden. Weiterhin kam es zu einer Reduktion von Rhythmusstörungen und plötzlichem Herztod.
Anfänglich wurde ausschließlich der Helium-Neonlaser (632,8 nm) in dieser Therapie eingesetzt. Es wurde dazu eine Leistung von 1–3 mW verwendet sowie eine Expositionsdauer der Anwendung von 20 bis 60 Minuten. Die Behandlungen wurden entweder täglich oder zweitäglich in bis zu insgesamt 10 Sitzungen durchgeführt. In den folgenden Jahren konnte in vielen – vorwiegend russischen – Studien gezeigt werden, dass der Helium-Neonlaser bei diesem Verfahren vielfältige Wirkungen auf viele Organe sowie das hämatologische und immunologische System entfaltet. Wegen der einfach durchzuführenden Methode kam es daher rasch zu einer weiten Verbreitung des Verfahrens innerhalb fast sämtlicher medizinischer Fachgebiete in der damaligen Sowjetunion. In den letzten 20 Jahren wurde eine Fülle großteils hochwertiger Studien vorwiegend in Russisch publiziert, die durch jahrzehntelange Trennung der politischen Blöcke im Westen wenig bekannt wurden bzw. auf Ablehnung stießen.
Neben der klinischen Forschung und Anwendung am Patienten wurden parallel die zellbiologischen Grundlagen von der estnischen Zellbiologin Tiina Karu entwickelt.
Eine Zusammenfassung findet sich in ihrem in Englisch veröffentlichten Werk „The Science of Low-Power-Laser-Therapy“.

Effekte und Wirkweisen der intravenösen Low-Level-Laser-Therapie des Blutes

Low-Level-Lasertherapiedes BluteUnter der Laserblutbestrahlung kam es zu antiinflammatorischen EffektenLaserblutbestrahlung, intravenöseantiinflammatorische Effekte, welche die immunologische Aktivität des Blutes verbessern. Gemessen werden konnten eine Steigerung der verschiedenen Immunglobuline, sowie eine Reduktion pathologischer zirkulierender Immunkomplexe mit einer Reduktion des CRP bei akuten und chronischen Entzündungen. Auch eine Stimulation von Interleukin-1-alpha, Interleukin 8, TNF-alpha und Interferon-gamma konnte durch Laserbestrahlung von kultivierten menschlichen Zellen nachgewiesen werden, was besonders in der Wundheilung von Bedeutung ist. Weiterhin konnte die Aktivierung der phagozytotischen Aktivität der Makrophagen in Verbindung mit strukturellen Modifikationen nachgewiesen werden. Ein positiver Effekt auf die Lymphozytenproliferation und B- und T-Zellsubpopulationen ließ sich ebenfalls verifizieren.
Eine wesentliche Erkenntnis stellte die positive Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften des Blutes dar, was insbesondere für die Chirurgie, Angiologie und Kardiolgie von größtem Interesse ist. Eine verminderte Plättchen-Aggregationsneigung und Verformbarkeit der Erythrozyten führen zu einer verbesserten Sauerstoffversorgung und damit zu einem Abfall des Kohlendioxidpartialdrucks im Blut. Dadurch wird in der Folge die Hypoxie des Gewebes verbessert, was zu einer Normalisierung des Gewebestoffwechsels führt. Zusätzlich kommt es zu einer Aktivierung der Fibrinolyse. Neben der Beseitigung der Hypoxie und Normalisierung des Zellstoffwechsels kommt es zu einer Steigerung der ATP-Synthese und somit zu einer Normalisierung des Zellmembranpotentials.
Eine zusätzliche Vasodilatation führt in Verbindung mit den beschriebenen verbesserten rheologischen Eigenschaften des Blutes zu einer Deblockierung von Kapillaren und Kollateralen mit einer verbesserten Gewebetrophik und Normalisierung der nervalen Erregbarkeit. Dabei spielt die vermehrte Freisetzung von NO aus Monozyten offensichtlich eine entscheidende Rolle.
Wegen der beschriebenen Effekte wurde die intravenöse Blutbestrahlung in den chirurgischen russischen Universitätskliniken präoperativ zur Vermeidung thrombembolischer Komplikationen und postoperativ zur beschleunigten Wundheilung eingesetzt. Hinzu kommen laserspezifische analgesierende spasmolytische und sedierende Effekte.
Bei Patienten mit chronischer Glomerulonephritis wurde eine deutlich verbesserte Medikamentenverträglichkeit (Glukokortikoide, Zytostatika, Diuretika) und Besserung der Nierenfunktion beschrieben, ebenso eine Verbesserung der Entzündungsparameter bei akuter Pyelonephritis. Auch bei nekrotisierender Pankreatitis konnte eine Verbesserung des Blutbildes und der immunologischen Parameter nachgewiesen werden.
Die intravenöse Blutbestrahlung fand eine breite Anwendung in Geburtshilfe und Gynäkologie zur Anregung des uteroplacentalen Blutaustausches sowie zur Prophylaxe und Therapie von Entzündungen der inneren Genitale.
Weiterhin wurde beobachtet, dass sich Mitochondrien unter der Laserbestrahlung zu Riesenmitochondrien, sog „Giant mitochondria“ verändern (Abb. 15.1), mit einer Aktivierung vielfältiger Stoffwechselwege und einer vermehrten ATP-Produktion (Abb. 15.2).
Elektronenmikroskopisch stellen sich die „Riesenmitochondrien“ in Lymphozyten als intrazelluläre ringförmige („ring-shaped“) Strukturen dar (Abb. 15.1).
Diese mitochondrialen Veränderungen dürfen keinesfalls pathologischen Riesenmitochondrien gleichgesetzt werden, wie sie bei bestimmten Krankheitsbildern auftreten. So kennt man die Ausbildung krankhafter Riesenmitochondrien mit Schwellung der Organellen und Einlagerungen pathologischer parakristalliner Eiweiße z. B. bei bestimmten Myopathien. Diese Veränderungen werden als reaktives Phänomen und nicht als primäre Strukturveränderung erklärt.
Die Struktur der Mitochondrien kann je nach Zelltyp stark variieren. Sie können einzelne wurstförmige Organellen darstellen, aber auch ein hochverzweigtes, miteinander verbundenes tubuläres Netzwerk bilden. Beobachtungen von fluoreszenzmarkierten Mitochondrien in lebenden Zellen haben ergeben, dass sie dynamisch sind und ihre Form stark verändern können. Besonders wichtig ist, dass Mitochondrien miteinander fusionieren und sich teilen können. Wahrscheinlich entscheidet das jeweilige Gleichgewicht zwischen Fusion und Teilung, welche Gestalt und Form ein Mitochondrium besitzt. An bestrahlten Lymphozyten mit dem Helium-Neon Laser konnte in histologischen Untersuchungen nachgewiesen werden, dass sich mit der Ausbildung von sog. Riesenformen gleichzeitig die Anzahl der Mitochondrien verminderte, aber das Gesamtvolumen gleich blieb. Als Ursache für die Ausbildung der „Giant mitochondria“ konnte eine Fusion kleinerer Mitochondrien gefunden werden. Manteifel und Karu konnten große verzweigte Mitochondrienformen auch in keimenden Hefezellen nachweisen, wobei es nach Laserbestrahlung zu einer Expansion des tubulären Netzwerkes ohne Schädigung der Organellen kam. Diese Mitochondrien sind charakterisiert durch eine relative Oberflächenvergrößerung der Christae infolge der Aktivierung der Atmungskette und ATP-Synthese. Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Beschreibung der Entwicklung von Mitochondrien zu Riesenmitochondrien auf Widerstand stößt. Heine weist darauf hin, dass es keine Hinweise gibt, dass derartige pathologische Mitochondrienformen zu einer Aktivierung vielfältiger Stoffwechselwege und einer vermehrten ATP-Produktion führen. 1979 hat Heine die Vermehrungsweise der Mitochondrien beschrieben: Immer, wenn mehr ATP gebraucht wird, teilen sie sich und verschmelzen nicht miteinander.
Offensichtlich scheint es generalisierte Effekte der intravenösen Blutbestrahlung auf fast alle Organsysteme zu geben, sodass diese Therapie kausal oder additiv zur Behandlung vielfältiger Erkrankungen eingesetzt werden kann. Von Gasparyan wurde die Verbesserung der Mikrozirkulation insbesondere in den zentral nervösen Strukturen beschrieben. Diese ist besonders ausgeprägt im Hypothalamus, der ein hochentwickeltes vasculäres Mikrosystem besitzt. Er vermutet, dass die intravenöse Blutbestrahlung die funktionelle Aktivität des Hypothalamus und des limbischen Systems stimuliert und als Ergebnis die Aktivierung hormoneller, metabolischer, immunologischer und vegetativer Prozesse mit Mobilisation adaptiver Reserven in Gang gesetzt wird.
Biologische Wirkungen der intravenösen Laserblutbestrahlung:
Laserblutbestrahlung, intravenöse biologische Wirkung
  • Stimulierung der Immunantwort, unspezifisch und spezifisch

  • Steigerung der Immunglobuline IgG, IgA und IgM

  • Stimulation von Interferonen, Interleukinen und TNF-alpha

  • Stimulierung der Lymphzytenproliferation

  • Erhöhung der phagozytotischen Aktivität der Makrophagen

  • Erniedrigung des CRP

  • Verbesserung des antioxidativen Enzymsystems mit antitoxischer Wirkung

  • Verbesserung der Erythrozytenverformbarkeit und der Mikrozirkulation

  • Reduktion der Thrombozytenaggregation

  • Aktivierung der Fibrinolyse

  • Stimulierung der NO-Produktion in Monozyten mit Vasodilatation und Verbesserung der endothelialen Dysfunktion und Gewebetrophik

  • Fusion von Mitochondrien zu „Giant mitochondria“ mit Steigerung der ATP-Produktion in der Atmungskette

  • Normalisierung des Zellmembranpotentials

Die Betrachtung der intravenösen Laserblutbestrahlung als „Blutakupunktur“ zur Lösung der Blutstase

BlutakupunkturIn der chinesischen Medizin ist der Begriff „Xue“ von großer Bedeutung. Er umfasst die wichtigsten stofflichen Körpersäfte einschließlich des Blutes. Durch den kontinuierlichen Kreislauf werden Nährstoffe zu allen Organen und Strukturen transportiert. Xue und Qi stehen in enger Beziehung zueinander. In der TCM kommandiert das Qi das Blut: ist das Qi in Bewegung, fließt das Blut, stagniert das Qi, so stagniert auch das Blut. Deshalb heißt es auch: Blut kann ohne Qi nicht fließen, Qi kann ohne Blut nicht gehalten werden.
Stagnation von Blut und Qi werden als BlutstasesyndromBlutstasesyndrom bezeichnet. Dieses versuchen wir in der klassischen Akupunktur durch Nadelung spezifischer Punkte zu beeinflussen.
Betrachtet man hypothetisch das Blutkreislaufsystem als eigenen zentralen inneren Meridian, so könnte man durch Punktion und Anregung des Blut- und Qi-Flusses durch die intravenöse Laserblutbestrahlung diese Methode durchaus als „Blutakupunktur“ bezeichnen.

Die Beziehung der intravenösen Laserblutbestrahlung zum System der Grundregulation (Pischinger/Heine)

Bei der intravenösen Laserblutbestrahlung handelt es sich um ein biologisches therapeutisches Verfahren, das geeignet erscheint, in das System der Grundregulation einzugreifen. Unter diesem System versteht man den funktionellen Zusammenhang zwischen Endstrombahn, Grundsubstanz (extrazellulärer Matrix [ECM]) und Zellen.
Die extrazelluläre Matrix befindet sich zwischen den Kapillaren und den Zellen und stellt eine Art Molekularsieb dar, in dem vegetative Nervenfasern ihre Endausbreitung besitzen und so einen Anschluss an das ZNS und das Endokrinium (Hypothalamus) herstellen. Dieses Molekularsieb stellt die Transitstrecke des gesamten Stoffwechsels von der Kapillare zur Zelle und zurück dar. Es wird hauptsächlich von Proteoglykanen, Glucosaminoglykanen, den Strukturglykoproteinen wie Kollagen, Elastin und den Vernetzungsglykoproteinen wie Fibronektin gebildet. In der ECM befinden sich verschiedene Abwehrzellen, die über ein Zytokinnetzwerk den Auf- und Abbau der ECM-Komponenten kontrollieren.
Durch Alterung und chronischen oxidativen Stress mit vermehrter Bildung von Radikalen kommt es zu einer zunehmenden Azidose und Verschlackung der ECM mit Einschränkung dieses lebensnotwendigen Molekularsiebeffektes. Negativ verstärkend wirkt zusätzlich eine Reduktion des antioxidativen Enzymsystems. Die zunehmede Verlegung der Transitstrecke führt zu Mikro- und Makroangiopathien. Die Azidose kann über proinflammatorische Effekte weiterhin der Bildung und Ausbreitung von Tumorzellen Vorschub leisten.
Die beschriebenen antioxidativen, antiazidotischen und entzündungshemmenden Wirkungen der intravenösen Blutbestrahlung sowie die Modulation des Immunsystems könnten hier vielfältig auf das System der Grundregulation und die extrazelluläre Matrix einwirken.
Möglicherweise könnte so auch eine gewisse protektive Wirkung auf die Entstehung von Tumorzellen ausgehen. Auch allgemeine Alterungsprozesse, die aus der Sicht der Grundregulation mit der og. Verschlackung der ECM mit proinflammatorischen Effekten sowie erhöhter Radikalbildung einhergehen, könnten möglicherweise positiv beeinflusst werden. Unter diesem Aspekt könnte man die intravenöse Laserblutbestrahlung auch als Anti-Aging-Therapie betrachten, insbesondere wenn sie mit weiteren sinnvollen Maßnahmen wie Ernährungstherapie, orthomolekularer Therapie, Akupunktur oder Neuraltherapie kombiniert wird. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die physiologische Leukozytolyse. Etwa 1,2 Millionen Leukozyten der insgesamt 1–2 Milliarden Leukozyten des Organismus sollen sich in jeder Sekunde in Auflösung befinden. Über diesen Mechanismus werden eine Vielzahl von Mediatoren wie Zytokine, Chemokine, Prostaglandine, Leukotriene und viele andere freigesetzt. Diese Immunmodulatoren können regelnd auf Milieuänderungen des Blutplasmas und der extrazellulären Matrix eingreifen. Die Fähigkeit der Leukozyten zur physiologischen Lyse stellt nach Pischinger und Heine sozusagen eine „Drehscheibe aller Naturheilverfahren“ und regulations-medizinischer Maßnahmen dar. Ausführliche Darstellungen zu diesen Themen finden sich im Lehrbuch der biologischen Medizin von Heine [16]. Es liegt nahe, dass die intravenöse Laserblutbestahlung ähnlich wie andere immunmodulatorische Therapien die physiologische Leukozytolyse anregen kann. Entsprechende Untersuchungen dazu stehen jedoch noch aus.

Praktische Durchführung der intravenösen Laserblutbestrahlung

Die intravenöse LaserblutbehandlungLaserblutbestrahlung, intravenöseMethodik wird mit niedrigen Leistungen von 1–5 mW und einer Expositionszeit von 20 bis 60 Minuten durchgeführt. In der Regel wird eine Zehner-Behandlungsserie angesetzt, wobei die Therapie entweder täglich oder dreimal in der Woche, mit Pausen an den dazwischen liegenden Wochenenden, stattfinden kann.
Zur intravenösen Blutbehandlung muss zunächst eine Kanülierung einer geeigneten Vene in der Ellenbeuge oder am Unterarm erfolgen. Dabei sollte die Vene möglichst weitlumig sein, um ein möglichst großes Blutvolumen in der Behandlungszeit zu erfassen. In den russischen Studien wurde zunächst eine einfache Stahlkanüle eingeführt, in die ein Laserkunststoffeinmalkatheter eingelegt und mit einer Laserdiode verbunden wurde (Abb. 15.3).
Vom Verfasser wurde dieses Verfahren modifiziert, in dem zunächst eine blaue Kinderbraunüle der Firma Braun, Melsungen in eine entsprechende Vene eingeführt und dann ein neu entwickelter Einmallaserkatheter aus biokompatiblem Kunststoffmaterial in die Vene eingelegt wird (Abb. 15.4).
Bei schwierig zu punktierenden Venen und fehlender Übung kann die Einführung der Braunüle Probleme bereiten, weshalb neuerdings ein entsprechender kleiner Butterfly entwickelt wurde, der ebenfalls die Applikation des beschriebenen Katheters in einfacher Weise erlaubt. Der Vorteil dieser Therapie ist, dass sie auch von einer Arzthelferin erlernt werden kann und nicht immer die unmittelbare räumliche Anwesenheit des Arztes benötigt.

Literatur

Weber et-al., 2015

M. Weber R. Weber M. Junggebauer Medical Low-Level – Lasertherapy – Fondations and Clinical Applications 2nd ed 2015 ISLA Research Group Göttingen 278 288 351–355

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