Štúdia z Pubmed o intranazálnej fotobiomodulačnej terapii, prehľad
Informácie z verejne dostupneho Pubmedu - preložené do slovenského jazyka:
Rev Neurosci. Autorský rukopis; k dispozícii v PMC 2021 28. apríla.
Publikované v konečnej upravenej podobe ako:
Rev Neurosci. 28. apríla 2020; 31 (3): 269-286.
doi: 10.1515/revneuro-2019-0063
PMCID: PMC7138738
NIHMSID: NIHMS1067207
PMID: 31812948
Terapeutický potenciál intranazálnej fotobiomodulačnej terapie pre neurologické a neuropsychiatrické poruchy: naratívny prehľad
Farzad Salehpour , * Sevda Gholipour-Khalili , Fereshteh Farajdokht , Farzin Kamari , Tomasz Walski , Michael R. Hamblin , Joseph O. DiDuro , a, * a Paolo Cassano a
Informácie o autorovi Informácie o autorských právach a licenciách PMC Disclaimer
Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7138738/
Informácie z abstraktu:
Aplikácia fotobiomodulačnej terapie (PBMT) na neuronálnu stimuláciu sa študuje na rôznych zvieracích modeloch a u ľudí a ukázalo sa, že zlepšuje cerebrálnu metabolickú aktivitu a prietok krvi a poskytuje neuroprotekciu prostredníctvom protizápalových a antioxidačných ciest. V poslednej dobe sa intranazálna PBMT (i-PBMT) stala atraktívnou a potenciálnou metódou na liečbu mozgových stavov.
Tu uvádzame súhrn rôznych prístupov intranazálneho dodávania svetla vrátane prenosnej metódy založenej na nosových dierkach a implantovaných hlbokonosných metód na účinné systémové alebo priame ožarovanie mozgu. K dispozícii sú zariadenia i-PBMT založené na nosových dierkach, ktoré využívajú buď lasery alebo diódy vyžarujúce svetlo (LED) a môžu sa aplikovať buď samostatne alebo v kombinácii s transkraniálnymi zariadeniami (posledné aplikované priamo na pokožku hlavy) na liečbu širokého spektra mozgových stavov. ako je mierna kognitívna porucha, Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, cerebrovaskulárne choroby, depresia a úzkosť, ako aj nespavosť. Dôkazy ukazujú, že i-PBMT na báze nosových dierok zlepšuje reológiu krvi a cerebrálny prietok krvi, takže bez toho, aby bolo potrebné prepichnúť krvné cievy, i-PBMT môže mať rovnaké výsledky ako pri periférnom intravenóznom laserovom ožarovaní.
Z článku vyberáme informácie:
Fotobiomodulačná terapia (PBMT), predtým známa ako nízkoúrovňová laserová/svetelná terapia, je sľubná metóda založená na ožiarení tkaniva fotónmi v červenom až blízkom infračervenom (NIR) spektre (600–1100 nm); možno použiť rôzne svetelné zdroje vrátane laserov a svetelných diód (LED) ( Zein et al., 2018 ). PBMT sa široko používa na liečbu rôznych zdravotných stavov, ako je hojenie rán, bolesť a zápal, diabetické vredy, krvné poruchy, muskuloskeletálne komplikácie, ochorenie koronárnych artérií, ako aj oprava a regenerácia tkaniva ( Chung a kol., 2012 ; Arany a kol. ., 2014 ). Okrem toho PBMT neustále priťahuje rastúci záujem o širokú škálu aplikácií v mozgu, od neurotraumy, neurodegenerácie a neuropsychiatrických porúch na zlepšenie mozgových funkcií u zdravých jedincov ( Salehpour a kol., 2018b ; Caldieraro a Cassano, 2019 ; Chan a kol. al., 2019 ).
PBMT mozgu sa objavuje ako potenciálne účinná terapeutická technika pri liečbe porúch centrálneho nervového systému (CNS) ( Fitzgerald et al., 2013 ). Aplikácia PBMT na rôzne mozgové stavy bola študovaná na rôznych zvieracích modeloch a u ľudí a celkové výsledky naznačujú, že môže zlepšiť cerebrálnu metabolickú aktivitu a prietok krvi, stimulovať neurogenézu a synaptogenézu, ovplyvniť neurotransmitery a poskytnúť neuroprotekciu prostredníctvom protizápalových a antioxidačných látok. signálne dráhy ( Grillo a kol., 2013 ; Hamblin, 2016 ; Hennessy a Hamblin, 2016 ; Salehpour a kol., 2018b ).
Doteraz neboli v literatúre hlásené žiadne závažné nežiaduce účinky pre túto modalitu; pri laserových zariadeniach je však potrebné postupovať opatrne kvôli riziku makulárnych lézií.
i-PBMT je nosom sprostredkovaný terapeutický prístup, ktorý je založený na zavedení jednej alebo dvoch malých prenosných sond vybavených laserom/LED do nosových dierok. Ukazuje sa, že opakovaná aplikácia i-PBMT na báze nosových dierok by mohla potenciálne zlepšiť symptómy spojené s neuronálnou dysfunkciou spôsobenou mozgovým infarktom ( Xiao et al., 2005 ), miernym traumatickým poranením mozgu (TBI) ( Bogdanova et al., 2017 ), mierna kognitívna porucha (MCI) ( Salehpour et al., 2019 ), Alzheimerova choroba (AD) ( Saltmarche et al., 2017 ; Chao, 2019 ), PD ( Li et al., 1999b ), depresia a úzkosť ( Caldieraro et al. ., 2018 ), schizofréniu ( Liao, 2000 ) a nespavosť ( Xu a kol., 2001 ; Saltmarche a kol., 2017 ).
Systémové účinky intranazálneho ožarovania prostredníctvom krvných buniek a zložiek by pravdepodobne mohli prispieť k pozorovaným neuroterapeutickým účinkom ( Hennessy a Hamblin, 2016 ). Tkanivo okolo nosnej dutiny má bohaté krvné kapiláry s relatívne pomalým prietokom krvi.
Ukázalo sa, že i-PBMT zlepšuje reológiu krvi ( Liu et al., 2012 ), znižuje viskozitu krvi ( Liu et al., 2012 ) a zlepšuje stav koagulácie krvi ( Gao et al., 2008 ) pri rôznych zdravotných stavoch.
Štúdie ukázali asociácie hemoreológie a kognitívnych funkcií ( Elwood a kol., 2001 ) a stavov nálady ( Gao a kol., 2004 ). Navrhlo sa, že systémové účinky i-PBMT prostredníctvom mechanizmov ožarovania krvi by tiež mohli v konečnom dôsledku priniesť neuroprotektívne účinky v mozgu ( Xiao et al., 2005 ; Hennessy a Hamblin, 2016 ; Caldieraro et al., 2018 ). Štúdie ukázali, že intranazálne ožarovanie krvi má podobné neurologické výsledky ako intravenózna (alebo intravaskulárna) laserová terapia ( Jing, 1999 ; Dou et al., 2003 ). Ukázalo sa, že intravaskulárne laserové ožarovanie zlepšuje regionálny cerebrálny prietok krvi (CBF) a funkciu mozgu u pacientov s mozgovým infarktom ( Song-Lin, 1997 ; Xiao et al., 2001 ). Preto tieto línie dôkazov naznačujú, že ožarovanie krvných zložiek a vaskulárneho endotelu by mohlo hrať úlohu v systémových účinkoch vyvolaných intranazálnou metódou (Xiao a kol., 2005 ; Va, 2015 ).
Intranazálna fotobiomodulačná liečba cez nosové dierky
Nazálne podávanie sa považuje za sľubný spôsob podávania terapeutických činidiel na liečbu nazálnych problémov (napr. astmy, prechladnutia, kašľa a zápalu dutín) ( Marianecci et al., 2017 ). Okrem toho nos slúži ako priama cesta do mozgu, takže nazálne podanie je účinnou a neinvazívnou možnosťou na dodávanie exogénnych terapeutických molekúl do CNS ( Frey, 1991 ). Epitelové tkanivo v nosovej dutine je relatívne vysoko vaskularizované (Obrázok 1). Nedávno sa nosnej ceste venovala pozornosť pri podávaní systémových terapeutických činidiel, aby sa dostali do mozgu cez systémový obeh ( Jiang et al., 2015 ).
i-PBMT využívajúca prístup cez nosové dierky zahŕňa jednoduchý proces prichytenia malej laserovej diódy alebo LED jednostranne/bilaterálne k nosu (Obrázok 2). Výskumy aplikácií i-PBMT sa stávajú čoraz bežnejšími a niekoľko intranazálnych prenosných zariadení na klinické aj domáce použitie sa stalo komerčne dostupnými.
i-PBMT je lacná a v podstate bezbolestná technológia, ktorú môže subjekt ľahko aplikovať doma bez potreby vyškoleného zdravotníckeho personálu, čo pomáha zvýšiť pohodlie pacienta a poddajnosť. Navyše, komerčne dostupné prenosné zariadenia i-PBMT bežia na batérii malej veľkosti a môžu byť dobíjateľné, vďaka čomu je táto technológia vhodná na samoaplikovaný zásah. Tieto zariadenia sú prístupné verejnosti: s červenými aj NIR diódami, vyžarujúce v rozsahu vlnových dĺžok 600 – 680 nm a 800 – 850 nm. Tieto typy aplikátorov sú vo všeobecnosti nastaviteľné na výber dĺžky liečby, ako aj na výber režimu kontinuálneho alebo pulzného ožarovania.
V i-PBMT má ožarovanie v režime pulznej vlny (PW) určité výhody. Po prvé, keďže zdroj svetla v priamom kontakte s nosnou dutinou a tkanivami by mohol spôsobiť nadmerné zahrievanie, PW by mohlo znížiť teplo spojené s osvetlením tým, že sa pozastaví a nechá tkanivo vychladnúť. Po druhé, nedávne zistenia odhalili priaznivé neurobiologické účinky špecifických svetelných frekvencií, ako sú 10, 40 a 100 Hz ( Salehpour et al., 2018b ). Ukázalo sa, že PBMT pri 10-Hz PW má neuroterapeutické účinky u pacientov s kognitívnymi problémami a problémami s náladou ( Morries a kol., 2015 ; Berman a kol., 2017 ; Saltmarche a kol., 2017 ). Po tretie, frekvencia pulzu 40 Hz by mohla zvýšiť mozgové gama vlny; podobné zvýšenie s viditeľným spektrom sa preukázalo a ukázalo sa, že znižuje hladiny amyloidu-β (Ap) a fosforyláciu tau na zvieracom modeli alzheimerovej choroby ( Iaccarino et al., 2016 ). Prenosné zariadenia i-PBMT, konkrétne pre 40-Hz PW režim, boli testované na zlepšenie koncentrácie a kognitívneho fungovania u pacientov s AD ( Chao, 2019 ) a na moduláciu nervových oscilácií u zdravých jedincov ( Zomorrodi et al., 2019 ). Po štvrté, pacienti s parkinsonovou chrobou liečení hlbokou mozgovou stimuláciou s frekvenciou 60 Hz preukázali významné zlepšenie pri prehĺtaní a motorických symptómoch ( Xie et al., 2015 ). i-PBMT pri 60-Hz PW by sa mal ďalej skúmať na neurodegeneratívne ochorenia v klinických štúdiách.
Schematické znázornenia anatómie nosových a cerebrálnych štruktúr.
(A) Anatómia nosnej dutiny, laterálne nazálne prekrvenie, kribriformná platňa, čelné a sfénoidné dutiny, prefrontálne kortexové štruktúry a subgenuálny cingulárny gyrus. (B) Anatómia prekrvenia nosnej priehradky a niektorých štruktúr limbického systému. ACC, Predná cingulárna kôra; ant., predný; a., tepna; dmOFC, dorzomediálny orbitofrontálny kortex; dmPFC, dorzomediálny prefrontálny kortex; lat., bočný; post., posterior; súp., nadriadený; vmOFC, ventromediálny orbitofrontálny kortex; vmPFC, ventromediálny prefrontálny kortex.
Rôzne prístupy k dodávaniu svetla na prevádzanie intranazálnej fotobiomodulačnej terapie.
Intranazálna fotobiomodulačná terapia môže byť aplikovaná pomocou: (A) prenosného aplikátora na báze nosovej dierky alebo prostredníctvom implantovaných svetelných zdrojov v (B) cribriformnej platničke, (C) frontálnom sínuse a (D) sfénoidnom sínuse. ant., Predný; OFC, orbitofrontálny kortex; PFC, prefrontálny kortex.
Prenosné zariadenia na trhu umožňujú pripnúť zdroj svetla do nosnej dierky. Vzhľadom na umiestnenie svetelného zdroja na vnútornej špičke nosa sa očakáva, že svetlo dodávané touto technológiou bude väčšinou absorbované povrchovo nosovou sliznicou a okolitými tkanivami (Obrázok 2).
Simulačná štúdia ( Cassano et al., 2019 ) s použitím svetla 810 nm ukázala, že spomedzi štruktúr CNS dostávajú najviac svetla vmPFC a vmOFC, ale stále je dodávaná len zanedbateľná časť primárnych fotónov (~ 0,001 %). spôsob ožarovania. Inými slovami, pokiaľ ide o špičkový svetelný tok s komerčne dostupným zariadením, iba 0,014 a 0,025 J/cm2 dosiahli vmPFC a vmOFC.
Ďalšie simulácie odhalili, že tok fotónov v amygdale a hipokampe bol nižší o dva rády ako tok vmPFC a vmOFC. Celkovo tieto zistenia ukazujú nedostatočnosť i-PBMT na báze nosných dierok na dodávanie svetla do štruktúr mozgu, najmä do limbických štruktúr ( Cassano et al., 2019 ).
Systémové účinky i-PBMT na báze nosných dierok prostredníctvom ožiarenia krvných buniek alebo zložiek krvi boli navrhnuté ako možný mechanizmus účinku tejto intervencie ( Xiao a kol., 2005 ; Hamblin, 2016 ; Hennessy a Hamblin, 2016 ; Caldieraro a kol. ., 2018 ). Vzhľadom na svoju neinvazívnu a relatívne lacnú povahu môže i-PBMT poskytnúť rovnaký terapeutický výsledok ako prístup intravenózneho ožarovania krvi ( Xiao et al., 2005 ). Napríklad sa preukázalo, že intranazálne laserové ožarovanie bolo rovnako účinné ako intravaskulárne ožarovanie krvi pri zlepšovaní regionálneho CBF a funkcie mozgu pacientov, ktorí utrpeli mozgový infarkt ( Xiao et al., 2005 ).
Najnovšie sa ukázalo, že 10 dní vzdialeného predkondicionovania PBMT (670 nm, 4,5 J/cm2 ; dodané do dorza a zadných končatín) chránilo pred metyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridínom vyvolaným neuropatológia u myší prostredníctvom modulácie rôznych molekulárnych dráh v mozgu, vrátane upregulácie bunkovej signalizácie a migrácie (vrátane signalizácie CXCR4+ kmeňových buniek a adipocytokínu), dráh reakcie na oxidačný stres a modulácie hematoencefalickej bariéry ( Ganeshan et al. , 2019 ). Toto je ďalší dôkaz, že krv by mohla byť kľúčovým mechanizmom zodpovedným za ochranné účinky i-PBMT na báze nosových dierok.
Čo sa týka priameho ožarovania krvi, nosová dutina má bohaté arteriálne prekrvenie, ktoré zabezpečujú vnútorné aj vonkajšie krčné tepny (Obrázok 1). Anatomicky vetvy vnútornej krčnej tepny zahŕňajú prednú a zadnú etmoidálnu artériu. Etmoidálne artérie sú vetvy teoftalmikatéry zostupujúce do nosnej dutiny cez kribriformnú platničku zásobujúcu hornú nosovú priehradku a bočné steny nosa. Vonkajšie krčné vetvy pozostávajú z artérie sphenopalatine, arteria palatine, arteria labialis superior a arteria lateralis nasa. Sphenopalatine arteria, koncová vetva maxilárnej artérie, je hlavnou artériou zadnej nosnej dutiny, ktorá vstupuje cez sphenopalatine foramen a zásobuje podstatnú časť septa a laterálnej steny. Horná labiálna vetva tvárovej tepny zásobuje prednú časť nosa a nosnú prepážku. Okrem toho nosová predsieň získava krv z laterálnej nazálnej artérie ( Moore et al., 1999 ; MacArthur a McGarry, 2017 ). Okrem toho tieto tepny navzájom vytvárajú anastomózy, väčšinou v prednej časti nosa, v oblasti tvoriacej Kiesselbachov plexus. Kiesselbachov plexus je vaskulárna oblasť bohatá na anastomózu v predozadnom kvadrante nosnej priehradky, nad septálnou chrupavkou, kde anastomujú všetky vyššie uvedené tepny. Žily nosa sledujú tepny a odtekajú do pterygoidného plexu, kavernózneho sínusu a očnej žily ( Ritter, 1970 ; Koh et al., 2000 ; Rajagopal a Paul, 2005 ).
Je známe, že i-PBMT krvi z nosových dierok zlepšuje okysličovanie a vedie k zvýšeným hladinám adenozíntrifosfátu (ATP) v rôznych tkanivách, vrátane mozgu. PBMT absorbovaný krvou pomocou viditeľného, ako aj NIR svetla vedie k čiastočnej fotochemickej disociácii komplexov hemoglobínligandov [napr. O 2 , oxid uhličitý, oxid dusnatý (NO)] ( Komorowska a kol., 2002 ; Vladimirov a kol., 2004 ; Lohr a kol. al., 2009 ; Walski et al., 2015 ). Výsledkom svetlom indukovanej fotodisociácie oxyhemoglobínu je zníženie arteriálnej saturácie kyslíkom (SpO 2 ) v krvných kapilárach s následným významným obohatením lokálneho okysličenia tkaniva ( Asimov et al., 2007 ; Yesman et al., 2016 ; Gisbrecht et al. ., 2017 ). Dôkazy tiež naznačujú, že hemoglobín môže absorbovať 660 nm fotóny a môže zosilniť účinok laserového ožiarenia na krvné lymfocyty ( Stadler et al., 2000 ). Navyše, uvoľňovanie malých množstiev NO (jeden z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich mikrocirkuláciu) zvyšuje vazodilatáciu a následne zlepšuje perfúziu, čo prispieva k zlepšeniu dodávky kyslíka do tkanív. To naznačuje, že i-PBM na báze nosných dierok by mohol byť atraktívnou a potenciálne účinnou metódou na liečbu hypoxicko-ischemického poškodenia mozgu spolu s neurodegeneratívnymi a neuropsychiatrickými ochoreniami. V skutočnosti je produkcia NO z endotelu u depresívnych pacientov znížená ( Chrapko et al., 2006 ). Podobne hypertenzia indukuje oxidačný stres v endotelových bunkách a znižuje biologickú dostupnosť NO a následne zhoršuje kognitívne funkcie ( Bomboi et al., 2010 ). i-PBMT na báze nosných dierok by mohol modulovať uvoľňovanie NO buď z endotelu alebo z krvných doštičiek, a následne by mohol zlepšiť cerebrovaskulárnu cirkuláciu pri vyššie uvedených ochoreniach. Na druhej strane, systémový účinok krvného PBMT na cirkuláciu by mohol byť dôsledkom konformačných zmien v membránových vlastnostiach červených krviniek (RBC). Absorpcia červeného/NIR svetla narúša vodíkové väzby, čo následne vedie k ich narušeniu a zvýšenej disociácii molekúl vody na membránových rozhraniach ( Natzle a kol., 1981 ; Natzle a Moore, 1985 ; Szymborska-Małek a kol., 2018 ) indukcia štrukturálnych zmien v membránových proteínoch červených krviniek a tekutosti lipidových dvojvrstiev, čím sa moduluje aktivita membránových iónových púmp v červených krvinkách ( Komorowska a kol., 2002 ; Kujawa a kol., 2004 ; Chludzińska a kol., 2005 ; Walski a kol. ., 2015). To zase vedie k zlepšeniu deformovateľnosti červených krviniek, obsahu ATP a normalizácii osmotických vlastností ( Itoh a kol., 1996 ; Walski a kol., 2014 ; Wang a kol., 2016 ). Okrem toho by zvýšenie elektrokinetického potenciálu membrány mohlo priamo prispieť k zlepšeniu reológie krvi znížením agregátov, čo zlepšuje cirkuláciu. Agregácia spôsobuje, že červené krvinky vytvárajú rouleaux, ktoré sa podobajú hromadám mincí, ktoré fyzicky zasekávajú kapilárny tok ( Komorowska et al., 2001 ; Mi et al., 2004 ; Chludzińska et al., 2005 ). Bolo publikované, že absorpcia 810 nm lasera RBC vedie k zvýšeniu aktivity ATPázy a zmene proteínov membrány erytrocytov ( Kujawa et al., 2004 ). Transformácia membrán červených krviniek sa považuje za mechanizmus dlhodobého zlepšenia viskozity krvi a cirkulácie po PBMT ( Komorowska et al., 2002 ; Kujawa et al., 2004 ; Walski et al., 2015 ).
Je dobre známe, že hemoglobín, podobne ako iné metaloporfyríny, môže emitovať fluorescenciu, keď je excitovaný viditeľným femtosekundovým pulzným laserovým svetlom. V štúdii Zhenga a kol. (2011) bolo testované svetlo v rozsahu vlnových dĺžok od 600 do 750 nm a najvyššia fluorescencia hemoglobínu bola emitovaná, keď bola excitačná vlnová dĺžka pod 700 nm. Modré biofotóny s vlnovou dĺžkou boli emitované ako bioluminiscencia z erytrocytov. Je možné, že krvný PBMT využívajúci červené svetlo môže tiež vyvolať bioluminiscenčnú emisiu modrého svetla z hemoglobínu, čo by zase mohlo výrazne zvýšiť prietok krvi, zlepšiť prietokom sprostredkovanú dilatáciu, uvoľniť cirkulujúci NO a nitrózo zlúčeniny, ako nedávno ukázali Stern et al. . (2018) .
Okrem opísaných zmien okysličovania tkanív a modifikácií štruktúry RBC, systémový účinok i-PBMT na báze nosových dierok prostredníctvom ožiarenia krviniek by mohol priamo súvisieť s mechanizmom modulácie hemostázy. Na jednej strane bolo hlásené reverzibilné potlačenie citlivosti krvných doštičiek na rôznych agonistov a znížená aktivita enzýmov v kaskáde kyseliny arachidónovej v závislosti od dávky PBMT ( Bril a kol., 2000 ; Rola a kol., 2017 ; Drohomirecka et al., 2018 ), čo vedie k záveru, že PBMT by mohol zabrániť apoptóze krvných doštičiek a predĺžiť ich životnosť za patologických podmienok ( Yang et al., 2016 ; Zhang et al., 2016 , 2018 ). Dôkazy ukázali, že mitochondriálna respiračná frekvencia a hladiny ATP sú narušené v krvných doštičkách pacientov s depresiou ( Hroudová et al., 2013 ). Vzhľadom na centrálny mechanizmus PBMT prostredníctvom zvýšenia bunkového energetického metabolizmu, ožarovanie cirkulujúcich mitochondrií krvných doštičiek intranazálnou cestou by mohlo byť možným vysvetlením mimocieľových alebo abskopálnych účinkov pozorovaných pri systémovej liečbe, pravdepodobne špecificky na zlepšenie depresie ( Sommer a Trelles, 2014 ).
Široká škála štúdií na imunitných bunkách preukázala, že priame vystavenie tkaniva červenému/NIR svetlu môže znížiť prílev polymorfonukleárnych leukocytov do cieľového miesta zápalu, čím sa zníži oxidačný výbuch ( de Lima a kol., 2011 ; Oliveira a kol. ., 2014 ; Walski a kol., 2018 ). Vzdialený neuroprotektívny účinok krvou sprostredkovaných účinkov i-PBMT na báze nosových dierok by mohol paradoxne súvisieť s moduláciou tvorby reaktívnych foriem kyslíka (ROS) ( Karu et al., 2005 ). ROS majú dôležitú úlohu pri regulácii signálnych transdukčných dráh a génovej expresie. Úloha ROS je rozhodujúca pre preprogramovanie polarizácie makrofágov na fenotyp M2, ktorý uvoľňuje protizápalové mediátory súvisiace s obnovou tkaniva ( Zhang et al., 2013 ; Cheon et al., 2017 ). Tento mechanizmus je v súlade s predchádzajúcimi správami, ktoré ukázali, že v modeli potkanov s poranením miechy 810 nm PBMT zmenil stav polarizácie makrofágov/mikroglií na fenotyp M2 a zvýšil expresiu protizápalových cytokínov, ako je interleukín (IL)-4 a IL-13 ( Song et al., 2017 ), ale potlačil prozápalový IL-6 ( Byrnes et al., 2005 ), čo viedlo k alternatívnej aktivácii makrofágov.
Okrem systémových účinkov na zložky krvi bolo navrhnutých niekoľko ďalších možných ciest, ktoré by mohli sprostredkovať i-PBMT, vrátane ovplyvnenia čuchového nervu a bulbu, čuchového endotelu, autonómneho nervového systému a lymfatického systému ( Liu et al., 2007 , 2010 ) . Navrhla sa systémová aktivácia mezenchymálnych kmeňových buniek/dreňových stromálnych buniek (MSC) v kostnej dreni nosa ( Liu et al., 2012 ) a buniek čuchového plášťa (iný typ kmeňových buniek) v nosovej sliznici ( Hennessy a Hamblin, 2016 ). ako možné cesty.
Intranazálna fotobiomodulačná terapia z nosovej dutiny a z nosového submukózneho priestoru
Ako je uvedené vyššie, zdá sa, že používanie prenosných aplikátorov na báze nosných dierok poskytuje len zanedbateľné množstvo svetelnej energie do hlbších štruktúr mozgu ( Cassano et al., 2019 ). Okrem toho, pokiaľ ide o transkraniálnu metódu, obmedzená penetrácia svetla cez lebku zostáva hlavnou prekážkou pri stimulácii subkortikálnych neurónov t-PBMT. Uvádza sa, že iba 2 % 1064 nm laserového svetla môže prechádzať ľudskou nadočnicovou prednou kosťou ( Barrett a Gonzalez-Lima, 2013 ). Ukázalo sa, že približne 0,5 % z 633 nm a 2,1 % z 830 nm LED svetla preniká cez 1 cm prednej lebky a prekrývajúceho tkaniva na modeli mŕtvoly ( Jagdeo et al., 2012 ). Ukázalo sa tiež, že 2,9 % svetla 810 nm z vysokovýkonného laserového zariadenia preniká cez 3 cm pokožky hlavy, lebky a mozgového tkaniva ( Henderson a Morries, 2015 ). Vzhľadom na tieto merania bude mať výrazný útlm svetelného toku za následok nedostatočnú dávku intrakraniálneho svetla a následnú nedostatočnú fotostimuláciu subkortikálnej šedej a bielej hmoty.
Nedávno boli navrhnuté a opísané implantovateľné zariadenia i-PBMT na prekonanie obmedzení prenosných zariadení, ako aj metódy transkraniálneho ožarovania. Pri použití implantovateľného intranazálneho svetelného zariadenia by neboli potrebné časté návštevy u pacientov vyžadujúcich dlhodobé liečebné protokoly. Bol navrhnutý jednoduchý postup na implantáciu miniaturizovaných LED diód do submukóznych vreciek v prístupných oblastiach nosa (Obrázok 2), tento posledný postup by vyžadoval iba lokálnu anestéziu, iba ambulantný chirurgický zákrok a umožnil by umiestnenie (ako aj odstránenie) zavedenej submukóznej LED (Cassano et al., osobná komunikácia). Submukózne umiestnenie miniaturizovaných LED je však potenciálne obmedzené ich jedinou relatívnou blízkosťou k cribriformnej platni.
Kribriformná platnička je súčasťou etmoidnej kosti, ktorá oddeľuje mozog od nosovej dutiny (Obrázok 1). Nachádza sa medzi prednou lebečnou jamkou a nosovou dutinou siahajúcou anteroposteriorne od crista galli po planum sphenoidale . S hrúbkou asi 1 mm je cribriformná doska umiestnená pod PFC a tvorí strechu nosnej dutiny. Asi polovica jeho povrchu obsahuje veľmi malé perforácie, ktoré poskytujú oporu, cez ktorú vlákna čuchového nervu vstupujú a vystupujú ( Erdem et al., 2004 ). Čuchový bulbus je časť mozgu ležiaca nad nosnou dutinou na hornom povrchu cribriformnej platničky a pod bazálnym frontálnym lalokom ( Masurkar a Chen, 2009 ). Čuchová dysfunkcia predpovedá riziko výskytu niektorých neurodegeneratívnych ochorení, ako je MCI, demencia, PD a neuropsychiatrické komplikácie PD ( Wilson et al., 2010 ). Predpokladá sa, že u dospelých cicavcov sa neurogenéza vyskytuje iba v čuchovom bulbe a v gyrus dentatus hippocampu; a u ľudí iba v hipokampe ( Bergmann et al., 2015 ).
Ukázalo sa, že 810 nm t-PBMT pozoruhodne stimuluje neurogenézu a upreguluje migrujúce neuroprogenitorové bunky v gyrus dentatus a subventrikulárnej zóne v myšom modeli TBI ( Xuan et al., 2014 ). Hoci doteraz žiadna štúdia ešte nepreukázala indukciu neurogenézy v čuchovom bulbe po PBMT, priame ožarovanie tejto oblasti by mohlo mať potenciál aktivovať nervové kmeňové bunky.
Mitochondriálny komplex IV [Cytochróm c oxidáza (CCO)] je primárnym miestom pre počiatočnú absorpciu červených/NIR fotónov ( Karu, 2010 ). Predpokladá sa, že absorpcia svetla CCO vedie k zvýšenej produkcii ATP, modulácii NO a zvýšenému okysličeniu tkanív a prietoku krvi (de Freitas a Hamblin, 2016 ). Vlnové dĺžky 650 a 850 nm dodávané technológiou optických vlákien môžu potenciálne preniknúť hlboko cez nosnú dutinu ( Zubia a Arrue, 2001 ). Viditeľné svetlo v modrom a zelenom spektre (400–540 nm) má hodnoty prieniku < 0,1 % cez kosť ľudskej lebky, pri zohľadnení všetkých zasahujúcich tkanív by sa očakávala oveľa nižšia penetrácia do mozgu ( Litscher a Litscher, 2013 ). Preto sa tieto vlnové dĺžky všeobecne považujú za nevhodné pre t-PBMT u ľudí; avšak aplikácia modrých alebo zelených diód pre i-PBMT by mohla byť alternatívnou možnosťou vzhľadom na ich priaznivé biologické účinky. 532 nm laser má hĺbku prieniku iba 0,8 mm do mäkkého tkaniva ( Te Alexis, 2006 ). Možno si predstaviť, že ak je 532 nm laserový zdroj implantovaný v tesnej blízkosti cribriformnej platne, zelené svetlo by mohlo adekvátne ožarovať tkanivo nervových vlákien v cribriformnej platni (s hrúbkou 1 mm). Je však pochybné, že by sa touto vlnovou dĺžkou mohol dostatočne ožiariť celý čuchový bulbus (s hrúbkou 3 mm). Štúdie ukázali, že 532 nm zelený laser môže zvýšiť hladiny ATP a bunkovú proliferáciu in vitro, pravdepodobne prostredníctvom modulácie aktivity mitochondriálneho komplexu III (cytochrómy b, c1 a c) ( Fukuzaki et al., 2013 ). Ukázalo sa tiež, že ožarovanie laserom 532 nm podporuje migráciu GABAergických nervových kmeňových/progenitorových buniek do hlbších vrstiev myšacieho neokortexu ( Fukuzaki et al., 2015 ). Okrem toho sa navrhlo, že 420 nm modré svetlo by mohlo účinne zvýšiť syntézu ATP, pravdepodobne prostredníctvom regulácie mitochondriálneho komplexu I (NADH-dehydrogenáza) ( Karu, 1988 ).
Ako už bolo spomenuté vyššie, kvôli existencii veľmi malých perforácií v cribriformnej platni je možné, že nezvyčajne veľká časť fotónov, emitovaných zo zdroja svetla umiestneného v blízkosti cribriformnej platne, by mohla priamo dosiahnuť čuchové nervové vlákna a čuchový epitel, ako aj PFC (Obrázok 2). PFC je dobre spojený s cerebrálnymi štruktúrami zapojenými do pamäte, zmyslového vnímania a emócií, ako je talamus, bazálne gangliá, hypotalamus, amygdala a hipokampus. VmPFC sa nachádza v spodnej časti mozgových hemisfér pod dorzomediálnym PFC a vzťahuje sa na celú oblasť PFC vo ventrálnej aj mediálnej polohe, približne pod genu corpus callosum ( Netter, 2017 ) (Obrázok 1). V rámci vmPFC existujú anatomicky a/alebo funkčne špecializované podoblasti, ktoré sú spojené s jeho funkčnými doménami. Predný/pregenuálny vmPFC a ventrálne striatum sa podieľajú na rozhodovaní, zadný/subgenálny vmPFC a amygdala sa podieľajú na emóciách a predný/pregenálny vmPFC a dorzomediálny PFC, precuneus a temporoparietálny kortex sa podieľajú na sociálnom poznaní. ( Myers-Schulz a Koenigs, 2012 ; Roy a kol., 2012 ). V skutočnosti je predná / perigenuálna podoblasť vmPFC spojená s pozitívnou valenciou, ako je hodnota odmien, a zadná / subgenuálna podoblasť je spojená s negatívnou valenciou, ako je hrozba a strach ( Hiser a Koenigs, 2018 ). OFC sa nachádza vo ventrálnom povrchu predného laloku priamo nad očnicami, v ktorých sú umiestnené oči, a siaha dozadu od frontálneho pólu k inzule a ventrálne od rostrálneho sulku na mediálnej stene po ventrolaterálnu konvexitu. aby sa vytvoril frontálny základ mozgu. OFC prijíma projekcie z amygdaly, časovej asociačnej kôry, vizuálneho systému, chuti, čuchu, somatosenzorického kortexu, mediálneho dorzálneho jadra talamu a hypotalamu ( Rudebeck et al., 2013 ). OFC sa podieľa na učení (odmeny a tresty), emocionálnej kontrole a správaní riadenom emóciami, rozhodovaní a sociálnom a emocionálnom spracovaní ( Rolls a Grabenhorst, 2008 ; Clark et al., 2018 ).
Čuchový epitel je špecializované epitelové tkanivo vystielajúce nosnú dutinu, asi 7 cm nad a za nosnými dierkami. Epitelová vrstva má hrúbku asi 60 μm a je definovaná kribriformnou platňou, ktorá oddeľuje nosové dutiny od mozgu. Vzhľadom na jeho polohu vo vnútri nosa v tesnom kontakte s cribriformnou platničkou by mohla byť navrhnutá ako možné miesto pre implantáciu i-PBMT sondy. Je veľmi dôležité poznamenať, že keďže tento epitel má citlivé bunky zapojené do čuchu ( Choi a Goldstein, 2018 ), je potrebné venovať pozornosť použitiu tohto tkaniva ako miesta na implantáciu svetelnej sondy. Ak je implantovateľné svetelné zariadenie umiestnené na úrovni cribriformnej platničky, čuchový bulbus a vmPFC by mohli byť účinne ožiarené (Obrázok 2). Štúdie na hlave mŕtvoly ukázali, že intranazálne podanie červeného/NIR svetla môže potenciálne osvetliť anteromediálne a posteromediálne časti OFC ( DiMauro et al., 2018 ). Simulácia Monte Carlo tiež ukázala, že keď je zdroj svetla umiestnený v tesnej blízkosti cribriformnej platne, ukladanie energie na vmPFC je 46-krát a 658-krát väčšie, ako keď je svetelný zdroj implantovaný do strednej časti nosa alebo nosovej dierky. v uvedenom poradí ( Cassano et al., 2019 ). Okrem toho umiestnenie svetelného zdroja do cribriformnej platne viedlo k vyššiemu dodávanému svetelnému toku (aspoň o dva rády) na vmPFC a vmOFC v porovnaní s dorzolaterálnym PFC. Štúdia tiež naznačila, že aj keď štruktúry limbického systému, ako je amygdala a hipokampus, dostávajú len zanedbateľnú svetelnú energiu zo zdroja umiestneného v nosovej dierke, umiestnenie strednej časti nosa a cribriform doštičky by mohlo umožniť mierne vyššie ukladanie svetla, ale stále úplne nedostatočné (~0,01 % primárnych fotónov), do vyššie uvedených oblastí ( Cassano et al., 2019 ).
Intranazálna fotobiomodulačná liečba stavov mozgu
i-PBMT zaviedli v roku 1998 čínski výskumníci, ktorí oznámili prvý dôkaz týkajúci sa terapeutických účinkov intranazálneho ožarovania červeným laserom u pacientov trpiacich bolesťami hlavy ( Li et al., 1998a , b ). Väčšina klinických štúdií o i-PBMT pre mozog sa uskutočnila v Číne a Rusku ( Liu et al., 2007 ). Tradične sa i-PBMT aplikoval na liečbu širokého spektra mozgových stavov, ako je MCI ( Jin a kol., 2000 ), AD ( Xu a kol., 2002b ), PD ( Li a kol., 1999a - c ; Xu a kol. al., 2003 , cerebrálna trombóza ( Li et al., 1999a ), cerebrovaskulárne ochorenia ( Jianbo et al., 1999 ) a depresia po mozgovej príhode ( Xu et al., 2002a ); ako aj nespavosť ( Xu et al., 2001 , 2002c ) a celkové klinické výsledky sa zdajú byť sľubné. Stojí za zmienku, že väčšina štúdií bola publikovaná v čínskom jazyku (až do posledných rokov). i-PBMT zostal v Severnej Amerike a európskych krajinách všeobecne neznámy ( Jiao et al., 2006 ). Nedávno si medzi západnými výskumníkmi získalo pozornosť intranazálne dodávanie svetla pre PBMT ako potenciálny alternatívny/doplnkový prístup, ktorý sa bežne používa buď samostatne, alebo súčasne s transkraniálnym prístupom (pomocou sondy s hlavicou alebo svetelnej prilby). Tu preskúmame a zhrnieme najnovšie dostupné dôkazy o klinickej aplikácii i-PBMT pri stavoch súvisiacich s mozgom.
Neurodegeneratívne ochorenia
Mierna kognitívna porucha
Nedávno Salehpour a spol. (2019) uviedli rýchle zvrátenie kognitívneho poklesu a čuchovej dysfunkcie u pacienta s MCI po 1 mesiaci transkraniálnej plus intranazálnej PBMT. MCI je definovaný ako mierny (ale viditeľný a merateľný pokles) kognitívnych schopností vrátane pamäte a výkonných schopností ( Ritchie a Touchon, 2000 ). V ich štúdii ( Salehpour et al., 2019 ) sa spolu s ľahkou prilbou umiestnilo intranazálne zariadenie do ľavej nosnej dierky a dvakrát denne sa dodávalo 10,65 J/cm2 toku 810 nm LED svetla v 10-Hz PW režime . nosovej dutiny. Kognitívne zlepšenie bolo pozorované zlepšením výkonných funkcií/vizuopriestorových schopností, matematických schopností a orientácie, ako bolo merané Montrealským kognitívnym hodnotením. Pacient tiež preukázal významné zlepšenie v pracovnej pamäti, pozornosti a výkonných doménach, ako bolo hodnotené dotazníkom pracovnej pamäte. Okrem toho údaje z Albertského testu vône a testu detekcie zápachu arašidového masla ukázali úplné zvrátenie poruchy čuchu.
Alzheimerova choroba
Xu a kol. (2002b) preukázali, že i-PBMT s použitím 633 nm červeného lasera zlepšilo kognitívne funkcie merané pomocou Mini-Mental State Examination (MMSE) a Wechsler Memory Scale (WMS) u pacientov s AD. Okrem toho nedávno výskumná skupina Lewa Lima z Kanady urobila pokroky v liečbe AD pomocou transkraniálnej a/alebo intranazálnej PBMT. V prvej správe ( Lim, 2014 ) Lim uviedol, že i-PBMT s jednou modalitou (810 nm LED, 10-Hz PW) raz denne počas 1 roka výrazne zlepšila kognitívne a pamäťové funkcie dvoch pacientov s AD, ako bolo merané MMSE. V nedávnej sérii prípadov ( Saltmarche et al., 2017 ) ukázali, že 3-mesačná transkraniálna plus intranazálna PBMT významne zvýšila kognitívnu výkonnosť u piatich pacientov s miernou až stredne ťažkou demenciou. Spolu s nositeľným transkraniálnym zariadením aplikovali intranazálny LED aplikátor (810 nm, 10-Hz PW) do ľavej nosnej dierky raz denne, čím poskytli prúdenie 13,8 J/cm2 do nosnej dutiny. Okrem zlepšenia kognitívnych schopností hodnotených pomocou MMSE a škály hodnotenia Alzheimerovej choroby (ADAS-cog) bola tiež pozorovaná zvýšená kvalita spánku a znížená úroveň úzkosti, výbuchov hnevu a túlania sa. V ďalšej štúdii ( Zomorrodi et al., 2017 ) uviedli, že súčasná aplikácia transkraniálnej a intranazálnej PBMT (810 nm, 40 Hz PW) počas 6 dní/týždeň počas 2 týždňov viedla k výraznému zlepšeniu kognitívnych funkcií pri AD. pacienta podľa hodnotenia pomocou škál MMSE a ADAS-cog, ako aj pomocou škály AD Cooperative Study-Activities of Daily Living. Tieto rýchle kognitívne vylepšenia boli tiež sprevádzané celkovým zvýšením absolútnej sily signálu EEG naprieč všetkými mozgovými osciláciami. Podobne v najnovšej štúdii Chao (2019) aplikoval aj zariadenie Vielight Neuro Gamma u štyroch pacientov s diagnózou demencie alebo AD. Spolu s transkraniálnou náhlavnou súpravou bol intranazálny LED aplikátor (810 nm, 40-Hz PW, 15 J/cm2 ) podávaný do ľavej nosnej dierky počas 3 dní/týždeň počas 12 týždňov doma. Podľa skóre ADAS-cog a neuropsychiatrického inventára sa zlepšili kognitívne a behaviorálne funkcie. Okrem toho, na základe ich zobrazovacích údajov, multimodalita PBMT zvýšila cerebrálnu perfúziu a konektivitu medzi zadnou cingulárnou kôrou a laterálnymi parietálnymi uzlinami v rámci siete predvoleného režimu (DMN) ( Chao, 2019 ). Neurozobrazovacie štúdie s pacientmi s AD konzistentne ukázali zníženú funkčnú konektivitu v DMN na MRI funkčnej konektivity v pokojovom stave ( Greicius et al., 2004 ). Preto by bolo veľmi dôležité použitie t-PBMT na zlepšenie funkčnej konektivity v DMN v AD. Je potrebné uviesť, že v štúdiách uskutočnených Saltmarche et al. (2017) , Chao (2019)a Salehpour a kol. (2019) bola intranazálnym zariadením prednostne ožarovaná jedna strana nosnej dutiny, čuchového systému a možno aj štruktúr CNS, keďže liečba bola jednostranná (jedna nosová dierka). Pre jednotnosť liečby v tomto type štúdií sa odporúča obojstranná aplikácia i-PBMT zariadení.
Parkinsonova choroba
Niektorí čínski vedci testovali potenciálnu neuroterapeutickú úlohu i-PBMT u pacientov s PD. V prvej správe Li a kol. (1999b) ukázali, že i-PBMT (633 nm laser, 3,5–5,5 mW počas 30 minút) jedenkrát denne počas 10 dní viedol k významnému zníženiu hladín cholecystokinín-oktapeptidu v sére sprevádzané zlepšením symptómov PD u 60 % pacientov ( 26 zo 43), merané skóre Websterovej škály. Podobne pri použití rovnakých liečebných parametrov opísaných vyššie ( Li et al., 1999b ; Zhao et al., 2003 ) sa uviedlo zníženie symptómov PD u 89 % pacientov (31 z 36). U týchto pacientov 28 % z nich vykazovalo výrazné zlepšenie a 58 % malo postupné zlepšenie. Xu a kol. (2003) tiež ukázali, že i-PBMT (633 nm laser, 3,5–4,5 mW počas 30 minút) jedenkrát denne počas 20 dní viedol k zníženiu malondialdehydu a zvýšeniu hladín superoxidázy dismutázy a melatonínu sprevádzaného zlepšením symptómov PD pre 66 % pacientov (31 zo 47).
Traumatické mozgové príhody
Traumatické poškodenie mozgu
Dou a spol. (2003) podávali intranazálnu sondu (650 nm laser, 2,4 mW, 30 minút) počas 10 dní 50 pacientom s mozgovým infarktom a TBI a zistili významný pokles skóre Fugl Meyer Movement Scale a Barthel Index (aktivity každodenného života ). Spolu so zníženou mozgovou léziou a edémom sa tiež významne znížili hodnoty cholesterolu, triglyceridov, lipoproteínov s nízkou hustotou, rýchlosti sedimentácie erytrocytov a hematokritu. Je potrebné poznamenať, že PFC a predný cingulárny gyrus sú dve oblasti vo frontálnych lalokoch, ktoré sú hlavne náchylné na poškodenie počas TBI. Poškodenie čuchového bulbu a traktu sa môže tiež vyskytnúť súčasne s ventrálnym frontálnym poškodením pri TBI ( Levin et al., 1985 ; Cicerone a Tanenbaum, 1997 ). Okrem toho v randomizovanej, dvojito zaslepenej, falošne kontrolovanej pilotnej štúdii u ôsmich veteránov s miernym TBI. Bogdanova a kol. (2017) uviedli, že kombinovaná aplikácia transkraniálnej LED prilby a intranazálneho LED aplikátora počas 2 dní/týždeň počas 8 týždňov viedla k významnému zlepšeniu pozornosti a výkonných funkcií, ako aj kvality spánku 1 týždeň po liečbe.
Ischemické poškodenie mozgu
Xiao a kol. (2005) uviedli okamžitý priaznivý účinok i-PBMT na cerebrálnu funkciu a prietok krvi pomocou jednofotónovej emisnej počítačovej tomografie cerebrálnej perfúzie zobrazovacej metódy u 21 pacientov s mozgovým infarktom. Zistili, že jediné sedenie i-PBMT s použitím 650 nm lasera (3,5–4 mW, 15 minút/nozdrová dierka) výrazne zlepšilo regionálny a globálny CBF. Podľa údajov od jedného z pacientov, ktorí mali mozgový infarkt sprevádzaný PD, 30-minútová aplikácia i-PBMT zvýšila prekrvenie a funkciu ľavého temporálneho laloku a oblasti bazálnych ganglií ( Xiao et al., 2005 ) . Ukázalo sa tiež , že intranazálne laserové ožarovanie (650 nm, 8,38 mW/cm2 , 30 minút) počas 10 dní zlepšuje viskozitu krvi a plazmy, agregáciu červených krviniek, ako aj krvných lipidov u pacientov s mozgovým infarktom ( Liu et al., 2012 ) .
Neuropsychiatrické poruchy a nespavosť
Depresia a úzkosť
Nedávno Caldieraro a kol. (2018) uviedli celkový terapeutický účinok dlhodobej PBMT u pacienta s veľkou depresiou a úzkosťou. Počas prvých 22 mesiacov sa do oboch nosných dierok aplikoval jednomodálny i-PBM (810 nm LED, 10 Hz PW) poskytujúci prúdenie 10,65 J/cm2 na nosnú dierku. S progresívnym zvyšovaním frekvencie i-PBMT sedení, z dvakrát týždenne na denné a potom na dvakrát denne, symptómy úzkosti neustále ustupovali s približne trojnásobným znížením skóre dotazníka symptómov úzkosti. Samotný i-PBMT však nezmiernil symptómy depresie, kým sa na čelo počas nasledujúcich 9 mesiacov neaplikoval ďalší 830 nm transkraniálny laserový systém. Podľa ich špekulácií systémové účinky i-PBMT prostredníctvom krvných buniek pravdepodobne prispeli k pozorovanému anxiolytickému účinku ( Caldieraro et al., 2018 ).
Nespavosť
Objavujú sa dôkazy o terapeutickej aplikácii PBMT pri poruchách spánku. 2-týždňový program ožarovania červeným svetlom (658 nm, 30 J/cm 2 ) s použitím prístroja na ošetrenie celého tela ukázal, že zlepšuje kvalitu spánku a hladiny melatonínu v sére u zdravých dospelých ( Zhao et al., 2012 ). Prerušenie spánku je najčastejším vedľajším účinkom pozorovaným u pacientov s TBI. V štúdiách aplikácie t-PBMT u pacientov s TBI zaznamenali mnohí pacienti zlepšenie spánku ( Naeser et al., 2011 , 2014 ; Morries et al., 2015 ). Kombinovaný prístup PBMT pomocou transkraniálneho zariadenia a intranazálneho prenosného aplikátora tiež viedol k lepšiemu spánku u pacientov s diagnózou AD ( Saltmarche et al., 2017 ) a TBI ( Bogdanova et al., 2017 ). Podľa správy jednotlivcov je ospalosť bežným vedľajším účinkom po použití 10-Hz intranazálnych prenosných zariadení, pravdepodobne v dôsledku pulzovej frekvencie mozgovej alfa vlny indukujúcej svetlo (8–12 Hz), pričom zároveň spôsobuje neuronálnu stimuláciu ( Salehpour a kol., 2019 ). Okrem toho sa v niekoľkých štúdiách z Číny preukázali terapeutické účinky i-PBMT s jednou modalitou (632,8 nm) na kvalitu spánku pacientov s nespavosťou ( Xu a kol., 2001 , 2002c ; Chen a Cheng, 2004 ). Hoci mechanizmy účinku podieľajúce sa na PBMT na zlepšenie spánku stále zostávajú do značnej miery neznáme, modulácia cirkadiánnych rytmov prostredníctvom zvýšenia hladín melatonínu v sére ( Xu a kol., 2001 ; Liu a kol., 2010 ; Zhao a kol., 2012 ) a stimulácie systémovej homeostatickej odpovede prostredníctvom krvného obehového systému ( Moshkovska a Mayberry, 2005 ) boli postulované ako možné mechanické dráhy.
Závery a budúce smerovanie:
Po našom komplexnom prehľade literatúry o i-PBMT by nemalo byť žiadnym prekvapením, že vzhľadom na obmedzené vedecké dôkazy o použití i-PBM zatiaľ neexistuje žiadna schválená indikácia na klinické použitie tejto modality.
Pomôcky i-PBMT, ktoré sa majú umiestniť do nosovej dierky, sú však v súčasnosti na trhu pre wellness (bez indikácie špecifickej pre chorobu). Tieto zariadenia sú mimoriadne pohodlné; dajú sa ľahko pripnúť na nosnú dierku a sú to prenosné, ľahko použiteľné domáce zariadenia na samoaplikácie červeného a NIR svetla. Sú tiež relatívne lacné v porovnaní s inými zariadeniami na trhu na použitie t-PBMT. Predstavujú ideálny prvý krok pre používateľov červeného a NIR svetla; najmä, keď používatelia, ktorí majú záujem využiť systémové účinky fotobiomodulácie pre zdravie.
Účinok spojený s neuroterapeutickým prínosom i-PBMT na báze nosových dierok sa len začína chápať.
Najpravdepodobnejším mechanizmom je systémový účinok prostredníctvom krvných buniek a zložiek.
Uvoľňovanie NO indukované v nosových artériách intranazálnym ožiarením červeným/NIR svetlom by mohlo zvýšiť mikrovaskulárnu cirkuláciu inhibíciou agregácie krvných doštičiek a adhézie leukocytov. i-PBMT na báze nosných dierok tiež zlepšuje hemoreológiu a lokálnu saturáciu krvi O2 , čo môže v konečnom dôsledku viesť k zlepšeniu cerebrálnej cirkulácie a funkcie mozgu.
Diskutovali sme o niekoľkých možných ďalších dráhach vrátane účinkov na čuchové nervy a bulbus, endotel, autonómny nervový systém a lymfatický systém. Okrem toho sa uvažovalo o systémovej aktivácii MSC sídliacich v nosovej kostnej dreni a čuchových obalových bunkách v nosovej sliznici.
Kvôli rastúcemu spoločenskému povedomiu o potrebe zlepšiť a udržať zdravie mozgu – čeliť hrozbe neurodegeneratívnych ochorení a kompenzovať zdravotné postihnutie neuropsychiatrickými poruchami – by intranostrili-PBMT pre zdravie mal byť pre mnohých príťažlivý. Treba poznamenať, že hoci sa predpokladalo niekoľko systémových účinkov, zatiaľ neexistuje dôkaz, že by sa premietli do väčšej pohody mysle a tela alebo do prevencie porúch mozgu.
Pretože i-PBMT na báze nosovej dierky je tak pohodlné a intuitívne na používanie, predstavuje tiež ideálny prvý zásah pri použití PBMT pri poruchách mozgu. Toto klinické použitie je off-label a malo by sa zvážiť len vtedy, keď pacienti nereagujú alebo tolerujú dostupné schválené intervencie alebo odmietajú schválené intervencie, alebo ak neexistujú žiadne intervencie založené na dôkazoch.
Nedostatkom a obmedzením intranosovej metody je, že sa neočakáva žiadna priama neuromodulácia mozgu na základe dozimetrických štúdií, ktoré ukázali zanedbateľné pôsobenie svetla do mozgu.
