Autor: Redakcja

Laseroterapia w weterynarii – podstawy wykorzystania promieniowania laserowego w leczeniu ścięgien u zwierząt

Artykuł przedstawia przegląd literatury współczesnej dotyczącej laseroterapii w weterynarii.

lic. fizj. Małgorzata Flach, dr n. med. Anna Polak

Aktualnie w leczeniu zwierząt coraz częściej wykorzystywane są metody fizykalne. Przykładem jest laseroterapia nisko- i wysokoenergetyczna, która z powodzeniem może być wprowadzona w klinice małych i dużych zwierząt.

Laseroterapia ma działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne i biostymulacyjne. Efekt przeciwbólowy jest skutkiem pobudzenia wydzielania endorfin i hiperpolaryzacji błon otaczających komórki nerwowe. Sprzyja mu również poprawa regeneracji uszkodzonych aksonów obwodowych obserwowana pod wpływem promieniowania laserowego. Efekt przeciwzapalny opiera się na hamowaniu czynników prozapalnych i pobudzaniu czynników przeciwzapalnych co jest obserwowane w wielu badaniach eksperymentalnych in vitro oraz w badaniach in vivo prowadzonych na zwierzętach. Ponadto laseroterapia pobudza migrację i aktywność komórek istotnych w procesie gojenia (np. makrofagów i fibroblastów). Pod wpływem promieniowania laserowego obserwuje się poprawę przepływu krwi (szczególnie w mikrokrążeniu) i pobudzane są procesy neoangiogenezy co prowadzi do poprawy odżywienia tkanek. Następuje również przyspieszenie resorpcji wysięków i obrzęków. Promieniowanie laserowe może pobudzać syntezę białek i zwiększać aktywność fibroblastów co przyczynia się do rozrostu włókien kolagenowych. Obserwuje się także zwiększenie aktywności czynników wzrostowych. W konsekwencji następuje hamowanie procesów zapalnych i pobudzenie procesów regeneracji w uszkodzonych tkankach.1-15

Wszystkie opisane powyżej skutki promieniowania laserowego są specyficzne zarówno dla laseroterapii nisko-, jak i wysokoenergetycznej.9,14 W laseroterapii niskoenergetycznej (poniżej 500 mW), w tkankach nie dochodzi do zmian cieplnych, ponieważ podczas zabiegu temperatura tkanek wzrasta co najwyżej o 1oC.13 Natomiast w laseroterapii wysokoenergetycznej (powyżej 500 mW) dodatkowo następuje rozgrzanie tkanek co zwiększa intensywność procesów metabolicznych w komórkach.9,14

Wpływ promieniowania laserowego w leczeniu stanów zapalnych ścięgien oceniany był in vivo w 13 badaniach eksperymentalnych przeprowadzonych na zwierzętach.1-8,10-13,15 Wyniki badań opublikowano w latach 1998 – 2015.

W większości cytowanych przypadków obserwowano przebieg zapalenia w ścięgnie Achillesa.2-4,6-8,10-13,15W jednym badaniu obserwacje prowadzono na mięśniu piszczelowym przednim.1 Stan zapalny wywoływano u zwierząt dokonując całkowitego przecięcia ścięgna, które następnie było zespolone chirurgicznie5,13 lub też doprowadzano jedynie do częściowego przerwania ścięgna i obserwowano proces jego regeneracji.3,4,7,8Oceniano również przebieg stanu zapalnego po stłuczeniu (tępym urazie) ścięgna.3,6 W 5 badaniach autorzy indukowali stan zapalny podając kolagenozę w postaci zastrzyku do ścięgna i kontrolowali przebieg gojenia się ścięgna.2,10-12,15

Obserwowano wpływ promieniowania laserowego na przebieg stanu zapalnego w fazie ostrej, tj. w okresie od 2 do 24 godzin po uszkodzeniu ścięgna.1,7,8,10,11,15 Zwracano również uwagę na zmiany zapalne zachodzące w tkankach w okresach późniejszych, tj. od 3 do 7 dnia po zaindukowaniu zapalenia,2,3,4,7,8,12 lub nawet w okresie od 14 do 21 dnia. 2-5,12,13 Badano zmiany biochemiczne i biomechaniczne zachodzące w uszkodzonych ścięgnach. W 5 badaniach oceniana była ilość hydroksyproliny oraz ilość i jakość tworzącego się kolagenu.3-6,13 W 8 eksperymentach badano ekspresję genów dla podstawowych mediatorów stanu zapalnego.2,7,8,10-12,15 W niektórych badaniach dodatkowo oceniano wytrzymałość ścięgien na rozerwanie.4,5,10

We wszystkich przypadkach badania prowadzone były z wykorzystaniem laserów nisko i średnioenergetycznych emitujących promieniowanie o mocy od 6 do 100 mW.

Polaris HPL – przykładowy aparat do laseroterapii niskoenergetycznej

We wszystkich przypadkach badania prowadzone były z wykorzystaniem laserów nisko i średnioenergetycznych emitujących promieniowanie o mocy od 6 do 100 mW.

Wyniki badań in vivo wskazują, że laseroterapia rozpoczynana już w pierwszej dobie po wystąpieniu stanu zapalnego ścięgna zmniejsza aktywność czynników prozapalnych, takich jak: cyklooksygenaza 2 (COX-2), prostaglandyna 2 (PGE2), czynnik martwicy nowotworu (TNF-α), interleukina 1β (IL-1β), interleukina 6 (IL-6) i metaloproteinaz (MMP). W efekcie promieniowanie laserowe może przyczynić się do złagodzenia przebiegu zapalenia i zmniejszyć ryzyko wtórnych uszkodzeń ścięgna spowodowanych nadmierną aktywnością czynników zapalnych (głównie MMP).1,2,7,8,10-12,15.

W większości przypadków stosowany był laser emitujący promieniowanie podczerwone (780 i 810 nm).1,2,7,10-12 Tylko w dwóch eksperymentach użyto lasera z zakresu czerwieni widzialnej – 660 nm.8,15 W większości badań zastosowano promieniowanie o mocy 100 mW,1,8,10,11,15 choć w trzech pracach promieniowanie aplikowano też z mniejszą mocą – 70 mW7 i 22 mW.2,12 Pozytywne skutki obserwowano dawkując energię w zakresie od 1 do 9 J/cm2, choć w większości przypadków były to dawki 1 J/cm2 i 3 J/cm2,10,11,15 które autorzy uznali za wystarczające i bezpieczne w ostrych stanach zapalnych ścięgien.

Autorzy zauważyli również, że laseroterapia nie tylko zmniejszała aktywność czynników prozapalnych ale pobudzała także aktywność czynników przeciwzapalnych, takich jak: interleukina 10 (IL-10)2,8,15i śródbłonkowy czynnik wzrostu (VEGF).2 Zwiększenie ekspresji genów IL-10 obserwowano aż w trzech eksperymentach stosując promieniowanie o długościach 780 nm2 i 660 nm,8,15 aplikując dawki 1 – 1.54 J/cm2 2,15 i 6 J/ cm2,8 z mocą 100 mW8,15 lub 22 mW.2

Podsumowując wyniki cytowanych badań in vivo należy zauważyć, że wszystkie badania były poświęcone laseroterapii nie wywołującej skutków termicznych, w której moc promieniowania nie przekraczała 100 mW. Niestety autorzy nie prowadzili eksperymentów in vivo dotyczących oddziaływania laserów wysokoenergetycznych. Być może było to spowodowane faktem, że we wszystkich przypadkach leczono stany zapalne ścięgien rozpoczynając dawkowanie promieniowania laserowego już w okresie ostrego zapalenia, kiedy to oddziaływanie termiczne lasera wysokoenergetycznego może być przeciwwskazane.

Wprawdzie metodyka laseroterapii w przedstawionych badaniach1-13,15 różni się, ale można pozwolić sobie na wyciągnięcie pewnych wniosków dotyczących leczenia ścięgien w okresie ostrego zapalenia. Pozytywne skutki przynosi zarówno promieniowanie z zakresu czerwieni widzialnej, jaki i podczerwieni. Długość promieniowania powinna być dobierana w zależności od głębokości na jakiej położone są uszkodzone tkanki, tj. promieniowanie czerwone penetruje do 1-1.5 cm w głąb tkanek, natomiast promieniowanie podczerwone wnika głębiej – do 4-5 cm.14 Przy mocy promieniowania wynoszącej maksymalnie 100 mW obserwuje się pozytywny wpływ laseroterapii na przebieg stanu zapalnego bez występowania skutków negatywnych. Na ogół wykorzystywane jest promieniowanie emitowane w sposób ciągły. Stosuje się punktową technikę aplikacji promieniowania laserowego, w trakcie której sonda laserowa dotyka powierzchni skóry pod kątem prostym. Podawana jest energia w zakresie od 1 do 9 J/cm2 na każdy punkt, choć dawki 1 – 3 J/cm2 na punkt wydają się być bezpieczne i wystarczające aby korzystnie modulować aktywność czynników zapalnych, ułatwiać proliferację i dojrzewanie kolagenu oraz utrzymywać właściwą wytrzymałość ścięgien na rozerwanie.

Wyniki powyższych badań eksperymentalnych dają podstawy do wprowadzania laseroterapii w przypadkach zapaleń ścięgien u zwierząt.

Więcej informacji na powyższy temat można odnaleźć w pracy:

Małgorzata Flach. Naukowe podstawy wykorzystania promieniowania laserowego w leczeniu ścięgien u koni. Przegląd badań wraz z opisem przypadków. Praca dyplomowa. Wydział Fizjoterapii, Akademia Wychowania Fizycznego im. Jerzego Kukuczki, Katowice 2015.

Bibliografia:

Małgorzata Flach. Naukowe podstawy wykorzystania promieniowania laserowego w leczeniu ścięgien u koni. Przegląd badań wraz z opisem przypadków. Praca dyplomowa. Wydział Fizjoterapii, Akademia Wychowania Fizycznego im. Jerzego Kukuczki, Katowice 2015.

  1. Almeida P, Lopes-Martins R.A. B, Tomazoni S. S, et al. Low-Level Laser Therapy and Sodium Diclofenac in Acute Inflammatory Response Induced by Skeletal Muscle Trauma: Effects in Muscle Morphology and mRNA Gene Expression of Inflammatory Markers. Photochemistry and Photobiology. 2013; 89: 501–507.
  2. Casalechi H. L, Leal-Junior E. C. P, Xavier M, Silva Jr. J. A, et al. Low-level laser therapy in experimental model of collagenase-induced tendinitis in rats: effects in acute and chronic inflammatory phases. Lasers Med Sci. 2013; 28: 989–995.
  3. Casalechi H. L, Farias Marques A. C, Pereira da Silva E. A, et al. Analysis of the effect of phototherapy in model with traumatic Achilles tendon injury in rats. Lasers Med Sci. 2014; 29: 1075–1081.
  4. Demir H, Menku P, Kirnap M, et al. Comparison of the Effects of Laser, Ultrasound, and Combined LaserţUltrasound Treatments in Experimental Tendon Healing. Lasers in Surgery and Medicine. 2004; 35: 84–89.
  5. Elwakil T. F. An in-vivo experimental evaluation of He–Ne laser photostimulation in healing Achilles tendons. Lasers Med Sci. 2007; 22: 53–59.
  6. Fillipin L. I, Mauriz J. L, Vedovelli K, et al. Low-Level Laser Therapy (LLLT) Prevents Oxidative Stress and Reduces Fibrosis in Rat Traumatized Achilles Tendon. Lasers in Surgery and Medicine. 2005; 37: 293–300.
  7. de Jesus J. F, Spadacci-Morena D. D, Nayra Deise dos Anjos Rabelo, et al. Low-level laser therapy in IL-1β, COX-2, and PGE2 modulation in partially injured Achilles tendon. Lasers Med Sci 2015; 30: 153–158.
  8. Laraia E. M. S, Silva I. S, Pereira D. M, et al. Effect of Low-Level Laser Therapy (660 nm) on Acute Inflammation Induced by Tenotomy of Achilles Tendon in Rats. Photochemistry and Photobiology. 2012; 88: 1546–1550.
  9. Łukowicz M, Pawlak A, Pawlikowski J, et al. Laseroterapia wysokoenergetyczna (HILT)-zastosowania kliniczne. Acta Bio-Optica et Informatica Medica. 2007; 4; 13: 326-330.
  10. Marcos R. L, Pinto Leal-Junior E. C, Arnold G, et al. Low-Level Laser Therapy in Collagenase-Induced Achilles Tendinitis in Rats: Analyses of Biochemical and Biomechanical Aspects. Wiley Online Library DOI 10.1002. 1945-1951.
  11. Marcos R. L, Arnold G, Magnenete V, et al. Biomechanical and biochemical protective effect of low-level laser therapy for Achilles tendinitis. journal of the mechanical behavior of biomedical materials. 2014; 29: 272–285.
  12. Pires D, Xavier M, Araújo T, et al. Low-level laser therapy (LLLT; 780 nm) acts differently on mRNA expression of anti- and pro-inflammatory mediators in an experimental model of collagenase-induced tendinitis in rat. Lasers Med Sci. 2011; 26: 85–94.
  13. Reddy G. K, Stehno-Bittel L, Enwemeka C. S. Laser Photostimulation of Collagen Production in Healing Rabbit Achilles Tendons. Lasers in Surgery and Medicine. 1998; 22: 281–287.
  14. Sieroń A. R, Cieślar G, Adamek D, Magnetoterapia i laseroterapia: podstawy biofizyczne, oddziaływania biologiczne, zastosowania kliniczne. Wyd. Śląska Akademia Medyczna Katowice 1994: 133-146.
  15. Torres-Silva R, Lopes-Martins R. A. B, Bjordal J. M, et al. The low level laser therapy (LLLT) operating in 660 nm reduce gene expression of inflammatory mediators in the experimental model of collagenase-induced rat tendinitis. Lasers Med Sci DOI 10.1007/s10103-014-1676-3.