Terapeutisk bruk av lys

I tillegg til å oppfylle de praktiske og estetiske funksjonene vi allerede er kjent med, kan lys ha stor innvirkning på vår helse og trivsel. Mens lys tradisjonelt har vært brukt terapeutisk av de fleste eldre kulturene, har vi siden begynnelsen av det 21. århundret opplevd en bemerkelsesverdig økning i vitenskapelig forskning viet til lysmedisin. Tusenvis av artikler publiseres hvert år, og forfatteren oppsummerer noen relevante funn.
Tekst og Foto Anadi Martel
Oversatt Rolf Johan Stemland og Marianne Kleimann Sevåg
Bearbeidet og tilrettelagt Iver Mysterud og Dag V. Poleszynski
I de siste åra har det vært mye snakk om menneskets bruk av lyskilder og hvordan lys påvirker vår innebygde biologiske klokke (kronobiologi). Dette er imidlertid bare toppen av isfjellet, og et overraskende bredt spekter av terapeutiske anvendelser av lys går langt utover disse områdene.
Historisk oversikt
Lys fra sola er den energikilden som driver alt liv på jorda, så det kommer neppe som en overraskelse at sollys spiller stor rolle for menneskers helse. Bruken av lys i helbredende øyemed er like gammel som menneskeheten selv og er dokumentert i gamle egyptiske, indiske og greske tekster.1 Lys var et sentralt medisinsk verktøy, enten i ren form som helioterapi (solterapi) eller filtrert gjennom perler eller andre fargete materialer. I Vesten ble lysets rolle glemt i mange århundre fordi kristendommen fordømte helioterapi som en form for soltilbeding og regnet det som hedenskap.2
Først på slutten av 1800-tallet begynte lysterapi å vekke fornyet interesse, med mange solterapisentre over hele verden som brukte lys mot sykdommer det var vanskelig å behandle, slik som tuberkulose.3 Respekten for lysmedisin i denne perioden var så stor at en av de første nobelprisene i medisin eller fysiologi ble tildelt Nils Ryberg Finsen (1860–1904) i 1903 for hans banebrytende arbeid innen lysterapi ”i anerkjennelse av hans bidrag til behandling av sykdommer, spesielt Lupus vulgaris [red. anm. hudtuberkulose], med konsentrert lysstråling, hvor han har åpnet en ny retning for medisinsk vitenskap”.4
Dette skulle ikke vare: Etter at antibiotika kom i bruk på 1930-tallet, ble lysterapi igjen regnet som ”medisinsk hedenskap”, denne gangen i konflikten mellom ortodoks (farmasøytisk) og alternativ medisin eller terapi. Slik forble det oppfattet resten av 1900-tallet – inntil to viktige funn ble starten på den nåværende renessansen for lysmedisin.
Medisinsk bruk av lys
Den første oppdagelsen er at lyset direkte kan forbedre cellestoffskiftet gjennom en kompleks kjede biokjemiske prosesser som kalles fotobiomodulering. Den ledende forskeren bak oppdagelsen, professor Tiina I. Karu (f. 1947), jobbet på dette feltet på 1980- og 1990-tallet i Moskva, selv om hun i begynnelsen av sin forskning ikke ble tatt seriøst. Hun fant at mitokondriene (små ”energifabrikker” i nesten alle celler) var de viktigste mottakerne av lysstimulering, og at de hovedsakelig ble drevet av røde og nærinfrarøde frekvenser.
Denne forståelsen åpnet et helt nytt felt: laserbehandling, også omtalt som myk laserbehandling, fotobiomodulering, kaldlaser, lavenergi-, lavnivå- eller LLLT-laserbehandling.5 Ved slik behandling brukes ikke-termiske lave nivåer av lys til ulike regenerative formål. Basert på anvendt forskning utført av NASA tidlig på 2000-tallet6 er slik laserbehandling nå i ferd med å få bred aksept. De underliggende prosessene forbundet med fotobiomodulering er nå fokus for intensiv, verdensomspennende forskning som inkluderer utforsking av de spesifikke effektene av forskjellige farger. For eksempel blir blått brukt til behandling av kviser, gul-oransje til hudbehandling, rødt for sårheling og infrarødt mot leddplager.

Transkraniell lysterapi
En av de mest lovende, nye metodene er transkraniell lysterapi, som går ut på å la infrarødt lys skinne gjennom kraniet for å helbrede hjerneceller og lindre slag, demens og depresjon. Transkraniell lysterapi absorberer 2–3 prosent av lysets intensitet.7 I et av de siste eksperimentene har en forskergruppe i Frankrike utforsket en potensiell kur for Parkinsons sykdom ved hjelp av infrarødt lys som ledes direkte inn i berørte hjerneområder gjennom et lite, optisk fiber.8
Hormonpåvirkning
Det andre viktige funnet er at lyset har en dyp innvirkning på vårt hormonsystem gjennom en ikke-bildeformende optisk bane som er helt forskjellig fra den tidligere kjente visuelle optiske banen. Selv om man i flere tiår mistenkte at en slik ikke-visuell bane eksisterte etter at den tyske legen Fritz Hollwich (1909–1991) fant den i 1948, ble en ny type fotoreseptor positivt identifisert først i 2000: indre lysfølsomme ganglieceller i netthinnen. De var uttrykk for et gammelt fotopigment nærmere de virvelløse dyras verden enn pattedyras, nemlig melanopsin (et lyspigment på øyets netthinne), karakterisert av en blåsentrert forekomst i spektret.9
Disse indre gangliecellene er direkte knyttet til hypotalamus og påvirker melatoninnivået i hjernen og vår biologiske rytme. Et resultat av dette er at lysbehandling er blitt en akseptert terapi for å motvirke mørketidsdepresjon (vinterdepresjon, SAD). Dette er så veletablert i dag at den faktisk oppfattes av folk flest som synonymt med ”lysterapi”.10
Oppdagelsen av de indre lysfølsomme gangliecellene fikk store konsekvenser for lysdesignere: ikke bare måtte de ta hensyn til det økonomiske og estetiske i sin belysningsplanlegging, de måtte også tenke på belysningens helsepåvirkning. Andelen blått innhold i lyset som ble brukt i våre boarealer, uttrykt ved sin fargekorrelerte temperatur, ble et sentralt designproblem. De generelle anbefalingene gjelder fortsatt: bruk høy fargekorrelert temperatur (over 5000° K, mer blåaktig) om morgenen og midt på dagen for å oppnå mer våkenhet, og lav (under 3000° K, mer gulaktig) om kvelden for å dempe forstyrrelsen i biologiske rytmer.
Lysdesignere skulle ønske at det var så enkelt. Mye er blitt kjent om den ikke-bildeformende banen det siste tiåret, med hundrevis av forskningsartikler publisert om emnet hvert år, men dette har bare forsterket kompleksiteten. Mens den generelle belysningsanbefalingen ovenfor stort sett er gyldig, er den fra 2010 blitt gjenstand for stadig flere forbehold. I en nyere undersøkelse konkluderte fjorten ledende forskere på området:11 ”Enkle anbefalinger kan like gjerne gjøre skade som det kan gjøre godt, og selv eksperter kan ha divergerende oppfatninger om beste praksis i noen situasjoner”.
Helsefarer forbundet med kunstig lys
Utviklingen av LED-lys og kravet om å skifte ut glødelamper har ført til en rekke kontroverser rundt mulige helseeffekter. Ulike eksperter står ofte steilt imot hverandre.
En av de største bekymringene dreier seg om mulig risiko forbundet med lysspekterets blå topp i frekvensene 440–460 nm, som er typisk for nesten alle hvite lysdioder brukt til generell belysning. Dette er beskrevet i en rekke artikler publisert de siste 15 årene.12 For mye blått lys kan føre til potensiell biologisk rytmeforstyrrelse (såkalt melanopisk NIF-påvirkning) og resultere i netthinneskader på grunn av oksidativ fotodegradering med mulige koblinger til aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD).13 Den såkalte blålysrisikoen er i frekvensområdet omkring 450 nm.
Det har i det siste vært en sterk tilbakemelding fra LED-industrien, med henvisning til publikasjoner som en rapport fra USAs energidepartement om naturlige farger fra 2014.14 Dette tyder på at debatten ikke bare bør dreie seg om lysdioder, men også om fargekorrelert temperatur i belys-ningskilder generelt. Begrunnelsen er at både de melanopiske påvirkningene og risikofaktorene forbundet med for mye blått lys i alle hovedlyskilder (glødelamper, fluoriserende lys eller LED) kan vise seg å være omtrent like ved en gitt temperatur. Andre autoritative rapporter fra Det internasjonale energibyrået (IEA)15 og Vitenskapskomiteen om nye identifiserte helserisikoer i EU-kommisjonen (SCENIHR),16 sier også at disse blårelaterte risikofaktorene ikke er verre for lysdioder enn for sollys, som åpenbart er trygt.
En stor del av lysprofesjonen ser ut til å ha blitt pasifisert av disse argumentene. Det gjelder på ingen måte alle, særlig ikke blant grupper som spesialiserer seg på terapeutisk bruk av lys. Et problem som er reist, er gyldigheten av de beregnede risikofaktorene som beregnes ved å integrere biologiske risikofunksjoner av det synlige lys-spektret. Dette gjennomsnittet kan gi tilsynelatende like resultater for fullstendig ubalanserte spektra og har tendens til å maskere punkteffekter forårsaket av spesifikke, biologisk aktive lysfrekvenser. Dette er spesielt bekymringsfullt når det gjelder skadelig påvirkning av kunstig lys om natta og annen lysforurensning som påvirker helsa.
Et annet argument er at den viktige rollen som nær infrarødt lys spiller innen netthinnehelse, er blitt systematisk oversett. Moderne, energieffektive lyskilder som lysrør og lysdioder er spesielt konstruert for å redusere eller eliminere nær infrarødt lys fordi det blir ansett som bortkastet varmeenergi. Imidlertid har professor Tiina Karu, som leder Laboratoriet for laserbiologi og medisin i Troitsk ved Moskva,17 vist at det meste av cellulær regenerering drevet av lyspåvirkning skjer ved rødt og infrarødt lys. Eksperimenter har vist at selv moderate nivåer av dette lyset kan reparere skadede netthinneceller.18
Sollys og andre tradisjonelle varme lyskilder som stearinlys og glødelampe balanserer alltid blått lys med rødt og infrarødt lys, noe som fører til en naturlig likevekt mellom oksidativt stress og regenerering i netthinnen. En hyppig oversett faktor er beregning av skader ved blått lys som ikke inkluderer nær infrarødt lys. Ikke-termiske lyskilder som LED kan dermed, selv om de ikke har høyere innhold av blått lys enn sollys, men mangler kompenserende infrarødt lys, potensielt bidra til økt nedbrytning av netthinnen.
En annen helserisiko spesifikk for LED er den utbredte bruken av pulsbreddemodulering med elektroniske driverkretser som ofte fører til pulserende lys. Det antas vanligvis at hvis pulsfrekvensen innstilles høyt nok over frekvensen der vårt visuelle system slutter å oppleve flimmer (50–90 Hz), oppleves det som umerkelig og er derfor uskadelig. Imidlertid kan dette ”usynlige” flimmeret føre til migrene, hodepine og øyebelastning og generelt bidra til miljøstress.19
Nyere forskning indikerer effekter ved frekvenser høyere enn tidligere bekreftet, og i de siste anbefalingene fra Institutt for elektrisk and elektronisk ingeniørfag (IEEE) regnes pulsbreddemoduleringsfrekvenser over 3 000 Hz å ”forhindre biologiske effekter”.20 For mange spesialister som pleide å jobbe med mer subtile terapeutiske effekter av lys, er det sunneste alternativet å eliminere pulsbreddemodulasjon og bruke LED med passende likestrømkretser. Dette er teknisk vanskeligere, men absolutt gjennomførbart.
Psykoterapeutisk bruk av lys
De fleste tiltrekkes naturlig av rene farger, noe som er innebygd i vår hjernestruktur etter årmillioners evolusjon. Denne prosessen har lysterapeuter utnyttet til å utvikle ulike metoder for å få til dype effekter av lys og farger på vår sinnsstemning. Metodene kan påvirke balansen i vårt autonome (ikke-viljestyrte) nervesystem, og tilpasset subtil energimedisin kan de også påvirke meridianer og indre energistrømmer i kroppen.
I en mye mindre skala enn biokjemisk orientert lysmedisin utføres klinisk forskning på psykofysiologiske effekter av farger – fargeterapi eller kromoterapi – og lyspulseringer.
Disse inkluderer lovende metoder som audiovisuell stimulering,21 differensiell påvirkning på hjernehalvdel-frekvenser med lys med atskilte farger på venstre og høyre halvdel av synsfeltet, samt min egen forskning på lysmodulering.22 De peker på lysbasert, psykoterapeutisk bruk ved depresjon, utbrenthet, posttraumatisk stresslidelse, søvnløshet, avhengighet, læring, AD/HD og fibromyalgi, områder der standard medisinsk behandling har begrenset suksess.23 De bekrefter også det komplekse samspillet mellom de visuelle og ikke-visuelle optiske banene som ble oppdaget gjennom annen medisinsk forskning.
Framtidens medisin
Ved siden av de egenskapene ved lys som er beskrevet ovenfor, begynner flere grunnleggende effekter gradvis å komme fra forskning i det ultrasvake intensitetsområdet. Tidligere forskning som er utført av den tyske fysikeren Fritz-Albert Popp (f. 1938), har vist at levende organismer både avgir og absorberer svært lave nivåer av lyskvanta, kjent som biofotoner.24 Dette feltet utforskes for tida ved institutter i Nederland og Japan, der det foreligger lovende indikasjoner for bruk av levende lys til diagnostiske formål og som informasjonsbærer for å påvirke helse og bevissthet. Forståelsen av lysets mysterier vil virkelig få lys inn i framtidens medisin…
En kompleks virkelighet


Her er noen eksempler på kompleksiteten slik det ser ut i dag:
• I tillegg til å reagere på øyets lyspigmenter (melanopsin) reagerer de ikke-visuelle indre lysfølsomme gangliecellene på stimulanser fra de visuelle fotoreseptorene, kjent som staver og tapper. Den påfølgende biorytmefølsomheten ses nå som et komplekst nettverk som involverer både visuell og ikke-visuell påvirkning.
• Fra den tidligere modellen, som fokuserte på blokkering av melatoninutskillelse fra epifysen (pinealkjertelen) ved lysbølger på 460 nm, beskrives det biorytmiske følsomhetsspekteret av mer sofistikerte, ikke-lineære modeller, med en gjennomsnittlig toppforskyvning mot 490 nm.
• Opptil fem forskjellige typer indre lysfølsomme ganglieceller er nå identifisert, hver med sin egen respons på forskjellige farger i lysspektret og sitt eget nettverk av nervebaner.
• Betraktelig forskjellige responshastigheter for disse ulike indre lysfølsomme gangliecelletypene, samt de ”tradisjonelle” stavene og tappene, antyder en komplisert tid- og romdynamikk i netthinnematrisen.
• Den fine oppdelingen mellom det visuelle og det ikke-bildeformende optiske systemet er i ferd med å brytes ned: man forestiller seg nå at indre lysfølsomme ganglieceller projiseres utover hypotalamus til alle viktige visuelle områder i hjernen, slik at deres påvirkning også gjelder aspekter ved synssanseoppfatning.
• Vår biologiske klokke kan faktisk bli drevet mer av de intense variasjonene i fargekorrelert temperatur som forekommer ved skumring og daggry, i stedet for av slike verdier i seg selv. Dette har vidtgående konsekvenser for hvordan mennesker kan påvirkes av belysningsdesign.
Kilder:
1. Hamblin MR, Huang YY, red. Handbook of photomedicine. Boca Raton, FL: CRC Press, 2014: kapittel 1.
2. Daniell MD, Hill JS. A history of photodynamic therapy. Australian and New Zealand Journal of Surgery 1991; 61: 340–8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2025186
3. Hobday RA. Sunlight therapy and solar architecture. Medical History 1997; 41: 455–72. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1043939/
4. Finsen NR. Nobel lectures, physiology or medicine 1901–1921. Amsterdam: Elsevier Publishing Company, 1967.
5. Mysterud I. Laserbehandling. VOF 2015; 6 (8): 30–4.
6. Whelan HT, Houle JM, Whelan NT mfl. The NASA light-emitting diode medical program—progress in space flight and terrestrial applications. AIP Conference Proceedings 504, 37 (2000); doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.1302454
7. Hamblin MR, Naeser MA. Potential for transcranial laser or LED therapy to treat stroke, traumatic brain injury, and neurodegenerative disease. Photomedicine and Laser Surgery 2011; 29: 443-6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21728786
8. Darlot F, Moro C, El Massri N mfl. Near-infrared light is neuroprotective in a monkey model of Parkinson disease. Annals of Neurology 2016; 79: 59–75.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26456231
9. Provencio I, Rodriguez IR, Jiang G mfl. A novel human opsin in the inner retina. The Journal of Neuroscience 2000; 20: 600–5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10632589
10. Golden RN, Gaynes BN, Ekstrom RD mfl. The effi­cacy of light therapy in the treatment of mood disorders: A review and meta-analysis of the evidence. American Journal of Psychiatry 2005; 162: 656–62. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15800134
11. Lucas RJ, Peirson S, Berson DM. Measuring and using light in the melanopsin age. Trends in Neurosciences 2014; 37: 1–9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24287308
12. ANSES. Effets Sanitaires des Systèmes d’Éclairage Utilisant des Diodes Électroluminescentes (LED). Maisons Alfort, Frankrike: Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail, 2010.
13. Taylor HR, Muñoz B, West, S mfl. Visible light and risk of age-related macular degeneration. Transactions of the American Ophthalmological Society 1990; 88: 163–73. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2095019
14. U.S. Department of Energy. True colors. 8 siders faktaark. Oktober 2014. http://www1.eere.energy.gov/buildings/ssl/pdfs/true-colors.pdf
15. IEA. Energy efficient end use equipment (4E) solid state lighting annex – potential health issues of solid state lighting final report. Paris, Frankrike: International Energy Agency, 2014.
16. SCENIHR. Health effects of artificial light. Scientific committee on emerging and newly identified health risks. Brussel, Belgia: European Commission, 2012.
17. http://www.isan.troitsk.ru/dls/karu.htm
18. Albarracin R, Eells JT, Valter K. Photobiomodulation protects the retina from light-induced photoreceptor degeneration. Investigative Ophthalmology & Visual Science 2011; 52: 3582–92. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21421867
19. IEEE. LED lighting flicker and potential health concern. IEEE Standard PAR1789 Update. Februar 2010.
20. IEEE. Recommended practice for modulating current in high-brightness LEDs for mitigating health risks to viewers. IEEE Std 1789-2015. 2015. https://standards.ieee.org/findstds/standard/1789-2015.html
21. Siever D. Audio-visual entrainment: a novel way of boosting grades and socialization while reducing stress in the typical college student. Biofeedback 2012; 40 (3).
22. Ross MJ, Guthrie P, Dumont JC. The impact of modulated color light on the autonomic nervous system. Advances in Mind-Body Medicine 2013; 27: 27–16. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24067320
23. Se for eksempel: Vazquez SR. Emotional transformation therapy. Rowman & Littlefield Publishers, 2014.
24. Popp FA, Nagl W. Biophoton emission: new evidence for coherence and DNA as source. Cell Biophysics 1984; 6: 33–52. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6204761