Naime, Lucha T8 je povezana, između ostalog, i sa efektima svetlosti, odnosno elektromagnetnog zračenja, na ljudsko telo. Svetlost se odlikuje talasnom dužinom i frekvencijom, međutim u uređaju Lucha T8 dodatna karakteristika je pulsiranje svetlosti u redovnim intervalima na Šumannovoj frekvenciji od 7,83 Hz. Osnovni naučni pojmovi, tehnike i metode koji su povezani sa funkcionisanjem aparata Lucha T8 i njihovi efekti na zdravlje, kao i informacije o srodnim pitanjima iz različitih naučnih disciplina, zdravstva i medicine biće predstavljene u nizu članaka. Počinjemo sa kratkim uvodom u nauku o svetlosti i fotomedicini.

Svetlost

Svetlost predstavlja elektromagnetno zračenje, odnosno oblik energije koji putuje kroz prostor. Iako postoje mnogi drugi oblici elektromagnetnog zračenja, poput onog u mikrotalasnim pećnicama, televizorima, rendgenski zraci itd., svi oni imaju zajedničko svojstvo da se ponašaju kao talasi. Talasi su poremećaji sredine kroz koju se šire, poput vazduha, a karakterišu ih amplituda, talasna dužina i frekvencija. Jedna od osnovnih karakteristika elektromagnetnih talasa je da se sastoje od električnog i magnetnog polja (talasa) koji osciluju vertikalno jedno na drugo. Vizuelni prikaz dat je na slici 1.:

Osnovna kvantitativna svojstva talasa su amplituda, talasna dužina i frekvencija. Amplituda je rastojanje između nivoa centralne ose i najviše tačke na vrhu talasa, a talasna dužina je rastojanje između dva uzastopna najviša vrha. Frekvencija je broj talasnih dužina koje svake sekunde prolaze pored referentne tačke u svemiru. Jedinica frekvencije je Herz (označeno sa Hz) i ekvivalentna je „u sekundi“ (ili 1 / s). Nije teško zaključiti da su talasna dužina i frekvencija obrnuto proporcionalne jedna drugoj, naime, što je talasna dužina veća, frekvencija je niža i obrnuto.

Elektromagnetni spektar

Svetlost nije jedini oblik elektromagnetnog zračenja koje se širi prostorom. Mikrotalasi koji se generišu u mikrotalasnoj pećnici su još jedan primer elektromagnetnog zračenja koje susrećemo svakodnevno. Rendgenski zraci, gama zraci, radio talasi itd. su još neki fenomeni koji predstavljaju elektromagnetno zračenje. Svi elektromagnetni talasi mogu se klasifikovati prema različitim talasnim dužinama (ekvivalentno frekvencijama) kako je prikazano na slici 2.

Ljudi mogu da vide talase u vrlo uskom području spektra (približno 400-700 nanometara). Iako nije naznačeno na slici, lako je primetiti da se Šumanova frekvencija od 7.83 Hz nalazi na samom kraju desne strane ovog spektra i da odgovara jako malim energijama zračenja. Desno od vidljivog dela spektra nalaze se talasi koji imaju malu energiju pa samim tim nisu štetni po ljudski organizam. Ovo je opšte svojstvo elektromagnetnog zračenja, naime da talasi niže frekvencije imaju nižu energiju, i obrnuto, talasi veće frekvencije imaju veću energiju. Ovi talasi su stalno oko nas, kao što su to radio talasi.

Na primer, IR (infracrveno) zračenje predstavlja talase toplote koji zrače iz vrelih tela. Zračenja na levoj strani vidljivog spektra, ultraljubičasto (UV) zračenje, X-zraci i gama-zraci imaju velike energije i mogu izazvati štetne efekte na ljude. Ultraljubičasto zračenje takođe može štetiti ljudskom zdravlju pa se iz tog razloga preporučuje upotreba zaštitnih krema za sunčanje kada je ljudsko telo izloženo sunčevim zracima. Rentgenski zraci (H-zraci) takođe imaju veliku energiju i mogu da izazovu štetne efekte. Kada se koriste u medicinske svrhe, izlaganje je vremenski ograničeno i samo se područje tela koje treba snimiti izlaže prodornim rendgenskim zracima, dok je ostatak tela dobro zaštićen olovnim štitom. Gama zraci su posebno štetni zbog svoje vrlo visoke energije. Njihovo poreklo može biti iz nuklearnih materijala, ali i iz svemira. Međutim zbog upijajućeg svojstva zemljine atmosfere gama zraci ne dopiru do površine zemlje. U sledećem odeljku ćemo objasniti odakle dolazi odnos frekvencije i energije.

Dvostruka priroda svetlosti i fotona

Jedno od velikih otkrića 20. veka, je da je energija elektromagnetnog zračenja kvantifikovana tako da se prenosi u paketima određene veličine. Pronalazak ovog svojstva svetlosti predstsavlja osnovu kvantne fizike. Svaki paket je poznat kao kvant energije, odnosno foton. Dakle, svetlost se može ponašati i kao talas i kao čestica, tj. svetlost ima dvostruku prirodu. Foton nosi energiju koja je direktno proporcionalna njegovoj frekvenciji.

Osnove fotomedicine

Iako preparat Lucha T8 nije predviđen da se upotrebljava kao medicinsko sredstvo, u smislu da bi mogao da se koristi za lečenje bilo koje vrste bolesti, uputno je upoznati se sa nekim osnovnim činjenicama o fotomedicini. Ovo je stoga što postoje neka preklapanja koncepata i ideja fotomedicine i aparata Lucha T8. Fotomedicina je oblast medicine koja proučava efekte i uticaj svetlosti na zdravlje i bolesti. Zasnovana je na fotobiologiji koja predstavlja oblast nauke koja se bavi interakcijom nejonizujućeg elektromagnetnog zračenja sa biomolekulima i rezultujućim biološkim reakcijama. Samo absorbovana svetlost može dovesti do fotohemijske reakcije u telesnom tkivu, a samo zračenje u ultraljubičastom zraku (200-400 nanometara) i vidljive talasne dužine može da pokrene hemijske procese u ljudskom telu.

Ljudsko telo je stalno izloženo uticaju ultraljubičastog (UV) zračenja sunca, koje, kao što je ranije pomenuto, može biti opasno za ljudski organizam zbog velike energije ovih talasa te njihove velike prodorne moći kroz tkiva. Ovi negativni efekti poput eritema, starenja kože i kancera kože mogu se javiti usled dugotrajnog izlaganja UV talasima. S druge strane, UV zračenje indukuje proizvodnju previtamina D3 u koži i na taj način omogućava sintezu važnog vitamina za ljude, odnosno D3. Na taj način koža, koja predstavlja vezu između ljudskog tela i okoline deluje kao zaslon za zaštitu od sunca, omogućavajući pokretanje i održavanje životno važnih hemijskih procesa ispod površine kože. Koža je takođe izložena uticaju vidljivog i infracrvenog zračenja iz različitih izvora, uključujući ambijentalno osvetljenje, uređaje i sisteme za fototerapiju, veštačke izvore toplote itd. Fotomedicina uključuje i proučavanje i lečenje bolesti izazvanih izlaganjem različitim vrstama svetlosti, zatim dijagnostiku i terapijske primene svetlosti za lečenje različitih vrsta bolesti. Isto tako, svrha fotomedicine je ublažavanja bolova i upala i obnavljanje ispravnog funkcionisanja određenih organa.

Međutim, primena fotomedicine nije ograničena na lečenje bolesti već i na poboljšanje opšteg zdravstvenog stanja korisnika i tokom primene može pružiti kratkoročne i dugoročne korisne efekte. Odziv kože na upadnu svetlost započinje apsorpcijom zračenja, koje uključuje ultraljubičastu, infracrvenu i vidljivu svetlost, u molekulima koji s enalaze kako u samoj koži tako i ispod površine kože. Kao posledica, fotoaktivni molekuli se pretvaraju u nove hemijske celine (fotoprodukti) koje prouzrokuju niz biohemijskih promena. To uključuje, između ostalog, indukciju enzima, sekreciju citokina i obnavljanje oštećenih struktura tkiva. Efekti zračenja na površinu kože i strukturu tkiva mogu se pratiti u realnom vremenu ali i naknadno, nakon određenog vremenskog perioda. Treba naglasiti da reakcija kože na svetlost u velikoj meri zavisi od boje, odnosno talasne dužine upadne svetlosti.

Svaka talasna dužina indukuje drugačiji odziv molekula ispod površine kože. Jedna od karakteristika uticaja svetlosnog zračenja je da sve talasne dužine ne izazivaju iste efekte; u stvari, specifični opsezi talasnih dužina odgovorni su za specifične reakcije. Postoje dva bitna razloga zašto je talasna dužina svetlosti važna u fotomedicini. Prvo, ona određuje dubinu do koje svetlosna energija prodire u kožu, i, drugo, posebne vrste molekula u koži apsorbuju određene talasne dužine. Reakcije kože i podkožnog tkiva zavisi od količine upadne svetlosti i od količine apsorbovane svetlosti ali ne zavisi od brzine kojom se telo izlaže zračenju ili brzini absorpcije upadnog zračenja. Da bi svetlost prouzrokovala efekat u koži i u potkožnom tkivu, mora doći do absorpcije elektromagnetnog zračenja od strane određenih biomolekula kako bi se pokrenule hemijske reakcije u tkivu. Molekuli koji apsorbuju svetlost nazivaju se hromoforima. U procesu absorpcije, elektromagnetna energija fotona se pretvara u hemijsku energiju molekula, tačnije u hemijsku energiju veze molekula. Višak energije sadržan u molekulu može se hemijski transformisati da bi se stvorili fotohemijski proizvodi, odnosno da bi se emitovala svetlost ili generisala toplota.

Sa aspekta fotomedicine, najvažniji efekat je stvaranje fotohemijskih proizvoda, jer fotohemijske reakcije bioloških molekula pokreću reakciju kože i tkiva na svetlosno zračenje. Molekularna struktura hemijskih jedinjenja koja se nalaze ispod površine kože određuje koje talasne dužine svetlosnog zračenja (uključujući ultraljubičasto i infracrveno) se mogu absorbovati. Ljudska koža sadrži veliki broj hromofora koji apsorbuju zračenje, kako u opsegu vidljive svetlosti tako i u oposegu talasnih dužina infracrvenog i ultraljubičastog zračenja. Međutim, ne prouzrokuju svi hromofori reakciju na absorbovano zračenje. Najvažniji hromofor koji fitobiološki reaguje na zračenja u UV opsegu (posebno UVB opsegu) je DNK. Neke aminokiseline, posebno triptofan, koji je odgovoran za stvaranje hormona melatonina, obično ne pokreću biološki odgovor na upadnu svetlost. Ipak, oni imaju važnu ulogu u uklanjanju velike količine UVB zračenja pre nego što stigne do DNK u ćelijama.