Биологическое действие лазерного излучения зависит от длины волны, мощности излучения, общей энергии воздействия, оптических свойств облучаемых тканей.
Низкоэнергетическое излучение полупроводниковых лазеров обладает выраженной биостимулирующей активностью, складывающейся из широкого спектра фотофизических и фотохимических реакций. Предположительно, лазерное излучение поглощается молекулами - фотохромами, тропными к воздействию света. Поглощая свет, фотохромы переходят в качественно новое, активное состояние.
Свою энергию фотохромы передают другим молекулам, не обладающим тропностью к свету, тем самым индуцируя структурные перестройки биополимеров, мембран и других надмолекулярных комплексов, что приводит к активизации важнейших ферментов внутриклеточного метаболизма, в частности, ферментов энергетического обмена клетки (например, глюкозо-6-фосфатазы, АТФ-азы, аденилатциклазы и т.д.), ферментов дыхательной цепи - цитохромоксидазы и цитохрома, а также кислорода, гемоглобина, перекисных радикалов, липидов и транспортных белков.
Активация ферментов приводит к увеличению содержания АТФ в клетках, ускорению биосинтетических процессов, стимуляции деления клеток, увеличению скорости репарации и репликации генетического материала клетки. Различными исследованиями показано, что эффект стимуляции зависит от функционального состояния биологической ткани. В частности показано, что данный метод лечения наиболее эффективен в тех случаях, когда функциональное состояние ткани снижено, например при различных дегенеративно-дистрофических процессах.
В силу малой энергии кванта видимого красного лазерного излучения отмечается фотохимический эффект, приводящий критические участки молекулы в новое конформационное состояние с другой реакционной способностью. Сильные взаимодействия, определяющие строение биополимерных цепей, не нарушаются. Этим объясняется отсутствие отрицательного влияния на организм при лазеротерапии различных заболеваний, т.е. существование широкого "терапевтического коридора".
В механизме биостимуляции определённое значение имеет влияние лазерного излучения на электромагнитные поля и свободные заряды биологических структур. Ускорение регенераторного процесса под влиянием лазерного воздействия в целом складывается из уменьшения длительности фаз воспаления и интенсификации восстановительных механизмов. Происходит изменение временных параметров процессов, составляющих эти фазы: сосудистой и макрофагальной реакции, формирования грануляционной ткани, созревания соединительной ткани, восстановления органоспецифичности.
Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на повреждённую ткань приводит к уменьшению интерстициального и внутриклеточного отёка, что сопровождается ослаблением болевого синдрома, увеличением митотической активности, ускорением роста и дифференцировки тканей.
Как видно из вышесказанного, лазерное излучение с малой плотностью мощности оказывает сложное и многофакторное влияние на биологические ткани. Клинические эффекты лазерной терапии можно разделить на следующие группы:
Исследования различных авторов методом реографии показали, что при действии на ткани глаза низкоинтенсивного лазерного излучения отмечается значительное (до 30%) увеличение кровотока. Электрофизиологические исследования показали, что лазерный фотостимул повышает чувствительность световой реакции сетчатки, что фиксировалось достоверным увеличением амплитуды электроретинограммы.