Fototerapia, jako metoda leczenia hiperbilirubinemii noworodków jest stosowana od 1958 roku. Cremer i wsp. opisali wówczas, że ekspozycja noworodków z żółtaczką na światło słoneczne powoduje zmniejszenie natężenia żółtaczki (2).

Bilirubina w roztworze jest barwnikiem żółtym. Oznacza to, że absorbuje padające światło niebieskie, szczególnie o długości fali 400-490 nm. Może absorbować również światło zielone i fioletowe. Podczas naświetlania roztworu widmo absorpcji zmienia się, co zostało uwidocznione na rycinie 1. Jest to spowodowane przejściem bilirubiny w postać spolaryzowaną, która jest łatwo wydalana z organizmu. Widmo rozkładu tej mieszaniny może być zapisane przez naświetlanie bilirubiny in vitro światłem o różnej długości fali i określane przez procent spadku zawartości bilirubiny w roztworze (3).

Obecnie wiadomo, że zmiany zachodzące podczas fototerapii związane są z działaniem trzech niezależnych od siebie mechanizmów chemicznych: izomeryzacji konfiguracyjnej (geometrycznej), izomeryzacji strukturalnej, fotooksydacji (4).

Pod wpływem izomeryzacji strukturalnej dochodzi do spolaryzowania konfiguracji przestrzennej bilirubiny. Powstałe izomery są rozpuszczalne w wodzie i mogą być łatwo wydalane z żółcią bez wiązania z kwasem glukuronowym. Niestety znaczna część tego związku po wydaleniu do żółci ulega reizomeryzacji i zwrotnemu wchłanianiu w jelicie cienkim.

Najbardziej istotny w procesie przemiany bilirubiny wydaje się proces izomeryzacji strukturalnej, w wyniku której powstaje lumirubina. Produkcja lumirubiny narasta wraz ze zwiększeniem natężenia światła, w odróżnieniu od izomerów konfiguracyjnych. Lumirubina wydalana jest przez wątrobę oraz przez nerki.

W najmniejszym stopniu powstają nietoksyczne produkty fotooksydacji: mono- i dipirole oraz biliwerdyna. Udział tej formy przemiany bilirubiny w ogólnej puli metabolicznej jest niewielki i mało ważny klinicznie. Powstałe związki są wydalane przez wątrobę i częściowo przez nerki.

W celu zapewnienia efektywnej fototerapii konieczne jest naświetlanie pacjenta światłem, którego rozkład widmowy pokrywa się z widmem rozkładu bilirubiny pokazanym na rycinie 2. W praktyce w fototerapii używane są świetlówki emitujące światło niebieskie, zielone i białe. W lampach tych niewidzialne promieniowanie powstające na skutek wyładowania elektrycznego w gazie zmieniane jest w widzialne promieniowanie przez fosforyzującą mieszaninę, zwaną luminoforem, pokrywającą wewnętrzną ścianę lampy.

Skład luminoforu determinuje kolor (spektrum emisyjne) światła emitowanego przez świetlówkę. W czasach, kiedy prowadzono pierwsze badania nad fototerapią, jedyne dostępne lampy miały spektrum emisyjne, które nie harmonizowało zbyt dobrze ze spektrum absorpcyjnym bilirubiny. Rycina 3 pokazuje nam widmo emisyjne stosowanych wówczas lamp świecących światłem dziennym oraz widmo emisyjne używanych obecnie świetlówek emitujących światło niebieskie. Rysunek ten znacząco uwidacznia, że spektrum emisyjne lamp poprzednio używanych było o wiele mniej przystosowane do widma rozkładu bilirubiny, niż widmo emisyjne świetlówek niebieskich. Świetlówki te są prawie 2,5 raza bardziej efektywne, niż konwencjonalne, co umożliwia zmniejszenie liczby lamp w fototerapii. Umożliwia to również skrócenie czasu naświetlania.