La fotobiomodulazione

L’energia luminosa utilizzata nella PBMT viene assorbita dalle cellule, innescando una serie di reazioni biochimiche che migliorano la funzione cellulare e la guarigione dei tessuti. Per questo motivo, può essere applicata a vari tessuti del corpo, tra cui la pelle, i muscoli, le articolazioni e gli organi per ridurre l’infiammazione, promuovere la riparazione dei tessuti e ridurre il dolore; pertanto, viene utilizzata in una varietà di applicazioni mediche. La ricerca contemporanea si sta concentrando attivamente sulla PBMT per comprendere meglio il suo potenziale nel trattamento di varie malattie incurabili; la ricerca ha dimostrato che la PBMT ha effetti terapeutici promettenti nella terapia combinata.

Concetto di pulsatilità e continuità di sorgenti luminose:

La maggior parte delle sorgenti luminose (ad esempio le lampadine di casa vostra e lo schermo su cui state leggendo questo post) emette luce a onda continua, cioè a intensità costante, che appare immutabile a occhio nudo.

L’emissione a onde pulsate, invece, comporta l’accensione e lo spegnimento della sorgente luminosa molte volte al secondo che le conferisce il caratteristico „sfarfallio”.

Un vantaggio primario della pulsazione è una migliore gestione del calore. In sostanza, il periodo di “spegnimento” durante la pulsazione consente al laser di raffreddarsi e, rispetto al laser continuo, genera meno calore a un determinato livello di intensità.

Con la luce pulsata è possibile erogare in modo sicuro quantità incredibili di energia. In uno studio, ad esempio, i ricercatori hanno illuminato la testa dei ratti utilizzando sia la luce continua che quella pulsata a un’intensità di picco di 750 mW/cm2 – oltre 100 volte l’intensità di dispositivi in uso comune sul mercato. I cervelli dei ratti esposti alla luce continua erano fritti a causa del calore e presentavano gravi deficit neurologici. D’altro canto, nei ratti esposti alla luce pulsata non è stato riscontrato alcun danno neurologico o ad altri tessuti.

Naturalmente si tratta di un esempio estremo: la LLLT, sia continua che pulsata, ha dimostrato più volte di essere sicura al 100%, in quanto coinvolge solo una minima parte dell’energia utilizzata in questo studio, il che significa che gli eventuali effetti negativi legati al calore sono limitati a lievi disagi. Tuttavia, il principio rimane: la luce pulsata può essere utilizzato per erogare quantità maggiori di energia, più in profondità nei tessuti, con un maggiore comfort per i pazienti.

Cenni storici della PBM

La storia dell’uso della luce per il trattamento delle malattie risale a oltre 100 anni fa. La terapia della luce elettrica, l’elioterapia e la terapia laser a basso livello hanno portato a quella che oggi chiamiamo terapia di fotobiomodulazione (PBM). La PBM è stata tradizionalmente utilizzata per la

guarigione delle ferite, il dolore e l’infiammazione. Tuttavia, negli ultimi anni è cresciuto l’interesse per l’applicazione di questo metodo per il trattamento dei disturbi cerebrali. La PBM impiega la luce rossa o del vicino infrarosso (NIR) (600-1100 nm) di laser o diodi ad emissione di luce per stimolare la guarigione, proteggere i tessuti dalla morte, aumentare la funzione mitocondriale, migliorare il flusso sanguigno e l’ossigenazione dei tessuti e stimolare le cellule staminali. Sono stati compiuti progressi nell’identificazione di cromofori e fotorecettori cellulari, tra cui i mitocondri e nello specifico le proteine respiratorie mitocondriali e i canali ionici TRP. I risultati di studi su modelli animali di piccole dimensioni altri animali e studi sull’uomo dimostrano che la PBM può anche agire per ridurre il gonfiore, il rossore e l’eritema, aumentare gli antiossidanti cellulari intrinseci, diminuire l’infiammazione, proteggere le cellule dall’apoptosi e modulare lo stato di attivazione microgliale. La somministrazione di PBM alla testa è benefica in caso di lesioni cerebrali traumatiche sia acute che croniche. Inoltre, è stato dimostrato che il PBM è

efficace nel trattamento complementare delle malattie neurodegenerative (Alzheimer e Parkinson) e nei disturbi psichiatrici (depressione, ansia e dipendenza da oppioidi). Un’altra applicazione è il potenziamento cognitivo in individui normali.

Il meccanismo della fotobiomodulazione (PBM) a livello cellulare è stato attribuito all’attivazione dei componenti della catena respiratoria mitocondriale, con conseguente stabilizzazione della funzione metabolica e avvio di una cascata di segnali, che promuove la proliferazione cellulare e la citoprotezione.

La PBM agisce attraverso l’assorbimento di fotoni da parte di fotoaccettori nel tessuto bersaglio. Una volta assorbiti, gli effetti cellulari secondari comprendono un aumento della produzione di energia e cambiamenti nelle modalità di segnalazione come le specie reattive dell’ossigeno, l’ossido nitrico e il calcio cellulare.  I cambiamenti cellulari si verificano attraverso l’attivazione di fattori di trascrizione che portano alla modulazione della sintesi proteica, alla proliferazione e, in ultima analisi, a una migliore sopravvivenza cellulare.

Recenti pubblicazioni scientifiche hanno dimostrato i benefici del PBM sull’espressione genica della CCO (citocromo c ossidasi) in cellule ferite, diabetiche e ischemiche, evidenziando una significativa stimolazione della trascrizione dei geni coinvolti nella catena di trasporto degli elettroni, un percorso mitocondriale critico utilizzato per convertire il glucosio e l’ossigeno (O2) in energia. L’adenosina trifosfato (ATP) è una delle principali forme di energia immagazzinata prodotta nelle cellule. La PBM determina un’attivazione di diversi geni coinvolti nel metabolismo energetico e nella fosforilazione ossidativa, stimolando così un aumento della produzione di ATP, che regola altri processi cellulari, portando alla normalizzazione delle funzioni cellulari.

Altri studi scientifici:

…hanno rivelato che negli studi che coinvolgevano cellule altamente attive dal punto di vista metabolico come il tessuto nervoso, i risultati sfavorevoli erano più comunemente attribuiti a un dosaggio eccessivo piuttosto che a un dosaggio insufficiente. Nella ricerca attuale, il recupero dei nervi è stato notevolmente accelerato utilizzando una densità di energia di 6 J/cm2. Questa scoperta avvalora la nozione di un fenomeno di “effetto dose-risposta bifasico” nella PBMT, in cui le risposte positive di biostimolazione si attivano a dosi inferiori a 10 J/cm2, mentre le risposte inibitorie sono prominenti a dosi superiori a 20 J/cm2. Tuttavia, il concetto di “effetto finestra” è stato ampiamente esaminato nella letteratura esistente e i risultati si allineano bene con i dati consolidati in questo campo.

I risultati ottenuti hanno dimostrato concentrazioni elevate del fattore di crescita nervoso (NGF) nei ratti sottoposti a trattamento PBMT, rispetto al gruppo di controllo che non ha ricevuto PBMT. Questo aumento dei livelli di NGF corrispondeva a un più rapido ripristino della funzionalità neurosensoriale. Allo stesso modo, una moltitudine di altre ricerche, che comprendono studi controllati e non controllati, hanno evidenziato i miglioramenti soggettivi favorevoli attribuiti alla PBMT in diversi contesti clinici, come le lesioni periorali, il recupero dopo interventi chirurgici muscoloscheletrici e la promozione della differenziazione osteogenica. In sintesi, la PBMT ha un’influenza positiva sui diversi sistemi nella fattispecie nervoso, muscoloscheletrico ed epiteliale.

La fotobiomodulazione (PBM) prevede l’uso di luce rossa e/o vicino infrarosso a basse densità di potenza per produrre un effetto benefico su cellule e tessuti. La terapia PBM viene utilizzata per ridurre il dolore, l’infiammazione, l’edema e per rigenerare i tessuti danneggiati come ferite, ossa e tendini. Il sito principale di assorbimento della luce nelle cellule dei mammiferi è stato identificato nei mitocondri e, più specificamente, nella citocromo c ossidasi (CCO). Si ipotizza che l’ossido nitrico inibitorio possa essere dissociato dalla CCO, ripristinando così il trasporto di elettroni e aumentando il potenziale di membrana mitocondriale. Un altro meccanismo coinvolge l’attivazione di canali ionici fotosensibili o termoregolati.