Divulgazione scientifica sulla regolazione fotobiologica

I. Conoscenze di base sull'energia solare

“Per 30 anni ho curato innumerevoli pazienti con la medicina moderna, ma a dire il vero le mie competenze mediche non sono migliorate, né hanno inciso sulla salute dei miei pazienti. La fototerapia, tuttavia, è speciale sotto molti aspetti. Posso affermare che si tratta di una terapia del futuro, in grado di controllare gli aspetti fondamentali della malattia senza effetti collaterali.”

— Dott. Len Saputo, MD (Sperimentazione clinica sulla fototerapia presso il John Muir Medical Center LLLT vicino alla zona della Baia di San Francisco)

"Se si utilizza energia luminosa di uno specifico spettro di lunghezze d'onda, le cellule attivano processi biochimici che producono grandi quantità di ATP dai mitocondri, innescando una rigenerazione cellulare attiva..." Durante questo processo, le cellule producono ossido nitrico, migliorando l'elasticità dei vasi sanguigni, e il trattamento degli agenti patogeni diventa più efficace grazie alle specie reattive dell'ossigeno.

- Dott. Harry Whelan, MD (Professore presso la Facoltà di Medicina dell'Università del Wisconsin, Membro dell'American Cancer Society specializzato in Neuro-Oncologia (premiato per le sperimentazioni cliniche sulla terapia con luce dinamica nel vicino infrarosso per tumori cerebrali/neurofibromi), Borsista NASA per il supporto alla fototerapia)

"Come le piante, gli esseri umani sopravvivono grazie a luce, acqua e aria. La maggior parte degli organismi può essere considerata un fotobiosoma, e il nutriente biologico per eccellenza è la luce... La luce è una forma di energia elettrica che svolge un ruolo fondamentale nei nostri sistemi biologici." Pertanto, tutte le malattie sono influenzate da luce, acqua e aria. Di conseguenza, se questi elementi vengono controllati e curati adeguatamente, si può ottenere la guarigione.

— Dr. Gabriel Cousens, MD (Gabriel Cousens è un medico omeopata, psichiatra, terapeuta familiare, medico ayurvedico e medico di medicina orientale. È anche un ricercatore di fama mondiale nel campo del diabete, leader ecologico, mentore spirituale e fondatore e direttore della Tree of Life Foundation e del Tree of Life Center, USA.)

1. Invecchiamento e mitocondri

Ancora oggi, le teorie sull'invecchiamento sono state collegate alla funzione mitocondriale nelle cellule.

La regolazione fotobiologica (PBM) può ritardare o invertire la disfunzione mitocondriale.

A riprova di ciò, oltre 5.000 studi clinici in tutto il mondo supportano questa tesi. Specifiche lunghezze d'onda della luce riducono gli errori nella rigenerazione cellulare, aumentando così la produzione di ATP e NO, favorendo la circolazione, incrementando la produzione di energia e ripristinando la salute.

2. La luce è la vita stessa
La luce solare regola la nascita, l'invecchiamento, la malattia e la morte di tutti gli esseri viventi sulla Terra. Sulla Terra esistono molte lunghezze d'onda della luce, che vanno dall'invisibile al visibile (dal violetto al rosso). Tutte queste "luci" sono vibrazioni di luce e la vita esiste grazie a questa luce. Tutti gli esseri viventi dipendono da questa luce (lunghezza d'onda) per sopravvivere.

3. Lo spettro
Dallo spettro solare, l'occhio umano percepisce la luce visibile (i sette colori dell'arcobaleno). Oltre a questo, l'occhio umano non può vedere i raggi ultravioletti, infrarossi, i raggi X, ecc. L'uomo ha utilizzato vari spettri di onde elettromagnetiche applicandoli a diversi campi. Tuttavia, il campo di applicazione delle onde elettromagnetiche è estremamente ristretto. In questo contesto, ci concentreremo sul vicino infrarosso e sulla luce visibile, che sono al centro dello spettro terapeutico. In passato, per la terapia si utilizzava l'esposizione diretta alla luce solare. Tuttavia, dopo la scoperta degli effetti collaterali della luce ultravioletta, circa 30 anni fa in Germania sono comparse le prime apparecchiature per la terapia a infrarossi che utilizzano lampade alogene e acqua.

Tuttavia, la debole emissione di luce nel vicino infrarosso ha effetti terapeutici trascurabili, motivo per cui è stata sostituita da prodotti per fototerapia a bassa intensità. La tecnologia più recente prevede la LLLT (Terapia Laser a Bassa Intensità), una teoria che utilizza principalmente LED per il trattamento con sorgenti luminose a bassa energia. Lo spettro utilizzato nei LED sostituisce la luce nel vicino infrarosso (800 nm–1060 nm) e la luce visibile (430 nm–750 nm). Ogni spettro ha effetti terapeutici molto diversi. Alcuni spettri non mostrano alcun effetto terapeutico, mentre altri possono addirittura produrre effetti collaterali, a seconda dell'intensità luminosa e della durata dell'utilizzo.

4. Fotosintesi delle piante Le piante crescono grazie alla fotosintesi, che avviene alla luce del sole. Attraverso questo processo, le piante assorbono acqua e sostanze nutritive dal terreno e anidride carbonica dall'aria, rilasciando ossigeno. Dalle sostanze nutritive assorbite, producono clorofilla, minerali, vitamine e molte altre sostanze nutritive necessarie alla vita. Gli animali si sottopongono a processi chimici. Gli esseri umani hanno compreso i processi circolatori del corpo e l'importanza della luce nelle malattie fin dall'antichità.

Nel 2002, la NASA propose uno studio sulle luci a LED (una tecnologia di ricerca all'avanguardia sviluppata dalla Società Americana di Neuro-Oncologia), avviato dal Dott. Harry Whelan. Questo progetto, finanziato dalla NASA e originario della Facoltà di Medicina dell'Università del Wisconsin, si concentrò sull'utilizzo dei LED per scopi terapeutici. La ricerca dimostrò una guarigione straordinariamente rapida da gravi ustioni, lesioni difficili da trattare, distorsioni muscolari e tendinee, danni ai nervi e lesioni oculari.

Secondo un comunicato stampa della NASA del dicembre 2000, i potenti LED sviluppati per la coltivazione industriale delle piante venivano utilizzati per esplorare metodi per combattere diverse malattie. Il comunicato della NASA rivelava che la proteasi mitocondriale citocromo c ossidasi (CCO) assorbe la luce in determinate lunghezze d'onda dello spettro, determinando un aumento della produzione di ATP (adenosina trifosfato, una fonte di energia vitale per gli organismi) da parte dell'enzima fotosensibile. In altre parole, si scoprì che la vita dipende dalla luce. Gli animali, compresi gli esseri umani, assorbono la luce attraverso la pelle e le fonti luminose.

5. Comprensione della modulazione fotobiologica (PBM) La rigenerazione cellulare richiede la produzione di energia e le cellule contengono mitocondri, che sono la fonte di energia della cellula.

La modulazione fotobiologica (PBM) è il termine che spiega come una specifica lunghezza d'onda di una sorgente luminosa possa generare ATP nei mitocondri. La modulazione fotobiologica si riferisce ai processi ausiliari che, attraverso specifiche lunghezze d'onda della luce, promuovono la proliferazione cellulare e la circolazione sanguigna. Dal 2016, "modulazione fotobiologica" (PBM) è presente come parola chiave per futuri approcci terapeutici nella classificazione MeSH (Mean Square) del National Institutes of Health (NIH).

La PLT (terapia con LED multicolore basata su PBM) è caratterizzata dalla promozione del recupero capillare, in cui i mitocondri cellulari producono ossido nitrico attraverso l'assorbimento della luce. Ciò porta a un efficiente trasporto di ossigeno e nutrienti, con conseguente rigenerazione cellulare. In breve, mantenere le cellule sane è il punto di partenza nella lotta contro le malattie.

I mitocondri sono il nucleo della cellula. Quando nutrienti e ossigeno provenienti dall'intestino crasso e dai polmoni raggiungono i mitocondri attraverso i vasi sanguigni, questi utilizzano enzimi come la citocromo c ossidasi (CCO) per produrre ATP (adenosina trifosfato), una fonte di energia vitale. Recentemente, i fisiologi hanno scoperto che determinate lunghezze d'onda della luce nel vicino infrarosso, irradiando gli enzimi CCO, attivano significativamente la sintesi di ATP.

*Citocromo c ossidasi (COO): un enzima presente nei mitocondri che svolge un ruolo cruciale nella produzione di ATP. Fu scoperto dal dottor Otto Warburg, due volte premio Nobel.

6. Fotobiologia
La fotobiologia studia gli effetti di specifiche radiazioni ionizzanti sui sistemi biologici.

Gli effetti biologici della luce variano a seconda della lunghezza d'onda della radiazione. Le radiazioni vengono assorbite dal DNA, dalle proteine ​​o da alcune molecole di farmaci applicati sulla pelle. Queste molecole vengono convertite in sostanze che innescano reazioni chimiche/biochimiche all'interno delle cellule.

(Le radiazioni ionizzanti specifiche sono anche chiamate radiazioni non ionizzanti e si riferiscono alla luce visibile e al vicino infrarosso.) Il termine "radiazione" si riferisce generalmente alle radiazioni ionizzanti, che includono raggi associati ai raggi alfa, come la luce ultravioletta, i raggi alfa, i raggi beta e i raggi gamma.

Le reazioni fotochimiche nei sistemi biologici indotte dalla luce non sono una novità; la sintesi della vitamina D nella pelle ne è un esempio.

Quando i raggi UV-B raggiungono la pelle, l'intensità della luce solare è di soli 10⁵ Mw/cm², ma convertono il 7-deidrocolesterolo (una forma comune di colesterolo) in vitamina D3.

7. Meccanismi
Ad oggi, numerosi studi hanno concluso che la luce visibile a bassa energia, come la luce rossa e quella del vicino infrarosso, viene assorbita dai mitocondri, portando a una maggiore attivazione della sintesi di ATP utilizzata dalle cellule. Questo processo è seguito dalla trascrizione genica e dalla produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) in equilibrio, che inducono la riparazione e la guarigione cellulare. Una parte cruciale di questo processo prevede l'utilizzo dell'ossido nitrico (NO) per sbloccare le catene neuronali ostruite, rilasciando l'ossido nitrico nell'organismo. L'ossido nitrico è una molecola che aiuta 60 trilioni di cellule a comunicare attraverso il trasporto di segnali. Inoltre, dilata i vasi sanguigni e favorisce la circolazione sanguigna.

8. Meccanismi e percorsi

• NO (ossido nitrico)

• ROS (Specie reattive dell'ossigeno) → PKD (Gene) → IkB (Inibitore κB) + NF-κB (Fattore nucleare κB) → NF-κB (Il fattore nucleare o κB stimola la trascrizione genica)

• ATP (Adenosina Trifosfato) → cAMP (Proteina Attivatrice del Catabolismo) → Jun/Fos (Fattore di Trascrizione Oncogene) → AP-1 (Proteina Attivatrice della Trascrizione che Stimola la Trascrizione Genica)

NO: (Ossido nitrico, •NO; ossido di azoto o ossido nitrico) è un gas incolore e un composto formato con l'ossido nitrico. Fondamentalmente, l'ossido nitrico è costituito da un radicale libero, una forma chimica con elettroni spaiati (il punto rappresenta l'elettrone spaiato in •NO). L'ossido nitrico è anche una molecola biatomica eteronucleare e una molecola chiave alla base della moderna teoria del legame atomico. Si forma a partire dall'amminoacido cellulare arginina. Come molecola di segnalazione, partecipa a vari processi fisiologici, come la vasodilatazione e la trasduzione del segnale. (Fonte: Enciclopedia di biologia molecolare e cellulare)

Specie reattive dell'ossigeno (ROS): Le specie reattive dell'ossigeno più comuni includono il perossido di idrogeno (H₂O₂), gli ioni superossido (O₂⁻), l'ossigeno singoletto (¹O₂) e i radicali idrossilici (•OH). Le ROS agiscono tipicamente come disinfettanti attaccando i patogeni. Tuttavia, per qualche ragione, uno squilibrio (eccesso) di ROS può portare ad attacchi alle cellule normali da parte dei radicali idrossilici. È noto che un aumento delle ROS sotto specifiche sorgenti luminose spettrali ha la capacità di effettuare la trascrizione genica come risposta protettiva allo stress ossidativo, come l'attivazione di due vie di segnalazione durante l'invasione di patogeni. In sostanza, le ROS generate dall'irradiazione luminosa agiscono come antiossidanti per questo motivo.

Spettro di lunghezze d'onda e intensità luminosa appropriati

Per le cellule bersaglio o i cromofori, la lunghezza d'onda precisa (la prima legge della fotobiologia) e l'intensità della lunghezza d'onda (la seconda legge della fotobiologia) sono cruciali. Se nessuna delle due è precisa, non è possibile ottenere un assorbimento ottimale e l'assorbimento di Grotthus-Draper della prima legge della fotobiologia non si verificherà in assenza di assorbimento. Inoltre, è necessaria un'intensità fotonica sufficiente (ovvero, irradianza spettrale) o una densità di potenza (W/cm²). In caso contrario, potrebbe non essere sufficiente per ottenere i risultati desiderati. Tuttavia, se l'intensità è troppo elevata, l'energia dei fotoni potrebbe essere convertita in calore eccessivo dal tessuto bersaglio, il che è anch'esso indesiderabile. In secondo luogo, la dose e la densità di energia devono essere sufficienti (J/cm²), ma una potenza troppo bassa o un tempo di irradiazione troppo lungo per ottenere la densità di energia ideale sono indesiderabili. Questo perché la seconda legge della fotobiologia, ovvero la legge di Bunsen-Roscoe, non si applica a basse densità di potenza.