Ako svetlo ovplyvňuje biologické procesy v tele?

13. 03. 2024

Existuje nespočetné množstvo štúdií pri použití svetla na rôzne diagnózy. Svetlo dokáže prenikať do rôznych hĺbok pokožky. Modré a zelené prenikajú plytko, červené a blízko infračervené hlbšie (napríklad svetlo v infračervenej oblasti dokáže prenikať aj  lebkou alebo cez kosti), do rôznych buniek v tele, ale aj do rôznych bunkových štruktúr ako sú  napríklad  mitochondrie. V závislosti od miesta aplikácie a spôsobu aplikácie môžeme stimulovať funkcie buniek v tele.

Ako sa svetlo konvertuje do biologických signálov?

V sietnici oka máme fotoreceptory. V  ostatných častiach tela hovoríme o fotoakceptórnych bunkách sú to porfyríny napríklad hemoglobín, alebo enzým cytochróm C oxidáza v dýchacich reťazci mitochondrií.

Fotoreceptory v sietnici oka:

Tieto fotoreceptory sú dva hlavné typy: tyčinky (rods) and čapíky (cones). Tyčinky sú dlhé a vyzerajú ako tyčinky. Čapíky sú v tvare trojuholníka. Snímame nimi intenzitu svetla a 3 farby. Oči snímajú zmeny obrazcov a frekvencie cca do 40Hz. Reakcie s dopadajúcim svetlom generujú signály smerujúce do mozgu na spracovávanie. Oba druhy fotoreceptorov majú v sebe fotopigmenty. Tyčinky absorbujú svetlo rôznych vlnových dĺžok a sú veľmi citlivé na svetlo. Čapíky absorbujú tri svetlá – červené, zelené a modré. Vzhľadom k ohromnému výdaju energie na spracovanánie signálov oči sú veľmi dobre prekrvené, sú pod vplyvom silného oxidačného stresu a vekom sa cievy očí zanášajú plakom.

Melanocyty v pokožke:

V pokožke sa nachádza pigment, ktorý sa volá melanín, ktorý je produkovaný melanocytmi. Melanocyty sú bunky, ktoré produkujú tento pigment. Keď sa často opaľujeme a sme vystavovaní UV svetlu, pokožka resp. melanocyty reaguje biologickými procesmi a zvýšia produkciu melanínu a vzniká tvorba fľakov resp. znamienok. Melanín zachytáva všetky UV vlny, z viditeľných svetiel najviac modré, najmenej červené a absorbcia postupne klesá a prepúšťa infračervené vlnenie, ktoré vie prenikať hlboko do tela. Infračervené vlny 650nm až 1350nm prenikajú do tela najhlbšie. UV sa však absorbuje úplne a preto vznikajú niekedy pri príliš silnom poškodení buniek oxidačným stresom melanómy. 

Cez každú bunku tela

To, že svetlo dokáže ožiariť bunku v tele ešte nič nevyvoláva. Mnohé materiály sú pre svetlo transparentné a prechádza nimi bez vzájomnej interakcie. Až keď nastane absorbcia, tá vyvoláva sériu biologických procesov. Napríklad vlnové dĺžky nad 700nm už nevidíme, lebo naše bunky v očiach tie vlny nedokážu absorbovať.  

Absorbované svetlo ako fotóny, či už je v bielej krvinke, červenej krvinke, alebo mitochondrii, prináša kaskádu biologických procesov. Pre hodnotenie účinkov svetla na čokoľvek sa stanovujú absorbčné krivky a tie vypovedajú o tom, ako daná štruktúra napríklad krv absorbuje svetlo, keď sa menia vlnové dĺžky. Tak zistíme, že oblasť modrého a zeleného svetla sa absorbuje krvou silne a červené slabo. Preto je krv červená aspoň tá okysličená. Neokysličená je tmavá, tá absorbuje oveľa viac a lepšie aj z červeného svetla. Na druhej strane ožarovaná oblasť pri červenom svetle je oveľa väčšia ako pri modrom a tak sa ožaruje oveľa viac krvi pri červenom ako pri modrom. Práve preto sa na ožarovanie krvi používa najviac červené svetlo.

Priame a nepriame účinky

Účinky svetla na telo môžu byť priame, alebo nepriame. Červené svetlo, ktoré sa absorbuje v pokožke zlepšuje stav pokožky, ale zároveň aj aktivuje bunky v pokožke a pod pokožkou napríklad na produkciu  ATP a zlepšenie mikrocirkulácie.

Svetelná energia môže byť v tvare kontinuálneho vlnenia ako spojité svetlo, alebo prerušované záblesky určitej frekvencie.

Svetelná terapia zlepšuje zdravie nasledovými mechanizmami:

• Zvyšuje produkciu ATP v mitochondriách
• Zlepšuje sa prekrvenie
• Funguje tak proti bolesti a zápalu, podporuje hojenie, energizuje a tak napomáha regenerácii tkanív

Príklady niektorých štúdií

1. Už v roku 1903 Niels Finsen z Dánska získal Nobelovu cenu za použitie fotónovej terapie pri liečbe ochorenia lupus.
2. Glenn Jeffrey a jeho tím sa venujú dlhé roky výskumu v oblasti neurológie zameranej na eliminovanie zhoršovania zraku vekom. Používajú napríklad terapiu červeným a infra svetlom na zlepšenie zraku zhoršeným vekom. Zistili, že len mierna expozícia červeným a infra svetlom počas dňa na 2-3 minúty denne eliminuje zhoršovanie zraku u ľudí nad 40 rokov.  Takisto dokázali objasniť mechanizmus, čo sa so zrakom deje. Bunky za sietnicou, ktoré konvertujú informácie svetla do elektrickým signálov pre vytváranie obrazcov pre mozog potrebujú veľké množstvo energie ATP na túto činnosť. Keď starneme, tieto procesy sa zhoršujú a bunky majú menej ATP. Bunkám, ktoré sú vystavené červeným lúčom svetla počas dňa sa aktivuje produkcia ATP.
3. Doktor Jeffrey sa tiež venuje výskumu svetla na neuróny. Zvyšujúcim sa vekom je schopnosť mozgu tvoriť nové neuróny a regenerovať neuróny znížená. Takisto sa zhoršujú kognitívne funkcie. Nie je to len u pacientov s demenciou, alebo Alzheimerovou chorobou, ale u každého nastáva pokles kognitívnych funkcií. Zastavenie resp. spomalenie tohto procesu je dôležité pre lepšiu a kvalitnejšiu starobu a pre dlhovekosť.
4. Jeffrey publikoval dve štúdie na ľuďoch, kde preukázali ako červené svetlo 670nm a infračervené svetlo 790nm zlepšuje funkcie zraku. Mechanizmus, ktorý sa deje je zlepšenie energie ATP v mitochondriách na základe ktorého dochádza k zlepšeniam zraku. Keď červené svetlo prechádza cez neuróny – nervové bunky tak dokáže penetrovať do mitochondrií a zvyšuje sa produkcia energie ATP. Následne sa aktivuje enzým cytochróm C oxidáza. Okrem toho červené svetlo pomáha odstraňovať reaktívne formy kyslíka, ktoré spôsobujú skoré starnutie a poškodenia buniek.
5. Ďalšia štúdia sa zamerala na ukladanie drúzov v očných kapilárach. Keď sa naštartuje proces makulárnej degenerácie, začnú sa v oku usadzovať drobné čiastočky tukov – drúzy. Tie môžu brániť základným živinám, aby sa dostali k svetlocitlivým bunkám oka. Štúdia Jeffreyho dokázala, že aplikácia červeného svetla dokázala redukovať akumulované tukové častice v kapilárach, ale aj redukovala reaktívne formy kyslíka a tým znížila riziko zhoršovania videnia vekom a zlepšila neurologické funkcie. Dôležité je upozorniť, že expozícia na červené svetlo bola vykonávaná ráno do 3 hodín od zobudenia.
6. Štúdia: Štúdia bola vykonaná na ľuďoch (28-72 rokov) so svetlom s vlnovou dĺžkou 670nm s veľmi nízkou intenzitou počas 12 týždňov s každodennou expozíciou svetla na tvár v bezpečnej vzdialenosti po dobu 2-3 minút. Výsledkom bolo, že ľudia nad 40 rokov mali po testovaní zlepšenia zraku, vizuálna ostrosť bola zlepšená o 22%. Ľudia pod 40 rokov nemali žiadne zlepšenia, ani zhoršenia. Keďže tyčinky a čapíky v očiach sú bunky, ktoré potrebujú najviac ATP na fungovanie zo všetkých buniek v tele, preto tieto bunky akumulujú veľa reaktívnych foriem kyslíka, keď starneme. Červené svetlo pomáha eliminovať tieto reaktívne formy kyslíka v čapíkoch a tyčinkách a tým ochraňujú zrak.

Záver

Použitie určitých vlnových dĺžok s určitou energiou a frekvenciou dokáže zlepšiť zdravie a normalizovať mnohé funkcie, ktoré sú vychýlené. Dôkazom toho sú prístroje na ožarovanie nosovej dutiny ako BIOquant, laserové prístroje proti bolesti ako Sinoriko, alebo aj infra a LED prístroje proti bolesti DGYao.