Cos'è la fotobiomodulazione (PBM) Tecnologia?

Comprendere la fotobiomodulazione (PBM)

Fotobiomodulazione (PBM) si riferisce alle risposte metaboliche e cellulari delle cellule viventi ai fotoni, o energia luminosa. Questo processo avviene attraverso lo spettro visibile, vicino a infrarossi (Nir), e ultravioletto (UV) bande di radiazione elettromagnetica (EMR).

Il termine “fotobiomodulazione” deriva da tre componenti: “foto” (leggero), “bio” (cellule viventi), E “modulazione” (alterazione o influenza). Descrive le reazioni biochimiche che si verificano all'interno delle cellule viventi in risposta all'esposizione alla luce.

Il PBM è un fenomeno naturale che si verifica in tutti gli organismi biologici. Viene attivato quando le cellule sono esposte alla luce solare o a specifiche lunghezze d'onda della luce artificiale. Questo processo è presente nelle piante, animali, e batteri, stimolando la crescita, sostenere la respirazione e la riproduzione cellulare, promuovere la riparazione del DNA, e mantenendo le funzioni molecolari nelle cellule, tessuti, e organi. Negli organismi complessi come i primati e gli esseri umani, Il PBM svolge un ruolo cruciale nello sviluppo del sistema nervoso, circolazione sanguigna, attivazione della risposta immunitaria, e differenziazione delle cellule staminali.

Come avviene la fotobiomodulazione?

Il PBM avviene naturalmente sia sotto la luce solare che sotto l'esposizione alla luce artificiale. Gli effetti della luce sulle cellule viventi possono essere benefici o dannosi, a seconda dell'energia assorbita, che è determinato da specifici parametri di luce:

• Lunghezza d'onda (misurato in micron o nanometri)

• Densità di potenza (detta anche irradianza, misurato in watt o watt per centimetro quadrato)

• Energia totale (dose) (misurato in elettronvolt, joule, o joule per centimetro quadrato)

La risposta biologica varia a seconda dell'organismo, tessuto, e tipo di cellula. Sorgenti luminose ad ampio spettro, come la luce del sole, contengono sia lunghezze d'onda benefiche che dannose. Il loro impatto netto dipende dalla temperatura del colore della luce (composizione spettrale) e la dose di energia totale per ciascuna lunghezza d'onda.

Ultravioletto a onda corta (UVC) radiazione, ad alto contenuto energetico (E > 4 eV), può essere estremamente dannoso per gli organismi biologici. Fortunatamente, UVC naturale e altri EMR a onde corte (come i raggi X e i raggi gamma) emessi dal sole vengono bloccati dal campo magnetico terrestre, ionosfera, e strati atmosferici, compreso l’ozono stratosferico (O3) e vapore acqueo. Senza questa barriera protettiva, il continuo danno al DNA minaccerebbe la sostenibilità della vita.

A causa dei rischi di danni alla pelle, brucia, e cancro, i professionisti medici evitano di utilizzare fonti di luce UV artificiali (l < 400 nm) nei trattamenti, tranne che per gravi condizioni della pelle che non rispondono ad altre terapie.

Al contrario, le applicazioni mediche della terapia PBM (descritto di seguito) sono soggetti a un rigoroso controllo normativo, tipicamente classificati come dispositivi medici di Classe II o superiore (Laser di classe III/IV). I trattamenti PBM vengono condotti entro intervalli di lunghezze d'onda sicuri e consolidati, principalmente nello spettro della luce visibile e del vicino infrarosso 400 nm e 700 nm.

Come funziona la fotobiomodulazione?

Il PBM funziona trasferendo l'energia luminosa nelle molecole all'interno delle cellule e degli organelli, sostanza chimica scatenante, elettrochimico, e risposte termiche. Queste reazioni inducono cambiamenti nel metabolismo cellulare e nell’espressione genica.

A livello atomico e molecolare, Il PBM avviene attraverso processi di trasferimento di energia. I fotoni, piccoli trasportatori di energia noti come quanti, forniscono precisi livelli di energia alle molecole all’interno delle cellule viventi e dei loro organelli. Il numero di fotoni assorbiti da cellule specifiche (e l'energia ricevuta) dipende dalla loro tipologia, struttura, e la lunghezza d'onda della luce in arrivo.

Parte della luce viene riflessa o diffusa, senza mai entrare nella cella. Una parte dell'energia viene assorbita, mentre l'energia rimanente non assorbita passa allo strato cellulare successivo.

Secondo le leggi della termodinamica, una parte della luce assorbita genera inevitabilmente calore, creando una risposta fototermica. Ulteriori fotoni assorbiti stimolano il PBM attraverso l'effetto fotoelettrico, reazioni fotochimiche, o una combinazione di entrambi. Come illustrato di seguito, i fotoni assorbiti possono rompersi o formare legami molecolari, portando a cambiamenti nell'energia libera di Gibbs all'interno della molecola.

La fotobiomodulazione è una tecnologia promettente con diverse applicazioni in medicina, benessere, e biotecnologia. Continua ad essere ampiamente studiato per il suo potenziale nell'accelerare la guarigione, riducendo l'infiammazione, migliorando la funzione cellulare, e migliorare i risultati sanitari generali.