O que é fotobiomodulação (PBM) Tecnologia?

Compreendendo a fotobiomodulação (PBM)

Fotobiomodulação (PBM) refere-se às respostas metabólicas e celulares das células vivas aos fótons, ou energia luminosa. Este processo ocorre em todo o espectro visível, infravermelho próximo (Nir), e ultravioleta (ultravioleta) bandas de radiação eletromagnética (EMR).

O termo “fotobiomodulação” é derivado de três componentes: “foto” (luz), “biografia” (células vivas), e “modulação” (alteração ou influência). Descreve as reações bioquímicas que ocorrem nas células vivas em resposta à exposição à luz..

PBM é um fenômeno natural que ocorre em todos os organismos biológicos. É desencadeado quando as células são expostas à luz solar ou a comprimentos de onda específicos de luz artificial.. Este processo está presente nas plantas, animais, e bactérias, estimulando o crescimento, apoiando a respiração celular e a reprodução, promovendo o reparo do DNA, e manutenção de funções moleculares nas células, tecidos, e órgãos. Em organismos complexos, como primatas e humanos, PBM desempenha um papel crucial no desenvolvimento do sistema nervoso, circulação sanguínea, ativação da resposta imunológica, e diferenciação de células-tronco.

Como ocorre a fotobiomodulação?

O PBM ocorre naturalmente sob exposição à luz solar e à luz artificial. Os efeitos da luz nas células vivas podem ser benéficos ou prejudiciais, dependendo da energia absorvida, que é determinado por parâmetros de luz específicos:

• Comprimento de onda (medido em mícrons ou nanômetros)

• Densidade de potência (também conhecida como irradiância, medido em watts ou watts por centímetro quadrado)

• Energia total (dose) (medido em elétron-volts, joules, ou joules por centímetro quadrado)

A resposta biológica varia dependendo do organismo, tecido, e tipo de célula. Fontes de luz de amplo espectro, como a luz solar, contêm comprimentos de onda benéficos e prejudiciais. O seu impacto líquido depende da temperatura da cor da luz (composição espectral) e a dose total de energia para cada comprimento de onda.

Ultravioleta de comprimento de onda curto (UVC) radiação, com alto teor energético (E > 4 eV), pode ser extremamente prejudicial para organismos biológicos. Felizmente, UVC natural e outros EMR de ondas curtas (como raios X e raios gama) emitidos pelo sol são bloqueados pelo campo magnético da Terra, ionosfera, e camadas atmosféricas - incluindo ozônio estratosférico (O3) e vapor de água. Sem esta barreira protetora, danos contínuos ao DNA ameaçariam a sustentabilidade da vida.

Devido aos riscos de danos à pele, queimaduras, e câncer, profissionais médicos evitam usar fontes artificiais de luz UV (eu < 400 nm) em tratamentos, exceto para condições graves de pele que não respondem a outras terapias.

Por outro lado, as aplicações médicas da terapia PBM (descrito abaixo) estão sujeitos a uma supervisão regulatória rigorosa, normalmente classificados como dispositivos médicos de Classe II ou superior (Lasers classe III/IV). Os tratamentos PBM são conduzidos dentro de faixas de comprimento de onda seguras e bem estabelecidas, principalmente no espectro de luz infravermelha próxima e visível entre 400 nm e 700 nm.

Como funciona a fotobiomodulação?

PBM funciona transferindo energia luminosa para moléculas dentro de células e organelas, desencadeando produto químico, eletroquímico, e respostas térmicas. Essas reações induzem mudanças no metabolismo celular e na expressão gênica.

No nível atômico e molecular, PBM ocorre através de processos de transferência de energia. Os fótons – pequenos transportadores de energia conhecidos como quanta – fornecem níveis precisos de energia às moléculas dentro das células vivas e suas organelas. O número de fótons absorvidos por células específicas (e a energia recebida) depende do tipo deles, estrutura, e o comprimento de onda da luz que entra.

Alguma luz é refletida ou espalhada, nunca entrando na cela. Uma parte da energia é absorvida, enquanto a energia restante não absorvida passa para a próxima camada celular.

De acordo com as leis da termodinâmica, alguma luz absorvida inevitavelmente gera calor, criando uma resposta fototérmica. Fótons absorvidos adicionais estimulam o PBM através do efeito fotoelétrico, reações fotoquímicas, ou uma combinação de ambos. Conforme ilustrado abaixo, fótons absorvidos podem quebrar ou formar ligações moleculares, levando a mudanças na energia livre de Gibbs dentro da molécula.

A fotobiomodulação é uma tecnologia promissora com diversas aplicações na medicina, bem-estar, e biotecnologia. Continua a ser extensivamente pesquisado por seu potencial em acelerar a cura, reduzindo a inflamação, melhorando a função celular, e melhorar os resultados gerais de saúde.