Fotobiomodulaation eli punavalon ja lähi-infrapunavalon terveyshyödyt

Fotobiomodulaation eli punavalon ja lähi-infrapunavalon terveyshyödyt

I will love the light for it shows me the way, yet I will endure the darkness for it shows me the stars– Og Mandino

Valonlähteitä (aurinko, tähdet ja kuu) on palvottu eri kulttuureissa koko ihmiskunnan historian ajan. Valo, keinotekoinen tai luonnollinen, ei ainoastaan anna meille hämmästystä ja kunnioitusta herättäviä kokemuksia, vaan myös ohjaa kehon biologisia prosesseja, esimerkiksi vuorokausirytmejä.

Johdanto

Hehkulampun keksimisen jälkeen 1800-luvun lopulla oli mahdollista kohdentaa valoa paikallisesti eri kehon osiin. Laservalon keksiminen 1960-luvulla mahdollisti yhden aallonpituuden valon keskittämisen ja sen käytön terapeuttisiin sovelluksiin (LLLT, matalan tason laserhoito). Uusi LED-valotekniikka on mahdollistanut pehmeän laserin korvaamisen edullisimmilla LED-valoilla, joilla on riittävä valoteho ja jotka voivat kaventaa sekä keskittää valon aallonpituutta riittävän tarkasti.

Valon ja ihmisten terveyden välinen yhteys on inspiroinut tutkimusta erilaisista valohoidoista. Erityisesti viime vuosina on kehitetty valolaitteita, jotka lähettävät eri valon aallonpituuksia (värejä). Näitä ovat puna- ja lähi-infrapunavalolaitteet, joiden on havaittu tukevan ihon terveyttä, haavojen paranemista, kudosten korjaamista ja jopa edistävän hermoston terveyttä. Tässä artikkelissa käydään läpi eri tapoja, joilla punainen valo ja lähi-infrapuanavalo (NIR) voivat olla hyödyksi erilaisissa terveydellisissä haasteissa ja fysiologisissa tapahtumissa. Tällä hetkellä maailman laajimpaan fotobiomodulaatiotutkimuskantaan on kerätty jo lähes 6000 julkaistua tutkimusartikkelia punavalon ja lähi-infrapunavalon terveydellisistä vaikutuksista. Tietokannan on alunperin laittanut alulle suomalainen Vladimir Heiskanen (ks. hänen bloginsa täältä). Vladimir vieraili myös Biohakkerien Live Show:ssa vuonna 2018 keskustelemassa punavaloterapian hyödyistä.

Matalan tason laserhoidon (LLLT) ja fotobiomodulaation (PBM) vaikutuksille on ominaista käänteinen U-muotoinen annos-vastekäyrä. Tämä vastaa myös perus hormeettisen annoksen annos-vastekäyrää: pieni tai kohtalainen annos on hyödyllinen, mutta tätä suuremmasta annoksesta ei ole enempää hyötyä (vaikutus on yleensä heikompi). Eli suomeksi sanottuna vaste annostukselle ei ole lineaarinen ja liian suuri annos voi itse asiassa kumota halutun vaikutuksen kudostasolla (ks. kuva alla).

Kuva: Fotobiomodulaation hormeettinen vaikutus.

LähdeRojas, J.  & Gonzalez-Lima, F. (2011). Low-level light therapy of the eye and brain. Eye and Brain 3: 49–67.

Kuinka fotobiomodulaatio toimii?

Punavalohoidossa käytetään valoenergiaa, joka on sähkömagneettisen säteilyn (SMS) ilmenemismuoto. Ihmissolut sisältävät molekyylejä, joiden toiminta muuttuu kun ne vastaanottavat tätä säteilyä. Itse asiassa SMS:n omaksuminen on tärkeä prosessi, joka mahdollistaa elämän maan päällä. Esimerkiksi silmä sisältää valoreseptoreita, jotka absorboivat valoa ja edistävät näköä. Lisäksi jotkut solut sisältävät molekyylejä, jotka eivät liity näköön sinänsä, mutta ne vastaanottavat valoaaltoja eli ovat ns. fotoakseptoreita (näitä kutsutaan valosähköisiksi reseptoreiksi). Näissä soluissa valoaallot aiheuttavat biologisia ketjureaktioita, jotka edistävät energian tuotantoa solussa.

Fotobiomodulaatio on ionisoimattoman fotonisen energian hyödyntämistä fotokemiallisten muutosten käynnistämiseksi solurakenteissa, jotka ovat vastaanottavaisia ​​fotoneille (erityisesti mitokondriot). Punaisen valon ja NIR-valohoidon uskotaan toimivan pääasiassa valosähköisten reseptorien kautta (engl. photoacceptors) - tärkein reseptori on mitokondrioiden sytokromi C-oksidaasiksi kutsuttu entsyymi.

Punavalohoidossa käytetään aallonpituuksia punaisesta valosta lähi-infrapunavaloon (λ = 600–1300 nm). Punaiset valoaallot tunkeutuvat ihon läpi ja kulkevat solun mitokondrioihin, joissa ne lisäävät solujen energiantuotantoa. On olemassa erilaisia tapahtumia, jotka johtavat tähän, esimerkiksi mitokondriohengityksen kiihtyminen sytokromi C-oksidaasin (CCO) kautta. Punainen valo tukee myös uusien geenituotteiden (kuten proteiinien tai RNA:n) transkriptiota. Siten se tukee useita solumekanismeja, jotka edistävät paranemista ja solujen pitkäikäisyyttä.

Viime aikoina on osoitettu, että fotobiomodulaation biokemialliset vaikutukset ovat edelleen läsnä, vaikka solu ei sisältäisikään mitokondrioita (esimerkiksi punasolut). Vaikka fotobiomodulaatioon liittyy metabolisia muutoksia, ei CCO:ta tarvita sen solujen lisääntymistä edistävään vaikutukseen. Typpioksidi (NO) on mukana useissa raportoiduissa CCO-valovaikutuksissa.

Tämä havainto on johtanut tutkijat päätymään siihen mahdollisuuteen, että fotobiomodulaation luonnollinen vaikutusmekanismi on typpioksidin tuotannon lisääminen. Sytokromi C-oksidaasin ja hemoglobiinin tai myoglobiinin typpioksidin tuotannon yhdistelmä typpioksidin valovapautumisen (engl. photorelease) kanssa voi muodostaa fotobiomodulaation ydinmekanismin.

PUNAINEN VALO VS LÄHI-INFRAPUNAVALO

Punaisen valon spektri on 630-700 nm. Lähi-infrapuna-aallonpituudet puolestaan kuuluvat 700-1300 nm:n valon spektrin näkymättömään osaan. Yleensä mitä pidempi aallonpituus, sitä syvempi tunkeutuminen kudoksiin. Erilaisilla solu- ja kudostyypeillä on kullakin ainutlaatuiset valon absorptiomenetelmät eri aallonpituuksilla (erilaiset valosähköiset reseptorit).

Punavalo- ja lähi-infrapunavaloterapia kotikäytössä

Käytä ensimmäisen viikon aikana 2 minuuttia päivittäin. Jos laitetta käytetään kahteen eri kohteeseen (esimerkiksi käteen ja jalkaan), käyttöaika on 1,5 minuuttia per kohdealue. Tarvittaessa toiminta-aikaa voidaan pidentää 3-5 minuuttiin seuraavalla viikolla ja tarvittaessa pidempään kohdealueittain. Yli 15 minuutin käyttöä ei suositella, koska punaisella valolla on kapea terapeuttinen ikkuna - toisin sanoen pidempi käyttöaika ei lisää vaikutusta, vaan voi jopa heikentää sitä (ks. edellä). Ihmiset reagoivat eri tavalla valoon, joten jokaisen on testattava oikea etäisyys ihosta ja käytön kesto. Ensimmäisen testin jälkeen laitetta voidaan käyttää 1-2 kertaa päivässä, joskus vain jopa 2-3 kertaa viikossa riittää. Jos haluat päästä syvemmälle ihonalaiseen kudokseen, voit käyttää sitä hieman pidempään ja lyhyemmällä etäisyydellä iholta (5-10 cm).

Laitteessa on valodiodit, jotka lähettävät säteitä, jotka on luokiteltu punaiseksi tai lähi-infrapunavaloksi (NIR) tai molemmiksi. Valon aallonpituudesta riippuen se tunkeutuu ihon pinnan eri syvyyksiin (NIR tunkeutuu hieman syvemmälle kuin punainen valo). On tärkeää kiinnittää huomiota laitteeseen, joka lähettää näitä valon aallonpituuksia ja jolla on tieteellisesti tuettuja etuja.

Punainen valo ≈ 660 nm
Infrapunavalo ≈ 850 nm



Kuva: Eri valospektrien läpäisykyky ihmisen kudoksessa.

Lähde: Avci, P., Gupta, A., Sadasivam, M., Vecchio, D., Pam, Z., Pam, N., & Hamblin, M. R. (2013). Low-level laser (light) therapy (LLLT) in skin: stimulating, healing, restoring. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery, 32(1), 41–52.

Valoterapiat ja niiden mahdolliset sovellukset

Valohoidon tyyppi

Aallonpituus (nm)

Terveydelliset hyödyt

Punainen

600 - 700

Tukee kudosten paranemista, nivelten ja lihasten terveyttä, kivun vähentämistä ja kollageenisynteesiä

Lähi-infrapuna

700 - 1300

Yleensä sama vaikutus kuin punaisella valolla, mutta menee syvemmälle kudoksiin, joten se on hyödyllisempi nivel-, lihas- ja kiputerapiassa.

Sininen

450-495

Antimikrobinen.
Käytetään aknen ja auringon valon aiheuttamiin vaurioihin.

Vihreä (varhainen tutkimus)

500 - 580

  • Voi tukea rauhallisuutta ja vähentää migreeniä.
  • Voi vähentää kipua fibromyalgiassa.
  • Voi nopeuttaa haavan paranemista (rottatutkimus).
  • Stimuloi endoteelisolujen lisääntymistä ja migraatiota (in vitro).

Helioterapia (auringonvalohoito)

Vaihtelevat

Tukee vuorokausirytmiä ja D -vitamiinin tuotantoa. Käytetään unihäiriöihin ja ihosairauksiin.

Kirkasvalohoito

Vaihtelee. Tärkein ominaisuus on kirkkaus (> 10000 luksia)

Tukee vuorokausirytmiä. Käytetään kausiluonteiseen mielialahäiriöön (kausiluonteinen masennus).

 

Punaisen valon ja lähi-infrapunavalon hyödyt

Iho

Punaista valoa on käytetty kosmeettisten ryppyjen vähentämiseen, ihon tasoittamiseen ja ihon kiinteyden lisäämiseen, koska punainen valo voi lisätä kollageenituotantoa ja vähentää kollageenin tuhoutumista. Kollageeni on ihon sidekudosproteiini, joka pitää ihon joustavana ja ryppyttömänä. Kollageenin tuotanto hidastuu luonnollisen ikääntymisen seurauksena, ja aurinko, toksiinit ja ilmansaasteet voivat vahingoittaa ihon kollageenin tuotantoa. Punaisen valon uskotaan estävän kollageenin menetystä säätelemällä epidermaalisia kasvutekijöitä, vähentämällä ihon tulehdusta ja stimuloimalla erilaisia ​​muita kuljetus- ja energiayhdisteitä. Yhdessä nämä prosessit johtavat ihokudoksen korjaamiseen ja tuotantoon.

Punaisen valon lisäksi on monia muita tapoja lisätä kollageenituotantoa, mutta punainen valo on näistä selvästi turvallisin. Tämä johtuu siitä, että monet ihonhoitot vaativat aluksi ihon pinnan vahingoittamista, joka sitten käynnistää paranemisprosessin ja kollageenin tuotannon (esim. mikroneulaus, ihon rullaus ja kemiallinen kuoriminen). Nämä hoidot voivat kuitenkin johtaa myös haittavaikutuksiin, kuten tulehdukseen. Vastaavasti punainen valo läpäisee ihon käynnistäen haavanparanemisreaktion ilman varsinaista haavaa. Punainen valo on osoittautunut turvalliseksi ja tehokkaaksi vaihtoehdoksi ihoa vahingoittaville menetelmille, ja siksi potilaiden tyytyväisyysaste on ollut korkea.

Ihosairaudet

Joidenkin tutkimusten mukaan punainen valo voi auttaa hallitsemaan ihosairauksia, kuten psoriaasia, aknea, ruusufinniä, Bowenin tautia, tyvisolusyöpää ja aktiinista keratoosia. Sitä on myös sovellettu kohentamaan haavan paranemista palovamman, leikkauksen ja muiden lääketieteellisten toimenpiteiden jälkeen.

Mielenkiintoinen fakta naisille

Vaihdevuosien aikana estrogeenin puute voi johtaa emättimen ja lantionpohjan sidekudoksen rappeutumiseen. On myös alustavaa näyttöä siitä, että lähi-infrapunavalohoitoa voidaan soveltaa myös emättimen kudosten hoitoon. Tulokset ovat kuitenkin alustavia ja aihe vaatii lisää tutkimusta.

Hiukset

Yhdessä tutkimuskatsauksessa todettiin, että päänahan punavalohoito voi stimuloida hiusten kasvua ja estää hiustenlähtöä sekä miehillä että naisilla. Todennäköisesti valo stimuloi karvatupen pullistuman epidermaalisia kantasoluja. Tämä siirtää karvatupen aktiiviseen kasvuvaiheeseen (anageenivaihe) ja tämä taas voi pidentää hiusten luonnollista kasvua.

Kipu ja jännitys

Jotkut tutkimukset osoittavat, että lähi-infrapunavalo saattaa vähentää kipua. Esimerkiksi yksi tutkimus osoitti, että 830 nm:n infrapunavalo ohimolihaksiin (34 sekuntia) vähensi itse ilmoitettua jännityspäänsärkykipua naisilla 60 %. Lisäksi heidän serotoniinipitoisuutensa kohosi merkittävästi kolme päivää hoidon jälkeen.

Toisessa tutkimuksessa lähi-infrapunavalohoito vähensi itse ilmoitettua kipua (mitattuna WHO:n kriteereillä) kemoterapiaa saavilla potilailla.

Lisäksi järjestelmällisessä katsauksessa todettiin, että lähi-infrapuna- ja mahdollisesti myös punavalohoito näyttävät tarjoavan lyhytaikaista kivunlievitystä tenniskyynärpäävaivaan.

Punainen valo tukee aivoja ja silmiä

Punaisen ja lähi-infrapunavalon on osoitettu parantavan aivojen ja silmien toimintaa. Hermosolujen (kuten esim. aivoissa) tiedetään kuluttavan paljon energiaa (jopa 20 % kehon kokonaisenergiankulutuksesta). Tämä tarkoittaa, että muistin, suunnittelun, emotionaalisen käsittelyn ja motorisen käyttäytymisen kaltaiset toiminnot ovat hyvin riippuvaisia ​​hyvin toimivista mitokondrioista ja aerobisesta hengityksestä.

On osoitettu, että hermosolujen lähi-infrapunavalokäsittely (esim. transkraniaalisesti eli kallon läpi) voi parantaa hermoston mitokondrioiden toimintaa (sytokromi C-oksidaasin kautta). Mielenkiintoista on myös se, että eläinkokeissa havaittiin punaisen valon parantavan myös muita prosesseja, kuten neurotransmissiota, geeniekspressiota ja solujen pitkäikäisyyttä (vähentämällä oksidatiivista stressiä ja neuroinflammaatiota).

Aivojen tapaan myös verkkokalvon solut ovat erittäin alttiita oksidatiivisille vaurioille. Monet silmäsairaudet (kuten glaukooma ja silmänpohjan rappeuma) liittyvät mitokondrioiden toimintahäiriöön. Matalaenerginen valohoito (punainen ja NIR) saattaa parantaa näköhermon toimintaa ja suojata verkkokalvoa.

Fotobiomodulaatiota urheilijoille?

Fotobiomodulaatio voi myös auttaa huippu-urheilijoita: sillä on hyödyllisiä vaikutuksia lihasmassan kasvuun sekä tulehdusten ja oksidatiivisen stressin vähentämiseen lihaksissa. Urheilullisen suorituskyä parantavien lupaavien tulosten vuoksi tutkijat ovat jopa nostaneet keskustelua siitä, pitäisikö fotobiomodulaation käyttö jopa kieltää urheilukilpailussa. Käytännössä tämä lienee mahdotonta, sillä valoterapian käytön valvontaan tai testaamiseen ei ole olemassa menetelmiä. Samalla logiikalla myös auringonotto (joka sisältää punaista ja lähi-inrapunavaloa) tulisi kieltää :) 

Toinen mahdollinen hyöty on unen laadun parantaminen. Unella ja nukkumisella on olennainen rooli urheilullisessa palautumisessa ja suorituskyvyssä. Eräässä tutkimuksessa koko kehon punavalohoito illalla 14 päivän ajan paransi unen laatua, melatoniinitasoja ja huippu-urheilijoiden kestävyyskykyä.

Punainen valo ja laihtuminen

Tutkimukset osoittavat, että punavalohoito voi auttaa vahvistamaan kehoa ja vähentämään kehon rasvaa. Eräässä tutkimuksessa aikuiset miehet ja naiset, jotka eivät muuttaneet ruokavaliotaan, menettivät keskimäärin 2,15 cm vyötäröltä (hoidetulta alueelta) 4 viikon punavaloterapian jälkeen. Toisessa tutkimuksessa aamulla punaiselle ja vihreälle valolle altistuminen alensi merkittävästi greliinitasoa – hormonia, joka lisää nälän tunnetta. Muut tutkimukset tukevat myös punaisen valon käyttöä kehon muokkaamiseen (engl. body contouring).

Suositeltu kesto riippuu laitteen parametreista. Näitä ovat:

Aallonpituus (nm)

Etäisyys aaltojen huippujen välillä. Tehokkaimmat punaiset ja lähellä infrapunavaloa olevat aallonpituudet ovat 600-1100 nm.

Altistusaika

Aika, jota käytetään ihon altistamiseen valolle

Fraktiointi

Kokonaisannos on jaettu eri hoitojaksoihin (fraktiot), jotka on erotettu tietyin aikavälein (minuutteja, tunteja, päiviä)

Kontaktityyppi

Pinnallinen, ei kontaktia tai kontakti

Teho (W)

Laitteen läpi virtaava energian määrä sekunnissa (J/s).

Säteily (W/cm2) / tehotiheys / valon voimakkuus

Teho pinta -alaa kohden

 

Mielenkiintoista on kuitenkin se, että punaisella ja lähi-infrapunavalolla varustetulla fotobiomodulaatiolla voi olla systeeminen vaikutus, vaikka vain pieni ihoalue altistuisi valolle. Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa havaittiin, että punainen valo vähensi tulehdusta systeemisesti, vaikka hoito kohdistui vain alaselkään.

Yhteenveto

  • On olemassa lähes 6000 tutkimusartikkelia punaisen ja lähi-infrapunavalon eli fotobiomodulaation eduista ihmisten terveydelle
  • Punainen valo ja lähi-infrapunavalohoito voivat parantaa kudosten terveyttä, ihon terveyttä, lisätä lihasten palautumista ja tukea hermoston terveyttä
  • Laitteet ovat helppokäyttöisiä ja turvallisia käyttää kotona, mutta käyttäjän on luettava huolellisesti laitteen ohjeet ja parametrit välttääkseen yliannostelua, jolla mahdollisesti kumotaan hoitovaikutukset
  • Punainen valo ja lähi-infrapunavalo vaikuttavat valoenergian (fotonit) kautta, mikä parantaa solujen energiantuotantoa sytokromi C-oksidaasiksi kutsutun entsyymin ja typpioksidin tuotannon lisääntymisen kautta
  • Markkinoilla on monia erilaisia ​​valolaitteita, jotkut tehokkaampia kuin toiset
  • Kokeile fotobiomodulaatiota esimerkiksi ihon parantamiseksi ja kiinteyttämiseksi, ryppyjen vähentämiseksi, urheilullisen suorituskyvyn parantamiseksi, energian lisäämiseksi, kipujen lievittämiseksi tai laihtumisen tukemiseksi

///

Oletko kokeillut fotobiomodulaatiota ja punaaloterapiaa? Kerro kommenteissa!

2 kommenttia

Kirjoita kommentti
Weera

Weera

Kiitos. Meillä on infrassa ja kylvyssä Punavalo. Lisäksi minulla on laser. Toimivat kaikki hyvin mitokondrio aktivoinnissa

Lotta

Lotta

Voisiko tällä punavalolla aktivoida kilpirauhasta?

Kirjoita kommentti

Kommentit moderoidaan