Jak funguje terapie červeným a infračerveným světlem

Jak funguje terapie červeným a infračerveným světlem a proč dokáže světlo ovlivňovat mitochondrie, pokožku, svaly, klouby nebo regeneraci? Základem fotobiomodulace nejsou teplo ani UV paprsky. Jde o přesně zvolené fotony červeného a blízkého infračerveného světla, které pronikají do tkání a spouštějí v buňkách biologickou odpověď.

Červené světlo působí především v pokožce a povrchovějších tkáních. Blízké infračervené světlo, označované jako NIR, může díky svým optickým vlastnostem pronikat hlouběji. Buňky mohou absorbovanou světelnou energii využít ke změně mitochondriální signalizace, tvorby ATP, dostupnosti oxidu dusnatého, místního krevního oběhu a regeneračních procesů.

Co je terapie červeným a infračerveným světlem?

Terapie červeným a blízkým infračerveným světlem je neinvazivní metoda, při které jsou tkáně vystaveny přesně zvoleným vlnovým délkám světla s cílem vyvolat biologickou odpověď.

V odborné literatuře se můžete setkat s několika názvy:

• RLT, Red Light Therapy, tedy terapie červeným světlem,
• LLLT, Low Level Laser Therapy nebo Low Level Light Therapy,
• PBM, photobiomodulation neboli fotobiomodulace,
• LED terapie, pokud světlo vytvářejí LED diody,
• laserová terapie, pokud se používá nízkovýkonný laser.

Termín fotobiomodulace je dnes nejpřesnější, protože účinek není omezen pouze na červenou barvu ani na lasery. Využívají se různé vlnové délky viditelného červeného a blízkého infračerveného spektra.

Fotobiomodulace nemá tkáň spalovat ani výrazně zahřívat. Jejím cílem je dodat fotony v takové dávce, která podpoří přirozenou buněčnou odpověď.

Jak funguje terapie jednoduše?

Mitochondrie si můžete představit jako miniaturní buněčné elektrárny a současně regulační centra. Zpracovávají elektrony a protony získané z potravy, využívají kyslík, recyklují ATP a podílejí se na tvorbě metabolické vody.

Červené a NIR světlo může ovlivňovat prostředí, ve kterém mitochondrie pracují. Když fotony dopadnou na tkáň:

1. část světla se odrazí,
2. část se rozptýlí mezi strukturami tkáně,
3. část je absorbována molekulami a buněčnými strukturami,
4. absorpce může změnit mitochondriální a redoxní signalizaci,
5. buňka následně aktivuje vlastní adaptační, ochranné a regenerační procesy.

Světlo tedy do těla nepřidává hotovou energii ve formě ATP. Vytváří podmínky a signály, které mohou ovlivnit, jak buňka energii zpracovává a jak reaguje na stres nebo poškození.

„Mitochondrie jsou něco jako naše elektrárny, které nám v těle vytvářejí energii i metabolickou vodu. Červené a infračervené světlo patří mezi přirozené signály prostředí, na které mitochondrie a buňky reagují.“

Proč je důležité přirozené sluneční světlo?

Červené a infračervené vlnové délky jsou přirozenou součástí slunečního záření. V moderním životě však trávíme velkou část dne uvnitř, za sklem a pod umělým osvětlením, které má jiné spektrální složení než světlo venku.

Infrapanel proto nevnímáme jako náhradu slunce. Jde o cílený nástroj, který umožňuje dodat vybrané RED a NIR vlnové délky v kontrolovaném čase a dávce.

Jaký je rozdíl mezi červeným a blízkým infračerveným světlem?

Červené a NIR světlo se liší tím, zda je vidíme, jak je tkáň absorbuje a jak hluboko se v ní může šířit.

Neplatí však, že červené a NIR světlo jsou jediné části elektromagnetického spektra, které dokážou vstoupit do lidské tkáně. Do různých hloubek pronikají také jiné vlnové délky. RED a NIR jsou pro fotobiomodulaci zajímavé tím, že se v biologické tkáni relativně dobře šíří a současně jsou absorbovány biologicky aktivními strukturami.

Jak hluboko světlo pronikne?

Jednoduché univerzální číslo neexistuje. Hloubku ovlivňuje:

• vlnová délka,
• intenzita,
• barva a tloušťka pokožky,
• množství podkožního tuku,
• prokrvení,
• obsah vody,
• úhel dopadu,
• vzdálenost od zdroje,
• a velikost osvětlované plochy.

Část fotonů může ve tkáni urazit několik centimetrů, ale jejich množství se s hloubkou výrazně snižuje. Nelze proto tvrdit, že běžný panel přímo zasáhne každou mitochondrii v celém těle.

Jak červené a NIR světlo ovlivňuje mitochondrie?

Jedním z hlavních modelů fotobiomodulace je absorpce fotonů v mitochondriálním dýchacím řetězci. Často se zmiňuje především cytochrom c oxidáza, tedy komplex IV.

Cytochrom c oxidáza:

• přijímá elektrony z cytochromu c,
• předává je kyslíku,
• přispívá k protonovému gradientu,
• umožňuje konečnou redukci kyslíku na vodu,
• nepřímo podporuje činnost ATP syntázy.

Po absorpci vhodného světla se může změnit redoxní stav komplexu, mitochondriální membránový potenciál a rychlost některých navazujících reakcí.

Znamená to vždy více ATP?

V některých buněčných a experimentálních podmínkách se po fotobiomodulaci dostupnost ATP zvýšila. Biologická odpověď ale není lineární ani stejná u každé buňky.

Pokud má buňka ATP dostatek, nemusí po světle vytvářet stále více. Fotobiomodulace může působit také přes změnu signálních molekul, genové exprese, oxidativního stresu nebo vápníku.

Proto je přesnější říci, že světlo moduluje mitochondriální funkci, než slibovat automatické a neomezené zvyšování ATP.

Je cytochrom c oxidáza jediný fotoakceptor?

Ne. Současný výzkum zkoumá také:

• flavoproteiny,
• hemoproteiny,
• iontové kanály citlivé na světlo,
• lipidy a membrány,
• mezifázovou vodu,
• další mitochondriální a cytoplazmatické chromofory.

Fotobiomodulace je pravděpodobně výsledkem několika současně probíhajících mechanismů.

Jakou roli má oxid dusnatý?

Oxid dusnatý neboli NO je krátce žijící signální molekula, která ovlivňuje cévy, průtok krve, imunitu i mitochondriální respiraci.

NO může:

• uvolňovat hladkou svalovinu cév,
• podporovat vazodilataci,
• měnit místní mikrocirkulaci,
• reverzibilně se vázat na cytochrom c oxidázu,
• dočasně soutěžit s kyslíkem,
• fungovat jako buněčný a mitochondriální signál.

Jedna z hypotéz účinku červeného a NIR světla předpokládá, že fotony mohou změnit vazbu NO na komplex IV. Tím mohou dočasně ovlivnit spotřebu kyslíku, membránový potenciál a mitochondriální signalizaci.

Světlo může současně uvolňovat oxid dusnatý z jeho zásob v pokožce a krvi. To může přispět k místní vazodilataci a lepšímu prokrvení ošetřované oblasti.

Nejde tedy o jednoduchý proces, při kterém světlo NO pouze zvyšuje nebo pouze odstraňuje. Výsledek závisí na tkáni, množství NO, kyslíku, vlnové délce a dávce.

Co se po absorpci fotonu děje v buňce?

První fotochemická reakce může spustit celou kaskádu sekundárních dějů. Proto může mít krátká aplikace světla účinky, které přetrvávají i po vypnutí zařízení.

Mezi navazující procesy mohou patřit:

1. změna mitochondriálního membránového potenciálu,
2. změna dostupnosti ATP,
3. přechodná tvorba reaktivních forem kyslíku,
4. změna dostupnosti oxidu dusnatého,
5. změna koncentrace vápníku,
6. aktivace transkripčních faktorů,
7. změna exprese genů spojených s opravou a adaptací,
8. modulace zánětlivé odpovědi,
9. ovlivnění fibroblastů, keratinocytů nebo svalových buněk podle ošetřované tkáně.

Proč může pomoci mírný oxidační signál?

Reaktivní formy kyslíku nejsou pouze škodlivý odpad. V malém a krátkodobém množství fungují jako signální molekuly. Mohou aktivovat adaptační procesy podobně jako přiměřený pohyb nebo chlad.

Problém vzniká při dlouhodobém a nekontrolovaném oxidačním stresu. Fotobiomodulace proto pracuje s nízkou dávkou, která má vytvořit regulační signál, nikoli poškození.

Proč rozhoduje dávka světla?

U fotobiomodulace neplatí, že více výkonu, delší čas nebo menší vzdálenost automaticky znamená lepší výsledek.

Výsledek ovlivňuje souhra několika parametrů:

• vlnová délka, tedy jaké spektrum používáte,
• intenzita v mW/cm², tedy výkon dopadající na plochu,
• čas v sekundách nebo minutách,
• dávka v J/cm², tedy intenzita vynásobená časem,
• vzdálenost od zařízení,
• plocha ošetřované tkáně,
• kontinuální nebo pulzovaný režim,
• výchozí stav tkáně.

Fotobiomodulace může vykazovat bifázickou dávkovou odpověď:

• příliš nízká dávka nemusí vyvolat měřitelnou odpověď,
• přiměřená dávka může aktivovat adaptační procesy,
• příliš vysoká dávka nemusí být účinnější a může výsledek oslabit.

Jaké jsou hlavní benefity terapie červeným světlem?

Fotobiomodulace má široké využití, ale síla vědeckých důkazů není u všech oblastí stejná. Některé účinky podporují klinické studie a metaanalýzy, jiné vycházejí především z menších nebo preklinických experimentů.

1. Pokožka, kolagen a elasticita

Červené světlo může ovlivnit fibroblasty, tvorbu kolagenu, mikrocirkulaci a regenerační procesy v pokožce.

V klinickém výzkumu se sleduje zejména:

• zlepšení jemných vrásek,
• elasticita a textura pokožky,
• regenerace poškozené kožní bariéry,
• podpora hojení,
• zmírnění některých zánětlivých projevů.

Fotobiomodulace nefunguje jako mechanická výplň. Výsledky se obvykle rozvíjejí postupně v průběhu opakovaných aplikací.

2. Svalová regenerace a sportovní výkon

RED a NIR světlo může podpořit svalovou regeneraci, snížit některé ukazatele poškození svalů a u části protokolů zmírnit bolestivost po tréninku.

Pro sportovní použití je důležité:

• ošetřit dostatečně velkou část svalu,
• dodržet přiměřenou dávku,
• zvolit vhodné načasování před nebo po zátěži,
• nepovažovat světlo za náhradu spánku, jídla a odpočinku.

3. Bolest a ztuhlost

Fotobiomodulace se zkoumá a používá při některých typech svalové, kloubní a šlachové bolesti. Může ovlivňovat místní zánětlivou signalizaci, mikrocirkulaci a regeneraci tkáně.

Účinek závisí na příčině bolesti. Světlo nenapraví zlomeninu, závažné poškození kloubu ani mechanickou nestabilitu. Při nejasné nebo zhoršující se bolesti je důležitá diagnostika.

4. Hojení ran a obnova tkáně

Červené světlo může podporovat aktivitu fibroblastů, keratinocytů a dalších buněk zapojených do hojení.

Používá se jako podpůrná metoda při některých chronických i akutních ranách, ale otevřená, infikovaná nebo špatně se hojící rána vyžaduje zdravotnickou péči.

5. Růst vlasů

Nejvíce klinických důkazů existuje u androgenetické alopecie. Červené světlo může podpořit životaschopné vlasové folikuly a přechod do růstové fáze.

Světlo však nevytvoří nový folikul v místě, kde již zanikl nebo byl nahrazen jizvou. Podrobnosti najdete v článku Červené světlo a růst vlasů.

6. Místní krevní oběh a endotel

Světlo může prostřednictvím oxidu dusnatého a buněčné signalizace podporovat vazodilataci a mikrocirkulaci v ošetřované oblasti.

Není však vhodné tvrdit, že infrapanel automaticky léčí vysoký krevní tlak nebo chrání před kardiovaskulárními onemocněními. Klinický význam závisí na konkrétní diagnóze a protokolu.

7. Zánětlivá rovnováha

Fotobiomodulace může modulovat některé zánětlivé dráhy a aktivitu imunitních buněk. To může být užitečné při lokálním podráždění, regeneraci svalů, kloubů nebo pokožky.

Neznamená to, že světlo vyléčí jakékoli autoimunitní onemocnění. U systémových nemocí patří pouze do podpůrného rámce po dohodě s lékařem.

8. Nervový systém a mozek

Blízké infračervené světlo se zkoumá v transkraniální fotobiomodulaci při kognitivních funkcích, poranění mozku a neurodegenerativních stavech.

Jde o zajímavou, ale stále se vyvíjející oblast. Výsledky malých pilotních studií nelze zaměňovat za definitivně potvrzenou léčbu neurologických onemocnění.

9. Spánek a cirkadiánní rytmus

Červené světlo má ve srovnání s modrou částí spektra nižší účinnost pro melanopsinový systém oka. Tlumené červené světlo je proto vhodnější pro večerní prostředí než jasné bílé LED osvětlení.

Je však nutné rozlišovat:

• terapeutický infrapanel, který vytváří vysokou intenzitu pro fotobiomodulaci,
• večerní červenou žárovku, která slouží jako slabé interiérové osvětlení.

Panel může při nízké intenzitě RED posloužit jako doplňkové odražené světlo, ale pro běžné svícení je praktičtější červené večerní osvětlení Mitochondriak®.

10. Plodnost a hormonální zdraví

Fotobiomodulace se zkoumá také v souvislosti s reprodukčními buňkami, funkcí vaječníků, spermiemi nebo hormonální signalizací.

Současná data však neopravňují k univerzálnímu tvrzení, že běžná aplikace infrapanelu automaticky zvyšuje testosteron nebo plodnost. Tato oblast vyžaduje přesnější klinické protokoly a další výzkum.

Co terapie nedokáže a kde jsou její limity?

Fotobiomodulace je biologicky aktivní nástroj, ne univerzální zázračná léčba.

Infrapanel:

• nenahradí sluneční světlo a pobyt venku,
• nenahradí kvalitní spánek, pohyb ani výživu,
• nenapraví mechanicky poškozenou tkáň,
• nevyléčí automaticky každé zánětlivé nebo autoimunitní onemocnění,
• nevytvoří nové vlasové folikuly v jizvě,
• nenahradí antibiotika při závažné infekci,
• nenahrazuje onkologickou, neurologickou ani kardiologickou léčbu,
• nedává stejný výsledek každému člověku.

Úspěch závisí na tom, zda je správně zvolený:

• biologický cíl,
• typ zařízení,
• vlnová délka,
• dávka,
• frekvence použití,
• a délka celého protokolu.

Jak správně používat infrapanel Mitochondriak®?

Pro velké síťové infrapanely Mitochondriak® se obecně používá vzdálenost přibližně 30 až 60 cm a délka aplikace 10 až 20 minut. Přesné doporučení závisí na modelu, intenzitě a ošetřované oblasti.

Základní postup

1. Odhalte ošetřovanou oblast. Oblečení blokuje významnou část světla.
2. Začněte v doporučené vzdálenosti. U velkých panelů minimálně přibližně 30 cm.
3. První aplikaci zkraťte. Začněte například 5 až 10 minutami.
4. Použijte nižší intenzitu. Citlivější uživatel může začít na 20 až 50 %.
5. Zvolte RED, NIR nebo jejich kombinaci.
6. Sledujte reakci pokožky a organismu.
7. Intenzitu nebo čas zvyšujte postupně.
8. Neměňte několik parametrů najednou.

Kdy použít RED?

Červené světlo lze preferovat při:

• péči o pokožku,
• podpoře kolagenu,
• vlasové pokožce,
• povrchových tkáních,
• večerním použití při nízké intenzitě.

Kdy použít NIR?

NIR lze preferovat při:

• hlubších svalech,
• kloubech a šlachách,
• regeneraci větších svalových skupin,
• aplikaci na hlavu s vypnutým viditelným RED,
• situacích, kdy je viditelné červené světlo nepříjemné.

Je nutné používat pulzaci?

Ne. Kontinuální režim je vhodným výchozím bodem. Pulzace může v některých situacích změnit biologickou odezvu, ale není univerzálně účinnější.

Při prvních aplikacích doporučujeme:

• pulzaci vypnout,
• najít dobře tolerovanou intenzitu a čas,
• a teprve následně zkoušet jeden konkrétní pulzní režim.

Je nutné používat ochranné brýle?

NIR většinou nevidíte, ale světlo stále dopadá do oka. Při ošetřování obličeje nebo hlavy:

• nedívejte se přímo do LED diod,
• mějte oči zavřené,
• při nepříjemné intenzitě použijte ochranné brýle,
• ochranné brýle používejte vždy při UV režimu.

Kdy být opatrný?

Použití konzultujte s lékařem nebo lékárníkem zejména při:

• užívání fotosenzitivních léčiv,
• onemocnění sítnice nebo očí,
• aktivním nádorovém onemocnění v ošetřované oblasti,
• těhotenství při aplikaci na břicho,
• krvácení nebo čerstvém závažném poranění,
• nevysvětlené bolesti nebo neurologických příznacích,
• fotosenzitivní epilepsii při použití viditelné pulzace.

Co nabízí nová generace infrapanelů Mitochondriak®?

Nová generace Mitochondriak® s dotykovým displejem umožňuje přizpůsobit světlo konkrétnímu cíli a citlivosti uživatele.

Každý základní panel nové generace obsahuje sedm vlnových délek:

• 630 nm,
• 670 nm,
• 760 nm,
• 810 nm,
• 830 nm,
• 850 nm,
• 940 nm.

Mezi hlavní funkce patří:

• dotykový displej,
• samostatná intenzita RED a NIR od 0 do 100 %,
• samostatná pulzace RED a NIR od 0 do 10 000 Hz,
• přednastavené programy,
• možnost uložit vlastní programy,
• časovač do 30 minut,
• bezdrátová synchronizace dvou stejných panelů,
• tichý režim,
• dálkový ovladač.

Model Maxi UVB přidává také UVB 295 nm, UVA 380 nm a modré světlo 480 nm. Tyto části spektra mají vlastní způsob použití a bezpečnostní pravidla.

Časté otázky o terapii červeným a infračerveným světlem

Co je terapie červeným a infračerveným světlem?

Terapie červeným a infračerveným světlem neboli fotobiomodulace používá přesně zvolené vlnové délky červeného a blízkého infračerveného světla. Jejich fotony jsou absorbovány buněčnými strukturami a mohou ovlivnit mitochondrie, redoxní signalizaci, oxid dusnatý, krevní oběh a regenerační procesy.

Jaký je rozdíl mezi červeným a NIR světlem?

Červené světlo je viditelné a působí převážně v povrchovějších vrstvách pokožky. Blízké infračervené světlo je většinou neviditelné a díky nižšímu rozptylu může pronikat hlouběji do podkoží, svalů, kloubů a dalších tkání.

Jak fotobiomodulace ovlivňuje mitochondrie?

Fotony mohou ovlivnit cytochrom c oxidázu a další buněčné fotoakceptory. Následně se může změnit mitochondriální membránový potenciál, dostupnost ATP, oxid dusnatý, reaktivní formy kyslíku a vápníková signalizace, což spouští adaptační a regenerační procesy.

Jaké jsou hlavní účinky terapie červeným světlem?

Nejlépe podložené oblasti zahrnují podporu regenerace svalů, zmírnění některých typů bolesti, péči o pokožku, tvorbu kolagenu, hojení, podporu růstu vlasů při androgenetické alopecii a modulaci zánětlivých procesů. Výsledek vždy závisí na diagnóze a dávce.

Jak dlouho a z jaké vzdálenosti používat infrapanel?

U velkých infrapanelů Mitochondriak se obecně používá vzdálenost přibližně 30 až 60 centimetrů a doba 10 až 20 minut. Přesný protokol závisí na modelu, intenzitě, ošetřované oblasti a cíli, proto je nutné dodržovat návod konkrétního zařízení.

Je terapie červeným světlem bezpečná?

Při správném použití je fotobiomodulace obecně považována za neinvazivní a dobře snášenou metodu. Nepřekračujte doporučenou vzdálenost a dobu, nesledujte LED diody přímo, používejte ochranné brýle při citlivosti a konzultujte léčiva zvyšující citlivost na světlo.

Nahrazuje infrapanel sluneční světlo?

Ne. Infrapanel cíleně doplňuje vybrané červené a blízké infračervené vlnové délky, ale nenahrazuje celé spektrum slunce, jeho intenzitu, časové informace ani pobyt venku. Základem zůstává přirozené denní světlo a cirkadiánní rytmus.

Zdroje a reference

1. Hamblin MR. Mechanisms and Mitochondrial Redox Signaling in Photobiomodulation. Photochemistry and Photobiology. 2018;94(2):199 až 212. PMID 29164625.
2. de Freitas LF, Hamblin MR. Proposed Mechanisms of Photobiomodulation or Low-Level Light Therapy. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2016;22(3):7000417. PMC5215870.
3. Karu TI. Multiple roles of cytochrome c oxidase in mammalian cells under action of red and IR-A radiation. IUBMB Life. 2010;62(8):607 až 610. PMID 20681024.
4. Huang YY, Chen ACH, Carroll JD, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy. Dose Response. 2009;7(4):358 až 383. PMC2790317.
5. Huang YY, Sharma SK, Carroll J, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy, an update. Dose Response. 2011;9(4):602 až 618. PMID 22461763.
6. Avci P, Gupta A, Sadasivam M, et al. Low-Level Laser Light Therapy in Skin: Stimulating, Healing, Restoring. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery. 2013;32(1):41 až 52. PMC4126803.
7. Ferraresi C, Hamblin MR, Parizotto NA. Low-level laser light therapy effects on muscle performance and fatigue resistance in humans. Photonic Therapy in Sports Medicine. 2012. PMC3633047.
8. Avci P, Gupta GK, Clark J, Wikonkal N, Hamblin MR. Low-level laser light therapy for treatment of hair loss. Lasers in Surgery and Medicine. 2014;46(2):144 až 151. PMC3944668.
9. Hashmi JT, Huang YY, Sharma SK, et al. Effect of pulsing in low-level light therapy. Lasers in Surgery and Medicine. 2010;42(6):450 až 466. PMC2933784.
10. Wong-Riley MTT, Liang HL, Eells JT, et al. Photobiomodulation directly benefits primary neurons functionally inactivated by toxins: role of cytochrome c oxidase. Journal of Biological Chemistry. 2005;280(6):4761 až 4771. DOI.