Untersuchung der Rolle von 905-nm-Laserlicht bei der Verzögerung der Muskelermüdung

Begründung, Ziele und Bedeutung Eine kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass Nahinfrarotlicht (NIR) mit geringer Intensität bei 810 nm, das vor dem Training angewendet wird, zu einer Leistungssteigerung und einer Verringerung von oxidativem Stress und Muskelschäden führt (1). Eine weitere Studie derselben Gruppe mit 830-nm-Licht zeigte eine Verzögerung der trainingsinduzierten Muskelermüdung, wenn es vor dem Training angewendet wurde (2). Eine Reihe von Studien haben unterschiedliche Ergebnisse mit Nahinfrarotlicht zur Schmerzlinderung, Entzündung und Wundheilung gezeigt. Die Ergebnisse variieren oft teilweise aufgrund des Unterschieds in der Wellenlänge und Intensität der Lichtquelle und der Variation in der Eindringtiefe des Lichts. Es ist bekannt, dass rotes und NIR-Licht erheblich in biologisches Gewebe eindringt. Beispielsweise liefert eine kürzlich durchgeführte Studie qualitative Beweise dafür, dass 830-nm-Licht in vivo erheblich durch Leichenweichgewebe und eine menschliche Hand drang (3). Die optischen Eigenschaften verschiedener menschlicher Gewebe wurden bei 800 bis 950 nm untersucht, sodass es den Forschern möglich ist, die genaue Verteilung des nahen Infrarotlichts in Bezug auf die physiologischen Wirkungen zu berechnen. Dafür sind die Ermittler mit einem originalen, kalibrierten Monte-Carlo-Programm bestens gerüstet. Der Wirkungsmechanismus für rotes bis NIR-Licht niedriger Intensität wurde ziemlich gut untersucht und es wird angenommen, dass es durch die Absorption des Lichts durch die mitochondriale Cytochrom-C-Oxidase erfolgt, was zur Energieerzeugung in den beleuchteten Zellen führt (4). Die Wirkung der Beleuchtung WÄHREND der aeroben Phase einer anstrengenden Übung wurde nicht untersucht. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass die erhöhte Energieabgabe an die Zellen während der aeroben Phase die Muskelermüdung deutlich verzögern wird.

Ermüdungsindex und Laktatspiegel im Blut werden verwendet, um die verschiedenen Laserbehandlungen zu vergleichen. Ein weiterer neuer Aspekt dieser Studie ist die Einbeziehung von NIR-Licht bei 905 nm. Ein hypothetischer Mechanismus für die Verzögerung der Muskelermüdung ist eine lichtinitiierte Freisetzung von Sauerstoff aus Hämoglobinmolekülen durch 905-nm-Laserlicht, was zu einer erhöhten Sauerstoffversorgung des lokalen Gewebes führt. Der Laser kann das Gewebe leicht erhitzen, sodass nicht klar ist, ob die Sauerstofffreisetzung auf einen thermischen oder photochemischen Mechanismus zurückzuführen ist. Eine kürzlich durchgeführte Studie mit schwachem Licht (660 nm, 350 mW, 15 Minuten) führte bei gesunden Teilnehmern zu keiner messbaren Veränderung der lokalen Sauerstoffversorgung des Gewebes (5). Eine weitere neuere Studie mit einer intensiveren Lichtquelle (K-Laser bei 800, 907 und 970 nm, 3 W, 4 Minuten) zeigte einen erhöhten Blutfluss im Oberarm nach Bestrahlung mit dem NIR-Laser (6). Allerdings haben die Autoren die Temperatur des bestrahlten Gewebes nicht gemessen.

In der vorgeschlagenen Studie werden die Forscher die Intensität des 800-nm-Lichts in allen Versuchen konstant halten. Die vorgeschlagene Studie wird die Erfassung der Oberflächentemperatur während der Behandlung umfassen, um damit zu beginnen, zu dokumentieren, ob eine Gewebeerwärmung an dem Mechanismus beteiligt ist. Die Fettdicke (berechnet aus der Hautfaltendicke) wird mit der Monte-Carlo-Simulation verwendet, um den Lichtanteil zu berechnen, der den Muskel für jeden Teilnehmer voraussichtlich erreichen wird. Dies wird der erste Bericht über die optische Dosimetrie als Funktion der Fettdicke sein und es ermöglichen, abzuschätzen, wie viel des auf die Hautoberfläche eingestrahlten Lichts zu den vermutlich betroffenen Muskeln vordringen kann. Die Ergebnisse dieser Studie werden Ärzten helfen, die Behandlung für einzelne Patienten zu optimieren.

1. Thiago de Marchi, Ernesto Cesar Pinto Leal Junior et al., Low-Level-Lasertherapie (LLLT) beim Laufen mit progressiver Intensität beim Menschen: Auswirkungen auf die Trainingsleistung, den Status der Skelettmuskulatur und oxidativen Stress. (2012) Laser in der Medizin 27:231236.
2. Ernesto Cesar Pinto Leal Junior, Rodrigo Alvaro Brandao LopexMartins et al. Wirkung einer 830-nm-Low-Level-Therapie bei belastungsinduzierter Skelettmuskelermüdung beim Menschen. (2009) Laser in der medizinischen Wissenschaft 24:425431.
3. Jared Jagdeo, Lauren Adams, et al. Transkranielle Übertragung von rotem und nahem Infrarotlicht in einem Leichenmodell. (2012) PLOS ONE 7:10 e47460
4. Janis Eells, Margaret WongRiley, et al. Mitochondriale Signaltransduktion bei beschleunigter Wund- und Netzhautheilung durch Nahinfrarot-Lichttherapie. (2004) Mitochondrium Sep; 4(56):55967.
5. Franziska Heu, Clemens Forster, Barbara Namer, Adrian Dragu, Werner Lang. Wirkung der Low-Level-Lasertherapie auf die Durchblutung und Sauerstoffhämoglobinsättigung der Fußhaut bei gesunden Probanden: eine Pilotstudie. (2013) Lasertherapie 22(1): 2130.
6. Kelly Larkin, Jeffrey Martin, Elizabeth Zeanah, Jerry Tue, Randy Braith, Paul Borsa. Durchblutung der Extremitäten nach Klasse-4-Lasertherapie. (2012) Zeitschrift für sportliches Training. 47(2): 178183.