Indagine sul ruolo della luce laser a 905 nm nel ritardo dell'affaticamento muscolare

Razionale, obiettivi e significato Uno studio recente ha dimostrato che la luce nel vicino infrarosso (NIR) a bassa intensità a 810 nm applicata prima dell'esercizio determina un aumento delle prestazioni e una diminuzione dello stress ossidativo e del danno muscolare (1). Un altro studio dello stesso gruppo con luce a 830 nm ha mostrato un ritardo nell'affaticamento muscolare indotto dall'esercizio quando applicato prima dell'esercizio (2). Numerosi studi hanno mostrato risultati variabili con la luce del vicino infrarosso per alleviare il dolore, l'infiammazione e la guarigione delle ferite. I risultati spesso variano in parte a causa della differenza nella lunghezza d'onda e nell'intensità della sorgente luminosa e nella variazione della profondità di penetrazione della luce. È noto che la luce rossa e NIR penetra in modo significativo nei tessuti biologici. Ad esempio, uno studio recente presenta prove qualitative che la luce a 830 nm è penetrata in modo significativo attraverso i tessuti molli di un cadavere e una mano umana in vivo (3). Le proprietà ottiche di vari tessuti umani sono state studiate da 800 a 950 nm, quindi è possibile per i ricercatori calcolare la distribuzione precisa della luce nel vicino infrarosso in relazione agli effetti fisiologici. Gli investigatori sono ben attrezzati per portare a termine questo con un programma Monte Carlo originale e calibrato. Il meccanismo d'azione della luce da rosso a NIR a bassa intensità è stato studiato abbastanza bene e si pensa che avvenga attraverso l'assorbimento della luce da parte della citocromo c ossidasi mitocondriale che porta alla produzione di energia nelle cellule illuminate (4). L'effetto dell'illuminazione DURANTE la fase aerobica di un intenso esercizio fisico non è stato studiato. I ricercatori ipotizzano che l'aumento dell'energia donata alle cellule durante la fase aerobica ritarderà in modo significativo l'affaticamento muscolare.

l'indice di fatica e il livello di lattato nel sangue verranno utilizzati per confrontare i diversi trattamenti laser. Un altro aspetto innovativo di questo studio consiste nell'includere la luce NIR a 905 nm. Un meccanismo ipotizzato per il ritardo dell'affaticamento muscolare è un rilascio di ossigeno avviato dalla luce dalle molecole di emoglobina mediante luce laser a 905 nm, con conseguente aumento dell'ossigenazione del tessuto locale. Il laser può riscaldare leggermente il tessuto, quindi non è chiaro se il rilascio di ossigeno sia dovuto a un meccanismo termico o fotochimico. Un recente studio sulla luce a basso livello (660 nm, 350 mW, 15 minuti) non ha prodotto alcun cambiamento misurabile nell'ossigenazione dei tessuti locali per i partecipanti sani (5). Un altro studio recente con una sorgente luminosa più intensa (laser K a 800, 907 e 970 nm, 3 W, 4 minuti) ha dimostrato un aumento del flusso sanguigno nella parte superiore del braccio dopo l'irradiazione con il laser NIR (6). Tuttavia gli autori non hanno misurato la temperatura del tessuto irradiato.

Nello studio proposto i ricercatori manterranno costante l'intensità della luce a 800 nm in tutte le prove. Lo studio proposto includerà la raccolta della temperatura superficiale durante il trattamento per iniziare a documentare se il riscaldamento dei tessuti è coinvolto nel meccanismo. Lo spessore adiposo (calcolato dallo spessore della piega cutanea) verrà utilizzato con la simulazione Monte Carlo per calcolare la frazione di luce che dovrebbe raggiungere il muscolo per ciascun partecipante. Questo sarà il primo rapporto di dosimetria ottica in funzione dello spessore adiposo e consentirà di stimare quanta luce applicata alla superficie cutanea è in grado di penetrare nei muscoli che si ritiene siano interessati. I risultati di questo studio aiuteranno i medici a ottimizzare il trattamento per i singoli pazienti.

1. Thiago de Marchi, Ernesto Cesar Pinto Leal Junior et al, Terapia laser a basso livello (LLLT) nella corsa ad intensità progressiva umana: effetti sulla prestazione fisica, sullo stato dei muscoli scheletrici e sullo stress ossidativo. (2012) Laser nella scienza medica 27:231236.
2. Ernesto Cesar Pinto Leal Junior, Rodrigo Alvaro Brandao LopexMartins et al. Effetto della terapia a basso livello di 830 nm nell'affaticamento muscolare scheletrico indotto dall'esercizio negli esseri umani. (2009) Laser nella scienza medica 24:425431.
3. Jared Jagdeo, Lauren Adams, e al. Trasmissione transcranica della luce rossa e del vicino infrarosso in un modello cadaverico. (2012) PLOS UNO 7:10 e47460
4. Janis Eells, Margaret WongRiley, e al. Trasduzione del segnale mitocondriale nella guarigione accelerata della ferita e della retina mediante terapia della luce nel vicino infrarosso. (2004) Mitocondrio settembre; 4(56):55967.
5. Franziska Heu, Clemens Forster, Barbara Namer, Adrian Dragu, Werner Lang. Effetto della terapia laser a basso livello sul flusso sanguigno e sulla saturazione dell'emoglobina di ossigeno della pelle del piede in soggetti sani: uno studio pilota. (2013) Terapia laser 22(1): 2130.
6. Kelly Larkin, Jeffrey Martin, Elizabeth Zeanah, Jerry Tue, Randy Braith, Paul Borsa. Flusso sanguigno agli arti dopo la terapia laser di classe 4. (2012) Rivista di allenamento atletico. 47(2): 178183.