Fotobiomodulazione: i benefici della luce rossa secondo la scienza

Come la luce rossa e gli infrarossi agiscono sui mitocondri e sulla produzione di energia cellulare

Chi affronta la chemioterapia o la radioterapia ben conosce uno degli effetti collaterali più difficili: ulcere dolorose in bocca, che rendono complicato mangiare, al punto che alcuni pazienti devono essere nutriti con un sondino. Contro questo problema si sta affermando un trattamento figlio più della fisica che della farmacologia: piccoli diodi a luce rossa (LED) posizionati nella bocca del paziente, che sembrano migliorare i sintomi in più della metà dei casi. È solo un esempio di un campo di ricerca più ampio, la fotobiomodulazione (PBM), che sta guadagnando attenzione anche per applicazioni su pelle, occhi e cervello, come racconta l'Economist in un articolo. 

Come agisce la luce rossa sulle cellule

Le lunghezze d'onda del rosso e dell'infrarosso riescono a penetrare nei tessuti più a fondo della luce visibile, e questo permette loro di raggiungere una proteina che si trova nei mitocondri, le centrali energetiche della cellula: il citocromo c ossidasi. Il compito di questa proteina è trasformare l'energia ricavata dal glucosio in ATP, la molecola che alimenta gran parte dei processi biochimici cellulari. Il problema è che una parte delle molecole di citocromo c ossidasi viene disattivata dall'ossido nitrico, una delle specie reattive dell'ossigeno che si accumulano con l'età; la luce rossa riattiva proprio queste molecole spente, aumentando il numero di quelle in grado di produrre energia. Più ATP significa più risorse per la riparazione cellulare, mentre cresce anche la quantità di enzimi antiossidanti che neutralizzano altre specie reattive dell'ossigeno.

"Con l'invecchiamento del corpo e l'usura dei mitocondri, vengono accidentalmente prodotte più molecole ROS. Tra gli altri effetti, ciò riduce la produzione di ATP nelle persone anziane", scrive The Economist. Glen Jeffery, neuroscienziato dell'Institute of Ophthalmology dello University College London, sintetizza l'effetto della luce rossa sui mitocondri spiegando che la PBM permette di "regolare il meccanismo dell'invecchiamento". 

Che cosa mostrano gli studi

Per la vista, Jeffery ha partecipato a uno studio pilota pubblicato nel 2020 sui Journals of Gerontology, applicato alla retina, dove la produzione di ATP diminuisce di circa il 70% nel corso della vita. "I ricercatori hanno scoperto che nei volontari di età superiore ai 40 anni la visione del contrasto cromatico migliorava in media del 20%", riferisce il settimanale, precisando che saranno necessarie ulteriori indagini prima che risultati simili possano tradursi in trattamenti clinici. Un'altra ricerca del 2024, pubblicata sul Journal of Biophotonics e condotta con il contributo di Jeffery, ha misurato l'effetto della luce rossa sui picchi di glicemia dopo una bevanda zuccherata. Metà dei partecipanti è stata esposta per 15 minuti alla luce rossa sulla schiena, senza poter vedere il trattamento, mentre gli altri hanno ricevuto un trattamento fittizio. "Nelle persone esposte alla luce rossa, i picchi di glucosio sono risultati inferiori del 7,5% rispetto al gruppo di controllo. Sebbene i partecipanti non fossero diabetici, i risultati suggeriscono applicazioni che potrebbero aiutare a regolare i livelli di zucchero nel sangue". 

una terapia promettente

Il campo più promettente riguarda le lesioni al cervello e al midollo spinale. All'Università di Birmingham, il neurochirurgo David James Davies sta sviluppando con il suo gruppo un dispositivo con LED incorporati nel silicone, pensato per essere impiantato nei pazienti, e ha già presentato una richiesta di brevetto sulla tecnologia. Oggi, l'unico intervento possibile dopo un trauma è alleviare la pressione sulle aree lese asportando parte del cranio o della colonna vertebrale durante l'operazione; il dispositivo a luce rossa potrebbe invece rallentare la cascata di morte cellulare che si scatena nei giorni successivi all'incidente. "L'ipotesi è che la somministrazione di brevi dosi di luce rossa direttamente al cervello o alla colonna vertebrale possa rallentare l'ondata di morte cellulare che si verifica nei giorni successivi a un incidente. La luce potrebbe stabilizzare il metabolismo delle cellule nervose e rafforzare i segnali provenienti dai mitocondri", spiega The Economist. Negli esperimenti su colture cellulari e roditori le morti cellulari si sono ridotte del 20% o più, una differenza che secondo Davies potrebbe separare chi resta in sedia a rotelle da chi torna a camminare con un bastone. Il dispositivo è ancora lontano dai pazienti umani, ma per tanti potrebbe rappresentare una speranza in più.

infrarossi e benessere

Intorno a questi risultati è cresciuta anche un'industria del benessere che vende maschere, coperte e lampade a luce rossa promettendo effetti su pelle, muscoli e sonno. Alcuni di questi metodi potrebbero funzionare. Secondo Jeffery, però, molti studi commerciali hanno campioni piccoli e pochi gruppi di controllo. "Il problema è duplice. In primo luogo, gli interessi commerciali hanno condizionato molti risultati della ricerca con pratiche discutibili, tra cui campioni di piccole dimensioni e un uso insufficiente dei gruppi di controllo. In secondo luogo, poche di queste applicazioni prestano attenzione al dosaggio", riferisce The Economist. Il dosaggio dipende dalla distanza tra la fonte di luce e il tessuto, dalla lunghezza d'onda e dai tempi di esposizione. Più luce non significa risultati migliori: un'esposizione eccessiva può creare una sorta di ingorgo nel metabolismo cellulare, con un calo della produzione di ATP invece di un aumento. Per chi è in salute, il consiglio più semplice resta quello di Jeffery: prendersi un cane, così da uscire diverse volte al giorno per almeno 20 minuti e ricevere naturalmente tutta la luce rossa necessaria.

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