Vliv fotobiomodulační terapie na rekonvalescenci po zranění
Terapie červeným a infračerveným světlem je nejčastěji používána pro podporu regenerace u sportovců, přičemž některé vědecké studie pozorují také podporu sportovní výkonnosti. Vedle sportovců se fotobiomodulační terapie používá také v kosmetice, jelikož řada studií prokázala, že červené a infračervené záření má schopnost podporovat de novo produkci kolagenu a elastinu, což má za následek zvýšení pružnosti a elasticity kůže, vyhlazení vrásek a anti-aging efekt.
V tomto článku se podíváme na vliv červeného a infračerveného světla na podporu rekonvalescence po zranění. Jakým způsobem fotobiomodulační terapie ovlivňuje reparaci tkání a jaké účinky lze očekávat?
Stručně o mechanismu fotobiomodulační terapie
Červené a především blízké infračervené záření má oproti bílému viditelnému světlu tu vlastnost, že prostupuje hlouběji do tkání. Současně na rozdíl od energetičtějšího záření (např. UV světla) nemá takovou energii, aby vedlo ke změnám na úrovni DNA, tudíž jeho vystavení je pro zdraví kůže mnohem bezpečnější než intenzivní sluneční světlo nebo záření ze solárií.
Očekává se, že zdroj záření použitý pro fotobiomodulační terapii dopadá na vnitřní mitochondriální membránu na proteiny elektronového transportního řetězce, kde je absorbováno. Fundamentálně jsou postulovány dva základní mechanismy jeho působení:
- Absorpce na cytochrom c oxidáze je hlavním předpokládaným mechanismem působení. Očekává se efektivnější tvorba ATP v době po ozáření (některé studie pozorují tento efekt až několik hodin po dokončení terapie).
- Suprese aktivity syntázy oxidu dusnatého (NOS) je sekundárním mechanismem, předpokládá se snížení aktivity tvorby oxidu dusnatého.
Oba dva účinky snižují prozánětlivé prostředí a podporují antioxidační kapacitu buňky. Ilustrativně si je můžeme ukázat na následujícím obrázku (převzato z publikace Yamada E. F. et al., 2020):
Principiálně jde o stále stejný mechanismus, kterým se vysvětlují i účinky směřující ke sportovcům či k podpoře elasticity kůže. Také zdroj záření je podobný, používají se různé zdroje světla v intervalu vlnových délek od 630 nm (červené světlo) až do 950 nm (infračervené záření). Velmi běžným postupem je souběžné užití více vlnových délek najednou.
Od podpory regenerace po tréninku až po využití při zranění
Velmi častým použitím fotobiomodulační terapie je regenerace po tréninkové jednotce. Studie ukazují na snížení svalového zranění u osob, které po tréninku zařazují terapii červeným a infračerveným světlem, což je doprovázeno snížením hladiny kreatin kinázy v době po tréninku (Ailioaie L. et al., 2021).
Je ovšem pravděpodobné, že podobné účinky lze využít i při serióznějších zranění, než jsou drobná svalová zranění způsobená silovým tréninkem.
Už studie z roku 2015 na zvířecích subjektech ukázala, že fotobiomodulační terapie dokáže snížit zánětlivou odpověď po poranění Achillovy šlachy (Fernandes de Jesus J. et al., 2015). Podobná studie z roku 2017 zase prokázala, že terapie infračerveným světlem (vlnová délka 808 nm) dokáže snížit bolest a teplotu ihned po zranění (Gomes C. et al., 2017).
V nedávné studii z roku 2021 opět na zvířecích subjektech bylo uměle vyvoláno zranění Achillovy šlachy (Akamatsu F. et al., 2021). Působením infračerveného světla o vlnové délce 780 nm bylo ukázáno, že zranění šlachy mělo tendenci k rychlejšímu procesu reparace v porovnání se subjekty, které nebyly vystaveny fotobiomodulační terapii. Vědci uvažovali dva možné mechanismy:
- Stimulace proliferace mezenchymálních kmenových buněk (MSC). MSC jsou multipotentní buňky, které mají schopnost obnovovat poškozené mezenchymální tkáně a jejich přítomnost pomáhá s hojením poškozených tkání.
- Stimulace tvorby kolagenních vláken II. typu. Ty zase poskytují strukturální podporu pro rychlejší proces rekonvalescence.
Zvýšenou expresi kolagenních proteinů si můžeme ukázat na obrázku níže, v bílých sloupcích jsou subjekty vystavené fotobiomodulační terapii, černé sloupce značí skupinu bez terapie. Levý sloupec představuje měřítko od 0 do 1 % (převzato z publikace Akamatsu F. et al., 2021):
Jednou z nejnovějších publikací je review preklinických studií ze začátku roku 2022, do kterého bylo zahrnuto celkem 22 dosud provedených studií, které se zabývaly vlivem fotobiomodulační terapie na tendinopatii, bolestivým onemocněním šlachy, které patří mezi nejčastější zranění mezi sportovci (Alzyoud J. et al., 2022).
Vědci konstatovali, že terapie červeným a infračerveným světlem opravdu může být potenciálně zajímavým instrumentem jako podpůrný způsob rekonvalescence, stále má však před sebou kus cesty. Napříč studiemi se totiž značně odlišuje způsob využití: (1) liší se použité vlnové délky, (2) energie použitého záření a (3) způsob vyhodnocení účinnosti.
Co si z toho vzít?
Terapie červeným a infračerveným světlem je zajímavým nástrojem, který nachází své využití také v rámci rekonvalescence po zranění. Celá řada vědeckých experimentů provedených na zvířecích subjektech ukazuje, že zvlášť použití blízkého infračerveného záření se zdá být účinné ve snížení prozánětlivého prostředí a v podpoře produkce vlastního kolagenu. Ačkoliv na základě dosud provedených studií stále nelze fotobiomodulační terapii považovat jako rutinní prostředek k podpoře rekonvalescence po zranění, existují četné vědecké důkazy, na kterých lze do budoucna stavět.
Zdroje:
DE JESUS, Julio Fernandes, Diva Denelle SPADACCI-MORENA, Nayra Deise DOS ANJOS RABELO, Carlos Eduardo PINFILDI, Thiago Yukio FUKUDA a Helio PLAPLER. Low-level laser therapy in IL-1β, COX-2, and PGE2 modulation in partially injured Achilles tendon. Lasers in Medical Science [online]. 2015, 30(1), 153-158
AILIOAIE, Laura Marinela a Gerhard LITSCHER. Photobiomodulation and Sports: Results of a Narrative Review. Life [online]. 2021, 11(12)
ALZYOUD, Jihad A.M., Samya A. OMOUSH a Aiman AL-QTAITAT. Photobiomodulation for Tendinopathy: A Review of Preclinical Studies. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery [online]. 2022, 40(6), 370-377
YAMADA, Eloá F., Franciane BOBINSKI, Daniel F. MARTINS, Juliete PALANDI, Vanderlei FOLMER a Morgana D. DA SILVA. Photobiomodulation therapy in knee osteoarthritis reduces oxidative stress and inflammatory cytokines in rats. Journal of Biophotonics [online]. 2020, 13(1)
GENDRON, Denis J. Michael R. HAMBLIN. Applications of Photobiomodulation Therapy to Musculoskeletal Disorders and Osteoarthritis with Particular Relevance to Canada. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery [online]. 2019, 37(7), 408-420
GOMES, Cid André Fidelis de Paula, Almir Vieira DIBAI-FILHO, Rodney Capp PALLOTTA, Evela Aparecida Pereira DA SILVA, Anna Cristina de Farias MARQUES, Rodrigo Labat MARCOS a Paulo de Tarso Camillo DE CARVALHO. Effects of low-level laser therapy on the modulation of tissue temperature and hyperalgesia following a partial Achilles tendon injury in rats. Journal of Cosmetic and Laser Therapy. 2017, 19(7), 391-396
AKAMATSU, F. E. Photobiomodulation therapy increases collagen II after tendon experimental injury. Histol Histopathol. 2021, 36(6), 663-674.
Autor článku: Martin Schmiedl