Stárnutí je spojeno s úbytkem buněk a sníženou funkcí, částečně zprostředkované mitochondriálním kompromisem. Stárnoucí mitochondriální funkce je však korigována blízkým infračerveným světlem (670 nm), které zlepšuje jejich membránový potenciál a produkci adenosintrifosfátu a také snižuje záněty související s věkem.
Studie naznačují, že světlo o vlnové délce 670 nm může významně zlepšit funkci sítnice ve stáří, možná tím, že poskytuje další produkci adenosintrifosfátu pro fotoreceptorové iontové pumpy nebo snižuje zánět způsobený stárnutím. To může mít důsledky pro léčbu stárnutí sítnice a onemocnění sítnice související s věkem, jako je makulární degenerace.
Pouhé tři minuty vystavení temně červenému světlu jednou týdně, když je dodáváno ráno, mohou výrazně zlepšit zhoršující se zrak, zjistila nová průkopnická studie vědců UCL ( UCL Institute of Oftalmology).
Stručně řečeno, výzkumníci zjistili, že došlo v průměru k 17% zlepšení barevného kontrastního vidění účastníků, když byli ráno vystaveni 3 minutám 670 nanometrů (dlouhá vlnová délka) tmavě červenému světlu a účinky této jediné expozice trvaly nejméně týden. Když však byl stejný test proveden odpoledne, nebylo pozorováno žádné zlepšení.
Vědci tvrdí, že přínosy tmavě červeného světla, zdůrazněné zjištěními, znamenají průlom pro zdraví očí a měly by vést k cenově dostupným domácím očním terapiím, které pomohou milionům lidí na celém světě s přirozeně se zhoršujícím zrakem.
Vedoucí autor, profesor Glen Jeffery (UCL Institute of Oftalmology), řekl: „Ukazujeme, že jedna jediná ranní expozice dlouhovlnnému tmavě červenému světlu může výrazně zlepšit zhoršující se vidění, což je hlavní problém zdraví a pohody, který postihuje miliony lidí na celém světě.
„Tato jednoduchá intervence aplikovaná na úrovni populace by významně ovlivnila kvalitu života lidí stárnoucích a pravděpodobně by vedla ke snížení sociálních nákladů, které vyplývají z problémů spojených se sníženým zrakem.“
U lidí kolem 40 let začnou buňky v sítnici oka stárnout a tempo tohoto stárnutí je částečně způsobeno tím, že začnou klesat i mitochondrie buňky, jejichž úlohou je produkovat energii (známou jako ATP) a posilovat buněčnou funkci.
Mitochondriální hustota je největší ve fotoreceptorových buňkách sítnice, které mají vysoké energetické nároky. Výsledkem je, že sítnice stárne rychleji než jiné orgány, se 70% snížením ATP v průběhu života, což způsobuje významný pokles funkce fotoreceptorů, protože jim chybí energie k plnění jejich normální role.
Jak to všechno funguje?
Mitochondrie jsou přítomny v každé buňce lidského těla, přičemž v mnoha buňkách se nachází více mitochondrií.
Mitochondrie hrají klíčovou roli v regulaci procesu stárnutí. Když klesá jejich membránový potenciál a funkce, snižuje se produkce adenosintrifosfátu (ATP), což vede k poklesu dostupné energie pro buňku. Tento pokles energie způsobuje zhoršení buněčného zdraví a nakonec buněčnou smrt. To je obzvláště patrné v centrálním nervovém systému, kde během stárnutí dochází k významným strukturálním a funkčním změnám.
Během let bylo provedeno mnoho výzkumů zaměřených na zpomalení těchto buněčných změn, a tím i procesu stárnutí, s cílem zlepšit kvalitu života ve stáří.
Od genetických manipulací přes změny ve stravování, užívání léčiv a antioxidantů až po zvýšení pohybové aktivity a snížení kardiovaskulárních rizikových faktorů – všechny tyto přístupy se snažily prodloužit život a snížit negativní dopady stárnutí.
V poslední době bylo zjištěno, že fotobiomodulace, tedy aplikace červeného až infračerveného světla (λ = 600–1000 nm) na tělesné tkáně, dokáže ovlivnit průběh stárnutí. Tyto vlnové délky jsou absorbovány cytochrom c oxidázou, což je enzym omezující rychlost mitochondriální respirace. Dochází k jeho aktivaci, zvýšení membránového potenciálu mitochondrií a následnému nárůstu produkce ATP.
Přesné mechanismy fotobiomodulace nejsou dosud zcela objasněny. Je sice prokázáno, že zlepšuje mitochondriální a fyziologické funkce, avšak samotné zvýšení produkce ATP pravděpodobně není hlavním faktorem fyziologických zlepšení, jelikož tento efekt bývá pouze dočasný. Pravděpodobně se tedy jedná o komplexní kaskádu signálů mezi mitochondriemi a dalšími buněčnými strukturami, včetně jádra a endoplazmatického retikula, která má dlouhodobý vliv na metabolismus a přináší trvalejší pozitivní změny.
Existují důkazy, že změny ve funkci mitochondrií v jedné části těla mohou ovlivnit mitochondrie v jiných oblastech. Bylo například zaznamenáno zlepšení očních onemocnění po fotobiomodulační terapii aplikované mimo oblast očí. Nicméně dostupná data jsou v této oblasti zatím omezená.
Závěrem lze říci, že fotobiomodulace prokazatelně ovlivňuje proces stárnutí v centrálním nervovém systému tím, že zlepšuje přežití a funkci neuronů a snižuje gliózu a záněty. Tyto laboratorní výsledky mají velký potenciál pro klinické využití, aby se zjistilo, zda tato metoda skutečně zpomaluje stárnutí u lidí. Mezi hlavní výhody fotobiomodulační terapie patří její cenová dostupnost a bezpečnost, protože ji lze aplikovat pomocí komerčně dostupných světelných zařízení s energiemi v bezpečném rozsahu pro člověka. Navíc se jedná o potenciální klinickou metodu pro případy, kde dosud neexistují efektivní alternativy.
Studie: