什么是光生物调节疗法？

光在医学中的应用已有多年历史，例如用于皮肤疾病的紫外线和激光手术。近年来，研究人员发现特定波长的红光和近红外光可以影响细胞功能并支持愈合。这构成了光生物调节疗法（Photobiomodulation Therapy, PBMT）的基础，这是一种非侵入性治疗，最早在20世纪60年代被探索用于伤口愈合。

PBMT最初研究的是其加速组织修复的能力。此后，它发展成为一种更广泛的疗法，用于疼痛缓解、肌肉恢复、炎症减少和神经支持。随着研究人员继续研究PBMT的工作机制，其在医疗保健中的潜在用途越来越明显。

光生物调节疗法如何工作？

PBMT使用红光（600-700 nm）和近红外光（700-1100 nm）穿透组织并与细胞相互作用。当光线到达生物组织时，它可以被反射、散射、透射或吸收。PBMT的治疗效果主要由光吸收驱动，特别是线粒体色素的吸收。

线粒体中的关键光受体是细胞色素c氧化酶（Cox），它是电子传递链中的关键酶。Cox促进电子转移并参与分子氧的还原，增加线粒体膜电位。这一过程增强了腺苷三磷酸（ATP）的生成，ATP是细胞的主要能量载体。

此外，PBMT通过促进环腺苷酸（cAMP）和活性氧（ROS）的生成来影响细胞信号传导，这两者都在细胞代谢和应激反应中发挥作用。

通过增加ATP的可用性和调节细胞信号传导，PBMT促进了细胞修复，减少了炎症，并改善了血液循环。虽然一些理论认为PBMT可能还会影响线粒体界面水层，减少粘度并提高ATP合成酶的效率，但其主要机制仍与线粒体激活有关。

光生物调节与红光疗法

尽管PBMT和红光疗法（RLT）都使用光来刺激生物过程，但它们在波长范围、穿透深度和医疗应用方面有所不同。

RLT主要使用波长在600到700 nm之间的红光，可以穿透到组织深处达2厘米。这使其适合表面层次的治疗，尤其是在皮肤病学中。RLT已被证明可以刺激胶原蛋白的生成，增强皮肤弹性，并减少炎症，因此在治疗痤疮、细纹、皱纹和其他光老化迹象方面非常有效。

它还可以通过促进角质形成细胞迁移和改善局部血液循环来支持伤口愈合。皮肤科医生历来使用RLT治疗不需要深层组织穿透的情况。

PBMT结合了红光和近红外光，能够深入肌肉、关节和神经，使其具有比RLT更广泛的治疗范围，后者仅针对表层组织。因此，PBMT更多地用于临床环境中，以治疗肌肉骨骼疼痛、恢复、炎症和神经保护。

包括脊椎按摩师、物理治疗师和运动医学专家在内的医疗专业人员将PBMT作为治疗和康复方案的一部分。

PBMT在FDA批准的应用方面比RLT多，特别是在疼痛管理、组织修复和肌肉骨骼疾病方面。虽然许多RLT设备被宣传为一般健康或美容益处，但许多缺乏FDA对特定临床适应症的批准。在某些情况下，关于穿透深度和治疗效果的声明没有经过同行评审数据的支持。

为了使PBMT有效，设备必须提供精确控制的剂量，使用多种波长以针对不同组织深度，并在足以诱导生物学反应而不会引起热损伤的功率水平下运行。

PBMT的主要应用

疼痛管理

PBMT在关节炎、运动损伤和慢性疼痛等病症中表现出显著的止痛效果。它破坏细胞骨架和微管结构，可以阻断神经元去极化，限制传入疼痛信号的传递，并减少促炎细胞因子的运输。这些机制有助于缓解与神经病理性疾病、化疗引起的疼痛、颈部疼痛和脊髓损伤相关的疼痛。

最近的一项研究由Tsai等人介绍了一种名为“Optianesthesia”的方法，探讨了经颅PBMT作为药物麻醉辅助手段的可能性。研究结果表明，PBMT可以调节脑电波模式，减少癫痫发作活动，并增强麻醉效果。这为疼痛缓解提供了一种非侵入性替代方案。此外，PBMT可能在睡眠期间支持脑脊液（CSF）清除，从而减少神经炎症并改善疼痛管理。

伤口愈合和炎症减少

PBMT通过影响细胞信号传导、基因表达和表观遗传修饰来加速伤口愈合和减少炎症。它通过改变组蛋白乙酰化和DNA甲基化，激活关键蛋白质如CBP p300和mTOR，从而驱动细胞增殖和修复。

此外，PBMT减少了甲基-CpG结合域蛋白（MBD2），促进了从早期迁移阶段到后期分化阶段的过渡，确保有效的组织愈合。

除了伤口修复外，PBMT还调节涉及炎症减少和细胞存活的细胞内途径。它激活关键信号蛋白，包括信号转导子和转录激活子3（STAT3）、细胞外信号调节激酶（ERK）、c-Jun N末端激酶（JNK）、p70核糖体蛋白S6激酶（p70S6K）和蛋白激酶B（Akt）。这些蛋白质有助于控制炎症，增强细胞代谢，并促进组织再生。

Cardoso等人的研究表明，PBMT改善了细胞间通讯和葡萄糖代谢，特别有益于慢性伤口和与年龄相关的细胞功能障碍。

神经学益处

PBMT在神经学应用中显示出潜力，特别是在阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和认知增强方面。其一个关键机制是神经振荡的调节，这对大脑功能至关重要。在PD中，皮质-基底节回路中受损的伽马振荡导致运动功能障碍，包括震颤。

Halje等人的一项研究表明，经颅PBMT可以调节伽马振荡，可能改善运动症状。初步研究结果表明，使用基于LED的颅部设备后，超过一半的PD患者症状有所改善，但仍需更大规模的临床试验进行确认。

在阿尔茨海默病中，PBMT可能对淀粉样β病理有直接影响。Yuan等人的最新研究表明，淀粉样β蛋白具有光学吸收特性，可能与PBMT相互作用，影响蛋白质聚集和清除。此外，PBMT与改善睡眠调节有关，这对神经退行性疾病至关重要。

体育和肌肉恢复

PBMT广泛用于体育和肌肉恢复，以加速愈合、减少疲劳并提高表现。Ferraresi等人的研究表明，PBMT增加了肌肉组织中的ATP合成和基质金属蛋白酶活性，其最大效应发生在治疗后3至6小时，并持续长达24小时。

此外，Rochkind及其同事报告称，PBMT增强了肌酸激酶活性和乙酰胆碱受体（AChR）水平，两者在肌肉收缩和能量代谢中起着重要作用。这些生化变化有助于维持高能磷酸盐储备，从而加快肌肉修复并提高耐力。因此，PBMT已成为运动员和健身专业人士寻求快速恢复和提高身体表现的重要工具。

护肤和抗衰老

PBMT通过影响细胞自荧光和代谢来刺激胶原蛋白的生成和皮肤再生。它与类黄酮、芳香族氨基酸、脂褐素和晚期糖基化终产物等光吸收分子相互作用，增强细胞修复、弹性和皱纹减少。

PBMT还触发表观遗传变化，加速角质形成细胞迁移和分化，实现皮肤更新。通过调节ROS和生物光子释放，它减少氧化应激，成为一种非侵入性的有效抗衰老疗法，使皮肤更健康、更年轻。

(全文结束)