La estimulación luminosa de las mitocondrias ayuda a combatir la diabetes

Índice

• ¿Cómo influye la fotobiomodulación en la salud mitocondrial?
• ¿Cómo puede ayudar la estimulación luminosa a reducir la diabetes?

¿Cómo influye la fotobiomodulación en la salud mitocondrial?

Las mitocondrias proporcionan energía para el metabolismo celular, utilizando oxígeno y glucosa para producir el nucleósido trifosfato de adenosina (ATP), rico en energía. Su producción de ATP disminuye con la edad y las enfermedades. Está establecido que la fotobiomodulación (PBM) con luz de longitud de onda larga entre ~650 y 900 nm que abarca el rango visible hasta el infrarrojo cercano, regula positivamente la producción mitocondrial de ATP y también reduce las especies reactivas de oxígeno. Esta regulación positiva por parte de la fotobiomodulación se conserva en todas las especies.

La luz de longitud de onda más larga es absorbida por la citocromo C oxidasa en la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Esto conduce a un aumento en la actividad de transporte de electrones que aumenta el potencial de membrana mitocondrial y la producción de ATP.

Una regulación positiva inducida por PBM de 670 nm de la producción de ATP por las mitocondrias está marcada en sistemas envejecidos o desafiados donde la producción de ATP ha disminuido. También es más demostrable en regiones de alta actividad metabólica como el sistema nervioso central (SNC). En consecuencia, el ATP que ha disminuido con el envejecimiento puede mejorarse en aproximadamente un 30% en moscas enteras, un 15% en la retina de ratón y un 50% en cerebro de ratón.

Las exposiciones únicas a una luz de 670 nm pueden ser efectivas en 3 horas y pueden tener un impacto de hasta 5 a 7 días. Fundamentalmente, estas mejoras dan como resultado cambios significativos en la señalización de las citoquinas séricas que se transmiten por todo el cuerpo. Este efecto se establece en el tratamiento del cáncer, donde la irradiación específica de un tumor primario puede provocar una reducción de los tumores secundarios ubicados distalmente. Asimismo, se ha demostrado que la PBM de 670 nm aplicada selectivamente a la espalda de ratones produce mejoras en un modelo de enfermedad de Parkinson y en la retina en un modelo de ratón con retinopatía diabética.

¿Cómo puede ayudar la estimulación luminosa a reducir la diabetes?

Se ha demostrado que las mejoras en la producción de ATP se traducen en cambios funcionales positivos. Esto incluye la movilidad y la variedad de capacidades sensoriales y cognitivas en las moscas y una capacidad visual mejorada tanto en modelos animales como en humanos. La generalidad generalizada de estos efectos surge porque las bombas de membrana en las células del SNC consumen grandes cantidades de ATP para mantener el funcionamiento normal independientemente de la modalidad.

También que una PBM de 670 nm mejora la respiración mitocondrial con consecuencias sistémicas, y que una mayor producción de ATP exigirá un mayor consumo de glucosa. Por lo tanto, un nuevo estudio probó la hipótesis de que esto puede ser detectable en cambios en los niveles de glucosa en plasma. La evidencia a favor de esta hipótesis proviene del hallazgo de que la luz puede regular las concentraciones de glucosa circulante en los insectos.

El estudio se realizó examinando el efecto que tiene la PBM de 670 nm sobre los niveles de glucosa en plasma circulante en humanos durante el transcurso de una prueba estándar de tolerancia a la glucosa oral.

Los datos intraparticipantes para el grupo placebo, que compararon los resultados del control con placebo y de la intervención con placebo, no mostraron diferencias en la concentración de glucosa en sangre entre la visita de control y las visitas de intervención.

Este estudio también investigó el efecto de la PBM de 670 nm sobre los picos de glucosa en sangre. La comparación de las intervenciones de PBM de 670 nm y placebo reveló una reducción del 12,1 % en la concentración máxima de glucosa alcanzada, de 10,8 a 9,5 mmol/L. Por separado, el análisis emparejado dentro del grupo de 670 nm dio una reducción del 7,5% en el nivel máximo de glucosa máximo, de 10,3 a 9,5 mmol/L, sin diferencias significativas en el nivel máximo de glucosa alcanzado en el análisis del grupo placebo emparejado.

Estos cambios se obtuvieron con sólo 15 minutos de exposición sobre un área de tejido de 800 cm2, lo que representa ~4% de la superficie de la piel.

En este estudio, los participantes fueron expuestos a PBM de 670 nm 45 minutos antes del consumo de glucosa, y las concentraciones de glucosa en sangre circulante se redujeron significativamente 45 minutos después del consumo, lo que revela que el inicio del efecto es de aproximadamente 1,5 horas. Esta reducción se observó únicamente después de la exposición a la luz local. Sin embargo, se ha demostrado que la PBM de 670 nm tiene un efecto abscopal.

Se comprobó que el cambio de la función mitocondrial local produce cambios mitocondriales en otros órganos distales. Recientemente se ha revelado la posible ruta de señalización por la cual esto puede ocurrir, ya que los ratones expuestos a PBM de 670 nm tienen cambios generalizados y significativos en un gran número de citocinas circulantes que tienen la capacidad de actuar como moléculas de señalización. Alternativamente, se ha argumentado que la sangre contiene mitocondrias respiratorias competentes y libres de células. Estos también podrían desempeñar un papel en el impacto sistémico del PBM local de 670 nm.

La reducción de la glucosa en sangre puede deberse a una mayor oxidación de la glucosa o a un mayor almacenamiento de glucosa en forma de glucógeno. Una mayor oxidación conduciría a una producción elevada de CO2 y puede ser detectable en el aire exhalado. Aquí, EtCO2 aumentó durante todas las pruebas de tolerancia a la glucosa. No se observaron diferencias significativas entre la intervención PBM de 670 nm y la intervención con placebo. Sin embargo, se observó una diferencia significativa en EtCO2 entre la intervención PBM de 670 nm y los resultados de la visita de control de participantes emparejados a lo largo del transcurso.

Este estudio ha demostrado que una sola exposición de 15 minutos a 670 nm reduce significativamente la glucosa en sangre utilizando una prueba estándar de tolerancia a la glucosa oral. También tiene un impacto limitado en el CO2 espirado consistente con una respiración elevada.

Una exposición de 15 minutos a una luz de 670 nm redujo el grado de elevación de la glucosa en sangre después de la ingesta de glucosa en un 27,7%, integrado durante 2 horas después de la prueba de glucosa. El pico máximo de glucosa se redujo en un 7,5%. En consecuencia, la PBM con luz de 670 nm se puede utilizar para reducir los picos de glucosa en sangre después de las comidas.

Si bien la glucosa es un nutriente vital, niveles elevados sostenidos en la sangre inducen inflamación y resistencia a la insulina en las células endoteliales vasculares. Una reducción de la concentración circulante de glucosa después de comer (posprandial) es beneficiosa en personas con alteración de la homeostasis de la glucosa en sangre. Sin embargo, el grado de hiperglucemia posprandial y otras fluctuaciones en los niveles de glucosa en sangre pueden contribuir a la patogénesis de las complicaciones diabéticas.

Las fluctuaciones son más dañinas que la hiperglucemia sostenida, ya que una exposición alta e intermitente a la glucosa aumenta aún más la tasa de apoptosis de las células endoteliales. Por lo tanto, la intervención clínica incluye rutinariamente prácticas para minimizar las fluctuaciones bruscas en los niveles de glucosa en sangre.

Por lo tanto, la PBM de 670 nm disminuye los niveles máximos de glucosa alcanzados después del consumo de glucosa, ofreciendo una intervención para limitar los picos de glucosa. Sin embargo, es importante destacar que este estudio se ha realizado con sujetos sanos normales, no con diabéticos, que sería el siguiente paso para confirmar que la estimulación luminosa de las mitocondrias puede ayudar a mejorar la diabetes.