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La luce rossa migliora la vista

Maggio 23, 2021

La funzionalità dei nostri fantastici amici organelli di origine batterica, i mitocondri, le centrali energetiche delle nostre cellule, influenza il ritmo dell’invecchiamento, in quanto la produzione di ATP declina con l’età.

I fotorecettori presentano un’elevata densità mitocondriale, ed in particolare i coni, che hanno una grande richiesta energetica e mediano la visione dei colori.

La retina invecchia più velocemente rispetto agli altri organi, non solo a causa dell’elevato tasso metabolico, ma anche a causa dell’esposizione a luci artificiali che presentano un picco sulla lunghezza d’onda del blu. Con l’invecchiamento si è osservato fino a un 70% di riduzione nella produzione di ATP e un declino nella funzionalità dei fotorecettori.

A 70 anni di età si ha una riduzione del 30% dei bastoncelli centrali e i coni presentano una funzionalità ridotta; l’invecchiamento è parzialmente controllato dal metabolismo cellulare regolato dai mitocondri, che producono ATP per alimentare energeticamente la cellula. Quando la funzionalità mitocondriale declina, si ha una riduzione di ATP e del potenziale di membrana, con il conseguente incremento nella produzione di specie reattive dell’ossigeno, che vanno di pari passo con l’infiammazione sistemica e attivano la segnalazione relativa alla morte cellulare.

I mitocondri hanno un assorbimento luminoso specifico che influenza la loro performance. Le onde più lunghe che vanno da 650 a 1000 nm migliorano l’attività dei complessi mitocondriali, il potenziale di membrana e la produzione di ATP.

In un recentissimo studio, è stata utilizzata luce rossa a 670 nm per migliorare la performance dei fotorecettori con valutazioni di tipo psicofisico in soggetti dai 28 ai 72 anni.

I coni sono localizzati nella parte centrale della retina (fovea) e sono deputati alla percezione dei colori (funzione fotopica) e alla visione distinta. Esistono tre tipi di coni, rispettivamente per il rosso, il verde e il blu; mediamente sono 6,3-6,4 milioni.

I bastoncelli, invece, si concentrano nella zona periferica della retina, sono assai più numerosi (mediamente 120 milioni) e intervengono nella visione notturna (funzione scotopica). 

La funzionalità dei coni e dei bastoncelli subisce un declino significativo a partire dai 40 anni, e la luce rossa ha mostrato miglioramenti significativi nei soggetti a partire da questa età in termini di sensibilità al contrasto di colore, principalmente per l’asse visivo blu (tritano), noto rivelatore della vulnerabilità mitocondriale.

I miglioramenti indotti dalla luce sulla funzionalità mitocondriale sono associati all’incremento del potenziale di membrana e alla produzione di ATP. Inoltre, la luce a rossa e infrarossa può migliorare la funzionalità della retina e del sistema nervoso centrale che ha subito un declino con l’età o tramite danneggiamento mitocondriale.

Nello studio, l’asse visivo rosso (protano) è migliorato, ma non significativamente. La soglia dei bastoncelli è migliorata significativamente nei soggetti in età superiore ai 40 anni. Utilizzare le lunghezze d’onda specifiche per migliorare la performance mitocondriale è quindi cruciale per moderare i processi di invecchiamento in questi tessuti metabolicamente molto attivi.

I ricercatori hanno riscontrato che osservare la luce rossa per 3 minuti al giorno può migliorare significativamente la vista, gettando le basi per una terapia domiciliare economica ed efficace che può aiutare milioni di persone in tutto il mondo. 

Per lo studio, sono stati arruolati 24 soggetti (12 maschi e 12 femmine), tra i 28 e 72anni, senza malattie oculari. 

Tutti gli occhi dei partecipanti sono stati testati per la sensibilità dei coni e dei bastoncelli all’inizio dello studio. La funzionalità dei bastoncelli è stata misurata in occhi adattati al buio (con pupille dilatate) chiedendo ai partecipanti di rilevare deboli segnali luminosi, e la funzionalità dei coni è stata testata identificando lettere colorate con contrasto molto basso e sfuocate.

A tutti i partecipanti è stata fornita una torcia a LED a luce rossa e gli è stato chiesto di guardarla per 3 minuti al giorno per 2 settimane. Successivamente sono stati ritestati per valutare la sensibilità dei coni e dei bastoncelli.

I ricercatori hanno osservato che la luce rossa non ha impatto sugli individui più giovani, ma a partire dai 40 anni di età vi sono dei miglioramenti significativi.

La sensibilità è migliorata di circa un 22% nei soggetti più anziani relativamente alla parte blu dello spettro (tritano), che è quella più vulnerabile all’invecchiamento.

Il sistema tritano è parzialmente basato sulla funzionalità dei coni sensibili a lunghezze d’onda più corte. Queste cellule sono relativamente fragili e soffrono disproporzionalmente durante l’invecchiamento e a fronte di malattie come il diabete.

Ricordiamo che le lunghezze d’onda più corte sono relative a frequenze maggiori e quindi più energetiche, che si rivelano maggiormente stressanti per i tessuti bersaglio.

Inoltre, i coni S contengono meno mitocondri e si affidano maggiormente alla glicolisi per la produzione di ATP. Questo può incrementare il loro tasso di invecchiamento. Il maggior miglioramento nella funzione del tritano rispetto al protano, è probabilmente imputabile ad un minor margine di errore nella funzionalità mitocondriale dei coni S a causa del loro numero ridotto. Quindi, la luce rossa può avere un impatto maggiore su di loro. Tuttavia anche il sistema protano è migliorato (di circa un 10%) nei soggetti più anziani, anche se in maniera non statisticamente significativa.

Anche la sensibilità dei bastoncelli è migliorata significativamente nei soggetti più anziani, nonostante il loro numero è ridotto con l’avanzare dell’età.

La capacità di migliorare la funzionalità dei coni è molto importante perché queste cellule, contrariamente ai bastoncelli, non muoiono con l’età in tutti i primati, incluso l’uomo. I coni blu, che condividono markers molecolari con i bastoncelli, hanno una spiccata vulnerabilità. 

I coni sopravvivono, nonostante la funzionalità ridotta, e la possibilità di fornire carburante fresco rappresenta un fattore positivo sul miglioramento della vista, e l’importanza è ulteriormente evidenziata dal fatto che la nostra società si affida all’illuminazione artificiale, inficiando l’adattamento della retina a condizioni di buio completo. Quindi, i bastoncelli rimangono normalmente saturati; in questo ambiente, la vista diventa dipendente dai coni praticamente a qualsiasi ora del giorno.

Occorre anche puntualizzare che la fotobiomodulazione ha diversi impatti a seconda del momento della giornata, confermando ancora una volta l’importanza del rispetto dei ritmi circadiani. Queste differenze temporali sono legate allo stato variabile dei mitocondri nelle 24 ore, in cui l’attività dei complessi e della produzione di ATP variano in maniera marcata.

Presumibilmente, l’assorbimento relativo alla luce rossa e infrarossa è efficace quando i mitocondri non stanno lavorando al massimo, ma hanno capacità di riserva nei complessi enzimatici e nella produzione energetica. Quando l’attività mitocondriale ha un picco, invece, l’esposizione alla luce appare inefficace.

I ricercatori hanno definito l’esposizione alla luce rossa come una ricarica del sistema energetico che ha subito un declino nelle cellule della retina.

La tecnologia è semplice e sicura, e la luce rossa profonda è assorbita dai mitocondri che forniscono energia per la funzionalità cellulare.

In parole povere, la luce rossa è in grado di migliorare significativamente la vista!

Riferimenti:

  1. https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200629120241.htm
  2. Glen Jeffery, Magella Neveu, Victor Chong, Chris Hogg, Sobha Sivaprasad, Manjot Grewal, Harpreet Shinhmar. Optically improved mitochondrial function redeems aged human visual declineThe Journals of Gerontology: Series A, 2020; DOI: 10.1093/gerona/glaa155
  3. https://www.iapb.it/fotorecettori-coni-e-bastoncelli/

Alessio Angeleri

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