シトクロムcオキシダーゼ（COX）のような光感受性受容体は、低レベルレーザー療法（LLLT）中に光エネルギーの主要な細胞アンテナとして機能します。ミトコンドリアがCOX酵素を介して赤色または近赤外線の光を吸収すると、一酸化窒素（NO）を放出し、アデノシン三リン酸（ATP）の合成を著しく加速する光化学カスケードが誘発されます。
LLLTは非熱的生体刺激の原理に基づいています。熱を使用して変化を引き起こすのではなく、光子エネルギーを生化学的燃料に変換し、細胞内電位を変化させて組織修復を促進し、炎症を軽減します。
生体刺激のメカニズム
光から生物学的作用への変換は、細胞の発電所であるミトコンドリア内で発生します。このプロセスは、特定の酵素と化学的シフトに依存しています。
シトクロムcオキシダーゼ（COX）の役割
COXは、ミトコンドリア内の光感受性受容体として機能する特定の酵素です。赤色および近赤外線スペクトルに特異的に光を吸収するように調整されています。
一酸化窒素（NO）の放出
この光エネルギーを吸収すると、COXは光化学反応を誘発します。重要な即時結果は、一酸化窒素（NO）の放出が促進されることです。
細胞燃料（ATP）の増加
同時に、この反応はアデノシン三リン酸（ATP）の合成の増加を促進します。ATPは細胞の基本的なエネルギー通貨単位であり、ほぼすべての生物学的機能にエネルギーを供給します。
細胞環境の変化
ATPの増加とNOの放出は、細胞内レドックス電位の変化につながります。さらに、これらの変化は細胞内のイオン濃度に影響を与え、より高い活動に最適化された代謝環境を作り出します。
化学から臨床的利益への翻訳
ミトコンドリア内の化学的変化は孤立したままではなく、具体的な生理学的効果へと連鎖します。
組織修復の加速
ATPの急増は、細胞が再生するために必要なエネルギーを提供します。この改善された代謝状態は、組織修復プロセスを直接加速します。
疼痛と炎症の管理
COX活性化によって誘発される生化学的シフトは、炎症を抑制するのに役立ちます。さらに、これらの変化は明確な鎮痛効果をもたらし、この療法を疼痛管理に効果的にします。
区別の理解：非熱的効果
LLLTのメカニズムと他のレーザーアプリケーションを区別することは重要です。
生体刺激対破壊
LLLTは非熱的生体刺激を誘発します。組織を切断したり血液を凝固させたりするために使用される高強度レーザーとは異なり、LLLTは熱発生に依存しません。
エネルギー密度
「低レベル」という名称は、エネルギー密度が比較的低いことを示しています。目標は、熱伝達による組織損傷なしに、生物学的機械（COXおよびミトコンドリア）を刺激することです。
目標に合わせた適切な選択
LLLTの原則を適用する際には、基本的な細胞メカニズムを理解することが、特定の臨床結果をターゲットにするのに役立ちます。
- 主な焦点が組織再生の場合：ATP合成経路をターゲットにして、加速された細胞修復と回復に必要なエネルギーを提供します。
- 主な焦点が疼痛管理の場合：炎症を抑制し、レドックス電位を変化させる療法の能力を活用して、鎮痛効果をもたらします。
COX酵素をターゲットにすることで、細胞エンジンを内側から外側へと修復するように効果的にオンにすることができます。
概要表：
| 生物学的構成要素 | 光生物調節における役割 | 主な効果 |
|---|---|---|
| シトクロムcオキシダーゼ | 光感受性受容体 | 赤色/近赤外線を吸収してエネルギー生成を開始します。 |
| 一酸化窒素（NO） | 光化学生成物 | 光吸収時に放出され、血流と細胞シグナル伝達を改善します。 |
| ATP | 細胞燃料 | 迅速な組織再生に必要なエネルギーを提供するために合成が加速されます。 |
| レドックス電位 | 細胞内環境 | 代謝促進状態にシフトし、炎症を軽減し、疼痛を管理します。 |
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参考文献
- Majid Monajjemi, Fatemeh Mollaamin. An Overview on Low-Level Laser Therapy (LLLT) & Cooling Laser Therapy (C.L.T.) in Medical Engineering. DOI: 10.33263/briac125.61846195
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .
