Červené a blízké infračervené světlo

Gamechanger ve světě sportu?

RED a NIR světlo

Vliv světla na zdraví je nezpochybnitelný. Důležitost vlivu modrého světla na cirkadiánní rytmus a ultrafialového záření na produkci vitaminu D a oxidu dusnatého je všeobecně známý. Nicméně, červené (RED) a blízké infračervené světlo (NIR) je záření, které si též zaslouží velkou pozornost. Nejen u sportovců.

Podle Journal of Biophotonics by mohlo být použití RED a NIR světla potenciálně bráno jako „doping“ zvyšující výkon.

Fotobiomodulace

Ve vědecké literatuře se použití RED a NIR nazývá fotobiomodulace (PBM- Photobiomodulation) nebo také nízkoúrovňová laserová (světelná) terapie (LLLT — Low-level laser [light]therapy).

Fotobiomudulace popisuje použití RED a NIR světla ke stimulaci, hojení a regeneraci poškozené tkáně. Existují stovky studií jak může PBM zrychlit regeneraci a zvýšit fyzický výkon u sportovců. [1]

Jednou z nejlevnějších možností je využití panelů s LED diodami. Nejčastěji se využívají diody o vlnových délkách 630, 660, 850 a 880nm.

K panelům pro PBM se ještě vrátím později.

Mechanismus fotobiomodulace

Většina vlnových délek světla (ultrafialové, modré, zelené, červené) jsou absorbovány ve vnějších vrstvách kůže a pokožkou vůbec neproniká. Blízké infračervené světlo je naopak schopné významně proniknout kůží.

Červené a blízké infračervené světlo je schopné vyvolat významné fyziologické změny uvnitř tkáně. Podle moderních znalostí červené světlo uvnitř buněk aktivuje mitochondriální enzym cytochrom c oxidázu (COX), čímž zlepšuje mitochondriální funkci. Konkrétně mitochondriální dýchání a spotřebu kyslíku.[2]

Mitochondrie plní funkci produkce buněčné energie zvané “ATP”.

Tento proces buněčného metabolismu vede k dalším změnám ve funkci buněk např. produkce růstového faktoru a buněčné proliferaci, modulaci hladin cytokinů a zánětlivých mediátorů [3]

Zjednodušeně řečeno, zlepšuje aktivitu buněk a mitochondrií, reguluje mechanismus tvorby buněčné energie a potlačuje zánětlivou reakci.

Důležitou roli v tomto procesu hraje NO (Oxid dusnatý). NO je přirozená molekula tvořena buňkami při buněčném stresu, která má zásadní význam pro zdraví a částečně pro zvýšení průtoku krve. Co však může být nežádoucím vedlejším účinkem je, že vazba NO na cytochrom c oxidázu vytlačí molekulu kyslíku a tím inhibuje mitochondriální dýchání. Tato reakce může způsobit nedostatečnou tvorbu ATP.

Naštěstí se ukazuje, že červené a blízké infračervené světlo uvolňuje NO z COXu, což vede k jeho uvolnění z mitochondrií zpět do oběhu s příznivými účinky na průtok krve.

To je však pouze jeden z mechanismů. Existuje několik mechanismů působení PBM na svalovou tkáň a následně ke zlepšení sportovního výkonu.

Zvýšení energetického metabolismu a syntézy ATP
Stimulace obrany proti oxidačnímu stresu
Prevence a náprava poškozených svalů
Možné zvýšení vzrušivosti svalových vláken
Modulace genové exprese aktivací transkripčních faktorů [1]

Sluneční světlo x červené světlo

Sluneční světlo obsahuje celé spektrum vlnových délek, které poskytují zdravotní benefity a bezpochyby souvisí s lepším zdravím. Některé epidemiologické studie prezentují korelaci mezi vystavením slunečnímu záření a nízké zeměpisné šířce se zlepšeným zdravím, např. snížená úmrtnost, nižší hladiny cholesterolu a nižší výskyt rakoviny.

Nicméně sluneční světlo také obsahuje škodlivé UV záření a modré světlo, které snižuje jeho výhody.
Zatímco červené světlo má tendenci zlepšovat mitochondriální funkci, vysoká intenzita modrého světla a UV záření může mitochondrie poškodit vyvoláním oxidačního stresu.

Oxidační stres je spojen s produkcí reaktivních forem kyslíku které poškozují buňky a jsou spojeny s jejich předčasným stárnutím a zánikem. Pro některé děje v organismu jsou tyto reaktivní formy nezbytné jako signální molekuly buněčné regulace, ale velké množství těchto kyslíkových radikálů narušuje struktury buněk.

Využití PBM v tréninkovém procesu

Vytrvalostní cvičení a cvičení s nízkou intenzitou podporuje větší příjem energie z aerobního metabolismu, stimuluje svalová vlákna k rozvoji více mitochondrií a zvyšuje jejich hustotu. Zvětšuje velikost již existujících mitochondrií, zvyšuje syntézu ATP a odolnost proti svalové únavě při cvičení.

Oxidační kapacita svalových vláken je přímo úměrná jejich mitochondriální hustotě. Vytrvalostní cvičení je samo o sobě silným stimulem k podpoře mitochondriální biogeneze (tvorbě nových mitochondrií). Když se k účinkům vytrvalostního tréninku na mitochondrie přidá PBM, lze adaptivní proces zvýšit. Větší a funkčnější mitochondrie (vyšší enzymatická aktivita) mohou během cvičení zajistit vysokou úroveň buněčného dýchání a syntézu ATP [ 4, 5], což zvyšuje spotřebu kyslíku a snižuje svalovou únavu [ 11 ].

Silový trénink a cvičení s vysokou intenzitou podporuje větší příjem energie z anaerobního metabolismu, zvyšuje průřezovou plochu svalu (hypertrofie), upravuje kontraktilní vlastnosti svalu, zvyšuje využití většího množství svalových motorických jednotek při činnosti a vede k rozvoji svalové síly.

Fotobiomodulace může zvýšit svalový výkon a snížit únavu několika mechanismy. Jedním z nich je právě zvýšení mitochondriální aktivity a poskytování vyšší úrovně syntézy ATP.

PBM se používá k urychlení metabolických a strukturálních změn ve svalu s cílem předcházet nebo snižovat svalovou únavu.

Pro sportovce je neméně důležitý efekt posílení krevních kapilár, které podporují krevní oběh, zásobení pracujících svalů kyslíkem a detoxifikaci organismu.

Další benefity RED a NIR

Systémový protizánětlivý účinek — I pouze částečné ozáření těla má systémové účinky, které se zdají být přenášeny hlavně krevním oběhem.

Subjektům, které byli ozářeni RED a NIR v dolní části zad, byla odebrána krev před a po expozici světlem.

Prozánětlivé cytokiny ( TNF-α, IL-6, and IFN-γ) subjektů byly dramaticky sníženy. Obzvlášť u subjektů s původně vysokými hodnotami. Pokles hodnot byl v průměru 34, 12 a 1,5krát. Rovněž se zvýšily koncentrace protizánětlivých cytokinů. [6]

Využití světla tak může být důležitým mechanismem protizánětlivých účinků.

Spánek — Osvětlení červeným světlem pozitivně ovlivnilo subjektivní vnímání kvality spánku i sérové hladiny melatoninu. Bylo pozorováno zlepšení kvality spánku, latence i dobu spánku. [7]

Spánek má zásadní vliv na regeneraci, mentální funkce a podávání špičkových sportovních výkonů. Proto může být pozitivní vliv RED a NIR nezbytnou součástí profesionální přípravy všech sportovců. (Více o spánku doporučuji knihu – Proč spíme)

Zranění a poškození svalů— Mnoho studií zahrnující LLLT ukázalo, že terapie zlepšuje proces hojení a regeneraci tkání. Opět díky zvýšené mitochondriální činnosti a proliferaci buněk. [8]

Poškození svalu je narušení myofibril, což je proces doprovázený zánětem v místě poranění a ztrátou kontraktilní funkce. Studie experimentálních modelů ukázaly, že LLLT zvyšuje tvorbu nových myofibril, které vyplňují mezeru ve svalovém poranění a obnovují kontraktilní vlastnosti svalu. [9]

a mnoho dalších např.:

Anti-Aging -Zpomalení stárnutí, díky obnově a správné funkčnosti buněk, zlepšením respiračních vlastností buňky.

Kognitivní funkce a psychika — Zlepšená funkce mozku díky regulaci BDNF a zvýšenému průtoku krve. Zlepšená paměť a vizuální reakční rychlost.

Zdravá pokožka — Lepší vzhled pokožky díky zlepšené tvorbě kolagenu a elastinu.

Zdraví očí — Zlepšená zraková ostrost v 95% případů trpících makulární degenerací. [10]

BDNF je protein nacházející se v nervovém systému, který pomáhá udržovat existující neurony zdravé a podporuje růst nových neuronů a synapsí.

Info

Mito Light

Červené a blízké infračervené světlo má několik variant použití. Ve zdravotnických zařízení se používá RED a NIR světlo nejčastěji ve formě laserů. Mimo zdravotnictví se můžete setkat s používáním zařízení vyzařující RED a NIR světlo převážně ve formě panelů různých velikostí.

Jednou z mála firem na českém trhu zabývající se výrobou a prodejem panelů vyzařujících červené a blízké infračervené světlo je společnost Mito Light.

Panely Mito Light jsou vyrobeny s diodami červeného světla o vlnové délce mezi 620nm a 700nm s vrcholem výkonu na 660nm a blízkého infračerveného záření ve spektru mezi 800–880nm s vrcholem výkonu na 850 nm. Tyto vlnové délky mají prokazatelně nejlepší účinky a jsou velmi efektivní pro podporu nejen výše uvedených benefitů pro sportovce. Jako je zvýšení svalové hmoty po tréninku, redukce zánětu a snížení oxidačního stresu.

Firma Mito Light prodává panely různých velikostí pro potřeby a individuální náročnost každého uživatele. Mezi panely však nabízí i RED a NIR žárovku. Panel je nejlepší volba v možnosti využití světelné terapie pro větší svalové partie, ale možnost využít tuto žárovku a těžit i ze systémových benefitů na organismus popsaných výše, je malou investicí s potenciálně velkým přínosem.

Mimo jiné mají ve svém produktovém repertoáru i brýle blokující modré světlo, na které já nedám dopustit. Modré světlo negativně ovlivňuje vyplavování melatoninu a narušuje kvalitu spánku. Nošení těchto brýlí aspoň 1,5h před spaním, by mělo být součástí života každého z nás.

Fotky: Mitolight.cz

Mé poznatky z užívání RED a NIR

Celé odvětví PBM už nějakou dobu sleduji a dlouho jsem přemýšlel, kde bych RED a NIR panel zakoupil. Nedařilo se mi najít žádnou firmu, která by se tím u nás zabývala a tak jsem zvažoval objednat panel z USA. V tu pravou chvíli přišel obrat, narazil jsem na Mito Light. Jak již jistě tušíte, nyní používám panel právě od Mito Light.

Zakoupil jsem jejich model Mitohacker 2.0 a začal s používáním.

Má procedura probíhá velmi jednoduše. Patnáct minut denně ve vzdálenosti cca 20–30 cm od panelu se nechávám osvítit RED a NIR světlem. Obvykle z rána, kvůli nízké hladině melatoninu a nastartování organismu na celý den. That’s it. 🙂

Za tři měsíce, téměř každodenního používání panelu, mám několik poznatků, o které se s vámi rád podělím.

Spánek

První účinky PBM jsem poznal již po pár dnech používání a to v oblasti spánku. Spánek je jedna z mých předních priorit a snažím se držet svou pravidelnou spánkovou rutinu. Co mě obzvlášť překvapilo, že jsem se začal probouzet 30–45 minut před budíkem se stejnou kvalitou spánku (měřeno Oura ringem) jako obvykle. Tato zvláštnost se zhruba po měsíci dostala do normálu, ale průměrná doba v hlubokém spánku se o několik minut prodloužila.

Aerobní aktivita

Další překvapení nastalo, když jsem si při aerobním tréninku uvědomil, že je moje průměrná tepová frekvence o téměř 10 tepů níž, než jsem byl zvyklý. A to momentálně nejsem v žádné formě, která by pokles tepovky naznačovala. Jsem přesvědčený, že to je díky efektivnější a lepší práci mitochondrií při lehké aktivitě.

Síla a výdrž

Dalším z výraznějších efektů je znát při posilování. Vím, že hodnocení pocitů je velmi subjektivní záležitost a individuální vnímání hraje zásadní roli. Nicméně mám několikaleté zkušenosti z vnímání pocitů při posilování a chuť si dát do těla a schopnost odolávat bolesti je nyní rozhodně zvýšená.

Pokožka

Kůže na částech těla a obličeje, které osvětluji nejvíce, je opravdu hladší a zdravější.

Další benefity samozřejmě vnímám a sbírám o nich data. Tyto informace budu nadále sdílet.

Gamechanger ve sportu?

Upřímně si začínám myslet, že je PBM zatím velmi podceňovaná procedura v přípravě nejen vrcholových sportovců. Benefity pramenící z expozice těla RED a NIR světlu jsou ověřené stovkami studií a jejich přínos je nepopíratelný. Zlepšená schopnost organismu regenerovat po výkonu a využívat fotonickou energii buňkami k tvorbě energie využívanou organismem ke zlepšení sportovních výkonů a budování svalů, může být využívána doslova jako legální “doping” zvyšující výkon.

—–

Pokud vás zaujala terapie červeným světlem, můžete využít slevu 10% na panely a žárovky, při nákupu na

Mito Light, s kódem RED10.

Zdroje

1. Ferraresi, C., Huang, Y. Y., & Hamblin, M. R. (2016). Photobiomodulation in human muscle tissue: an advantage in sports performance?. Journal of biophotonics, 9(11-12), 1273–1299. https://doi.org/10.1002/jbio.201600176

2. de Freitas, L. F., & Hamblin, M. R. (2016). Proposed Mechanisms of Photobiomodulation or Low-Level Light Therapy. IEEE journal of selected topics in quantum electronics : a publication of the IEEE Lasers and Electro-optics Society, 22(3), 7000417. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2016.2561201

3. Prindeze, N. J., Moffatt, L. T., & Shupp, J. W. (2012). Mechanisms of action for light therapy: a review of molecular interactions. Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.), 237(11), 1241–1248. https://doi.org/10.1258/ebm.2012.012180

4. Huang, Y. Y., Chen, A. C., Carroll, J. D., & Hamblin, M. R. (2009). Biphasic dose response in low level light therapy. Dose-response : a publication of International Hormesis Society, 7(4), 358–383. https://doi.org/10.2203/dose-response.09-027.Hamblin

5. Hayworth, C. R., Rojas, J. C., Padilla, E., Holmes, G. M., Sheridan, E. C., & Gonzalez-Lima, F. (2010). In vivo low-level light therapy increases cytochrome oxidase in skeletal muscle. Photochemistry and photobiology, 86(3), 673–680. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2010.00732.x

6. Zhevago, N. A., & Samoilova, K. A. (2006). Pro- and anti-inflammatory cytokine content in human peripheral blood after its transcutaneous (in vivo) and direct (in vitro) irradiation with polychromatic visible and infrared light. Photomedicine and laser surgery, 24(2), 129–139. https://doi.org/10.1089/pho.2006.24.129

7. Zhao, J., Tian, Y., Nie, J., Xu, J., & Liu, D. (2012). Red light and the sleep quality and endurance performance of Chinese female basketball players. Journal of athletic training, 47(6), 673–678. https://doi.org/10.4085/1062-6050-47.6.08

8. Silveira, P. C., Streck, E. L., & Pinho, R. A. (2007). Evaluation of mitochondrial respiratory chain activity in wound healing by low-level laser therapy. Journal of photochemistry and photobiology. B, Biology, 86(3), 279–282. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2006.10.002

9. Ferraresi, C., Hamblin, M. R., & Parizotto, N. A. (2012). Low-level laser (light) therapy (LLLT) on muscle tissue: performance, fatigue and repair benefited by the power of light. Photonics & lasers in medicine, 1(4), 267–286. https://doi.org/10.1515/plm-2012-0032

10. Ivandic, B. T., & Ivandic, T. (2008). Low-level laser therapy improves vision in patients with age-related macular degeneration. Photomedicine and laser surgery, 26(3), 241–245. https://doi.org/10.1089/pho.2007.2132

11. Vieira, W. H., Ferraresi, C., Perez, S. E., Baldissera, V., & Parizotto, N. A. (2012). Effects of low-level laser therapy (808 nm) on isokinetic muscle performance of young women submitted to endurance training: a randomized controlled clinical trial. Lasers in medical science, 27(2), 497–504. https://doi.org/10.1007/s10103-011-0984-0