Der Einsatz der Lasertherapie (LLLT) mit diesen drei neuen Farben ist eine spannende Entwicklung für die Behandlung mitochondrialer Dysfunktion.

Wenn das Laserlicht Wellenlängen aus den rot-grün-violetten Anteilen des Spektrums enthält, werden alle Phasen des mitochondrialen Energieerzeugungsprozesses stimuliert. 

Wie Mitochondrien Energie erzeugen

Jede Zelle im Körper – mit Ausnahme der roten Blutkörperchen – enthält viele Mitochondrien. Diese winzigen Kraftwerke erzeugen Zellenergie durch Adenosintriphosphat (ATP), das nahezu alle wesentlichen Funktionen des Körpers antreibt. Zellen, die mehr Energie benötigen, etwa im Herzen, in der Leber, in den Muskeln und im Gehirn, enthalten mehr Mitochondrien. Leberzellen enthalten ein bis 2.000 Mitochondrien pro Zelle; Jede Herzzelle enthält etwa 5.000 Mitochondrien. Zusätzlich zu den intrazellulären Mitochondrien zirkulieren frei schwebende Mitochondrien im Blutkreislauf.

Der Prozess der Umwandlung von Glukose in ATP findet in der gefalteten Innenmembran jedes Mitochondriums statt. Es beginnt, wenn Glukose aus der Zelle durch die äußere Membran der Struktur in das Mitochondrium gelangt. Die Glukose wird dann in der mitochondrialen Matrix durch den Zitronensäurezyklus (Krebszyklus) zu Abbauprodukten (hauptsächlich Pyruvat) verstoffwechselt. Diese Produkte wandern dann in die innere Membran des Mitochondriums und der Prozess ihrer Umwandlung in ATP beginnt.


Durch eine Reihe von Redoxreaktionen werden die Nährstoffe entlang einer Elektronentransportkette (ETC) durch fünf Proteinkomponenten transportiert. In jeder der ersten vier Stufen entlang der Kette erzeugt der Prozess freie Energie, die schließlich die Phosphorylierung von Adenosindiphosphat (ADP) zu ATP im fünften und letzten Komplex der Kette, der ATP-Synthase, vorantreibt.  

Am Ende wurde ein Glukosemolekül in 36 bis 38 Moleküle ATP umgewandelt, zusammen mit Kohlendioxid und Wasser als Nebenprodukten. 

Mitochondriale Dysfunktion: Störung der Energieproduktion
Wenn die mitochondriale Energieproduktion reibungslos verläuft, verfügt der Körper über ausreichend Energie für normale Funktionen, Wachstum und Anpassung. Wenn der Prozess jedoch gestört wird, kommt es zu einer mitochondrialen Dysfunktion. Das Energieniveau sinkt, der oxidative Stress nimmt zu, die Signalübertragung der Zellen wird gestört und es kommt zu Entzündungen. Der verringerte ATP-Spiegel kann zu Müdigkeit, Überempfindlichkeit und chronischen Schmerzen führen. Eine chronisch beeinträchtigte Mitochondrienfunktion kann sogar zu tödlichem Organversagen führen.

Mitochondriale Dysfunktion tritt auf, wenn die Mitochondrien nicht effizient arbeiten. Zu den grundlegenden Ursachen einer mitochondrialen Dysfunktion gehören: 

Oxidativer Stress. Bei der Energieproduktion in den Mitochondrien entstehen große Mengen freier Radikale, insbesondere reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die den Antioxidantienspiegel überfordern und zu Schäden durch oxidativen Stress, Funktionsstörungen und Entzündungen führen können.

Viruserkrankung. Durch eine Viruserkrankung verursachte mitochondriale Dysfunktion ist eine wesentliche Ursache chronischer Erkrankungen, einschließlich Long-COVID und chronischer EBV (Epstein-Barr-Infektion).  Auch chronische Candida- und Lyme-Borreliose sind nachweislich eine der Hauptursachen für mitochondriale Funktionsstörungen, insbesondere in der Leber.

Mikroorganismen im Allgemeinen können die empfindlichen inneren Strukturen der Mitochondrien schädigen und zu einer erhöhten Produktion freier Radikale und der dadurch verursachten Schadenskaskade führen. Die Mitochondrien können nicht mehr effizient Energie produzieren, was zu chronischer und oft schwerer Müdigkeit führt.

Umweltfaktoren. Die Einwirkung von Umweltgiften wie Schwermetallen, Pestiziden und bestimmten Medikamenten kann die Integrität der äußeren und inneren Mitochondrienmembranen beeinträchtigen. Sie können auch die Enzymaktivität beeinträchtigen und die Replikation und Reparaturmechanismen der mitochondrialen DNA schädigen. Herkömmliche rezeptfreie und verschreibungspflichtige nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente, darunter Aspirin, Ibuprofen, Indomethacin und Diclofenac, können die Elektronentransportkette hemmen und die Mitochondrienfunktion beeinträchtigen.  

Altersbedingte Veränderungen. Mit dem Alter nimmt die Gesamtfunktion der Mitochondrien ab, was zum Teil auf die akkumulierten Schäden durch oxidativen Stress und die verminderte Effizienz der Reparaturmechanismen zurückzuführen ist. Eine altersbedingte mitochondriale Dysfunktion trägt zu altersbedingten Krankheiten und einer Verschlechterung der gesamten Zellfunktion bei.4 

Sitzender Lebensstil. Mangelnde körperliche Aktivität führt zu einer geringeren Produktion oxidativer Enzyme, mehr Schäden durch freie Radikale und einer verringerten Aktivität der Elektronentransportkette.

Stoffwechselstörungen. Prädiabetes, Diabetes, Fettleibigkeit und metabolisches Syndrom können die Mitochondrienfunktion beeinträchtigen, indem sie den Glukoseabbau stören, die Mitochondrienmembranen schädigen und oxidativen Stress und Schäden durch freie Radikale erhöhen.  

Reaktion auf Zellgefahren
Wenn die Mitochondrien aufgrund von Alter, Lebensstil und Stoffwechselstörungen funktionsunfähig werden, arbeiten alle Systeme im Körper, einschließlich des Immunsystems, auf einem suboptimalen Niveau. Ein schlechter Lebensstil, der zu einer suboptimalen Mitochondrienfunktion führt, führt auch zu chronischen Entzündungen auf niedrigem Niveau, die weitere mitochondriale Dysfunktionen und eine sich selbst fortsetzende Schleife aus Müdigkeit und zusätzlichen Schäden verursachen. Wenn dem bereits dysfunktionalen System noch eine Viruserkrankung wie COVID oder RSV hinzukommt, ist das Immunsystem weniger gut für die Bekämpfung gerüstet.  

Wenn eine Krankheit auftritt, wechseln die Mitochondrien in den CDR-Modus (Cell Danger Response). CDR ist definiert als „die evolutionär konservierte Stoffwechselreaktion, die Zellen und Wirte vor Schäden schützt.“ Sie wird durch Begegnungen mit chemischen, physikalischen oder biologischen Bedrohungen ausgelöst, die die zelluläre Kapazität zur Homöostase überschreiten. „5 

Bei der CDR wechselt die mitochondriale Aktivität von der Energieproduktion zur Zellabwehr in der Zelle, um das Immunsystem zu unterstützen. Mit anderen Worten: Die Mitochondrien regulieren ihre Energie herunter und leiten sie an das Immunsystem weiter.  

Wenn die Mitochondrien auf die zelluläre Energieproduktion umstellen, die die Immunabwehr begünstigt, bleibt wenig Energie für andere Funktionen übrig. Dies ist die zugrunde liegende Ursache für Müdigkeit, die normalerweise mit jeder Krankheit einhergeht. Gesunde Mitochondrien verfügen über genügend Reserven, um im Krankheitsfall weiterhin Energie zu erzeugen, wenn auch in reduziertem Ausmaß. Wenn die Mitochondrien gut funktionieren, normalisiert sich das Energieniveau wieder, nachdem der Körper die Infektion abgewehrt hat.

Da der Prozess so energetisch ist, kann nicht-thermisches Laserlicht ihn stimulieren und die Funktion und Stabilität der Mitochondrien verbessern, indem hochenergetische Energiephotonen in die Zelle abgegeben werden. Wenn Photonen sichtbarer Lichtenergie von einem nicht-thermischen Laser auf bestimmte Atome in der inneren Membran der Mitochondrien treffen, wo die Elektronentransportkette stattfindet, kann die Energie ein Elektron von diesem Atom auf ein höheres Energieniveau drücken, wo ein Elektronenakzeptor entsteht die Elektronentransportkette kann es aufnehmen.  

Es wird angenommen, dass Photonen im sichtbaren Laserlichtspektrum die Komplexe I, II, III und IV der Elektronentransportkette beeinflussen. Einige Wellenlängen der Low-Level-Lasertherapie sind an verschiedenen Stellen entlang der Elektronentransportkette besonders wirksam. Die Verwendung der richtigen Wellenlängen ist entscheidend für eine hervorragende therapeutische Reaktion.  

Laserlicht im Bereich von 400 bis 450 nm (violett) stimuliert die Komplexe I und II. Komplex I ist der größte und komplizierteste Komplex der Elektronentransportkette.7 Die Reaktionen hier sind geschwindigkeitsbestimmend; Jede Funktionsstörung an dieser Stelle wirkt sich auf die Energieproduktion aus, während sie sich durch die nachgelagerten Komplexe bewegt. Die Lasertherapie mit der violetten Wellenlänge liefert ausreichend photonische Energie, um die erforderlichen Elektronensprünge auszulösen, damit die Komplexe I und II effizienter funktionieren.



Komplex III wird durch Laserlicht im Bereich von 500 bis 560 nm (grün) stimuliert. Laserlicht in diesem Bereich kann die Prozesse im Zusammenhang mit der oxidativen Phosphorylierung am ATP-Synthase-Komplex, dem letzten Schritt bei der ATP-Produktion, stimulieren.

Komplex IV wird nur durch Laserlicht im Bereich von 600 bis 670 nm (rot) stimuliert.  

Durch die Stimulierung der Aktivität der ETC-Komplexe wird der geschwindigkeitsbegrenzende Mechanismus für ATP wiederhergestellt und die ATP-Produktion in den Mitochondrien erhöht. Darüber hinaus absorbieren die frei schwebenden Mitochondrien im Blutkreislauf Photonenenergie und verteilen sich im ganzen Körper, sodass Photonenenergie eine systemische Wirkung an Stellen entfalten kann, die von der Laseranwendungsstelle entfernt sind.  

Wiederherstellung der Mitochondrienfunktion mit Low-Level-Lasertherapie
Wenn Mitochondrien ihre Funktion verlieren, kann ihre normale Funktion häufig durch eine Low-Level-Lasertherapie wiederhergestellt werden. 

Eine Low-Level-Lasertherapie mit einem rot-grün-violetten nichtthermischen Laser kann dabei helfen, die Energieproduktion in den Mitochondrien anzuregen. Diese Wellenlängen zielen auf die gesamte Elektronentransportkette der Mitochondrien ab, insbesondere auf die grünen und violetten Wellenlängen mit hoher Photonenenergie. Der Schlüssel zu ihrer Wirksamkeit ist die photobiomische Energie, die die Wellenlängen an die Zellen und ihre Mitochondrien übertragen.

Laserlicht im rot-grün-violetten Wellenlängenbereich aktiviert Photorezeptormoleküle an jedem Punkt entlang der mitochondrialen Elektronentransferkette. Der photobiomische Effekt ist besonders wirksam, um die Produktion des Enzyms Cytochrom-C-Oxidase im Komplex IV zu beeinflussen.12 Wenn der Elektronenfluss in den Mitochondrien eingeschränkt oder vollständig blockiert ist, ist der Effekt wie ein Knick in einem Schlauch: Nichts gelangt durch. Durch die Photobiomodulationswirkung des rot-grün-violetten Laserlichts wird der Schlauch entknickt und der Energiefluss wiederhergestellt. 

Letzte Gedanken
Evidenzbasierte Forschung unterstützt den Einsatz der Low-Level-Lasertherapie zur Behandlung chronischer Schmerzen des Bewegungsapparates. Eine aktuelle Studie zeigt, dass Wellenlängen mit hoher Photoenergie im grünen und violetten Spektrum hochwirksam bei der Linderung chronischer Nacken- und Schulterschmerzen sind. Diese Studie lieferte wesentliche Unterstützung für die erste Genehmigung der Food and Drug Administration für die kombinierte Anwendung von grünen und violetten Lasern.13 Andere Untersuchungen legen nahe, dass die rot-grün-violette Lasertherapie bei einer Reihe verschiedener Erkrankungen im Zusammenhang mit mitochondrialer Dysfunktion, einschließlich chronischer, hilfreich sein kann Müdigkeit und traumatische Hirnverletzungen.  


Referenzen
 

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