Una nuova frontiera per l’assorbimento dei nutrienti?
Negli ultimi anni la fotobiomodulazione (PBM) ha mostrato il suo potenziale nel supporto del metabolismo cellulare, del microcircolo e dei processi di riparazione dei tessuti. Accanto ai meccanismi ormai noti, come l’azione sui mitocondri, stanno emergendo ipotesi affascinanti legate al ruolo dell’acqua interfacciale e a possibili fenomeni di “convezione transmembrana foto-indotta”.
In questo contesto si inserisce la scelta di dotare i dispositivi Amber e Zeus di una modalità di funzionamento pulsata a 1 Hz, studiata non solo per modulare la risposta biologica alla luce, ma per favorire l’assorbimento di nutrienti e principi attivi, sia a livello topico (cute, mucose) che sistemico (nutrienti assunti con alimenti e integratori).
Acqua interfacciale e membrane cellulari, l'azione della cosiddetta “pompa di luce”
Le cellule sono immerse in un ambiente acquoso altamente organizzato nel quale l'acqua a contatto con le superfici idrofile, come le membrane cellulari, assume una struttura particolare nota come “acqua interfacciale” o “zona di esclusione” (EZ).
Studi sperimentali hanno dimostrato che l'erogazione di luce pulsata a bassa frequenza 1 Hz) può indurre micro-variazioni di volume e densità negli strati d'acqua adiacenti alla membrana, creando una micro-corrente convettiva capace di favorire l'ingresso delle molecole e degli ioni all'interno della cellula.
Il meccanismo di funzionamento ipotizzato per la pompa di convezione foto-indotta può essere cosi spiegato:
1. Presenza di micro-variazioni di volume- densità negli strati d'acqua adiacenti alla membrana cellulare, con instaurazione di un un gradiente di pressione.
2. Creazione di una micro-flusso convettivo attraverso o a ridosso la membrana cellulare.
3. Il fenomeno fisico è paragonabile all’azione di una "pompa di flusso di convezione trans-membrana", la quale facilita l’ assorbimento intracellulare delle biomolecole a partire dall’ambiente extracellulare.
Perché la pulsazione di luce 1 Hz è interessante nel contesto dei fenomeni biofisici?
La frequenza di pulsazione di 1 Hz, poco utilizzata nell’ambito della PBM, non è funzionale alla sincronizzazione dei tempi di assorbimento dei fotoni da parte dei cromofori classici, ma agisce sulla struttura dell'acqua interfacciale modificandone localmente i valori di densità. I meccanismi fisici, attraverso il quali si stabilisce il gradiente di pressione transmembrana, sono qui elencati:
1. La successione regolare delle fasi di luce e oscurità (per mezzo della frequenza di pulsazione di 1 Hz) permette all'acqua interfacciale e ai gradienti locali di pressione di riorganizzarsi ciclicamente.
2. Ad ogni ciclo completo di luce pulsata (ON-OFF) corrispondono fasi di micro-espansione e micro-contrazione degli strati interfacciali di acqua EZ, sui quali si stabiliscono moti di flusso di convezione utili al trasporto di biomolecole e soluti.
3. La frequenza di pulsazione di 1 Hz, in sintesi, modula le azioni del micro-gradiente di pressione correlato alle variazioni locali del valore della densità dell’acqua EZ.
La correlazione tra la frequenza di pulsazione di 1 Hz, l’assorbimento dei nutrienti e degli integratori. Perchè i dispositivi Amber e Zeus sono dotati della modalità di pulsazione della luce a 1 HZ?
La modalità di erogazione della luce pulsata al valore di 1 Hz è stata pensata ed implementata per le seguenti applicazioni pratiche:
1. Assorbimento topico dei micronutrienti: Il trattamento di luce con Amber o Zeus, alla modalità di 1 Hz, migliora l’assorbimento dei principi attivi a livello cutaneo.
2. Supporto al metabolismo dei nutrienti assunti per via orale: In prossimità dell'assunzione dei nutrienti, il trattamento di luce con modalità pulsata a 1 Hz potrebbe apportare i seguenti benefici:
- Miglioramento della funzione metabolica cellulare nei tessuti bersaglio.
- Ottimizzazione della funzione di assorbimento a partire dal sangue e dal fluido extracellulare.
L'obiettivo primario della sopracitata tecnologia consiste nel potenziare il metabolismo dei nutrienti su scala cellulare, invece che incrementare la funzione di assorbimento a livello intestinale.
Riferimenti
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Sommer AP.
Mitochondrial cytochrome c oxidase is not the primary acceptor for near infrared light — it is mitochondrial bound water: the principles of low-level light therapy.
Annals of Translational Medicine, 2019; 7(Suppl 1): S13.
DOI: 10.21037/atm.2019.01.43
PMID: 31032294 — PMCID: PMC6462613
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Sommer AP, Zhu D, Scharnweber T.
Laser modulated transmembrane convection: Implementation in cancer chemotherapy.
Journal of Controlled Release, 2010; 148: 131–134.
DOI: 10.1016/j.jconrel.2010.10.010 -
Sommer AP, Hodeck KF, Zhu D, et al.
Breathing volume into interfacial water with laser light.
Journal of Physical Chemistry Letters, 2011; 2: 562–565.
DOI: 10.1021/jz2001503
NOTA: Le evidenze citate si riferiscono a studi sperimentali e teorici prevalentemente in vitro. Le applicazioni descritte in relazione ai dispositivi Amber e Zeus rappresentano potenzialità biofisiche e non costituiscono indicazioni terapeutiche né affermazioni di efficacia clinica sull’uomo.
