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光生物调节疗法（Photobiomodulation therapy ; PBMT）是利用光来从事医学治疗，其中低能量光疗法（low-level laser/light therapy ; LLLT）的历史已接近50年，是最著名的特定类型 PBMT。

LLLT在分子、细胞和组织的层级上具有广泛的作用，其作用背后的基本生物机制被认为是通过发色团(chromophores)吸收红光和近红外线(NIR)，特别是细胞色素c氧化酶（cytochrome c oxidase; CCO，其位于线粒体内的电子传递链（也称呼吸链）（如图一）中的复合物 (Complex) IV [1]（或许也是细胞质膜中的发色团）在线粒体中发生一连串事件，导致各种生物刺激[2]。当记录了不同氧化状态下CCO的吸收光谱，发现其与 LLLT 生物反应的作用光谱非常相似[1]。

图一：线粒体内的电子传递链（呼吸链）

根据推测，这种光能吸收可能引起 CCO 抑制性一氧化氮光解离(photodissociation) [3]，导致酶活性增强[4]、电子传递增加[5]、氧气消耗、线粒体呼吸进而驱动三磷酸腺苷（ATP）的产生[6]。

ATP是细胞中的通用能量来源，所有生物反应都必不可少，ATP 数量即使是小幅增加也可以增强生物利用度(bioavailability)，从而为细胞代谢功能提供动力。反过来，LLLT 通过改变线粒体或细胞氧化还原状态可以诱导、触发许多细胞内信号传导途径；改变与细胞迁移、增生、存活、组织修复等和再生有关的转录因子亲和力[1]。

随着低能量光疗法的研究进展，越来越多证据显示LLLT对健康的惊人益处，临床研究开始探索红光和近红外线光疗(简称红光LLLT)的各种潜力，并用以治愈多种生理和精神疾病。

在红光LLLT治疗期间，红光和近红外线被细胞内的发色团吸收，体内的各种细胞和组织类型具有其独特的光吸收特性，对不同波长有不同的反应。因此，红光和近红外线搭配使用，可以为身体的细胞和组织提供更大范围的好处。

光生物学的第一定律指出，低功率可见光对活体生物系统要能产生影响时，光子必须被属于某些分子发色团或光受体的电子吸收带吸收[7]。找到该发色团的身份的其中一种方法是完成作用光谱(action spectrum)。这是代表生物光响应的图，其为波长、频率或光子能量的函数，且应该类似于光感受器分子的吸收光谱。结构化的作用光谱可以被构建的事实支持了这个假设：由光刺激细胞光受体和信号传导途径的存在。

第二个重要的考虑因素涉及组织的光学特性。组织中光的吸收和散射都是取决于波长，主要组织发色团（血红蛋白）在短于600纳米(nm)的波长处具有高吸收带。在波长大于1150nm时，水开始显著吸收。由于这些原因，在组织中存在所谓的“组织光学窗口(tissue optical window)”，其中红光和近红外线波长的有效组织穿透是最大的（图二）。

因此，尽管蓝色、绿色和黄色光可能对光学透明培养基中生长的细胞具有影响，但LLLT在动物和人类患者中的使用几乎完全涉及红光和NIR（600-950nm）。

图二：组织光学窗口（图片出处：Steve Tumilty）

红光的好处：

红光波长在630-700 nm之间，这是穿透皮肤细胞和皮脂腺的理想波长，有利于皮肤纹理和肤色，能抚平细纹、促进胶原蛋白生成，并使皮肤恢复活力。

近红外线的好处：

近红外线（Near-infrared light ; NIR）波长比红光波长长，在700nm和1,100nm之间，它们可深入到组织中，为身体的细胞提供能量，并可以穿过骨骼，帮助治愈深层伤口、肌肉疼痛、神经损伤或关节疼痛。 最近的一项研究[8]甚至证明，以适当的剂量(强度X频率)递送近红外线时，波长可以穿透至3cm的深度，以减轻与创伤性脑损伤相关的症状，促进神经再生。进一步的临床研究发现，近红外线可以帮助减轻头痛、焦虑、睡眠障碍和认知障碍[9]。

在图三中，你可以看到波长630以上的红光和近红外线波长比光谱中的任何其他波长穿透的更深。

图三：红光和近红外线对于组织的穿透

当红光和近红外线一起使用时，对皮肤、代谢过程、神经系统、内分泌系统和一般免疫系统产生积极影响。

安全且无痛的治疗

红光LLLT与其他基于光的疗法不同，因为它可以促进有益的愈合而不会对身体造成伤害。与高强度的脉冲光或雷射光通过对外层造成控治性伤害以刺激胶原蛋白(collagen)再生来改善皮肤外观不同，红光和近红外线穿透皮肤表面，刺激深层愈合和细胞再生，而不会伤害外表皮。治疗期间没有疼痛、发热或不舒服的感觉。此外，红光LLLT至今尚未有明显副作用的报导。

红光LLLT恢复细胞健康：所有愈合的基础

红光LLLT最显著的好处是它对身体细胞的影响，当我们的细胞以最佳效率或接近最佳效率作用时，对健康的益处是数不尽的。红光LLLT对细胞的最关键功能之一是刺激胶原蛋白的产生。 胶原蛋白是体内最常见的蛋白质，占皮肤（我们最大的器官）蛋白质的70%、体内蛋白质的30%。胶原蛋白可强化头发与结缔组织的健康，并为使肌肤紧致和弹性。随着年龄的增长，胶原蛋白的产生减少，导致皮肤变薄、松弛，造成皱纹增加。而红光LLLT恢复细胞功能，使胶原蛋白的产生也增加。

红光LLLT益处的临床报告

红光LLLT具有悠久的历史和强有力的科学证据，并且包括老年人在内的多数患者都能接受这样的治疗。此外，治疗的副作用很少。LLLT所展现的具体效果如下：               

减肥和减脂

红光LLLT疗法不仅让身体更有活力，研究人员还发现红光LLLT会影响脂肪细胞(adipocytes)，导致脂质(lipids)分散。换句话说，光疗有助于身体除去脂肪细胞 [10]。

近年来，在许多临床试验中已经看到红光LLLT对降低脂肪、脂肪团和肥胖控制的积极作用。而且其与许多促进减肥的解决方案（例如药物和手术）不同，红光LLLT疗法是一种安全、自然且无创的选择，可以使身材更好、更健康。

发表于2011年“Journal of Obesity Surgery”的一项研究，进行了红光治疗身体轮廓的实验。这项双盲随机研究对参与者进行了为期4周的光疗，波长为635-680nm，并记录了对腰围尺寸的影响。在研究结束时，参与者在腰围周长方面取得了统计学上的显著减少[11]。

在2015年进行的一项研究评估了光疗和运动对64名年龄在20至40岁的肥胖女性的影响。其中一组运动并接受红光治疗，而对照组只从事运动，他们得出的结论是，红光LLLT和运动一起进行比单独从事运动对减少脂肪更有效。研究人员还观察到红光LLLT和运动的组别，其骨骼肌质量有明显的增加[12]。在2018年发表的一项对于肥胖年轻女性的研究中发现了类似的结果，实验组遵循运动方案且结合红光LLLT，而对照组则仅仅执行运动方案，进行运动和红光LLLT的女性在脂肪量和胰岛素变量方面发生了更显著的变化[13]。

防止脱发并刺激头发生长 [14~16]

脱发(Alopecia)或掉发是一种常见疾病，影响 50%的 40 岁以上的男性和 75%的 65 岁以上的女性，很少有被证实的有效治疗方法。然而，研究表明，红光 LLLT 可以刺激头发生长，红光波长已被公认能刺激毛囊中的表皮干细胞，将毛囊转移到毛发生长期（头发活跃生长的阶段）。

帮助睡眠[17]

红光是一种强而有力的睡眠促进因素，与绿光形成鲜明对比。有证据表明，这种形式的光在 600 - 900 nm的波长范围内会诱导体内产生褪黑激素。褪黑激素是一种诱导睡眠的贺尔蒙，它是最根本的助眠剂，在红光的照射下可以增加它的分泌产量。使用红光在夜间入睡有一个额外的好处：在红光光谱的远端，红外线已被证明可以促进愈合并促进线粒体（能量产生细胞）的再生，从而促进长期能量使用的改善。

帮助老人失智症

近期的研究 [18~20]表明，红光LLLT在帮助患有老人痴呆症和阿兹海默症等疾病的精神衰退患者方面有着惊人的希望，由于 LLLT 既能减轻炎症反应，又能改善充氧作用(oxygenation)和血流量，因此治疗后大脑功能有可能得到显著改善。研究表明，在患有轻度和中度痴呆症且接受LLLT的患者中，认知、睡眠和心智功能得到了真正的改善，减少了焦虑，爆怒和徘徊。

减少发炎[21]

近红外线藉由降低炎症标记物的存在来减少体内的整体发炎，这种炎症减少可以帮助缓解与关节疼痛、肌肉酸痛、自身免疫疾病、关节炎、创伤性脑损伤和脊髓损伤相关的症状。

减轻疼痛

在一项临床研究 [22]中，脊髓损伤引起的神经性疼痛可透过应用红光 LLLT 治疗有显著减少，进行这项研究的科学家称之为“具有重要临床意义且激励人心的前景。”近红外线藉由缓解关节的僵硬和酸痛、减轻发炎、缓解肌肉痉挛和增强血液流动来达到减轻整体的疼痛。

减少训练和受伤后的恢复时间[23]

对于高性能运动员（以及像他们一样训练的运动员），红光疗法可以帮助加速疲劳和受伤后的肌肉修复，细胞内的线粒体对红光疗法特别敏感，肌肉细胞特别富含线粒体。另外红光 LLLT 可刺激干细胞，进一步帮助肌肉恢复。

提高生育率和增加睾丸激素浓度[24]

大约30岁时，雄性睾丸激素浓度自然地开始下降。男性希望通过红光 LLLT 获得性冲动、性满足感、生育能力和身体表现的自然提升，红光和近红外线可以刺激睾丸中的光感受器蛋白，从而导致更高的睾固酮产生。其他研究推测，红光LLLT可能会影响大脑中的松果腺体，这对生殖有重要影响。

由于胶原蛋白的产生增加，皮肤看起来更健康更饱满[25]

红光LLLT对皮肤状况的改善有显著的帮助，红光波长特别针对皮肤细胞内的线粒体发色团产生胶原蛋白，与仅重塑皮肤外层相比，胶原蛋白刺激对皮肤产生更全面和持久的好处。干细胞也可以被激活，增加组织修复，结果是加速愈合和伤口修复，改善增生性疤痕的外观、减少细纹和皱纹，以及改善皮肤纹理。一项研究的参与者经历了临床评估的皮肤肤色和胶原蛋白密度的改善。

改善血液循环（改善血液流动）[26]

在许多研究中，临床证明红光LLLT可以增加血管直径并改善血液循环，此外，红光LLLT还可以保护红血球免受氧化应激，并限制外科手术过程中的血小板损失。

结论

已有大量的临床实验证实属于能量医学一环的红光LLLT对于解决广泛的健康问题有显著的效果，红光LLLT对减轻癌症化疗的副作用[27]及解决代谢相关问题的临床研究也正如火如荼的进行中。其中，我最感兴趣的研究范畴是红光LLLT疗法与中医的经络穴道系统或阿育吠陀脉轮系统互相结合的治疗方式。

光是一种电磁能量，而共振是电磁能量传递最快速有效的方式，所以当红光LLLT疗法与中医的经络穴道系统或阿育吠陀脉轮系统相结合，并进一步改良成为可随时穿戴使用并可实时提供生理信息反馈等功能，其治疗的范围，可以被合理地认为是全身性的而非只有光照射的区域。

【参考资料】

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