במחקר שפורסם לאחרונה ב- כתב עת לביופוטוניקהמדענים בדקו האם פוטו-ביומודולציה של נבדקים בריאים באמצעות אור אדום באורך גל של 670 ננומטר השפיעה על רמות הגלוקוז במחזור הדם בפלסמה, באמצעות מבחני סבילות לגלוקוז דרך הפה.
לימוד: גירוי קל של המיטוכונדריה מפחית את רמות הגלוקוז בדם. קרדיט תמונה: AlteredR/Shutterstock.com
רקע כללי
מיטוכונדריה הם האברונים המבצעים נשימה תאית, תוך שימוש בגלוקוז וחמצן לייצור אדנוזין טריפוספט או ATP, מטבע האנרגיה. היכולת של המיטוכונדריה לייצר ATP פוחתת באופן טבעי עם הגיל ובשל מחלות.
עם זאת, מחקרים מצאו שניתן להגביר את ייצור ה-ATP באמצעות פוטו-ביומודולציה באמצעות אור בטווח הנראה והקרוב לאינפרא אדום, בין 650 ננומטר ל-900 ננומטר.
ידוע גם כי פוטוביומודולציה מפחיתה את רמות מיני החמצן התגובתי, ומאמינים כי יכולת זו נשמרת על פני מינים בממלכת החיות.
ציטוכרום C אוקסידאז, המהווה חלק משרשרת הובלת האלקטרונים בקרום המיטוכונדריה, סופג את אורכי הגל הארוכים יותר של האור, ומגדיל את פוטנציאל הממברנה וייצור ATP.
מחקרים הראו שפוטוביומודולציה הביאה לעליות משמעותיות באזורים בגוף העוברים רמות גבוהות של פעילות מטבולית, כמו הרשתית ומערכת העצבים המרכזית.
ייצור ATP המוגבר יכול גם להגביר את ספיגת הגלוקוז, מה שעשוי להיות ברור בשינויים ברמות הגלוקוז בפלזמה.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו במבחן סבילות סטנדרטי לגלוקוז כדי לקבוע אם פוטו-ביומודולציה באמצעות אור של 670 ננומטר הורידה את רמות הגלוקוז בדם בנבדקים בריאים.
המחקר כלל 30 משתתפים בריאים ללא מצבים רפואיים ידועים, מחציתם עברו פוטו-ביומודולציה עם אור של 670 ננומטר, והחצי השני היו בקבוצת הפלצבו ללא אור.
כל המשתתפים עברו בדיקת סבילות לגלוקוז דרך הפה בתחילת המחקר, שם הם צרכו 75 גרם גלוקוז מומס ב-150 מ"ל מים, ודגימות דם של דקירת אצבעות שימשו כדי לתעד את רמות הגלוקוז בדם.
בדיקת סבילות שנייה לגלוקוז דרך הפה בוצעה לאחר שבוע כאשר למשתתפים ניתנה הפלצבו או ההתערבות.
כ-45 דקות לפני ביצוע מבחן סבילות גלוקוז פומי השני, המשתתפים בקבוצת ההתערבות נחשפו לאור של 670 ננומטר למשך 15 דקות, בעוד שאלו בקבוצת הפלצבו היו ממוקמים באופן זהה אך לא נחשפו לאור של 670 ננומטר.
בדיקות הסבילות לגלוקוז דרך הפה בוצעו רק לאחר ווידוא שהמשתתפים צמו בן לילה.
לאחר צריכת גלוקוז מומס במים, ריכוזי הגלוקוז בדם ופחמן דו-חמצני סופי (EtCO2לחץ חלקי נרשם כל רבע שעה במשך שעתיים כאשר המשתתפים היו במנוחה.
חשיפת האור של 670 ננומטר כוונה ל-800 ס"מ2 אזור בגב העליון, באמצעות דיודות פולטות אור עם מגן למניעת דליפת אור.
תוצאות בדיקת סבילות לגלוקוז הושוו בין המשתתפים בקבוצות ההתערבות והפלצבו.
בנוסף, המשתתפים בקבוצת ההתערבות הושוו זה לזה, והשוואות דומות נעשו בתוך קבוצת הפלצבו לצורך ניתוח זוגי-משתתפים כדי לקחת בחשבון וריאציות בודדות.
תוצאות
התוצאות הראו שחשיפה ל-670 ננומטר של אור במשך 15 דקות הביאה לירידה של 27.7% ברמות הגלוקוז בממוצע במשך שעתיים.
בנוסף, נצפתה גם ירידה של 7.5% בתדירות הגלוקוז המקסימלית בקבוצת ההתערבות, ונראה הבדל של 12.1% ברמות שיא הגלוקוז בין קבוצות הפלצבו וההתערבות.
ניתוח המשתתפים הזוגי בקבוצת הפלצבו גם לא הראה הבדל ברמות הגלוקוז בדם בין שתי המדידות.
השפעת החשיפה לאור הייתה משמעותית לאחר כשעה וחצי של חשיפה לאור מקומית בלבד. ההשפעה של חשיפה לאור מקומית זו על רמות הגלוקוז בפלזמה מצביעה על אפקט אבסקופלי, כאשר המיטוכונדריה באיברים מרוחקים מושפעות גם כן.
החוקרים דנו גם במנגנונים הפוטנציאליים שבאמצעותם לחשיפה לאור מקומית יכולה להיות השפעה כה רחבה, כולל תפקידם של ציטוקינים ומיטוכונדריות נטולות תאים בדם המוכשרים לנהל נשימה תאית.
מסקנות
לסיכום, הממצאים הראו שחשיפה מקומית לאור של 670 ננומטר למשך 15 דקות הפחיתה משמעותית את רמות הפלזמה ואת שיא הגלוקוז.
בעוד שתוצאות אלו הוכיחו כי לאורכי גל ארוכים יותר של אור יש השפעה חיובית על תפקוד המיטוכונדריה בבני אדם בריאים, יש לחקור את השימוש הפוטנציאלי בחשיפה לאור בסיוע בוויסות רמות הגלוקוז בדם בחולים עם סוכרת.
