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세포가 재생하기 위해서는 에너지 생성이 필요한데 세포에는 에너지 생성 발전소인 미토콘드리아가 있습니다. 광 생물 변조 (Photobiomodulation. PBM ) 란 특정 파장대역의 광원이 미토콘트리아에서 ATP를 생성하는 과정을 설명한 용어입니다.
“Photobiomodulation"(PBM.광생물변조)은 미국 국립보건원 의학 학술정보 분류체계 MeSH (Medical Subject Heading)에 미래 치료수단의 주요 키워드로 2016년부터
등장했습니다. PBM 기술에 기반한 PLT (Polychromatic Led Therapy) 요법의 큰 특징은 모세혈관이 살아나고, 광 흡수로 인하여 세포의 미토콘드리아에서 산화질소가 생성됩니다. 이로인해
세포에 영양소와 산소전달이 잘되어 세포 재생이 활발해집니다. 세포를 건강하게 하는 것이야 말로 질병 극복의 시작과 끝이라고 할 수 있습니다. 이미지 세포의 핵인 미토콘드리아는 대장과 폐에서 시작된 영양분과 산소가 혈관을 통해 미토콘트리아에 도달하면 사이토크롬 씨 옥시다제 (cytochrome c oxidase. CCO 효소)등의
효소들이 생체 에너지원인 ATP(adenosine-tri-phospate, 아데노신3인산 ) 를 만들어 냅니다.
최근 생리학자들의 연구를 통해 CCO효소에 특정 파장대역의 근적외선 광원이 조사되면 생체 에너지인 ATP 생성이 훨씬 더 활성화 된다는 사실을 발견했습니다. *사이토크롬 씨 옥시다제(cytochrome c oxidase, CCO): 미토콘드리아에 있는 효소 중에서 ATP 생성에 가장 핵심적인 역할을 하는 효소. 노벨상을
두 개 수상한 독일의 Otto Warburg 박사가 밝혀냄.
이미지 광 생물학(Photobiology) 광생물학(Photobiology)은 비 이온화 된 방사선이 생물학적 시스템에 미치는 영향을 연구한 학문입니다. 광의 생물학적 효과는 방사선의 파장 영역에 따라 달라집니다. 방사선은 피부의 DNA, 단백질 또는 피부에 사용된 특정 약물과 같은 분자를 통해 흡수됩니다. 이 분자는 세포 내에서
화학적으로 생화학 반응을 일으키는 물질로 바뀌게 됩니다. (비이온화 방사선이란 비전리된 방사선이라고도 하며 가시광선, 근적외선등을 말함. 흔히 방사선이라고 하는 것은 이온화된 즉 전리된 방사선을 말하며 알파선 쪽 자외선, 알파선,
베타선, 엑스선, 감마선 등을 말한다.) 이미지 생물학적 시스템에서 빛에 대한 광화학 반응은 전혀 새로운 것이 아닙니다. 피부의 비타민 D 합성이 광화학 반응의 한 예입니다. 자외선 B (UVB)가 우리의 피부에 부딪힐 때 햇빛의 강도는 105mW/cm2에 불과하지만 이때 보편적으로 존재하는 콜레스테롤 형태인 7-디하이드로 콜레스테롤(7-dehydrocholesterol, 콜레스테롤 전구체) 을 비타민 D3로 전환시킵니다.
매커니즘 현재까지 많은 연구의 종합적인 결론은 저레벨의 적색을 비롯한 가시광선과 근적외선 에너지가 미토콘드리아에 의해 흡수되면 세포에서 사용될 ATP변환이 더욱 활성화된다는
것입니다.
이 과정은 유전자 전사 (gene transcription)로 이어져 세포의 보수 및 치유를 유도하는 균형있는 ROS를 생성합니다.
이 과정에서 중요한 것은 산화질소 (NO) 에 의해 막혀 있는 신경사슬을 뚫어주고, 산화 질소는 다시 시스템으로 방출되어 돌아갑니다.
산화 질소는 우리 몸 60 조개의 세포가 전신을 통해 신호를 전달, 통신하도록 돕는 분자입니다. 또한 혈관을 확장시키고 혈액 순환을 개선하는데 도움을 줍니다. 매커니즘 매커니즘 경로 NO: 산화질소(nitric oxide, •NO; nitrogen oxide 혹은 nitrogen monoxide라고도 함)은 무색의 가스이며 질소가 산화된 형태의 화합물이다. 기본적으로 산화질소는 자유
라디칼로서 화학구조 내에 짝을 이루지 않은 전자(unpaired electron; •NO에서 점을 의미함)를 포함한다. 산화질소는 또한 이종핵 이원자 분자(heteronuclear diatomic
molecule)이며 화학적 원자결합의 현대 이론을 이끌어 낸 중요한 분자이다. 세포 내에서 아미노산인 아르기닌으로부터 형성되고, 일종의 신호전달 물질로서 면역 작용, 혈관 확장
및 신호 전달 등의 다양한 생리 활성에 관여한다. (출처: 분자세포생물학 백과사전) ROS: 활성산소 : 활성산소종중 일중 과산화수소(hydrogen peroxide: H2O2), 슈퍼옥사이드 (superoxide ion: O2 -), 일중항 산소(singlet oxygen: 1O2), 수산화 라디칼
(hydroxyl radical: •OH)이 대표적인 활성산소들이며. 활성산소는 우리 몸에 병원균들을 공격하는 소독 역할을 하는 것이 정상이다. 하지만 어떤 이유에서 활성산소종들의 균형이
깨지거나 지나칠 경우 수산화 라디칼 같은 활성산소는 정상 세포까지 공격한다. 특정 스펙트럼의 광 조사에 의해 늘어나는 ROS 종은 체내 염증, 세균침입때 활성화되는 2가지
신호전달체계( NF-kB 및 AP1) 와 같은 몇 가지 산화 환원 민감성 전사 인자가 있는 것으로 알려져 있으며, 산화 스트레스에 대한 보호 반응에 관여하는 유전자의 전사를 개시 할 수
있다. 즉, 광 조사에 의해 발생되는 ROS는 이러한 이유로 산화 방지제가 된다. 적절한 파장대역과 광량 표적 세포(target cells) 또는 발색단(chromophores)에는 정확한 파장과 (광 생물한 제 1 법칙) 파장 강도 (광 생물학 제2 법칙)가 중요합니다.
이 두가지가 정확하지 않으면 최적의 흡수가 일어나지 않으며, 광생물학의 첫 번째 법칙인 그로토스 드레퍼 (Grotthus-Draper) 법칙은 흡수 없이는 반응이 일어나지 않는 다는
것입니다. 광자 강도(photon intensity), 즉 스펙트럼 조도(spectral irradiance) 또는 출력 밀도 (W/cm2)가 충분해야 합니다. 그렇지 않으면 원하는 결과를 얻는데 충분하지 않을
수 있습니다. 그러나 강도가 너무 높으면 광자 에너지가 표적 조직에서 과도한 열로 변환되어 이 또한 바람직하지 않을 수 있습니다.
두번째로 선량(dose) 또는 플루언스 (fluence)도 충분해야 하지만 (J/cm2), 출력이 너무 낮으면, 이상적인 에너지 밀도 또는 선량(dose)를 얻기 위해 조사 시간을 길게 하는 것은
바람직 하지 않습니다. 왜냐하면 분젠로스코어 (Bunsen-Roscoe) 호혜주의 법칙, 광 생물학의 두번째 법칙은 낮은 출력 밀도에 대해서는 적용이 되지 않기 때문입니다.