Cukrzyca, glikemia i terapia czerwonym światłem

Czy terapia czerwonym i podczerwonym światłem, czyli fotobiomodulacja, może wspierać regulację glikemii, metabolizm glukozy i funkcjonowanie mitochondriów u osób z cukrzycą lub zespołem metabolicznym? Badania wskazują, że światło o długości fali 670 nm może wpływać na mitochondrialną aktywność oraz odpowiedź glukozową. W artykule wyjaśniamy mechanizm i pokazujemy, co dokładnie oznacza wynik 27,7% z badania na ludziach.

Czy światło może być biologicznie aktywnym narzędziem?

Światło to nie tylko element umożliwiający widzenie. Fotony mogą uruchamiać mierzalne reakcje w komórkach, fotoreceptorach i mitochondriach.

Wykorzystywanie światła słonecznego do wspierania zdrowia należy do najstarszych znanych metod stosowanych przez człowieka. W historii opisywano helioterapię, terapię solarną i chromoterapię. Współczesna fotobiomodulacja przeniosła te obserwacje do świata precyzyjnych długości fal, intensywności i dawek.

W 2013 roku badaczka Tiina Karu zadała w publikacji pytanie, czy nadszedł czas, aby rozważać fotobiomodulację jako bodziec biologicznie porównywalny z lekiem. Nie oznacza to, że światło zastępuje farmakoterapię. Oznacza natomiast, że konkretny foton może wywołać określoną odpowiedź komórkową.

W tym artykule interesuje nas jedna część tej odpowiedzi:

Co dzieje się z glukozą, gdy czerwone światło wpływa na mitochondria?

Jak mitochondria wykorzystują glukozę?

Mitochondria nie widzą jedzenia jako chleba, owoców, ryżu czy deseru. Pracują z elektronami, protonami, cząsteczkami pośrednimi i różnicą potencjału elektrycznego.

Glukoza jest najpierw przekształcana w cytozolu podczas glikolizy. Powstaje pyruvát, który może zostać przetransportowany do mitochondrium. Następnie w cyklu Krebsa oraz kolejnych reakcjach odłączane są elektrony przenoszone przez NADH i FADH2.

Elektrony trafiają do mitochondrialnego łańcucha transportu elektronów. Ich przepływ przez kompleksy błony wewnętrznej pomaga pompować protony i tworzyć gradient protonowy.

Gradient napędza syntazę ATP, która łączy ADP z fosforanem i tworzy ATP. Jest to forma energii używana bezpośrednio przez komórki.

W procesie powstają również:

• ATP, czyli użyteczna energia komórkowa,
• woda metaboliczna,
• dwutlenek węgla,
• ciepło,
• sygnały wpływające na redoks i adaptację komórki.

Proces pozyskiwania energii z glukozy można więc uprościć do kilku kroków:

1. Spożywamy pokarm zawierający węglowodany.
2. Węglowodany są rozkładane do glukozy.
3. Glukoza trafia do krwi, a następnie do komórek.
4. Mitochondria wykorzystują energię jej elektronów.
5. Powstaje ATP, woda, dwutlenek węgla i ciepło.

Dlaczego po posiłku poziom glukozy rośnie?

Po spożyciu węglowodanów glukoza jest wchłaniana z jelit do krwi, dlatego jej poziom naturalnie wzrasta. Nie jest to automatycznie proces patologiczny. Organizm musi najpierw przetransportować glukozę do tkanek, wykorzystać ją, zmagazynować albo przekształcić.

Glukoza nie pochodzi wyłącznie z jedzenia. Wątroba może ją również uwalniać w czasie snu, postu, wysiłku lub pomiędzy posiłkami.

Poziom glukozy we krwi jest wynikiem równowagi pomiędzy:

• ilością glukozy wchodzącej do krwi,
• wydzielaniem i działaniem insuliny,
• wchłanianiem glukozy przez mięśnie i inne tkanki,
• magazynowaniem w postaci glikogenu,
• uwalnianiem glukozy przez wątrobę,
• utlenianiem glukozy w mitochondriach.

Przy cukrzycy typu 1 organizm nie wytwarza odpowiedniej ilości insuliny z powodu zniszczenia komórek beta trzustki. Przy cukrzycy typu 2 tkanki gorzej odpowiadają na insulinę, a z czasem może pojawić się również niewystarczające jej wydzielanie.

W obu przypadkach glukoza może pozostawać w krwiobiegu dłużej, ponieważ jej przejście do tkanek i dalsze wykorzystanie są utrudnione.

Jak glikemia wraca do niższego poziomu?

Wyobraźmy sobie zlew kuchenny. Gdy odkręcimy kran, woda napływa do zlewu i odpływa przez odpływ. Jeśli napływ jest szybszy niż odpływ, poziom wody zaczyna rosnąć.

Z glukozą dzieje się podobnie:

• posiłek otwiera kran i glukoza wpływa do krwi,
• insulina pomaga otworzyć drogę do komórek,
• ruch zwiększa zapotrzebowanie mięśni na glukozę,
• wątroba magazynuje lub uwalnia część paliwa,
• mitochondria wykorzystują energię zawartą w glukozie.

Mitochondria są jedną z głównych części metabolicznego odpływu. Nie odpowiadają same za cały spadek glikemii, ale decydują o tym, jak skutecznie energia przyjętego paliwa zostanie wykorzystana w komórce.

Jeśli mięśnie są aktywne, transportery glukozy działają, sygnał insulinowy jest sprawny, a mitochondria mają odpowiednią pojemność, organizm może wykorzystać przyjęte paliwo szybciej.

Jeśli natomiast napływ glukozy jest duży, a jej transport i wykorzystanie są ograniczone, glikemia pozostaje podwyższona dłużej. Przewlekła hiperglikemia zwiększa glikację białek, co znajduje odzwierciedlenie między innymi w wartości HbA1c.

Dlatego ograniczenie ilości lub zmiana rodzaju węglowodanów jest tylko jedną stroną medalu. Drugą jest poprawa zdolności organizmu do wykorzystania glukozy, na którą wpływają mięśnie, ruch, sen, rytm dobowy i mitochondria.

Gdzie w tym procesie działa czerwone światło?

Czerwone i bliskie podczerwone światło mogą wpływać na mitochondrialną respirację, potencjał błony, redoks i produkcję ATP. Jeśli zmieni się aktywność mitochondriów, może zmienić się również ich zapotrzebowanie na paliwo, w tym glukozę.

Fotony nie działają jak kalorie ani jak dawka insuliny. Są sygnałem elektromagnetycznym wpływającym na środowisko, w którym poruszają się elektrony i protony.

W literaturze dotyczącej fotobiomodulacji opisuje się między innymi:

• oksydazę cytochromu c,
• uwalnianie tlenku azotu,
• zmiany mitochondrialnego potencjału błonowego,
• redoks i reaktywne formy tlenu jako sygnały adaptacyjne,
• zmiany produkcji ATP,
• wpływ na przepływ krwi i wykorzystanie tlenu.

Pierwotna myśl artykułu pozostaje prosta:

Jeżeli światło wspiera aktywność mitochondriów, może zmienić również tempo, w jakim tkanki wykorzystują glukozę.

Co wykazało badanie ze światłem 670 nm?

Badanie na ludziach opublikowane w 2024 roku wykazało, że 15-minutowa ekspozycja na światło 670 nm wpłynęła na późniejszą odpowiedź glukozową u zdrowych osób.

W badaniu uczestniczyło 30 zdrowych osób. Uczestników podzielono na dwie grupy:

• grupę poddaną działaniu światła 670 nm,
• grupę placebo, w której urządzenie nie emitowało światła.

Światło skierowano na górną część pleców. Ekspozycja trwała 15 minut i była przeprowadzona przy intensywności 40 mW/cm² oraz całkowitej dawce 36 J/cm².

Istotny szczegół: ekspozycja rozpoczęła się 45 minut przed przyjęciem glukozy, a nie po posiłku.

Następnie uczestnicy wypili roztwór glukozy, a badacze śledzili poziom glukozy we krwi przez dwie godziny.

W grupie poddanej działaniu światła:

• całkowity zintegrowany wzrost glukozy był niższy o 27,7%,
• maksymalny szczyt glukozy był niższy o około 7,5%.

Jest to ciekawy dowód biologicznego mechanizmu, ponieważ światło zastosowano miejscowo na plecach, ale zmiana dotyczyła systemowej odpowiedzi glukozowej całego organizmu.

Badanie nie wykazało jednak, że światło leczy cukrzycę, obniża długoterminowe HbA1c albo pozwala zmniejszyć dawkę leków. Uczestnicy byli zdrowi, a obserwacja obejmowała pojedynczy test glukozowy.

Co dokładnie oznacza wynik 27,7%?

Wynik 27,7% nie oznacza, że każdemu uczestnikowi pojedyncza wartość glikemii spadła o ponad jedną czwartą.

Badacze obliczyli całkowitą powierzchnię pod krzywą wzrostu glukozy w czasie dwóch godzin. W grupie ze światłem łączna odpowiedź była mniejsza o 27,7% niż w grupie placebo.

Można to przedstawić w uproszczeniu:

• uczestnicy przyjęli taką samą ilość glukozy,
• u wszystkich mierzono glikemię przez dwie godziny,
• porównano cały przebieg krzywej,
• grupa ze światłem miała mniejszy całkowity wzrost,
• różnica w najwyższym punkcie była znacznie mniejsza niż 27,7%.

To rozróżnienie jest ważne, ponieważ hasło „światło zmniejszyło cukier o 27,7%” bez kontekstu może być mylące.

Dlaczego znaczenie ma także pora posiłku?

To samo jedzenie może być inaczej przetwarzane rano, w ciągu dnia i późnym wieczorem. Organizm zmienia w ciągu doby wrażliwość insulinową, poziom aktywności, temperaturę ciała, gotowość mięśni do pracy i hormonalne środowisko metabolizmu.

Stare powiedzenie „śniadanie jedz jak król, a kolację jak żebrak” może więc odzwierciedlać realną różnicę biologiczną.

W ciągu dnia zazwyczaj mamy:

• więcej naturalnego światła,
• więcej ruchu,
• wyższą temperaturę ciała,
• większą aktywność mięśni,
• lepszą gotowość do wykorzystania przyjętego paliwa.

Wieczorem aktywność spada, a organizm przygotowuje się do nocnej regeneracji. Duży posiłek spożyty tuż przed snem trafia więc do innego środowiska metabolicznego niż podobny posiłek w aktywnej części dnia.

Naturalne światło wpływa na metabolizm na dwa sposoby:

1. jako sygnał czasu synchronizujący rytm dobowy,
2. jako źródło czerwonych i podczerwonych długości fal oddziałujących na tkanki.

Jak wykorzystać te informacje w praktyce?

Największy sens ma połączenie światła z ruchem, snem i odpowiednią porą jedzenia. Panel nie powinien zastępować pozostałych elementów metabolizmu.

1. Większe posiłki spożywaj w aktywnej części dnia

Jeśli jest to zgodne z Państwa stanem zdrowia i zaleceniami lekarza, najlepiej nie zostawiać największego posiłku na późny wieczór.

2. Po jedzeniu wybierz się na krótki spacer

Praca mięśni zwiększa zapotrzebowanie na glukozę i wspiera jej transport do komórek. Badania wskazują, że nawet krótki spacer po posiłku może poprawić poposiłkową glikemię.

3. Korzystaj z naturalnego światła

Rano i w ciągu dnia warto wychodzić na zewnątrz. Naturalne światło pomaga synchronizować rytm dobowy i dostarcza znacznie szerszego spektrum niż typowe oświetlenie wnętrza.

4. Nie jedz tuż przed snem

Późny posiłek może utrudniać nocną regenerację i pogarszać synchronizację metabolizmu z rytmem dnia i nocy.

5. Obserwuj własną odpowiedź

Jeśli korzystają Państwo z glukometru lub CGM, można porównywać podobne posiłki w podobnych warunkach. Należy jednak analizować trend z wielu dni, a nie jedną przypadkową wartość.

Na glikemię wpływają także:

• sen,
• stres,
• wysiłek z poprzedniego dnia,
• ilość i rodzaj węglowodanów,
• białko, tłuszcz i błonnik w posiłku,
• pora dnia,
• leki oraz insulina.

Jak korzystać z urządzenia Mitochondriak®?

Wszystkie aktualne panele Mitochondriak® zawierają długość fali 670 nm, ale nie należy automatycznie kopiować parametrów z badania na dowolny panel. Intensywność i dawka zależą od konkretnego urządzenia, proporcji diod i odległości.

Praktycznym modelem do lokalnego zastosowania jest Panel LED do terapii światłem czerwonym Mitochondriak® Office Ulepszony.

Aktualny model Office wykorzystuje siedem długości fal:

• 630 nm,
• 670 nm,
• 760 nm,
• 810 nm,
• 830 nm,
• 850 nm,
• 940 nm.

Panel pozwala oddzielnie regulować intensywność RED i NIR, pulsację oraz czas sesji. Producent zaleca podczas ogólnego stosowania:

• odległość około 15 do 60 cm,
• czas około 10 do 20 minut,
• naświetlanie bezpośrednio odsłoniętej skóry,
• rozpoczęcie od testu wrażliwości na małym obszarze.

Przed pierwszym regularnym użyciem warto:

1. odsłonić niewielki fragment skóry, na przykład przedramię,
2. włączyć RED i NIR,
3. rozpocząć od 2 do 3 minut z około 15 cm,
4. powtórzyć test przez 2 do 3 dni,
5. obserwować ewentualne zaczerwienienie lub dyskomfort.

Jeśli chcą Państwo śledzić związek pomiędzy światłem a własną glikemią, najlepiej stworzyć prosty i powtarzalny eksperyment:

• wybrać podobny posiłek,
• spożywać go o podobnej porze,
• nie zmieniać jednocześnie ruchu, dawki leków i składu jedzenia,
• porównać kilka dni bez światła z kilkoma dniami ze światłem,
• analizować całą krzywą, nie pojedynczy pomiar.

Nie należy kopiować częstotliwości 292 lub 587 Hz ani wydłużać sesji wyłącznie dlatego, że pojawiły się w starszej wersji artykułu. Pulsację należy ustawiać zgodnie z instrukcją konkretnego modelu i własną tolerancją.

Instrukcje dla aktualnych urządzeń znajdują się również w sekcji Pomoc i FAQ.

Najczęstsze pytania o czerwone światło i glikemię

Co w badaniu oznacza obniżenie odpowiedzi glukozowej o 27,7%?

Oznacza ono o 27,7% mniejszy całkowity wzrost glukozy podczas dwugodzinnego testu po przyjęciu roztworu glukozy. Nie oznacza spadku pojedynczej wartości glikemii o 27,7%. Maksymalny szczyt glukozy był niższy o około 7,5%.

Czy uczestnicy zastosowali światło dopiero po przyjęciu glukozy?

Nie. Piętnastominutowa ekspozycja na światło 670 nm skierowane na górną część pleców rozpoczęła się 45 minut przed wypiciem roztworu glukozy. Wyniku badania nie należy więc opisywać jako piętnastu minut terapii po posiłku.

Czy czerwone światło leczy cukrzycę?

Badanie wykazało wpływ pojedynczej ekspozycji na odpowiedź glukozową u zdrowych osób. Nie badało leczenia cukrzycy, długoterminowego HbA1c ani zmiany zapotrzebowania na leki. Fotobiomodulacja może być narzędziem wspierającym, ale nie zastępuje leczenia.

Jak światło zastosowane na plecach mogło wpłynąć na glukozę w całym organizmie?

Wynik sugeruje, że lokalna ekspozycja wywołała odpowiedź systemową. Autorzy wiążą ją ze wzrostem mitochondrialnej aktywności i wykorzystania glukozy, jednak badanie nie wyjaśniło każdego etapu przenoszenia sygnału z naświetlonej tkanki do całego organizmu.

Czy przy glikemii znaczenie ma właśnie 670 nm?

Badanie na ludziach wykorzystało dokładnie 670 nm, intensywność 40 mW/cm² i dawkę 36 J/cm². Wynik odnosi się do tej długości fali i konkretnego protokołu. Nie można zakładać, że każda czerwona lampa wywoła identyczną odpowiedź.

Jak sprawdzić, czy światło wpływa na moją glikemię?

Można porównać kilka podobnych posiłków o tej samej porze za pomocą glukometru lub CGM. Należy utrzymać podobny skład posiłku, ruch i czas pomiaru, a następnie analizować powtarzalny trend. Jedna wartość nie wystarcza do wyciągnięcia wniosku.

Czy mogę zmniejszyć insulinę lub leki po zastosowaniu światła?

Nie należy samodzielnie zmieniać insuliny ani leków na podstawie eksperymentu ze światłem. Połączenie leków obniżających glikemię, ruchu i dodatkowej interwencji może zmienić odpowiedź organizmu. Zmiany leczenia zawsze należy uzgadniać z lekarzem.

Czy spacer po posiłku ma sens razem z czerwonym światłem?

Tak. Spacer zwiększa zużycie glukozy przez pracujące mięśnie, a światło działa przez inny zestaw mechanizmów związanych z mitochondriami. Połączenie ruchu, światła dziennego i odpowiedniej pory posiłku jest bardziej kompleksowe niż stosowanie jednego izolowanego narzędzia.

Podsumowanie

Glukoza jest paliwem, ale to cały organizm decyduje, jak szybko zostanie wykorzystana. Insulina pomaga jej wejść do komórek, mięśnie tworzą zapotrzebowanie, wątroba zarządza magazynowaniem, a mitochondria wykorzystują elektrony i protony do produkcji ATP.

Światło 670 nm może wpływać na mitochondrialną aktywność i metabolizm glukozy. W małym badaniu na zdrowych osobach pojedyncza 15-minutowa ekspozycja przed testem glukozowym zmniejszyła całkowitą odpowiedź glukozową o 27,7%.

Nie jest to dowód na zastąpienie leczenia cukrzycy. Jest to jednak ważny dowód biologicznego mechanizmu pokazujący, że światło może wpływać na metabolizm również na poziomie całego organizmu.

Największą wartość ma dobrze uporządkowany dzień:

• naturalne światło rano i w ciągu dnia,
• ruch po posiłku,
• większe posiłki w aktywnej części dnia,
• regularny sen,
• ograniczenie późnego jedzenia,
• fotobiomodulacja jako uzupełnienie, a nie zamiennik podstaw.

Źródła i badania

1. Powner M. B., Jeffery G., 2024. Light stimulation of mitochondria reduces blood glucose levels. Journal of Biophotonics.
2. Powner M. B. i wsp., 2022. Systemic glucose levels are modulated by specific wavelengths in the solar light spectrum. Scientific Reports.
3. Karu T. I., 2013. Is it time to consider photobiomodulation as a drug equivalent?. Photomedicine and Laser Surgery.
4. Dompe C. i wsp., 2020. Photobiomodulation: underlying mechanism and clinical applications. Journal of Clinical Medicine.
5. Reynolds A. N. i wsp., 2016. Advice to walk after meals is more effective for lowering postprandial glycaemia. Diabetologia.