Photobiomodulation (PBM) ist ein therapeutisches Verfahren, bei dem Licht des sichtbaren bis nahen Infrarotbereichs (ca. 650-900 nm) verwendet wird, um zelluläre Stoffwechselmechanismen zu stimulieren. Die Effekte treten dabei innerhalb kürzester Zeit ein und können bis zu 7 Tage anhalten [1]. Bisherige präklinische Studien haben gezeigt, dass PBM dazu beitragen kann, die ATP-Produktion in den Mitochondrien zu erhöhen und reaktive Sauerstoffspezies zu reduzieren [2-6]. In Tierstudien konnte beispielsweise die durch das Alter abfallende ATP-Produktion mit Rotlicht (670 nm) um 15-50% verbessert werden, und positive Auswirkungen wurden auch in Tiermodellen für Parkinson und diabetische Retinopathie beobachtet [7,8].
In einer aktuellen Studie wurde untersucht, welchen Effekt PBM auf den Blutglukosespiegel von gesunden Menschen hat [9]. Hierfür wurden insgesamt 30 Erwachsene auf zwei Gruppen randomisiert. Beide Gruppen führten beim ersten Besuch einen oralen Glukosetoleranztest (OGTT) durch. Innerhalb von 7 Tagen erhielt die PBM-Gruppe (durchschnittliches Alter 41,1 ± 13,1 Jahre) 45 Minuten vor der Durchführung des zweiten OGTTs eine 15-minütige lokale 670 nm-Lichtexposition im Rückenbereich, während die Kontroll-Gruppe (durchschnittliches Alter 38,3 ± 13,7 Jahre) die gleiche Prozedur durchlief, jedoch ohne das Anschalten des Lichts. Zusätzlich zu den Blutglukosewerten wurden bei allen Probanden auch die Werte für den endtidalen Partialdruck des ausgeatmeten CO2 (EtCO2) über 2 Stunden nach Glukoseeinnahme gemessen. Diese dienten als indirekter Nachweis der Glukoseoxidation.
Photobiomodulation reduziert die Blutglukosewerte
Ab einem Zeitpunkt von 45 Minuten nach Glukoseaufnahme zeigten die Probanden der PBM-Gruppe im Vergleich zu den Probanden der Kontroll-Gruppe signifikant niedrige Blutglukosewerte. Dieser Effekt hielt bis zu 90 Minuten nach Glukoseaufnahme an. Die PBM führte im Vergleich zur Kontroll-Intervention zu einer um 7,3% reduzierten gesamten Blutglukosekonzentration (Area Under the Curve [AUC], p=0,0061). Auch das Ausmaß des Blutglukoseanstiegs nach Glukoseaufnahme war in der PBM-Gruppe um 27,7% reduziert (p=0,0002).
Genauer Mechanismus unklar
Eine verringerte Blutglukosekonzentration kann auf eine verstärkte Glukoseoxidation zurückzuführen sein. Diese führt in der Regel zu einer erhöhten CO2-Produktion, welche in der Ausatemluft nachgewiesen werden kann. Bei der Messung des EtCO2 wurde ein signifikanter Unterschied zwischen der PBM- und Kontroll-Gruppe zum Zeitpunkt 60 Minuten beobachtet (p=0,03), wobei alle anderen untersuchten Zeitpunkte keinen Unterschied aufwiesen. Somit hatte die PBM nur eine begrenzte Auswirkung auf das ausgeatmete CO2. Ob die Reduktion der Blutglukosewerte tatsächlich darauf zurückgeführt werden kann, dass die ATP-Produktion und somit der Glukosebedarf durch die PBM erhöht wird, muss in weiteren Studien untersucht werden. Hierfür würden sich direktere Nachweismethoden wie beispielsweise mitochondriale Respirationsmessungen womöglich besser eignen.
Starke Blutglukoseschwankungen schädigen auf Dauer die Blutgefäße und wirken sich allgemein ungünstig auf die Gesundheit aus. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass PBM mit Licht im Wellenlängenbereich von 670 nm den maximalen Glukosespiegel nach dem Glukosekonsum senken und somit eine Möglichkeit bieten kann, starke Glukoseanstiege zu verhindern. Faktoren wie der Body-Mass-Index (BMI) oder Übergewicht, die einen Einfluss auf den Glukosemetabolismus haben, wurden bei dieser Analyse allerdings nicht berücksichtigt. Ob die hier beobachteten Effekte auf den Blutglukosespiegel auch bei Menschen mit Übergewicht oder Typ-2-Diabetes eintreffen, könnte Gegenstand zukünftiger Forschungsarbeiten sein.
