紅光/近紅外光治療的兩個(gè)關(guān)鍵機(jī)制

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除了上文提到的最重要的兩種一般機(jī)制之外，還有一些其他潛在機(jī)制，可以解釋紅光/近紅外光如何在我們體內(nèi)工作。這些潛在機(jī)制中的一些結(jié)論甚至可能會徹底改變我們對人類生物學(xué)以及細(xì)胞如何產(chǎn)生能量的理解。（暫將這些列為“潛在機(jī)制”，因?yàn)橐呀?jīng)有了一些證據(jù)，但還不足以讓科學(xué)界達(dá)成共識，即它們已經(jīng)被“證實(shí)”。為了廣泛接受這些生理機(jī)制，還需要進(jìn)一步的研究。）

潛在機(jī)制#1：與細(xì)胞中的水相互作用，產(chǎn)生更多能量。

水本身是一種光受體。這意味著水實(shí)際上可以吸收一些波長的光的能量，包括紅色和近紅外光譜中的波長。這一點(diǎn)被大眾所熟知，水充滿了我們的細(xì)胞。雖然許多人認(rèn)為我們的細(xì)胞只是一袋袋惰性水，只是其他化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方，但事實(shí)上這可能并不準(zhǔn)確。我們細(xì)胞中的水本身可能受到光照的影響，從而影響細(xì)胞功能。也就是說，水本身的生物活性可能比我們之前想象的多得多。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在生物化學(xué)上與我們細(xì)胞結(jié)構(gòu)相似的表面附近的水暴露在紅光/近紅外光照射下時(shí)，它確實(shí)會改變水的粘度。水的“厚度”和“濕度”會發(fā)生變化，想象一下在池水中游泳與在果凍中游泳的感覺就大體可以理解。

在普通的水中游泳比在果凍中游泳要容易得多，對吧？關(guān)鍵是，如果周圍的液體沒有產(chǎn)生很大的阻力，那么被需要移動的液體包圍的物體可能會更好地發(fā)揮作用。2015年發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上的一項(xiàng)題為“光對水粘度的影響：ATP生物合成的意義”的研究表明，這可能正是我們線粒體內(nèi)部發(fā)生的事情。

研究人員建議，如果水粘度的這種變化發(fā)生在我們的細(xì)胞內(nèi)，根據(jù)許多專家的說法，這可能會使線粒體上的ATP合酶泵（線粒體上實(shí)際上泵出細(xì)胞能量的小馬達(dá)）的物理旋轉(zhuǎn)更加有效。（補(bǔ)充說明：這可能與Gerald Pollack博士關(guān)于水的“第四階段”的研究有關(guān)，他寫了一本書，做了幾次訪談和TED演講，可以在YouTube上找到）。

在某種程度上，事實(shí)上已經(jīng)證明，當(dāng)靠近表面上與細(xì)胞膜表面相似的表面時(shí)，光確實(shí)會影響水的粘度，并且光會增加ATP的產(chǎn)生。但如前所述，對此的傳統(tǒng)解釋僅僅是紅光/近紅外光影響線粒體呼吸鏈成分（例如細(xì)胞色素c氧化酶）。

根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，2015年這項(xiàng)研究的研究人員認(rèn)為，這可能（部分或大部分）是由于光如何影響線粒體中的水粘度，并允許ATP合酶泵更容易旋轉(zhuǎn)。2015年這項(xiàng)研究的研究人員總結(jié)了他們的發(fā)現(xiàn)：“因此，我們認(rèn)為有理由假設(shè)[紅光/近紅外光]輻射通過降低納米界面水層的粘度來上調(diào)ATP的周轉(zhuǎn)，這似乎控制了線粒體“納米馬達(dá)”的效率。從我們的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中推斷出的見解有望改進(jìn)光誘導(dǎo)ATP合成的現(xiàn)有理論和假設(shè)，并有望增強(qiáng)現(xiàn)有模型的預(yù)測能力。

顯然，旨在探索ATP合酶功能的現(xiàn)實(shí)模型可能必須考慮納米渦輪機(jī)（ATP合酶泵）內(nèi)部和周圍的界面粘度梯度。這一方面具有相當(dāng)大的生物學(xué)意義，并可能導(dǎo)致ATP合成范式的轉(zhuǎn)變。簡而言之，這里的想法是，紅光/近紅外光穿透細(xì)胞，使水變得更薄、更滑，因此線粒體中的小ATP馬達(dá)以更少的摩擦旋轉(zhuǎn)，最終泵出更多的能量。再次，這仍然是一種潛在的機(jī)制，我們需要更多的研究來確定這是否是一種主要的作用機(jī)制，但這是一種可能性。

潛在機(jī)制#2：與細(xì)胞中的葉綠素相互作用，幫助我們的線粒體產(chǎn)生更多能量

在生物學(xué)的大部分歷史中，植物和動物分別被認(rèn)為是自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物?！白责B(yǎng)生物”是那些提供自己食物來源的生物。植物通過捕獲陽光并進(jìn)行光合作用來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。（二氧化碳+水→ 碳水化合物+氧氣）“異養(yǎng)菌”是以其他生物為食的生物。因此，無論動物是食草動物、雜食動物還是食肉動物，它們都是吃其他生物來獲取能量。

對于大多數(shù)生物學(xué)，我們通常將生物分為以下幾類。但除了一些例外，我們稱之為“光異養(yǎng)生物”或“混合養(yǎng)生物”。例如，大多數(shù)珊瑚既可以從陽光中合成能量，也可以消耗浮游生物等生物。另一個(gè)例子是捕蠅草和其他食蟲植物，它們可以從陽光和它們所消耗的生物中獲取能量。更多例子包括一些類型的非硫細(xì)菌、日光細(xì)菌、許多類型的浮游生物，甚至許多類型的昆蟲。

當(dāng)然，人類一直被認(rèn)為是純粹的“異養(yǎng)生物”。我們需要吃各種各樣的植物和動物來獲取能量。然而，我已經(jīng)解釋過，數(shù)百項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)暴露在紅光/近紅外光下時(shí)，人體細(xì)胞——我們細(xì)胞中的線粒體——實(shí)際上會產(chǎn)生更多的ATP！甚至還不止于此…

最近的一項(xiàng)研究實(shí)際上發(fā)現(xiàn)，其他生物——包括在生物學(xué)上與人類非常相似的哺乳動物（如嚙齒動物和豬）——現(xiàn)在已經(jīng)被證明能夠?qū)⑷~綠素代謝產(chǎn)物吸收到線粒體中，并利用這些代謝產(chǎn)物捕獲陽光能量并放大細(xì)胞能量生產(chǎn)！研究表明，在許多情況下，一些動物可以使用這些葉綠素代謝產(chǎn)物來加快能量產(chǎn)生的速度，并增加ATP的總產(chǎn)量。

這一革命性的發(fā)現(xiàn)于2014年發(fā)表在《細(xì)胞科學(xué)雜志》（Journal of Cell Science）的一篇題為“光采集葉綠素色素使哺乳動物線粒體能夠捕獲光子能量并產(chǎn)生ATP”的研究中，研究人員簡要總結(jié)了他們的發(fā)現(xiàn)：“陽光是這個(gè)星球上最豐富的能源。然而，將陽光轉(zhuǎn)化為腺苷-59-三磷酸（ATP）形式的生物能量的能力被認(rèn)為僅限于光合生物中含有葉綠素的葉綠體。在這里，我們發(fā)現(xiàn)哺乳動物線粒體與葉綠素的光捕獲代謝產(chǎn)物混合時(shí)也能捕獲光并合成ATP?！?/p>

那么，光和葉綠素如何在我們的細(xì)胞中相互作用，以幫助我們的線粒體產(chǎn)生更多的能量？具體來說，似乎葉綠素代謝產(chǎn)物和光可能具有某種協(xié)同作用，影響線粒體能量產(chǎn)生的關(guān)鍵角色之一——輔酶Q10。2013年的一項(xiàng)題為“膳食葉綠素代謝產(chǎn)物催化血漿泛醌的光還原”的研究發(fā)現(xiàn)了一些顯著的現(xiàn)象。首先，你需要了解一點(diǎn)CoQ10是如何在我們的細(xì)胞中工作的。輔酶Q10通常被認(rèn)為是一種簡單的“抗氧化劑”，但它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于中和自由基。特別是，它的作用是促進(jìn)線粒體中的電子轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生能量。

現(xiàn)在，為了使輔酶Q10發(fā)揮促進(jìn)線粒體能量產(chǎn)生的作用，它必須不斷地從氧化形式（泛醌）“再生”為活性形式（泛喹啉）。當(dāng)大部分輔酶Q10被氧化，但不能有效地轉(zhuǎn)化回泛喹啉時(shí)，我們就會遇到問題。我們積累了泛醌，我們的泛醌儲存量很低。（事實(shí)上，輔酶Q10缺乏是非常普遍的。這就是為什么有這么多關(guān)于補(bǔ)充輔酶Q10的積極研究。）但是，如果我們的輔酶Q10儲存量（尤其是泛醌醇）最初減少的原因?qū)嶋H上是陽光暴露和葉綠素消耗不足呢？這些研究人員將飲食中的葉綠素代謝產(chǎn)物（當(dāng)我們攝入飲食中葉綠素時(shí)，我們的身體實(shí)際產(chǎn)生的化合物）與一些泛醌形式的輔酶Q10混合。然后，他們將葉綠素代謝產(chǎn)物和輔酶Q10溶液暴露在紅光下…猜猜發(fā)生了什么？