Zuletzt aktualisiert: Juli 2026 · Verfasst vom Dermfix-Phototherapie-Team
Kurze Antwort: Rotes und nahinfrarotes Licht wird von einem Enzym namens Cytochrom-C-Oxidase in Ihren Mitochondrien – den Energiekraftwerken der Zelle – absorbiert. Diese Absorption löst eine Kettenreaktion aus: Es wird mehr ATP (Zellenergie) gebildet, Stickstoffmonoxid wird freigesetzt, der Kalziumspiegel verändert sich, und eine Signalkaskade erreicht den Zellkern, wodurch Gene aktiviert werden, die mit Heilung, Entzündungshemmung und dem Überleben der Zellen in Verbindung stehen. Es handelt sich um einen realen, genau kartierten biologischen Signalweg – nicht um eine vage Behauptung über „Energie“.
Die Rezension
Lucas Freitas de Freitas (Universität São Paulo) und Michael R. Hamblin (Wellman Center for Photomedicine der Harvard Medical School) sind Mitautoren dieser umfassenden mechanistischen Übersichtsarbeit, die 2016 im „IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics“ veröffentlicht wurde. Hamblin ist einer der meistzitierten Forscher auf dem Gebiet der Photobiomodulation, und diese Arbeit fasst jahrzehntelange molekulare und zelluläre Forschung in einer einzigen Darstellung darüber zusammen, wie die Low-Level-Lichttherapie (LLLT), auch Photobiomodulation (PBM) genannt, tatsächlich funktioniert.
Der Ausgangspunkt: ein Enzym namens Cytochrom-C-Oxidase
Die zentrale Rolle in diesem gesamten Prozess spielt die Cytochrom-C-Oxidase – ein Enzym in der Mitochondrienmembran, das den letzten Schritt in der Reaktionskette bildet, über die Ihre Zellen Energie erzeugen. Es absorbiert Licht im roten und nahinfraroten Bereich besonders stark, weshalb genau diese Wellenlängen in der Phototherapie zum Einsatz kommen.
Die gängigste Erklärung dafür, was als Nächstes geschieht: Licht löst ein Stickstoffmonoxid-Molekül, das an das Enzym gebunden war und dieses hemmte. Ist diese Blockade beseitigt, beschleunigt sich der Elektronentransport, das Membranpotential der Mitochondrien steigt an und die ATP-Produktion nimmt zu. Einfach ausgedrückt: Das Kraftwerk der Zelle, das teilweise blockiert war, kommt wieder in Gang und arbeitet nun effizienter.
Ein zweiter, noch nicht so gut erforschter Signalweg betrifft lichtempfindliche Kanäle in der Zellmembran, die sogenannten TRP-Kanäle, die sich als Reaktion auf bestimmte Wellenlängen öffnen und Kalzium in die Zelle strömen lassen – was wiederum eine Reihe von Folgewirkungen auslöst.
Von einem Enzym zu Auswirkungen auf den gesamten Körper
Das Interessante daran ist nicht nur die erste Reaktion – sondern das, was danach geschieht. Die Studie beschreibt eine Kettenreaktion: Ein Anstieg des ATP-Spiegels sowie Veränderungen bei Stickstoffmonoxid, reaktiven Sauerstoffspezies und Kalzium wirken als interne Botenstoffe, die den Zellkern erreichen und Transkriptionsfaktoren aktivieren – Proteine, die Gene ein- oder ausschalten. Zu diesen nachgelagerten Effekten gehören:
- Verringerte Entzündung – durch Veränderungen in der Zytokin-Signalübertragung und bei den Hitzeschockproteinen
- Verstärkte Zellmigration und -proliferation – relevant für die Wundheilung und Geweberegeneration
- Anti-apoptotische Signalwege – sie helfen gestressten Zellen, zu überleben, anstatt abzusterben
- Erhöhte Aktivität antioxidativer Enzyme – unterstützt die Zellen bei der Bewältigung von oxidativem Stress
- Freisetzung von Wachstumsfaktoren – einschließlich Faktoren, die mit der Kollagenbildung und der Blutgefäßbildung in Zusammenhang stehen
Der Artikel hebt zudem hervor, dass Stammzellen und Vorläuferzellen offenbar besonders gut auf diese Art der Lichtstimulation ansprechen und dabei eine verstärkte Proliferation, Migration und Differenzierung zeigen – ein Befund, dessen Bedeutung weit über die Haut hinausgeht und auch die Forschung zur Regeneration von Knochen, Muskeln und Nerven betrifft.
Die Dosis entscheidet immer noch über alles
Wie bei anderen Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet spielt die Dosis eine zentrale Rolle. Die Studie beschreibt dasselbe zweiphasige „Arndt-Schulz“-Muster, das in der gesamten LLLT-Literatur zu beobachten ist: Zu wenig Licht zeigt keine Wirkung, eine moderate Dosis stimuliert die Zellen, und zu viel Licht hemmt sie oder schädigt sie sogar. Die Autoren verweisen auf Forschungsergebnisse, die zeigen, dass bei niedrigen Dosen (bis zu etwa 2 J/cm²) eine Zellproliferation angeregt wird, diese Wirkung sich jedoch bei höheren Dosen (16 J/cm² und mehr) ins Gegenteil verkehrt – was unterstreicht, warum „mehr Licht“ keine verlässliche Strategie ist und warum die Geräteparameter ebenso wichtig sind wie das bloße Vorhandensein einer roten Lichtquelle.
Interessanterweise wird in der Übersicht auch darauf hingewiesen, dass die Bestrahlungsstärke (die pro Sekunde abgegebene Lichtintensität) unabhängig von der Gesamtenergiedichte eine Rolle spielen kann – mehrere zitierte Studien kamen zu dem Ergebnis, dass die Abgabe derselben Gesamtdosis bei unterschiedlichen Intensitäten zu unterschiedlichen biologischen Ergebnissen führte, was mit ein Grund dafür ist, dass Dosierungsprotokolle in diesem Bereich nach wie vor ein aktives Forschungsgebiet darstellen.
Auch hier ist die Kohärenz nicht der entscheidende Faktor
In Übereinstimmung mit anderen Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet stellen die Autoren fest, dass die Ansicht, kohärentes Laserlicht sei für diese Effekte notwendig, mittlerweile nicht mehr allgemein vertreten wird – es hat sich gezeigt, dass nicht-kohärente LED-Quellen bei der Auslösung desselben durch Cytochrom-c-Oxidase gesteuerten Signalwegs ebenso wirksam sind.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das wichtigste Ziel von rotem/NIR-Licht in Zellen?
Die Cytochrom-c-Oxidase, ein Enzym in den Mitochondrien, gilt als der wahrscheinlichste Kandidat dafür, wie Licht diese biologischen Effekte auslöst.
Bedeutet eine höhere Lichtdosis eine stärkere Wirkung?
Nein – die Forschungsergebnisse zeigen durchweg eine zweiphasige Reaktion: Die Wirkung nimmt mit steigender Dosis bis zu einem bestimmten Punkt zu, flacht dann ab und kehrt sich bei zu hohen Dosen um.
Inwiefern spielt das bei der Wundheilung oder der Muskelregeneration eine Rolle?
Denn genau diese nachgelagerte Signalkaskade – erhöhter ATP-Spiegel, verminderte Entzündung, Freisetzung von Wachstumsfaktoren und verstärkte Zellmigration – bildet die biologische Grundlage, die die Lichtexposition mit sichtbaren Ergebnissen wie einer schnelleren Heilung verbindet.
Ist dieser Mechanismus wissenschaftlich vollständig geklärt?
Der zentrale Cytochrom-C-Oxidase-/Stickstoffmonoxid-Signalweg ist die führende und am besten belegte Hypothese, doch die Autoren stellen klar, dass mehrere ergänzende Mechanismen (lichtempfindliche Ionenkanäle, direkte Auswirkungen auf andere Moleküle) nach wie vor aktiv erforscht werden und das Gesamtbild noch nicht endgültig geklärt ist.
Quelle: de Freitas, L.F. & Hamblin, M.R. „Proposed Mechanisms of Photobiomodulation or Low-Level Light Therapy.“ IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 22(3), 2016. DOI: 10.1109/JSTQE.2016.2561201.
Haftungsausschluss: Dieser Artikel fasst veröffentlichte Forschungsergebnisse zur allgemeinen Information zusammen. Er stellt keine medizinische Beratung dar und beschreibt nicht den Verwendungszweck eines Dermfix-Produkts.