Ultimo aggiornamento: luglio 2026 · A cura del team di fototerapia di Dermfix
In breve: la luce rossa e nel vicino infrarosso viene assorbita da un enzima chiamato citocromo c ossidasi all'interno dei mitocondri, le centrali energetiche della cellula. Questo assorbimento innesca una reazione a catena: viene prodotto più ATP (energia cellulare), viene rilasciato ossido nitrico, i livelli di calcio cambiano e una cascata di segnali raggiunge il nucleo della cellula, attivando geni legati alla guarigione, alla riduzione dell'infiammazione e alla sopravvivenza cellulare. Si tratta di un percorso biologico reale e mappato, non di una vaga affermazione sull'«energia».
La revisione
Lucas Freitas de Freitas (Università di São Paulo) e Michael R. Hamblin (Wellman Center for Photomedicine della Harvard Medical School) sono coautori di questa ampia revisione sui meccanismi, pubblicata nel 2016 sull'IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Hamblin è uno dei ricercatori più citati nel campo della fotobiomodulazione, e questo lavoro riunisce decenni di ricerca molecolare e cellulare in un unico resoconto su come funziona davvero la terapia con luce a bassa intensità (LLLT), detta anche fotobiomodulazione (PBM).
Il punto di partenza: un enzima chiamato citocromo c ossidasi
Il protagonista dell'intero processo è la citocromo c ossidasi, un enzima situato nella membrana mitocondriale che rappresenta l'ultima tappa della catena di reazioni con cui le cellule producono energia. Assorbe fortemente la luce nel rosso e nel vicino infrarosso, ed è per questo che proprio queste lunghezze d'onda vengono utilizzate in fototerapia.
La spiegazione più accreditata di ciò che accade dopo: la luce stacca una molecola di ossido nitrico che si era legata all'enzima inibendolo. Rimosso questo blocco, il trasporto degli elettroni accelera, il potenziale di membrana dei mitocondri aumenta e cresce la produzione di ATP. In parole semplici, la centrale energetica della cellula, parzialmente inceppata, si sblocca e inizia a funzionare in modo più efficiente.
Una seconda via, meno consolidata, coinvolge canali sensibili alla luce nella membrana cellulare, chiamati canali TRP, che possono aprirsi in risposta a determinate lunghezze d'onda e far entrare calcio nella cellula, innescando a loro volta una serie di effetti a valle.
Da un enzima agli effetti sull'intero organismo
Ciò che rende interessante questo processo non è solo la reazione iniziale, ma ciò che accade dopo. Il lavoro descrive una cascata: l'aumento dell'ATP e le variazioni di ossido nitrico, specie reattive dell'ossigeno e calcio agiscono come messaggeri interni che raggiungono il nucleo della cellula e attivano fattori di trascrizione, ossia proteine che accendono o spengono i geni. Tra questi effetti a valle:
- Riduzione dell'infiammazione – tramite modifiche della segnalazione delle citochine e delle proteine da shock termico
- Aumento della migrazione e della proliferazione cellulare – rilevante per la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti
- Segnalazione anti-apoptotica – che aiuta le cellule sotto stress a sopravvivere anziché morire
- Maggiore attività degli enzimi antiossidanti – che aiuta le cellule a gestire lo stress ossidativo
- Rilascio di fattori di crescita – compresi fattori legati alla produzione di collagene e alla formazione di vasi sanguigni
Il lavoro sottolinea inoltre che le cellule staminali e le cellule progenitrici sembrano particolarmente sensibili a questo tipo di stimolazione luminosa, con un aumento di proliferazione, migrazione e differenziazione: un risultato con implicazioni ben oltre la pelle, che riguarda anche la ricerca sulla rigenerazione di ossa, muscoli e nervi.
La dose resta decisiva
Come nelle altre ricerche del settore, la dose è centrale. Il lavoro descrive lo stesso andamento bifasico di «Arndt-Schulz» osservato in tutta la letteratura sulla LLLT: troppa poca luce non produce nulla, una dose moderata stimola le cellule e troppa luce le inibisce o addirittura le danneggia. Gli autori citano ricerche in cui dosi basse (fino a circa 2 J/cm²) stimolavano la proliferazione, mentre dosi più elevate (16 J/cm² e oltre) avevano un effetto inibitorio: ciò spiega perché «più luce» non sia una strategia affidabile e perché i parametri del dispositivo contino quanto il semplice possesso di una sorgente di luce rossa.
È interessante notare che la revisione osserva anche come l'irradianza (l'intensità della luce erogata al secondo) possa contare indipendentemente dalla densità di energia totale: diversi studi citati hanno rilevato che la stessa dose totale erogata a intensità diverse produceva risultati biologici diversi, uno dei motivi per cui i protocolli di dosaggio in questo campo restano oggetto di ricerca attiva.
Ancora una volta, la coerenza non è il fattore decisivo
In linea con altre ricerche del settore, gli autori osservano che l'idea secondo cui la luce laser coerente sarebbe necessaria per questi effetti non è più ampiamente condivisa: le sorgenti LED non coerenti si sono dimostrate altrettanto efficaci nell'attivare la stessa via mediata dalla citocromo c ossidasi.
Domande frequenti
Qual è il bersaglio più importante della luce rossa/NIR nelle cellule?
La citocromo c ossidasi, un enzima dei mitocondri che è il principale candidato a spiegare come la luce inneschi questi effetti biologici.
Una dose di luce maggiore significa un effetto più forte?
No: la ricerca mostra costantemente una risposta bifasica. Gli effetti aumentano con la dose fino a un certo punto, poi si stabilizzano e si invertono a dosi eccessive.
Perché è importante per la guarigione delle ferite o il recupero muscolare?
Perché la stessa cascata di segnalazione a valle – aumento dell'ATP, riduzione dell'infiammazione, rilascio di fattori di crescita e maggiore migrazione cellulare – è la base biologica che collega l'esposizione alla luce a risultati visibili come una guarigione più rapida.
Questo meccanismo è scientificamente del tutto accertato?
La via centrale citocromo c ossidasi / ossido nitrico è l'ipotesi principale e meglio supportata, ma gli autori chiariscono che diversi meccanismi complementari (canali ionici sensibili alla luce, effetti diretti su altre molecole) sono ancora oggetto di ricerca attiva e che il quadro completo non è ancora definito.
Fonte: 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.
Avvertenza: questo articolo riassume ricerche pubblicate a scopo informativo generale. Non costituisce un parere medico e non descrive la destinazione d'uso di alcun prodotto Dermfix.