¿Cómo interactúan la luz roja y la luz infrarroja con los tejidos del organismo?

El organismo humano utiliza distintas formas de energía para mantener su funcionamiento. Los impulsos eléctricos coordinan el sistema nervioso, las reacciones químicas sostienen el metabolismo y la luz participa en diversos procesos biológicos, como la regulación del ritmo circadiano y la producción de vitamina D.

En las últimas décadas se ha investigado cómo la luz roja y la luz infrarroja cercana pueden ser absorbidas por componentes específicos de las células. Este proceso, conocido como fotobiomodulación, utiliza luz de baja intensidad para estimular mecanismos fisiológicos propios del organismo.

Para comprender este fenómeno es necesario conocer el funcionamiento de la piel y la producción de energía celular.

La piel: mucho más que una barrera protectora

La piel es el órgano más extenso del cuerpo y participa en la regulación de la temperatura, la defensa inmunológica, la percepción sensorial y la interacción con el entorno.

Está formada por tres capas principales:

• Epidermis.
• Dermis.
• Hipodermis.

La epidermis constituye la barrera externa. La dermis contiene vasos sanguíneos, fibras de colágeno, elastina, fibroblastos y terminaciones nerviosas, proporcionando resistencia, elasticidad y nutrición. La hipodermis alberga tejido adiposo y vasos sanguíneos que contribuyen al aislamiento térmico y al almacenamiento de energía.

Las células de estas capas mantienen una intensa actividad metabólica y requieren un aporte constante de energía para dividirse, reparar tejidos y sintetizar proteínas.

Las mitocondrias: el centro energético de la célula

Las mitocondrias producen la mayor parte de la energía celular al transformar los nutrientes en ATP (adenosín trifosfato), la principal fuente de energía de las células.

Este proceso ocurre mediante la respiración celular, donde los electrones liberados por los nutrientes permiten la síntesis de ATP.

El ATP es indispensable para funciones como la síntesis de proteínas, la división celular, el transporte de nutrientes, la reparación del ADN, la contracción muscular, la comunicación neuronal, la producción de colágeno y el funcionamiento de las bombas iónicas. Cuando su disponibilidad aumenta, las células pueden realizar estos procesos con mayor eficiencia.

¿Qué son los cromóforos?

Para que una célula responda a la luz necesita moléculas capaces de absorber fotones. Estas estructuras, llamadas cromóforos, captan determinadas longitudes de onda y, al hacerlo, modifican temporalmente su estado energético, desencadenando respuestas bioquímicas.

Uno de los cromóforos más estudiados en fotobiomodulación es el citocromo c oxidasa, ubicado en la membrana interna de las mitocondrias.

El citocromo c oxidasa y la producción de energía

El citocromo c oxidasa forma parte de la cadena respiratoria mitocondrial y participa en la transferencia de electrones al oxígeno, un paso esencial para la producción de ATP.

Gracias a su contenido de cobre y hierro, puede absorber luz roja e infrarroja cercana. Cuando esto ocurre, favorece la continuidad del transporte de electrones, mejorando la eficiencia de la respiración celular y la producción de energía.

La señalización celular depende de la energía

Las células se comunican continuamente mediante señales químicas, eléctricas y mecánicas. Para ello necesitan ATP, que mantiene el potencial eléctrico de las membranas celulares y permite procesos como la excitabilidad nerviosa, la contracción muscular, la liberación de neurotransmisores y otras vías de señalización.

Además, la energía mitocondrial es necesaria para activar proteínas reguladoras y coordinar la respuesta celular.

¿Cómo se reparan los tejidos?

El organismo renueva constantemente sus células y, ante una lesión, activa un proceso de reparación organizado en tres fases.

• Fase inflamatoria: llegan células inmunológicas para eliminar microorganismos y restos celulares.
• Fase proliferativa: los fibroblastos producen colágeno y otros componentes de la matriz extracelular, mientras se forman nuevos vasos sanguíneos.
• Fase de remodelación: las fibras de colágeno se reorganizan para recuperar la resistencia del tejido.

Todas estas etapas requieren un elevado aporte de ATP, nutrientes y una comunicación eficiente entre las células.

¿Qué diferencia existe entre la luz roja y la luz infrarroja?

Aunque ambas pertenecen al espectro electromagnético, difieren principalmente en su longitud de onda y profundidad de penetración.

Luz Roja

La luz roja abarca aproximadamente entre 620 y 700 nanómetros y actúa sobre las capas más superficiales de la piel, como la epidermis y gran parte de la dermis, donde se encuentran queratinocitos, fibroblastos, vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas.

Luz Infrarroja Cercana

La luz infrarroja cercana se sitúa aproximadamente entre 700 y 1.100 nanómetros y puede alcanzar tejidos más profundos, como músculos, tendones, fascias, articulaciones y tejido conectivo, permitiendo que un mayor número de mitocondrias reciba energía lumínica.

¿Cómo interactúan estas longitudes de onda con los tejidos?

Cuando la luz roja o infrarroja alcanza un tejido, los fotones atraviesan la piel sin generar un calentamiento significativo dentro de los parámetros de la fotobiomodulación. Parte de esta energía es absorbida por cromóforos, especialmente el citocromo c oxidasa, favoreciendo la actividad de la cadena respiratoria mitocondrial y aumentando la producción de ATP.

Este incremento de energía favorece procesos como la síntesis de proteínas y colágeno, la actividad de los fibroblastos, el transporte de nutrientes, la regulación del calcio intracelular, la comunicación entre células, la activación de factores de crecimiento y la remodelación de los tejidos. También se generan pequeñas variaciones de especies reactivas de oxígeno que participan en la señalización celular.

Fotobiomodulación: una aplicación de la fisiología celular

La fotobiomodulación utiliza luz roja e infrarroja de baja intensidad para estimular mecanismos fisiológicos propios del organismo. Su efecto depende del estado del tejido, la longitud de onda, la potencia, la dosis y el tiempo de exposición.

Por este motivo los dispositivos de fotobiomodulación emplean parámetros cuidadosamente definidos para dirigir la energía luminosa hacia los tejidos donde se desea estimular la actividad celular.

Conclusión

La luz roja y la luz infrarroja interactúan con las mitocondrias para favorecer procesos relacionados con la producción de ATP y la señalización celular. La principal diferencia entre ambas radica en la profundidad de penetración, lo que permite dirigir la energía lumínica hacia tejidos superficiales o más profundos según la aplicación.

La fotobiomodulación aprovecha estos principios fisiológicos para aplicar energía lumínica de manera controlada, utilizando los mecanismos naturales de funcionamiento celular como base de su acción.

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