あまり知られていない体の部位の一つ光療法研究で調べられているのは筋肉です。人間の筋肉組織はエネルギー生産のために高度に特殊化したシステムを持っており、長時間の低消費と短時間の高消費の両方でエネルギーを供給できる必要があります。この分野の研究はここ数年で劇的に加速しており、毎月数十件もの新しい高品質の研究が行われています。赤色光と赤外線は、関節痛から傷の治癒まで、さまざまな病気や症状について集中的に研究されてきました。これはおそらく、細胞効果が基礎的なエネルギーレベルで作用すると考えられているためでしょう。では、光が筋肉組織に浸透すれば、そこに有益な効果を発揮できるのでしょうか。この記事では、光がこれらのシステムとどのように相互作用するか、そしてもしあるとすればどのような利点があるのかを検証します。
光は筋肉の機能と相互作用する可能性がありますが、どのように相互作用するのでしょうか?
光が筋組織にどのような影響を与えるかを理解するには、まず筋組織が実際にどのように機能するかを理解する必要があります。エネルギーは、現在私たちが知るあらゆる生物のあらゆる細胞にとって生命維持に不可欠です。この生命の本質は、力学的な観点から見ると、他のどの組織よりも筋組織において顕著です。筋肉は運動に関与しているため、エネルギーを生成し、消費しているに違いありません。そうでなければ、筋肉は動きません。この基本的なエネルギー生成を助けるものは何でも価値あるものとなるでしょう。
光療法のメカニズム
光療法は、ミトコンドリア（ミトコンドリアはエネルギー産生を担う細胞小器官）を持つ体内のほぼすべての細胞において、よく知られたメカニズムを持っています。シトクロムCオキシダーゼと一酸化窒素について調べれば、より詳しい情報が得られますが、基本的には赤色光と近赤外線の両方がミトコンドリアの呼吸プロセスを助け、より多くの二酸化炭素とATP（エネルギー）を生成するという仮説です。これは理論的には、赤血球などミトコンドリアを持たない細胞を除けば、体内のほぼすべての細胞に当てはまります。
筋肉とエネルギーのつながり
筋細胞の重要な特徴の一つは、ミトコンドリアが非常に豊富であり、高いエネルギー需要を満たすためにミトコンドリアを必要とすることです。これは骨格筋、心筋、そして内臓に見られるような平滑筋組織にも当てはまります。筋組織におけるミトコンドリアの密度は種や体の部位によって異なりますが、いずれも機能するためには高いエネルギーを必要とします。この豊富な存在こそが、光線療法の研究者が他の組織よりも特に筋肉への応用に関心を寄せている理由を示唆しています。
筋肉幹細胞 – 光によって成長と修復が促進される?
成長と修復に関与する筋幹細胞の一種であるミオサテライト細胞も、光療法の重要な潜在的標的であり1,5、長期的な効果をもたらす主な標的となる可能性さえあります。これらのサテライト細胞は、運動などの機械的運動や怪我などによる負荷に反応して活性化しますが、このプロセスは光療法によって促進される可能性があります9。体のあらゆる部位の幹細胞と同様に、これらのサテライト細胞は本質的に正常な筋細胞の前駆細胞です。通常は弛緩した不活性状態で存在しますが、怪我や運動による外傷に反応して、治癒過程の一環として他の幹細胞に変化したり、完全に機能する筋細胞に変化したりします。最近の研究では、幹細胞内のミトコンドリアによるエネルギー産生が、幹細胞の運命を決定づける主要な因子であり6、本質的に幹細胞の「プログラミング」だけでなく、その速度と効率も決定していることが示されています。光療法の背後にある仮説は、光がミトコンドリア機能の強力な促進因子である可能性があるというものであるため、光が幹細胞を介して筋肉の成長と修復を改善する可能性を説明する明確なメカニズムが存在します。
炎症
炎症は、筋肉の損傷やストレスに伴う典型的な症状です。一部の研究者は、光を適切に使用すれば、炎症の重症度を軽減するのに役立つ可能性があると考えています3（CO2レベルを上昇させることで炎症性サイトカイン／プロスタグランジンが抑制され、瘢痕や線維化を残さずに、より効率的な修復が可能になります）。