Low Level Light therapy

Si assiste oggi ad un drastico aumento nella popolazione mondiale della condizione obesità e della sindrome metabolica: un cluster di diversi fattori di rischio fra loro correlati che contribuiscono ad incrementare la probabilità di sviluppo di patologie croniche non trasmissibili. La loro eziopatogenesi, oltre che da fattori genetici predisponenti e da scorrette abitudini alimentari, può essere spiegata da uno stato proinfiammatorio cronico di basso grado e protrombotico. Oltre che con l’intervento dietetico e con modifiche dello stile di vita, recenti evidenze sperimentali suggeriscono l’utilizzo della metodica della Fotobiomodulazione adipotissutale.(LLLT, Low Level Light therapy) nel migliorare lo stato infiammatorio, nel controllo del profilolipidico e nell’aumento dell’attività metabolica. L’analisi sistematica dei principali studi clinici disponibili ha permesso di concludere che la Fotobiomodulazione adipotissutale rappresenta un innovativo protocollo terapeutico nel controllo dell’obesità e delle sue comorbilità.

Introduzione

Dalla seconda metà del ventesimo secolo si è assistito ad un graduale mutamento del pattern alimentare-sanitario tale da poter identificare una vera e propria transizione “alimentare e sanitaria” di carattere epidemico. È possibile identificare quatto principali fenomeni responsabili del cambiamento avvenuto negli ultimi 50 anni: il progresso medico scientifico, l’incremento nelle aspettative medie di vita, la graduale trasformazione delle malattie e un significativo cambiamento dell’alimentazione e dello stile di vita nella direzione di una riduzione dell’attività fisica praticata e di un aumento dell’apporto calorico medio assunto. Si assiste oggi dunque ad un drastico aumento nella popolazione mondiale della condizione obesità e delle patologie correlate tali da ipotizzare una vera e propria epidemia disnutrizionale per eccesso. Le patologie croniche non trasmissibili (malattie cardiovascolari, ipertensione, steatosi epatica, diabete di tipo II, tumore) rappresentano oggi il principale fattore di rischio per la salute dell’uomo nonché un enorme peso socio-economico per l’intera collettività. Basti pensare che nel mondo, nel 2014, oltre 1,9 miliardi di adulti erano in sovrappeso, tra cui oltre 600 milioni obesi e che in Europa, nel 2016, il sovrappeso e l’obesità affliggevano, rispettivamente, il 30-70% e il 10-30% degli adulti. La diffusione dell’obesità è allarmante soprattutto in età infantile sia per le implicazioni dirette sulla salute del bambino sia perché rappresenta un fattore predittivo di obesità e malattie croniche non trasmissibili in età adulta. I dati raccolti nel 2012-2013 dalla “Childhood Obesity Surveillance Initiative” (COSI) della Regione Europea dell’OMS mostrano valori di sovrappeso e obesità in bambini di 6-9 anni che variano da 18 a 52% nei diversi Paesi 3. L’Italia partecipa a questa raccolta dati con il sistema di sorveglianza “OKkio alla Salute” che, nonostante rilevi una modesta e progressiva diminuzione del fenomeno negli ultimi anni, conferma livelli preoccupanti di eccesso ponderale nei bambini di 8-9 anni del nostro Paese: nel 2016 il 21,3% era in sovrappeso e il 9,3% obeso. Un chiaro gradiente nord-sud mostra livelli di eccesso ponderale superiori alla media nazionale distribuiti prevalentemente tra le regioni meridionali. In particolare, la Regione Siciliana è collocata alla quinta posizione per prevalenza di sovrappeso e obesità infantile: il 22,3% dei bambini è in sovrappeso, il 9,7% obeso e il 3,3% in condizioni di obesità severa.

Infiammazione cronica di basso grado

Dal punto di vista clinico, l’obesità rappresenta un’eterogenea condizione clinica ad eziologia multifattoriale (genetica, ambientale, comportamentale) caratterizzata da eccessiva espansione della massa adiposa in grado di influire negativamente sullo stato di salute. L’eccesso di tessuto adiposo costituisce l’esito di un disequilibrio, protratto nel tempo, tra apporto calorico (quantità di cibo ingerito) e spesa energetica (costituito dall’insieme della attività energetica necessaria al metabolismo basale, allo svolgimento della attività fisica, alla termogenesi postprandiale). Per molti anni il ruolo del tessuto adiposo è stato ritenuto quello di mero deposito di energia e mezzo di isolamento termico e meccanico5, ma più recentemente esso è stato riconosciuto come un complesso organo endocrino in grado di secernere numerose molecole, chiamate adipochine, con molteplici azioni a livello locale e sistemico. In questa produzione sono coinvolti non solo gli adipociti ma anche altri componenti del tessuto adiposo quali tessuto nervoso, matrice connettivale, cellule stromavascolari e cellule immunitarie. L’aumentato accumulo di acidi grassi a livello del tessuto adiposo prevede modificazioni tissutali inizialmente in senso ipertrofico, consecutivamente iperplastico nonché metaboliche che si accompagnano ad una maggior espressione di citochine ad azione proinfiammatoria, quali ad esempio interleuchina 6 (IL-6) e “tumor necrosis alfa” (TNF-α), e a minor produzione di molecole antiinfiammatorie, come l’adiponectina. Tali modifiche, in corso di obesità, non hanno effetti solo localmente ma si accompagnano ad un aumento delle concentrazioni sieriche di proteine della fase acute nonché all’infiltrazione di cellule infiammatorie nel tessuto adiposo, principalmente macrofagi e linfociti. Tali cellule verrebbero richiamate in sede dal circolo periferico, tramite la produzione e immissione in circolo da parte degli adipociti di chemochine quali ad esempio “monocyte chemotactic protein-1” (MCP-1) e “vascular cell adhesion protein” (VCAM). Tutto ciò contribuisce a determinare quella che viene chiamata “infiammazione cronica di basso grado” che potrebbe avere un ruolo fisiopatologico importante nello sviluppo e nella progressione delle complicanze legate all’obesità, quali aterosclerosi, l’ipertensione, l’insulino-resistenza e la dislipidemia, spiegando almeno in parte l’eziopatogenesi della sempre più diffusa sindrome metabolica.

Sindrome metabolica

In costante aumento e particolarmente diffusa, la sindrome metabolica (detta anche sindrome X, sindrome da insulino resistenza, sindrome di Reaven), è un cluster di diversi fattori di rischio fra loro correlati che concorrono ad aumentare la possibilità di sviluppare patologie a carico dell’apparato circolatorio e diabete: obesità centrale, dislipidemia, resistenza all’insulina, ipertensione arteriosa e disfunzione endoteliale. La prevalenza della sindrome è molto variabile ma nei paesi occidentali, quali Europa e Stati Uniti d’America, si attesta ad oltre il 35% degli ultracinquantenni, con una maggior presenza delle donne rispetto agli uomini. La definizione più conosciuta ed applicata nella pratica clinica è quella del National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel (ATP) III del 20018. Essa non considera alcun elemento diagnostico diretto o indiretto di insulino-resistenza ma contempla la presenza di tre variabili contemporaneamente presenti tra le seguenti: obesità addominale, ipertensione, ipetrigliceridemia, bassocolesterolo HDL e glicemia >110 mg/dl (includendo anche il diabete). Nel 2005 è intervenuta l’International Diabetes Federation (IDF) con una propria definizione. Essa si caratterizza per porre l’obesità viscerale come elemento essenziale a cui si devono aggiungere altri due criteri tra quelli abituali (ipetrigliceridemia, basso colesterolo HDL, ipertensione, iperglicemia, compreso il diabete). Circa un mese dopo la pubblicazione dei criteri dell’IDF, l’American Heart Association ed il National Heart, Lung and Blood Institute hanno pubblicato uno statement sulla sindrome metabolica che ha allargato i criteri dell’ATP III, portando il livello diagnostico della glicemia da 110 a 100 mg/dl, ed ha introdotto il concetto che è sufficiente la presenza di terapia per correggere l’ipertensione, l’ipetrigliceridemia, il basso colesterolo HDL e l’iperglicemia, prescindendo dai valori attuali dei vari parametri. Poiché la sindrome metabolica è una patologia cronica ad eziopatogenesi multifattoriale, il trattamento dovrà prolungarsi nel tempo e avere un carattere olistico che preveda, oltre la terapia dietetica, il ricorso a terapie complementari (dalla attività fisica programmata alle terapie comportamentali).

Nuove prospettive terapeutiche: ruolo di LLLT

Di recente interesse nel campo della nutrizione è la metodica LLLT (Low Level Light Therapy).La LLLT nasce inizialmente come approccio non invasivo e non termico ai disturbi che richiedono la riduzione del dolore e dell’infiammazione, la stimolazione della guarigione e la rigenerazione dei tessuti. Le prime relazioni di LLLT sono state pubblicate da Endre Mester dell’Università Semmelweiss di Ungheria il quale ha notato la ricrescita dei peli nei topi esposti a un laser rosso (694 nm) e successivamente ha usato un laser HeNe (632,8 nm) per stimolare la guarigione delle ferite nei modelli animali. Negli anni, ottimi risultati sono stati ottenuti nel trattamento di ferite e ulcere resistenti alla guarigione (ad es. ulcere croniche diabetiche), nella gestione del dolore e nelle lesioni del midollo spinale e del sistema nervoso quando altri metodi avevano avuto un successo limitato. La metodica ha un grande potenziale per prevenire la morte dei tessuti e stimolare la rigenerazione dei tessuti in un’ampia varietà di malattie neurologiche, in oftalmologia, in cardiologia e otorinolaringoiatria ed ha un’altra importante applicazione nella prevenzione delle mucositi orali come effetto collaterale delle terapie del cancro. Nell’ultimo decennio, la metodica LLLT inizia ad essere studiata in medicina estetica come coadiuvante della liposuzione, per il contouring non invasivo del corpo, per la riduzione della cellulite, nella riduzione delle adiposità localizzate e nel miglioramento della tonicità tissutale. Recenti studi inoltre hanno dimostrato che essa è in grado di migliorare il profilo lipidico ematico in quanto risulta utile nelle procedure di trasferimento del grasso autologo, migliorando così il metabolismo degli adipociti e suggerendo quindi un potenziale ruolo terapeutico nell’obesità e nella sindrome metabolica (ATP) con conseguente up-regolazione dell’AMP ciclico. I fattori di trascrizione attivati, come l’NF-κB, portano a percorsi di segnalazione che promuovono la sopravvivenza cellulare, la proliferazione cellulare e la migrazione cellulare21 tra i quali l’attivazione di una proteina chinasi che stimola la lipasi citoplasmatica, enzima che converte i trigliceridi di deposito in acidi grassi e glicerolo. Gli incrementati livelli di ROS in seguito all’applicazione di LLLT determinano il processo noto come perossidazione lipidica in cui i ROS reagiscono con i lipidi che si trovano nelle membrane cellulari e le danneggiano temporaneamente attraverso la creazione di pori. Questi pori transitori permettono l’evacuazione del contenuto della cellula nello spazio extracellulare che viene eliminato dall’organismo attraverso i normali processi di disintossicazione.Il metodo attraverso l’utilizzo della luce a basso livello energetico crea un processo di “fotobiostimolazioni” che imita i processi naturali del corpo (lipolisi) ma permette di selezionare le aree bersaglio da dove far rilasciare l’adipe. Una volta prodotta l’idrolisi, gli acidi grassi liberati precipitano dentro il ciclo biochimico dell’acido piruvico, dove vengono trasformati in piruvati e lattati, fornendo così, al muscolo in contrazione, un combustibile preferenziale, immediatamente utilizzato, per fornire energia utile alla contrazione. Nello stesso tempo, il glucosio e ATP sono liberati dai tessuti, portati verso il muscolo dall’aumento della microcircolazione che è termodipendente, e questi ultimi metaboliti vanno ad ottimizzare la contrattilità muscolare. Molto utile potrebbe dunque risultare praticare attività fisica nonché pratiche di drenaggio linfatico dopo ciascuna seduta di LLLT.

Evidenze scientifiche in nutrizione

Diversi studi hanno concentrato inizialmente la loro attenzione sul ruolo della LLLT come tecnologia non invasiva per la riduzione delle circonferenze corporee e sul body contouring. In uno studio randomizzato controllato in doppio cieco, 67 soggetti in sovrappeso sono stati suddivisi in modo random in due gruppi: il gruppo test è stato sottoposto ad LLLT ed il gruppo controllo ha ricevuto un trattamento placebo. Tutti i soggetti sono stati trattati tre volte a settimana per due settimane e sono state misurate all’inizio e al termine dello studio le circonferenze della vita, dei fianchi e delle cosce. Il gruppo test ha mostrato una riduzione totale delle circonferenze di -8,91 cm in tutti i siti mentre il controllo ha mostrato una riduzione di -1,7 cm, rilevando un lieve guadagno di +0,78 cm dopo due settimane dal termine dello studio nel gruppo test. Anche McRae E. et al. suggeriscono la sicurezza e l’efficacia clinica di LLLT per la riduzione delle circonferenze corporee. 86 soggetti sono stati sottoposti a sedute di Fotobiomodulazione ogni giorno per 20 minuti per due settimane: rispetto al tempo base, al termine dello studio è stata registrata una riduzione totale di -7,1 cm nelle circonferenze vita, fianchi e cosce, ed i risultati sono stati lineari alla modesta perdita di peso dei soggetti. Uno studio più ampio ha sottoposto 689 soggetti a sei trattamenti di LLLT per due settimane e registrato una riduzione totale significativamente statistica delle circonferenze vita, fianchi, cosce, ginocchia, braccia, collo, petto di -13,13 cm. Recentemente, Mary K. et al. hanno sottoposto in uno studio controllato randomizzato 40 soggetti in sovrappeso con BMI <30 kg/m2 a sedute di LLLT della durata di 30 minuti due volte a settimana per 4 settimane. Ai soggetti non sono state date indicazioni dietetiche né relative all’attività fisica. Ogni trattamento ha comportato una perdita di 0,4-0,5 cm nella circonferenza della vita e la perdita di circonferenza cumulativa dopo 4 settimane è stata di -2.15 cm (-0,78 ± 2,82 vs. 1,35 ± 2,64 cm per il gruppo di controllo), accompagnata da un miglioramento della tonicità tissutale. 27Miglioramenti dell’aspetto della pelle, ed in particolare della cellulite, accompagnati da un significativo decremento ponderale sono stati registrati da Jackson RE et al. Che conclude che LLLT è una tecnologia sicura ed efficace. Più significativi ed incoraggianti sono gli studi che suggeriscono un potenziale ruolo terapeutico di LLLT, in associazione a corrette abitudini alimentari e all’attività fisica, nel metabolismo cellulare, in particolare sulla riduzione dei livelli lipidici ematici, nonché sul miglioramento dello stato infiammatorio cronico che è alla base dell’eccesso ponderale e della sindrome metabolica. Duarte FO et al. hanno indagato gli effetti della LLLT associati all’attività fisica sui fattori di rischio cardiometabolici in donne di età compresa tra 20 e 40 anni e obese (BMI ≥ 30 kg/m2), le quali sono state divise in due gruppi: gruppo fototerapia e gruppo placebo. I trattamenti prevedevano una durata di un’ora e una frequenza di 3 volte alla settimana per 16 settimane. La fototerapia è stata applicata dopo ciascuna sessione di allenamento per 16 minuti, con laser a infrarossi, lunghezza d’onda 808 nm, uscita continua, potenza 100 mW e consegna di energia 50 J. La composizione corporea è stata misurata con la tecnica della bioimpedenziometria e sono state misurate le concentrazioni delle molecole infiammatorie. I risultati dello studio hanno dimostrato che LLLT associata con l’allenamento sportivo era efficace nella riduzione delle circonferenze collo e vita, nella riduzione della percentuale di grasso e dell’’area di grasso viscerale, nella riduzione dell’HOMA-Index, nella riduzione delle concentrazioni di leptina e delle molecole di adesione ICAM-1. Inoltre, la riduzione della leptina e ICAM-1 era molto più espressa nel gruppo di fototerapia in confronto con il gruppo placebo. I livelli di leptina, ormone con azione anoressica implicato nella diminuzione dell’appetito e della lipogenesi, la cui resistenza è associata ad obesità, influenzati in seguito all’applicazione di LLLT sono stati indagati anche in un altro studio che conclude che LLLT, oltre a migliorare le misure antropometriche in soggetti obesi, può avere un potenziale ruolo terapeutico anche nella regolazione dell’intake dietetico e della spesa energetica. Lo stesso studio ha indagato l’applicazione di LLLT nella riduzione dei livelli sierici di colesterolo e trigliceridi: in due settimane di trattamenti, i partecipanti allo studio hanno dimostrato una riduzione complessiva del colesterolo totale di -12,32 mg/dl, una riduzione di LDL-colesterolo di -7,15 mg/dl nonché una riduzione dei livelli sierici di trigliceridi -11,69 mg/dl. Diversi altri studi hanno indagato un potenziale ruolo della Fotobiomodulazione nel migliorare lo stato infiammatorio cronico alla base dell’obesità. Nello studio condotto da Sene-Fiorese M et al., sessantaquattro donne obese (BMI 30-40 kg/m2, età tra 20 e 40 anni) sono state assegnate in modo random a due gruppi: gruppo allenamento più placebo e gruppo allenamento più fototerapia. Il trattamento consisteva in un intervento di esercizio fisico e l’applicazione individuale della fototerapia subito dopo la fine della sessione di allenamento. Il protocollo di studio è durato per 20 settimane e comprendeva tre sessioni settimanali di allenamento aerobico più resistenza e applicazione della fototerapia. Sono stati valutati la composizione corporea e i parametri metabolici (HOMA, adiponectina, insulina, glucosio). I risultati hanno mostrato che l’allenamento fisico in associazione alla fototerapia era più efficace del solo allenamento fisico nel ridurre la percentuale di massa grassa (%; -5.60 ± 1.59 vs. -4.33 ± 1.5), la massa grassa (kg: -11,26 ± 2,82 vs -5,80 ± 2,82) e l’Indice HOMA-IR (-38,08 ± 9,23 rispetto a -20,91 ± 14,42).È stato osservato inoltre un aumento della percentuale della massa totale del muscolo scheletrico (kg: 0,60 ± 1,09 vs -1,38 ± 1,70), della concentrazione di adiponectina (ng/ ml; 1,08 (0,04-3,62) rispetto a -0,42 (da -3,15 a 2,26)) nello stesso confronto. Gli autori hanno dunque concluso che la fototerapia migliora gli effetti dell’esercizio fisico nelle donne obese sottoposte a trattamento di decremento ponderale attraverso la promozione di cambiamenti significativi nel profilo metabolico. Anche Silveira Campos RM et al. confermano che LLLT influenza positivamente lo stato infiammatorio cronico che caratterizza lo stato di obesità attraverso la riduzione dei livelli di insulina e di IL-6 nonché l’aumento della concentrazione di adiponectina.

Conclusioni

Le recenti evidenze sperimentali sono concordi nel suggerire che la Fotobiomodulazione adipotessutale è una metodica sicura ed efficace nel trattamento dell’obesità e delle comorbilità. In combinazione con un intervento mirato alle modifiche dello stile di vita, LLLT rappresenta dunque un innovativo protocollo terapeutico per il controllo dell’obesità e dei fattori di rischio cardiometabolici nei pazienti con sindrome metabolica ed insulino-resistenza poiché è efficace nel controllare il profilo lipidico, riducendo la massa del tessuto adiposo, suggerendo un aumento dell’attività metabolica e cambiamenti nel metabolismo dei lipidi.

A cura di Dr.ssa Flavia Cascio, tratto dalla rivista Advanced Therapies

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