红光/近红外光治疗的两个关键机制

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除了上文提到的最重要的两种一般机制之外，还有一些其他潜在机制，可以解释红光/近红外光如何在我们体内工作。这些潜在机制中的一些结论甚至可能会彻底改变我们对人类生物学以及细胞如何产生能量的理解。（暂将这些列为“潜在机制”，因为已经有了一些证据，但还不足以让科学界达成共识，即它们已经被“证实”。为了广泛接受这些生理机制，还需要进一步的研究。）

潜在机制#1：与细胞中的水相互作用，产生更多能量。

水本身是一种光受体。这意味着水实际上可以吸收一些波长的光的能量，包括红色和近红外光谱中的波长。这一点被大众所熟知，水充满了我们的细胞。虽然许多人认为我们的细胞只是一袋袋惰性水，只是其他化合物发生化学反应的地方，但事实上这可能并不准确。我们细胞中的水本身可能受到光照的影响，从而影响细胞功能。也就是说，水本身的生物活性可能比我们之前想象的多得多。研究人员发现，当在生物化学上与我们细胞结构相似的表面附近的水暴露在红光/近红外光照射下时，它确实会改变水的粘度。水的“厚度”和“湿度”会发生变化，想象一下在池水中游泳与在果冻中游泳的感觉就大体可以理解。

在普通的水中游泳比在果冻中游泳要容易得多，对吧？关键是，如果周围的液体没有产生很大的阻力，那么被需要移动的液体包围的物体可能会更好地发挥作用。2015年发表在《科学报告》上的一项题为“光对水粘度的影响：ATP生物合成的意义”的研究表明，这可能正是我们线粒体内部发生的事情。

研究人员建议，如果水粘度的这种变化发生在我们的细胞内，根据许多专家的说法，这可能会使线粒体上的ATP合酶泵（线粒体上实际上泵出细胞能量的小马达）的物理旋转更加有效。（补充说明：这可能与Gerald Pollack博士关于水的“第四阶段”的研究有关，他写了一本书，做了几次访谈和TED演讲，可以在YouTube上找到）。

在某种程度上，事实上已经证明，当靠近表面上与细胞膜表面相似的表面时，光确实会影响水的粘度，并且光会增加ATP的产生。但如前所述，对此的传统解释仅仅是红光/近红外光影响线粒体呼吸链成分（例如细胞色素c氧化酶）。

根据他们的发现，2015年这项研究的研究人员认为，这可能（部分或大部分）是由于光如何影响线粒体中的水粘度，并允许ATP合酶泵更容易旋转。2015年这项研究的研究人员总结了他们的发现：“因此，我们认为有理由假设[红光/近红外光]辐射通过降低纳米界面水层的粘度来上调ATP的周转，这似乎控制了线粒体“纳米马达”的效率。从我们的实验室实验中推断出的见解有望改进光诱导ATP合成的现有理论和假设，并有望增强现有模型的预测能力。

显然，旨在探索ATP合酶功能的现实模型可能必须考虑纳米涡轮机（ATP合酶泵）内部和周围的界面粘度梯度。这一方面具有相当大的生物学意义，并可能导致ATP合成范式的转变。简而言之，这里的想法是，红光/近红外光穿透细胞，使水变得更薄、更滑，因此线粒体中的小ATP马达以更少的摩擦旋转，最终泵出更多的能量。再次，这仍然是一种潜在的机制，我们需要更多的研究来确定这是否是一种主要的作用机制，但这是一种可能性。

潜在机制#2：与细胞中的叶绿素相互作用，帮助我们的线粒体产生更多能量

在生物学的大部分历史中，植物和动物分别被认为是自养生物和异养生物。“自养生物”是那些提供自己食物来源的生物。植物通过捕获阳光并进行光合作用来实现这一点。（二氧化碳+水→ 碳水化合物+氧气）“异养菌”是以其他生物为食的生物。因此，无论动物是食草动物、杂食动物还是食肉动物，它们都是吃其他生物来获取能量。

对于大多数生物学，我们通常将生物分为以下几类。但除了一些例外，我们称之为“光异养生物”或“混合养生物”。例如，大多数珊瑚既可以从阳光中合成能量，也可以消耗浮游生物等生物。另一个例子是捕蝇草和其他食虫植物，它们可以从阳光和它们所消耗的生物中获取能量。更多例子包括一些类型的非硫细菌、日光细菌、许多类型的浮游生物，甚至许多类型的昆虫。

当然，人类一直被认为是纯粹的“异养生物”。我们需要吃各种各样的植物和动物来获取能量。然而，我已经解释过，数百项研究已经发现，当暴露在红光/近红外光下时，人体细胞——我们细胞中的线粒体——实际上会产生更多的ATP！甚至还不止于此…

最近的一项研究实际上发现，其他生物——包括在生物学上与人类非常相似的哺乳动物（如啮齿动物和猪）——现在已经被证明能够将叶绿素代谢产物吸收到线粒体中，并利用这些代谢产物捕获阳光能量并放大细胞能量生产！研究表明，在许多情况下，一些动物可以使用这些叶绿素代谢产物来加快能量产生的速度，并增加ATP的总产量。

这一革命性的发现于2014年发表在《细胞科学杂志》（Journal of Cell Science）的一篇题为“光采集叶绿素色素使哺乳动物线粒体能够捕获光子能量并产生ATP”的研究中，研究人员简要总结了他们的发现：“阳光是这个星球上最丰富的能源。然而，将阳光转化为腺苷-59-三磷酸（ATP）形式的生物能量的能力被认为仅限于光合生物中含有叶绿素的叶绿体。在这里，我们发现哺乳动物线粒体与叶绿素的光捕获代谢产物混合时也能捕获光并合成ATP。“

那么，光和叶绿素如何在我们的细胞中相互作用，以帮助我们的线粒体产生更多的能量？具体来说，似乎叶绿素代谢产物和光可能具有某种协同作用，影响线粒体能量产生的关键角色之一——辅酶Q10。2013年的一项题为“膳食叶绿素代谢产物催化血浆泛醌的光还原”的研究发现了一些显著的现象。首先，你需要了解一点CoQ10是如何在我们的细胞中工作的。辅酶Q10通常被认为是一种简单的“抗氧化剂”，但它的作用远远不止于中和自由基。特别是，它的作用是促进线粒体中的电子转移，从而产生能量。

现在，为了使辅酶Q10发挥促进线粒体能量产生的作用，它必须不断地从氧化形式（泛醌）“再生”为活性形式（泛喹啉）。当大部分辅酶Q10被氧化，但不能有效地转化回泛喹啉时，我们就会遇到问题。我们积累了泛醌，我们的泛醌储存量很低。（事实上，辅酶Q10缺乏是非常普遍的。这就是为什么有这么多关于补充辅酶Q10的积极研究。）但是，如果我们的辅酶Q10储存量（尤其是泛醌醇）最初减少的原因实际上是阳光暴露和叶绿素消耗不足呢？这些研究人员将饮食中的叶绿素代谢产物（当我们摄入饮食中叶绿素时，我们的身体实际产生的化合物）与一些泛醌形式的辅酶Q10混合。然后，他们将叶绿素代谢产物和辅酶Q10溶液暴露在红光下…猜猜发生了什么？