Ultimo aggiornamento: luglio 2026 · A cura del team di fototerapia di Dermfix
Risposta breve: La luce rossa e quella del vicino infrarosso vengono assorbite da un enzima chiamato citocromo c ossidasi all’interno dei mitocondri — le “centrali energetiche” delle cellule. Questo assorbimento innesca una reazione a catena: viene prodotto più ATP (energia cellulare), viene rilasciato ossido nitrico, i livelli di calcio subiscono variazioni e una cascata di segnali raggiunge il nucleo della cellula, attivando i geni legati alla guarigione, alla riduzione dell’infiammazione e alla sopravvivenza cellulare. Si tratta di un percorso biologico reale e ben mappato — non di una vaga affermazione sull’«energia».
La recensione
Lucas Freitas de Freitas (Università di San Paolo) e Michael R. Hamblin (Wellman Center for Photomedicine della Harvard Medical School) sono gli autori di questa esaustiva rassegna meccanicistica, pubblicata nel 2016 sulla rivista *IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics *. Hamblin è uno dei ricercatori più citati nel campo della fotobiomodulazione e questo articolo riunisce decenni di ricerca molecolare e cellulare in un'unica sintesi su come funziona effettivamente la terapia con luce a bassa intensità (LLLT), nota anche come fotobiomodulazione (PBM).
Il punto di partenza: un enzima chiamato citocromo c ossidasi
Il protagonista assoluto di tutto questo processo è la citocromo c ossidasi, un enzima situato nella membrana mitocondriale che rappresenta l'ultima tappa della catena di reazioni che le cellule utilizzano per produrre energia. Questo enzima assorbe fortemente la luce nella gamma del rosso e del vicino infrarosso, motivo per cui proprio queste lunghezze d'onda vengono utilizzate nella fototerapia.
La spiegazione più accreditata di ciò che accade in seguito è che la luce stacca una molecola di ossido nitrico che era rimasta legata all’enzima e ne inibiva l’azione. Una volta rimosso tale blocco, il trasporto di elettroni accelera, il potenziale di membrana dei mitocondri aumenta e la produzione di ATP cresce. In parole povere: la centrale energetica della cellula, che era parzialmente bloccata, si sblocca e inizia a funzionare in modo più efficiente.
Un secondo meccanismo, meno conosciuto, coinvolge i canali fotosensibili presenti nella membrana cellulare, denominati canali TRP, che possono aprirsi in risposta a determinate lunghezze d’onda e consentire l’afflusso di calcio nella cellula, innescando a sua volta una serie di effetti a valle.
Da un singolo enzima agli effetti sull’intero organismo
Ciò che rende interessante questo fenomeno non è solo la reazione iniziale, ma ciò che accade in seguito. L’articolo descrive una reazione a cascata: l’aumento dell’ATP e le variazioni nei livelli di ossido nitrico, specie reattive dell’ossigeno e calcio agiscono come messaggeri interni che raggiungono il nucleo cellulare e attivano i fattori di trascrizione, ovvero le proteine che attivano o disattivano i geni. Questi effetti a valle includono:
- Riduzione dell'infiammazione — attraverso modifiche nella segnalazione delle citochine e nelle proteine da shock termico
- Aumento della migrazione e della proliferazione cellulare — rilevanti per la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti
- Segnalazione antiapoptotica — aiuta le cellule sottoposte a stress a sopravvivere anziché morire
- Aumento dell'attività degli enzimi antiossidanti — che aiutano le cellule a gestire lo stress ossidativo
- Rilascio di fattori di crescita — compresi quelli legati alla produzione di collagene e alla formazione dei vasi sanguigni
L'articolo sottolinea inoltre che le cellule staminali e le cellule progenitrici sembrano rispondere particolarmente bene a questo tipo di stimolazione luminosa, mostrando un aumento della proliferazione, della migrazione e della differenziazione: una scoperta le cui implicazioni vanno ben oltre la pelle, interessando anche la ricerca sulla rigenerazione ossea, muscolare e nervosa.
La dose è ancora il fattore determinante
Come per le altre ricerche in questo campo, la dose è fondamentale. L’articolo descrive lo stesso andamento bifasico, detto “Arndt-Schulz”, riscontrato in tutta la letteratura sulla LLLT: una quantità insufficiente di luce non produce alcun effetto, una dose moderata stimola le cellule, mentre una quantità eccessiva le inibisce o addirittura le danneggia. Gli autori citano ricerche che dimostrano come a basse dosi (fino a circa 2 J/cm²) si osservino effetti che stimolano la proliferazione, mentre a dosi più elevate (16 J/cm² e oltre) si verifichi un effetto soppressivo — sottolineando perché «più luce» non sia una strategia affidabile e perché i parametri del dispositivo siano importanti tanto quanto la semplice presenza di una sorgente di luce rossa.
È interessante notare che la rassegna sottolinea inoltre come l’irradianza (l’intensità della luce erogata al secondo) possa avere rilevanza indipendentemente dalla densità energetica totale: diversi studi citati hanno rilevato che l’erogazione della stessa dose totale a intensità diverse produceva esiti biologici diversi, il che spiega in parte perché i protocolli di dosaggio in questo campo rimangano un’area di ricerca attiva.
Ancora una volta, la coerenza non è il fattore determinante
In linea con altre ricerche condotte in questo ambito, gli autori osservano che la convinzione secondo cui la luce laser coerente fosse necessaria per ottenere tali effetti non è più ampiamente condivisa: è stato infatti dimostrato che le sorgenti LED non coerenti sono altrettanto efficaci nell’attivare la stessa via metabolica guidata dalla citocromo c ossidasi.
Domande frequenti
Qual è l'obiettivo principale della luce rossa/NIR nelle cellule?
La citocromo c ossidasi, un enzima presente nei mitocondri che rappresenta il principale candidato per spiegare in che modo la luce scateni questi effetti biologici.
Una dose maggiore di luce comporta 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 questo è importante per processi come la guarigione delle ferite o il recupero muscolare?
Poiché la stessa cascata di segnalazione a valle — aumento dell’ATP, riduzione dell’infiammazione, rilascio di fattori di crescita e aumento della migrazione cellulare — costituisce la base biologica che collega l’esposizione alla luce a risultati visibili come una guarigione più rapida.
Questo meccanismo è ormai un dato scientifico consolidato?
La via principale del citocromo c ossidasi / ossido nitrico è l'ipotesi principale e meglio documentata, ma gli autori precisano che diversi meccanismi complementari (canali ionici fotosensibili, 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.
Avviso legale: il presente articolo riassume i risultati di ricerche pubblicate a scopo informativo generale. Non costituisce un parere medico e non descrive la destinazione d'uso di alcun prodotto Dermfix.