임성규의 라이트 테라피] 생체에너지 대사를 활성화시키는 빛의 원리

김양덕 대표
2023-03-10
조회수 278


  • 임성규 단국대 전자전기공학부 교수
입력 2018.07.17 14:17



빛의 효과는 다양합니다. 15년간 라이트 테라피를 연구해온 임성규 교수가 ‘광(光)치료 효과’를 주제로 칼럼을 게재합니다. 광치료 정의, 효과 및 원리, 응용 방법 등을 알아봅니다. [편집자주]

빛의 세기가 낮은 적색 및 근적외선 빛을 이용한 광치료법이 여러 가지 질병의 치료를 위하여 시작 된 이래 지금까지 광치료 효과에 대한 임상시험 결과에 대한 논문이 1000여편 이상 발표됐습니다.

약물을 사용하지 않고 오직 낮은 세기의 적색 및 근적외선 빛을 필요한 부위에 쪼여줌으로서 통증완화, 주름감소, 치매 완화, 시력 향상, 상처치유, 모발증가 등의 효과가 있다는 내용의 논문이 지난 20여년 전부터 꾸준히 발표됐습니다. 지난 2017년도에는 ‘적색 및 근적외선 빛을 이용한 광치료 방법’이 미국의 대학의사협회 (American College of Physicians, ACP) 의사들에 의해 처음으로 공식적인 만성 요통 완화를 위한 권장치료 방안으로 발표됐습니다.[1]

이와 같이 최근에 적색 및 근적외선 빛을 이용한 광치료 방법이 점차적으로 다양한 질병의 치료를 위한 비 약물적인 방법의 하나로서 의사들에 의해서 빠르게 인식되어지고 있습니다. 이는 광치료 효과가 다른 치료방법에 비해 안전하고 특별한 후유증이 없다는 것을 말해 주는 것입니다.

광치료를 하기 위해서는 적색 및 근적외선 빛을 필요한 부위의 피부에 직접 쪼여주어야 합니다. 적색 및 근적외선 빛을 피부에 쪼이게 되면 빛은 피부 속으로 침투되어 진행하면서 수 많은 세포에 조금 씩 흡수가 됩니다. 빛이 세포에 흡수 되면 세포 안에서 어떤 일이 일어나는지 알아보도록 하겠습니다

그림 1. 저출력광치료에 의해 생성 된 세포 신호 전달 경로의 개략도. 빛이 미토콘드리아의 CCO에 흡수되면 ATP 생성이 증가되며 동시에 활성산소(ROS)와 산화질소(NO) 등이 생성 . / 참고문헌 [3]
우리의 몸은 수많은 세포로 구성되어 있으며 세포가 살기 위해서는 세포에 필요한 에너지가 있어야 합니다. 세포가 필요한 에너지는 복잡한 과정을 통해 만들어 집니다. 세포 안에는 세포가 필요한 생체에너지를 만들어내는 발전소인 미토콘드리아가 많이 있습니다. 그림 1의 세포에서 보면 세포는 세포막으로 둘러싸여 있으며 세포 안에는 우선 핵 미토콘드리아가 있습니다. 세포 안에 있는 미토콘드리아에서는 우리가 핏줄을 통해 장이나 허파로부터 세포 안으로 들어온 양분과 산로를 섭취한 양분과 산소를 원료로하여 발전을 잘 해서 세포가 생존할 수 있는 생체에너지원인 아데노신3인산(adenosine-tri-phospate, ATP)을 많이 만들어 냅니다.

세포가 건강하게 살기 위해서는 세포에 에너지를 공급해 주는 ATP가 필요하며 세포 안에 있는 발전소인 미토콘드리아 안에는 ATP 생성을 도와주는 많은 효소들이 있습니다. 1931년도에 노벨상을 받은 독일의 Otto Warburg 박사는 세포 안의 발전소인 미토콘드리아 안에 있는 효소 중에서 ATP 생성에 가장 핵심적인 역할을 하는 효소가 시토크롬 씨 옥시다제(cytochrome c oxidase, CCO) 효소라는 것을 밝혀낸 바 있습니다.[2]

최근에 여러 과학자의 연구를 통해 CCO효소에 적색 빛이 쪼여지면 생체에너지 ATP의 생성이 훨씬 더 활성화 된다는 사실을 발견했습니다.[3] 특히 미토콘드리아 안에 있는 CCO 효소 속에는 빛을 흡수하는 광흡수체(photo-acceptor)가 있어서 피부를 통해 적색 또는 근적외선 빛을 쪼여주면 빛이 피부 속으로 통과해 가면서 세포 내의 미토콘드리아 속에 있는 CCO 효소에 흡수됩니다. 그 이후에는 세포 안에서 생체에너지 대사가 매우 활발하게 진행된다는 사실을 발견했습니다.

특히 세포가 노쇠해 기능을 제대로 하지 못하거나 병이 들었을 때에는 세포 안의 미토콘드리아에서 ATP의 생성이 어렵게 됩니다. 이때에 세포에 빛을 쪼여주면 세포 안에 있는 발전소인 미토콘드리아에 있는 CCO에서 빛을 흡수해 ATP의 생성을 도와주게 됩니다. 이를 통해 세포가 다시 건강해 질 수 있음을 여러 과학자들이 각종 임상시험을 통헤 빛을 이용한 광치료 효과를 확인하게 되었습니다.

세포에 빛이 쪼여지면 빛이 세포막을 투과해 미토콘드리아의 CCO에 흡수되어 그림 1에 나타난 바와 같이 ATP의 생성이 활성화 되며 이와 함께 산화질소 (nitric oxide, NO)와 활성산소가 발생됩니다. 이 때 생성된 산화질소는 핏줄을 확장시켜 빛이 쪼여진 부분의 피순환을 증가시키며 또한 산화질소와 활성산소는 이를 신호로 세포의 성장 및 분화에 도움을 주는 중요한 역할을 하게 됩니다.[3,4]

이상에서 설명한 바와 같이 노쇠한 세포나 스트레스를 받는 세포에 낮은 세기의 적색 및 근적외선 빛이 쪼여지면 세포 안에서의 신진대사가 활성화되어 세포 기능의 정상화에 도움이 되며 이를 통해 각종 질병치료 및 건강회복에 많은 도움이 됩니다. 최근에는 적색 및 근적외선을 이용한 각종 의료용 광치료기 또는 피부 및 건강관리를 위한 미용 및 건강기기가 많이 개발되어 통증완화, 피부개선, 지방감소, 모발관리, 비염치료 등의 다양한 용도로 사용되고 있습니다.


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