Negli anni '80, la NASA iniziò a utilizzare la terapia con luce rossa per stimolare la crescita delle piante nello spazio.
Scoprirono presto che questo trattamento aveva benefici terapeutici anche per gli esseri umani.
Oggi questa tecnologia viene utilizzata nei pannelli per la terapia con luce rossa disponibili per l'uso da parte dei consumatori.
Nelle sezioni seguenti, esploreremo come questa scoperta è nata e si è evoluta in un trattamento per la guarigione registrato dalla FDA.
Terapia con luce rossa alla NASA: l'origine del programma
La vita, che sia vegetale o animale, non prospera nello spazio come sulla Terra. Questo ha rappresentato una sfida per gli scienziati della NASA, che volevano studiare la crescita delle piante nello spazio per nutrire gli astronauti nelle missioni spaziali a lungo raggio.
La NASA sapeva che l'utilizzo di fonti di luce tradizionali non era un'opzione, perché non erano adatte ai voli spaziali. I principali problemi dell'illuminazione tradizionale includono l'elevata emissione di calore e l'enorme consumo energetico.
Le luci a LED sono state proposte come una valida opzione perché sono sicure e a basso consumo energetico.
Negli anni '80, gli scienziati della NASA iniziarono a esplorare l'orticoltura spaziale. Volevano sviluppare giardini rigenerativi in grado di sopravvivere ai viaggi extraterrestri. La terapia con luce rossa avrebbe potuto potenzialmente stimolare la crescita delle piante in ambienti di microgravità.
La NASA era anche interessata alla coltivazione di piante nello spazio per migliorare la salute degli astronauti, una preoccupazione primaria durante le missioni spaziali prolungate. Un aspetto importante per mantenere gli astronauti in salute è avere scorte adeguate di cibo nutriente durante i viaggi spaziali a lungo termine, in cui i rifornimenti sono limitati o inesistenti.
Il "cibo spaziale" liofilizzato era la norma durante il periodo d'oro dell'esplorazione spaziale negli anni '60 e '70. Le verdure sarebbero state più sane e fresche. Inoltre, sarebbero state fonti di cibo rinnovabili sulla Stazione Spaziale Internazionale. I pasti precotti, d'altra parte, avrebbero dovuto essere lanciati fuori dall'orbita, conservati e ricostituiti con acqua.
Di fronte a questa sfida ardua, gli scienziati della NASA hanno dovuto trovare una fonte di luce che consumasse meno energia, non generasse troppo calore e fornisse il tipo di luce necessario per una crescita sana delle piante. La soluzione sono state le lampadine a diodo a emissione luminosa, più comunemente note come LED.
Ecco una cronologia degli eventi rilevanti per la NASA:
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1983 |
Tiina Karu pubblica un articolo di ricerca in cui ipotizza l'uso della terapia con luce rossa per stimolare la guarigione umana . |
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1985-1989 |
L'ingegnere Robert Ignatius lavora alla ricerca sulla terapia con luce rossa presso il Wisconsin Center for Space Automation and Robotics (WCSAR), finanziato dalla NASA. |
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1989 |
La NASA fornisce fondi di ricerca alla Quantum Devices Inc. per la ricerca sull'uso della terapia con luce rossa per stimolare la crescita delle piante. |
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1995 |
La NASA lancia i primi dispositivi per la terapia con luce rossa da utilizzare in orbita. |
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1995-2003 |
La NASA continua a stipulare contratti con terze parti per sviluppare la tecnologia RLT. |
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2007 |
Il dispositivo WARP 10 RLT è stato sviluppato per uso militare. |
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2012 |
PlatinumLED lancia il primo dispositivo RLT a 12 spettri per uso consumer. |
LED: la soluzione ideale per stimolare la crescita delle piante
Ronald W. Ignatius, fondatore e presidente di Quantum Devices Inc. (QDI), è stato il primo a proporre l'utilizzo di una lampadina a LED per la coltivazione di piante. L'idea gli venne alla fine degli anni '80, mentre venivano condotti esperimenti sulla crescita delle piante presso il Wisconsin Center for Space Automation and Robotics, sponsorizzato dalla NASA. I LED, spiega un articolo della NASA , "offrono un'elevata efficienza energetica e praticamente nessun calore, nonostante emettano onde di luce 10 volte più luminose del Sole".
L'obiettivo della ricerca era studiare le fonti di luce per la coltivazione di alimenti; in particolare, la coltivazione di alimenti indoor per ambienti come gli Space Shuttle e la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), dove gli esseri umani sarebbero presenti per un lungo periodo di tempo. Il team di ricerca della NASA ha collaborato con QDI per determinare se i LED potessero fornire le lunghezze d'onda e l'intensità luminosa necessarie per la fotosintesi.
Come sperato dal team, i LED hanno aumentato la produzione di energia nelle cellule vegetali, favorendo la crescita e la fotosintesi.
Questi primi esperimenti si rivelarono molto promettenti, nonostante il grano coltivato a bordo della navicella spaziale fosse difettoso. Questa scoperta spinse Ignatius a sviluppare prodotti LED che emettono esattamente le lunghezze d'onda di luce di cui le piante hanno bisogno per la fotosintesi.
La NASA ha quindi creato Astroculture3, una camera di crescita vegetale che utilizza LED per coltivare piante a bordo di veicoli spaziali. Nell'ottobre 1995, i LED hanno fatto il loro debutto a bordo dello Space Shuttle Columbia, nella seconda missione Spacelab del Microgravity Laboratory statunitense.
La ricerca della NASA sulla terapia con luce rossa nel corso degli anni
Come tutte le tecnologie, i LED si sono evoluti nel corso degli anni. Le luci LED odierne sono più potenti, rilasciano meno calore e possono essere regolate con precisione su lunghezze d'onda perfettamente ottimizzate per la salute delle piante e dell'uomo.
Dal 2012, i progetti abitativi Advanced Exploration Systems (AES) della NASA presso lo Space Life Sciences Laboratory del Kennedy Space Center studiano la crescita di piante di lattuga rossa e ravanello sotto diverse fonti di luce artificiale, tra cui illuminazione fluorescente ad ampio spettro e illuminazione a LED blu e rossa.
Il ricercatore principale del progetto è stato il dott. Matthew Mickens, biologo vegetale della North Carolina Agricultural and Technical State University e vincitore della borsa di studio predottorale Harriett G. Jenkins sponsorizzata dalla NASA.
Come spiega lo studio della NASA , il Dott. Matthew Mickens ha studiato la crescita complessiva delle piante, valutandone dimensioni, densità e contenuto di clorofilla. Ha anche analizzato la presenza di adenosina trifosfato (ATP), l'energia immagazzinata nelle cellule vegetali. Mickens ha scoperto che i ravanelli esposti a luci LED rosse e blu assumevano una tonalità di rosso più scuro, il che indicava livelli più elevati di antiossidanti.
Mangiare cibi ricchi di antiossidanti, come mirtilli, pomodori e lattuga rossa, è importante per la salute umana. Potenziare le proprietà antiossidanti delle piante ricche di micro e macronutrienti utilizzando la luce rossa potrebbe avere enormi benefici per gli astronauti impegnati in missioni a lungo raggio.
La tecnologia LED sta aiutando i ricercatori a ottimizzare la crescita delle piante nello spazio. Questo porterà alla creazione di un efficiente sistema a circuito chiuso, in cui le piante a bordo di veicoli spaziali a lungo raggio produrranno ossigeno per l'equipaggio e persino filtreranno/riciclino l'acqua.
Terapia con luce rossa della NASA: lunghezze d'onda curative
Durante le prime ricerche della NASA sulle luci a LED, gli scienziati fecero una scoperta casuale che ebbe profonde implicazioni per la salute umana. Non solo le lunghezze d'onda rosse dei LED stimolarono la crescita delle piante, ma le lesioni sulla pelle degli scienziati iniziarono a guarire più velocemente grazie all'esposizione alla luce.
Si è trattato di una scoperta positiva, poiché l'ambiente di microgravità a bordo delle navicelle spaziali è molto dannoso per la salute degli astronauti. In un articolo sulla scoperta, il chirurgo ortopedico Howard B. Cotler scrive : "Durante i periodi di missione, il tasso di infortuni degli astronauti è tre volte superiore rispetto al resto della missione, ed è stato osservato che le ferite guariscono più lentamente in orbita".
Un altro rischio per gli astronauti durante le missioni spaziali sono le radiazioni. Non sono protetti dall'atmosfera. Le navicelle spaziali offrono una certa protezione, ma secondo la NASA, gli astronauti subiscono comunque radiazioni 10 volte superiori a quelle che ricevono sulla Terra.
L'esposizione alle radiazioni può causare una malattia temporanea da radiazioni, ma comporta anche rischi a lungo termine. Le radiazioni danneggiano i linfociti, le cellule coinvolte nella risposta immunitaria. Provocano cancro, disturbi circolatori e cataratta, e possono contribuire all'insorgenza precoce del morbo di Alzheimer.
A causa di tutti i rischi per la salute degli astronauti, la scoperta delle proprietà curative della luce rossa fu straordinariamente entusiasmante. Ciò spinse la NASA a proseguire con determinazione gli studi sulla luce rossa negli anni successivi, e questa ricerca rivelò innumerevoli utilizzi per la terapia con la luce rossa.
Come funziona la terapia con luce rossa
Uno degli effetti principali della terapia con luce rossa a bassa intensità è che le lunghezze d'onda della luce vengono assorbite dai mitocondri, che sono "fabbriche di energia" all'interno delle cellule. Questo stimola i mitocondri a produrre più ATP, aumentando così la capacità delle cellule di svolgere funzioni essenziali.
Le scoperte di Hamblin sulla stimolazione cellulare
Il dott. Michael Hamblin , professore associato di dermatologia presso la Harvard Medical School ed esperto di fama mondiale nella terapia con luce rossa, ha affermato quanto segue sulla terapia con luce rossa:
"La terapia con luce a bassa intensità (LLLT) può stimolare la guarigione, prevenire la morte dei tessuti e alleviare il dolore e l'infiammazione. I meccanismi molecolari e cellulari alla base di questo effetto sono oggetto di studio... Le cellule staminali sono particolarmente sensibili agli effetti della luce e possono essere indotte a differenziarsi e proliferare."
Le scoperte del Dott. Hamblin sono state confermate da altri studi.
A partire dagli anni '80, i ricercatori hanno scoperto alcune proprietà chiave della luce rossa sulla salute umana, tra cui l'aumento del metabolismo cellulare, la riduzione dell'infiammazione, l'aumento della circolazione, la riduzione dello stress ossidativo e l'accelerazione del recupero dagli infortuni .
Terapia con luce rossa per la guarigione delle ferite
Una revisione della ricerca del dicembre 2001 si è concentrata sulla terapia con luce nel vicino infrarosso nella guarigione di ferite ischemiche e diabetiche nei ratti, nonché di ferite acute e croniche negli esseri umani. Di seguito sono riportati i risultati di vari studi in vitro, su animali e sull'uomo citati nella revisione pubblicata:
- Studi in vitro hanno dimostrato che la terapia con luce LED ha aumentato i fibroblasti derivati da topi e ratti dal 140 al 200% e le cellule epiteliali umane dal 155 al 171%. Questi sono precursori del collagene, fondamentale per la guarigione delle ferite. Le cellule epiteliali sono presenti nella pelle e nei vasi sanguigni e fungono da barriere fisiche per prevenire le infezioni da agenti patogeni.
- Studi che utilizzano la luce nel vicino infrarosso in combinazione con camere iperbariche, che aumentano l'ossigeno nel sangue, hanno riscontrato una significativa riduzione delle dimensioni delle ferite nei ratti.
- Negli studi condotti sull'uomo, la luce rossa ha determinato una guarigione accelerata altrettanto significativa delle lesioni muscoloscheletriche nei Navy SEAL , una guarigione accelerata delle ferite nei membri dell'equipaggio dei sottomarini della Marina e una riduzione del dolore nei bambini affetti da mucosite orale.
Terapia con luce rossa per il trattamento del cancro
Uno degli sviluppi più recenti e interessanti nel campo della terapia con luce LED rossa è la terapia fotodinamica (PDT) per il trattamento del cancro. La PDT utilizza farmaci fotosensibilizzanti insieme a luce rossa ad alta intensità per colpire e uccidere le cellule tumorali. Uno studio del 2011 pubblicato dall'American Cancer Society ha rilevato che, sebbene la PDT sia ancora in fase di sviluppo, si dimostra promettente e offre diversi vantaggi significativi rispetto a chirurgia, chemioterapia e radioterapia, inclusi effetti collaterali minimi o nulli.
Altre applicazioni curative della terapia con luce rossa includono il trattamento di disturbi neurodegenerativi come l'Alzheimer e il Parkinson, il linfedema, il dolore neuropatico, il recupero muscolare da esercizio fisico intenso e il dolore articolare osteoartritico.
Dalla NASA ai pannelli per la terapia con luce rossa per uso dei consumatori
Dalle prime ricerche della NASA a oggi, la tecnologia LED ha fatto notevoli progressi. Oggi, la terapia con luce rossa è un trattamento efficace e sicuro per innumerevoli disturbi e condizioni, tra cui:
- Guarigione del collagene e pelle dall'aspetto più giovane
- Infiammazione ridotta
- Guarigione più rapida delle ferite e recupero dall'esercizio fisico
- Ricrescita dei capelli
- E molti altri
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I pannelli della serie BIOMAX offrono inoltre intensità e lunghezza d'onda regolabili, così gli utenti possono scegliere facilmente e in qualsiasi momento tra il trattamento con luce blu R+, NIR+ e 480 nm o una combinazione di queste lunghezze d'onda.
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Domande frequenti
D: La terapia con luce rossa è stata scoperta dalla NASA?
R: Nel 1993, la Quantum Devices creò un diodo a emissione luminosa (LED) per i test di crescita delle piante condotti dalla NASA. La ricerca dimostrò che le lunghezze d'onda rosse dei LED potevano aiutare le piante a crescere più velocemente, ma aiutarono anche gli scienziati a guarire più velocemente le ferite della pelle.
D: La terapia con luce rossa è sicura?
R: La terapia con luce rossa ha solo effetti collaterali minimi, solitamente riscontrabili solo in caso di uso eccessivo. In caso di dubbi, gli utenti devono contattare un medico.
