Roodlicht therapie wordt gebruikt om betere prestaties te leveren en sneller te herstellen.
Eén van de mechanismen waarmee infrarood licht dit bewerkstelligt, is door het effect op celademhaling. Dit is de meest efficiënte manier waarop je lichaam energie produceert. In dit artikel neemt Head Coach Gino Goossens en Vitaliteit Coach Linda Goossens je mee de diepte in en lees je hoe celademhaling op celniveau werkt. Je leert over de functie van mitochondria, ATP en de vier stadia van celademhaling. Na het lezen van dit artikel sta jij je ‘mannetje’ tijdens iedere discussie omtrent dit onderwerp over rood licht therapie.
Wat is rood en bijna infrarood licht?
Natuurlijk licht is opgemaakt uit een breed spectrum aan lichtgolven. Twee van deze lichtvormen zijn roodlicht en bijna infrarood licht (NIR van Near Infrared Light). Beiden zijn veel onderzocht en blijken ontzettend veel voordelen te hebben op celniveau. Zo hebben infrarood en NIR een positief effect op huidverjonging, ontsteking en spierherstel.[i] Bovendien dragen deze lichtvormen geen schadelijk UV noch genereren ze te veel hitte.
Zodoende kan je beide lichtvormen veilig gebruiken om het menselijk lichaam te bestralen. In een eerder artikel gingen we in op hoe infraroodlicht therapie op macroniveau werkt en wat de voordelen zijn. In dit artikel duiken we dieper in een proces wat celademhaling heet en hoe infrarood lichttherapie dit beïnvloedt.
Lees ons artikel “Hoe werkt roodlicht therapie” op RPTC Fitness
Wat is celademhaling?
Celademhaling is een mechanisme waarbij je cellen verschillende stoffen gebruiken om energie te creëren.
Het gaat hierbij om de volgende stoffen:
- Zuurstof
- Water/Voeding
- Licht
Met behulp van deze bouwstenen maken je cellen energie. Of beter gezegd je mitochondria.
Wat zijn mitochondria?
Als je je biologielessen op de middelbare school nog herinnert, dan ken je waarschijnlijk de naam mitochondria al. Deze cel-onderdelen zorgen voor signaaluitwisseling tussen cellen, steroïde synthese en cel apoptose.[i] Cel apoptose staat voor geprogrammeerde celdood en is essentieel voor het gezond functioneren van alle cellen in je lichaam.
Maar dat is nog niet alles. Mitochondria staan namelijk met name bekend als de energie-fabrieken van onze cellen omdat ze de productie van adenosine trifosfaat (ATP) faciliteren. Iedere mitochondria heeft eigen DNA en heeft een ronde of ovale vorm. Ze zijn zo klein dat je ze met het blote oog niet ziet. Iedere cel heeft op zijn minst één mitochondria. Maar afhankelijk van de energiebehoefte van een cel kan dit oplopen tot in de duizenden.[i] [ii]
Wat is ATP (adenosine trifosfaat)?
ATP is het wonderstofje wat ervoor zorgt dat je energie kan genereren en opslaan in je cellen. Dit is van belang als je bijvoorbeeld je spieren gaat trainen. ATP zorgt ervoor dat jij je oefeningen kan uitvoeren. Waarna het opraken van ATP ervaart als vermoeidheid. Afhankelijk van het soort cel is de ATP-behoefte minder of meer. De bovengenoemde spiercel bijvoorbeeld, heeft veel ATP nodig, zeker wanneer je gaat sporten. Interessant om te weten is dat je iedere dag je lichaamsgewicht aan ATP recyclet.[i]
Hoe wordt ATP gemaakt?
ATP wordt gemaakt met behulp van celademhaling. Zoals eerder gezegd wordt hiervoor de zuurstof die je inademt, het voedsel wat je eet en het water wat je drinkt gebruikt.
4 stadia van ademhaling
Je lichaam produceert ATP op twee verschillende manieren. Aeroob (met zuurstof) of anaeroob (zonder zuurstof). De aerobe vorm van ATP-productie is veel efficiënter omdat het meer energie genereert.[i]
De aerobe vorm van ATP-productie is celademhaling en heeft vier stadia. Hierbij wordt in de eerste twee stadia je voedsel omgezet in voor het lichaam bruikbare vormen van koolstof.
Vervolgens in de laatste twee stadia, wordt deze koolstof met behulp van aerobe cellen omgezet in energie. Dit is de meest gebruikte vorm van energieproductie. Je lichaam genereert namelijk 95% van de celenergie op deze manier.
Dit zijn de vier stadia van celademhaling:
- Glycolyse: dit is de standaard route waar alle organismen voedsel omzetten in chemische stoffen met de naam pyruvaat.
- Pyruvaat Oxidering: met behulp van zuurstof wordt het pyruvaat afgebroken tot acetyl CoA. Wanneer iets wordt afgebroken verliest het elektronen (chemische stofjes die cellen een negatieve lading geven). Vervolgens pikt de chemische verbinding NAD+ deze elektronen op en vormt samen met een waterstofion de chemische verbinding NADH. Koolstofdioxide blijft over als afvalproduct.[i]
- Citroenzuurcyclus: nu worden de chemische verbindingen uit het vorige stadium aan zuurstof blootgesteld. Met behulp van oxidatie worden elektronen en protonen met een grote hoeveelheid energie van de koolstofverbinding acetyl-CoA genomen. Als gevolg hiervan komen er co-enzymen vrij met de naam NADH en FADH2. Deze oxidatie van elektronen en protonen is essentieel voor het maken van ATP tijdens de laatste fase van celademhaling.
- Oxidatieve fosforylering: dit proces start zodra de eerdergenoemde co-enzymen NADH en FADH2 hun elektronen afgeven aan de elektron transport keten (ETK). Tijdens hun reis door de ETK komen ze in aanraking met zuurstof en vormen ze water en CO2 als bijproducten. Tegelijkertijd komen er waterstofionen vrij die vervolgens omhoog gepompt worden door eiwit structuren I, III en IV. Vervolgens stapelen die op in het inter-membraan. Als resultaat hiervan komt er een marker vrij die vervolgens dezelfde weg teruggaat. Eerst door een enzym met de naam ATP-synthase om tot slot in de celmatrix terug te komen als ATP.
Nu begrijp je hoe energie wordt geproduceerd op celniveau en maken we de stap terug naar rood licht therapie.
Hoe bevordert infrarood en NIR de ATP-productie
Roodlicht en NIR helpen je cellen om het schadelijke stofje stikstofoxide te verminderen. Dit is namelijk de grootste drempel tot efficiënte ATP-productie. Bij de aanmaak van ATP-synthase concurreert zuurstof met stikstofoxide. Ten gevolge hiervan stopt op den duur de productie van ATP. Daarnaast zorgt het voor oxidatieve stress wat tot celdood leidt.[i]
Het mooie is daarom dat roodlicht en NIR elektronen stimuleren die helpen bij het opbreken van stikstofoxide verbindingen. Zodoende bewegen positief geladen waterstofionen (H+) sneller door het proces waardoor er meer ATP wordt geproduceerd.
Celadmenhaling, Energieproductie en Infraroodlicht therapie: Belangrijk om te onthouden
Roodlicht therapie stimuleert je mitochondria en helpt tegen de aanmaak van de limiterende chemische verbinding stikstofoxide.
Wanneer er minder stikstofoxide aanwezig is tijdens celademhaling vergroot de ATP-productie waardoor je meer energie hebt. Dit leidt tot betere prestaties en meer herstelvermogen.
Gebruikte onderzoeken en referenties:
[1] Hamblin M. “Mechanisms and Mitochondrial Redox Signaling in Photobiomodulation” Photochemistry and Photobiology. 2018, 94:199-212. 2017 October 31. doi: 10.1111/php.12864
[1] McBride HM, Neuspiel M, Wasiak S. “Mitochondria: more than just a powerhouse”. Current Biology. 2006 July 16(14): R551–60. doi:10.1016/j.cub.2006.06.054.
[1] Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular Biology of the Cell. 1994
[1] Voet D, Voet JG, Pratt CW. Fundamentals of Biochemistry, 2nd Edition. 2006 pp. 547, 556.
[1] Törnroth-Horsefield, S.; Neutze, R. “Opening and closing the metabolite gate”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008 Dec 105 (50): 19565–19566. doi:10.1073/pnas.0810654106.
[1] Jones W, Bianchi K. “Aerobic Glycolysis: Beyond Proliferation”. Frontiers in Immunology. 2015; 6: 227.
[1] Gray LR, Tompkins SC, Taylor EB. “Regulation of pyruvate metabolism and human disease”. Cellular and Molecular Life Sciences. 2014; 71(14): 2577-2604. 2013 Dec 21. doi:10.1007/s00018-013-1539-2.
[1] Friedman JR, Nunnari J. “Mitochondrial form and function”. Nature. 2014 Jan 16; 505(7483):335-343. Doi: 10.1038/nature12985.