우울증의 병태생리학적 모델 및 이를 개선하는 tPBM

tPBM의 기전은 아래 그림에서 보는 바와 같이 근적외선이 두개골을 투과하여 세포막을 통과하고 시토크롬 C 산화 효소에 에너지를 전달하고 이후 미토콘드리아 호흡 사슬을 자극하여 ATP 생성을 증가시킵니다. 이 초기 작용은 다른 세포 메커니즘의 연쇄 작용을 촉발합니다.  또 근적외선은 활성 산소 종의 짧은 폭발을 유도하여 항산화 메커니즘을 활성화하여 산화 스트레스를 감소시킬 수 있습니다. 또한 tPBM은 신경 생성을 자극하고 세포 사멸을 방지합니다. 동물 연구에 따르면 근적외선은 뇌 유래 신경 영양 인자의 증가를 통해 신경 발생과 시냅스 형성을 개선하는 것으로 나타났습니다.

또 다른 중요한 메커니즘은 미세아교세포를 통한 항염증 효과인데, 이는 MIT 동물 연구에서도 매우 잘 입증되었습니다. 연구진은 유전자를 조작한 알츠하이머 쥐에 광섬유를 삽입하고 40Hz의 빛을 깜빡이게 한 결과 아밀로이드 부하가 감소하는 것을 관찰했습니다. 또한 척수 손상 쥐 모델에서 세포 손상을 감소시켰으며 외상성 뇌손상(TBI) 마우스 모델에서도 신경 염증을 감소시켰습니다.  류마티스 관절염 환자에서는 염증 물질인 TNF-α, IL-1β, IL-8의 생성을 감소시켰습니다.

MDD와 관련된 다양한 질병 경로가 t-PBM의 영향을 받습니다. MDD에 대한 현대의 병태생리학적 모델은 이 장애를 뇌 대사 저하(Mayberg 외, 2000; Videbech, 2000; Drevets 외, 2002; Kennedy 외, 2007) 및 미토콘드리아 기능 장애(Iosifescu 외, 2008; Hroudová 외, 2013; Morava and Kozicz, 2013; Karabatsiakis 외, 2014; Bansal and Kuhad, 2016)와 산화 스트레스 증가(Ozcan et al, 2004; Eren et al., 2007; Sarandol et al., 2007; Shungu et al., 2012; Spanemberg et al., 2014), 염증 과정(Dowlati et al., 2010; Anisman and Hayley, 2012; Liu et al., 2012; Köhler et al., 2017) 및 신경 가소성 및 신경 발생 감소(Autry and Monteggia, 2012; Duman, 2014)입니다. 따라서 우울증의 병태생리학적 모델이 모두 tPBM의 기전에 의해 개선될 수 있습니다.

이중맹검, 가짜 대조군 연구를 통해 좌우 DLPFC에 전달된 t-PBM NIR의 내약성 및 항우울 효과에 대한 이중 맹검 및 가짜 대조군 연구로 진행된 ELATED(Evaluation of LEDs Therapeutic Effect in Depression)-2 Pilot 연구(2019)에서 tPBM NIR을 받은 피험자의 HAM-D17 총 점수의 평균 변화는 가짜 피험자보다 유의하게 더 컸습니다  [NIR (n=10) -10.8±7.55 vs. sham (n=11) -4.4±6.65; z=1.982, p=0.047)]

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