저출력 레이저 치료, LLLT는 낮은 출력의 가시광선 또는 근적외선을 생체조직에 조사하여 통증, 염증, 부종을 줄이고 상처·조직·신경의 회복을 촉진하는 치료 방식이다. 일반적인 의료용 고출력 레이저와 달리 조직을 태우거나 제거하지 않으며, 비열성·광화학적 작용을 이용한다. 인체나 동물 치료에는 조직 침투율이 비교적 높은 600~1,100nm 범위의 적색광과 근적외선이 주로 사용된다.

주요 작용 원리

세포에 조사된 빛은 미토콘드리아 전자전달계의 최종 효소인 시토크롬 c 산화효소, Cytochrome c oxidase에 흡수되는 것으로 설명된다. 이 과정에서 전자전달 반응과 미토콘드리아 호흡이 활성화되고, 세포 에너지원인 ATP 생성량이 증가한다. ATP 증가와 함께 칼슘, cAMP 등의 세포 신호전달 물질에도 영향을 주어 다양한 생물학적 반응을 유도한다.

또한 산화질소, NO는 시토크롬 c 산화효소의 작용을 억제할 수 있는데, 레이저 빛이 결합된 산화질소를 분리시키면 미토콘드리아 호흡이 다시 활성화될 수 있다. 논문은 이러한 작용이 세포 호흡 개선과 산화질소로 인한 세포 손상 방지에 관여할 가능성을 설명한다.

저출력 레이저는 낮은 수준의 활성산소종, ROS 생성을 증가시켜 세포의 산화·환원 상태를 변화시킨다. 이 변화는 NF-κB, AP-1, p53, ATF/CREB, HIF-1 등의 전사인자를 활성화하거나 조절하여 유전자 발현에 영향을 준다. 그 결과 세포 증식, 이동, DNA 합성 및 복구, 에너지 대사, 세포막 기능, 조직 재형성과 관련된 반응이 촉진될 수 있다.

세포 및 유전자 수준의 변화

사람의 섬유아세포에 저강도 적색광을 조사한 연구에서는 세포 증식과 이동, 조직 재형성, 에너지 대사와 관련된 유전자 발현이 변화한 것으로 보고됐다. MAPK11, BCR, PDGF-C 등 세포 증식과 관련된 일부 유전자는 증가하고, 세포주기 억제 또는 세포사멸과 관련된 일부 유전자는 감소하는 경향이 제시됐다. 또한 미토콘드리아 호흡과 ATP 생성에 관련된 유전자 발현도 증가한 것으로 정리됐다.

적용 사례

논문은 저출력 레이저 치료의 적용 사례로 다음 두 가지를 제시한다.

• 턱관절 장애: 통증 완화, 항염증, 생체자극 효과를 바탕으로 비침습적이고 비교적 안전한 치료 방법으로 활용될 가능성이 있다.
• 말초신경 손상: 쥐의 절단된 좌골신경에 신경도관과 레이저 자극을 함께 적용한 연구에서 신경 기능 개선, 근육 위축 감소, 축삭 직경 및 수초 두께 증가가 보고됐다.

핵심 결론

저출력 레이저의 빛은 미토콘드리아에 흡수되어 ATP와 낮은 수준의 활성산소 생성을 증가시키고, 전사인자와 유전자 발현을 조절함으로써 세포 증식·이동, 상처 치유, 조직 재생, 염증 및 통증 감소에 영향을 줄 수 있다. 다만 이 논문은 하나의 임상시험 결과를 제시한 연구가 아니라, 기존 연구들을 종합해 작용기전과 활용 가능성을 설명한 종설 논문이다