A Narrative Review on Oral and Periodontal Bacteria Microbiota Photobiomodulation, through Visible and Near-Infrared Light:原点から最新の治療法まで

A Narrative Review on Oral and Periodontal Bacteria Microbiota Photobiomodulation, through Visible and Near-Infrared Light: From the Origins to Modern Therapies.

抄録

フォトバイオモジュレーション（Photobiomodulation）とは、可視光や赤外光などの非電離光を用いて、細胞に光エネルギーを伝達することです。PBMは、特定の波長の光を用いて分子にエネルギーを与え、分子の本質的な特性に働きかけます。生命の進化の過程では、半導体を持つ鉱物が太陽の光でエネルギーを得ていた。その後、光受容体となった分子は、最初の原始細胞や原核生物の膜に発現した。その後、ミトコンドリアの電子輸送鎖を構成する成分が真核細胞の生理機能に影響を与えた。そのため、多くの生物は光をエネルギー源として利用していないが、その生理機能に関わる分子の多くは、原初の光受容特性を保持している。そこで、この総説では、PBMが光エネルギー化と光受容体（シトクロム、フラビン、鉄タンパク質など）に対する光の非熱的効果を通じて、口腔内微生物叢にどのような影響を与えるかについて議論する。時には、光子が内因性の色素と相互作用することで、熱的または光線力学的な効果が得られることもある。しかし、予備的なデータでは、信頼できる治療法を決定することはできず、PBMによる患者の健康と病気における光と細菌の相互作用および微生物群の管理に関するさらなる知識の必要性を強調している。

Photobiomodulation (PBM) consists of a photon energy transfer to the cell, employing non-ionizing light sources belonging to the visible and infrared spectrum. PBM acts on some intrinsic properties of molecules, energizing them through specific light wavelengths. During the evolution of life, semiconducting minerals were energized by sun radiation. The molecules that followed became photoacceptors and were expressed into the first proto-cells and prokaryote membranes. Afterward, the components of the mitochondria electron transport chain influenced the eukaryotic cell physiology. Therefore, although many organisms have not utilized light as an energy source, many of the molecules involved in their physiology have retained their primordial photoacceptive properties. Thus, in this review, we discuss how PBM can affect the oral microbiota through photo-energization and the non-thermal effect of light on photoacceptors (i.e., cytochromes, flavins, and iron-proteins). Sometimes, the interaction of photons with pigments of an endogenous nature is followed by thermal or photodynamic-like effects. However, the preliminary data do not allow determining reliable therapies but stress the need for further knowledge on light-bacteria interactions and microbiota management in the health and illness of patients through PBM.