eduardo cesarLa utilización de la luz para el tratamiento de diversas enfermedades y también en tratamientos estéticos es una práctica consagrada en consultorios y clínicas dermatológicas. Pero ahora un nuevo abordaje, que combina la radiación infrarroja, cuyo origen se encuentra en los diodos emisores de luz (LEDs), con ejercicios físicos en una cinta ergométrica, ha demostrado resultados alentadores en el marco de un estudio llevado a cabo con mujeres que se encuentran en la post-menopausia, y ha contribuido en la mejoría en aspectos relacionados con el envejecimiento tales como la osteoporosis, la función muscular, el perfil lipídico, la capacidad aeróbica e incluso en la estética, debido a una ostensible disminución de la celulitis y una mejora del aspecto externo de la piel. El estudio inicial, que se extendió durante un año, estuvo a cargo de la educadora física Fernanda Rossi Paolillo, como parte de su proyecto de doctorado en biotecnología, defendido en la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) y dirigido por los profesores Vanderlei Bagnato y Cristina Kurachi, del Instituto de Física de São Carlos (IFSC) de la Universidad de São Paulo (USP). Bagnato es coordinador del Centro de Investigación en Óptica y Fotónica de São Carlos (CePOF), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) financiados por la FAPESP.
“La razón de la elección del LED infrarrojo conjugado con cinta es que el ejercicio eleva el nivel metabólico”, dice Bagnato, quien desarrolló el aparato que se empleó en la investigación. Compuesto por dos placas de aluminio con 2 mil LEDs cada una, fue concebido con el objetivo de irradiar una gran área corporal que abarca los glúteos y los músculos cuádriceps, involucrados en la fase de apoyo y balanceo del acto de caminar. “En dicha área se detecta una mayor incidencia de osteoporosis, fundamentalmente en el fémur, además de grasa localizada y celulitis”, dice Fernanda. El ordenamiento de miles de diodos es curvo y de altura regulable. Esta investigación contó con el apoyo de un equipo multidisciplinario integrado por físicos, ingenieros, fisioterapeutas, educadores físicos y médicos, entre otros profesionales de la salud, junto al Laboratorio de Apoyo Tecnológico (LAT) del Grupo de Óptica de la USP y del Departamento de Fisioterapia de la UFSCar.
El infrarrojo es una radiación en la región invisible del espectro electromagnético, cercana al rojo en el espectro de la luz visible. Si bien no es detectable por el ser humano en forma de luz, puede sentírsela como calor a través de ciertas terminaciones nerviosas especializadas de la piel, conocidas como termorreceptores. La radiación infrarroja de 850 nanómetros fue elegida para el experimento debido a que penetra mejor en la piel en comparación con la luz roja. “Cuando entra en la piel se producen reacciones químicas en cascada”, dice Fernanda. “El infrarrojo acelera el transporte de electrones en la mitocondria y aumenta la producción de adenosín trisfosfato (ATP), un nucleótido encargado del almacenamiento de la energía proveniente de la respiración celular en nuestro organismo, empleado para el consumo inmediato en diversos procesos biológicos”, informa.
El infrarrojo contribuye también en la regeneración de tejidos tales como la piel, los músculos, los huesos y los nervios. Es decir, la fototerapia mejora la activación celular y acelera los procesos metabólicos del organismo, lo que redunda en beneficios, fundamentalmente cuando se la aplica durante los ejercicios físicos en la cinta ergométrica. “Los ejercicios que se realizan en la cinta aumentan la capacidad aeróbica y se valen del metabolismo de las grasas, además de producir beneficios osteomusculares”, dice Fernanda. “Al conjugar ejercicios y radiación infrarroja con iluminación de la mayor cantidad de masa muscular posible, pretendemos prolongar el acondicionamiento físico de las personas que se encuentran en la senioridad”, subraya Bagnato.
Actividad metabólica
Participaron en la investigación 30 mujeres con edades entre 50 y 60 años en la post-menopausia, una etapa caracterizada por la ausencia de menstruación durante más de un año, y que no realizaron reposición hormonal. Eran mujeres que tenían problemas neurológicos, metabólicos, inflamatorios y endocrinos, y se excluyeron enfermedades tales como el cáncer y las afecciones cardíacas. A las voluntarias se les dieron instrucciones de no cambiar sus hábitos alimentarios durante el estudio. El grupo se dividió en tres, y cada uno de esos subgrupos contaba con 10 mujeres. El primero caminó en la cinta y recibió radiación infrarroja, el segundo hizo únicamente ejercicios, y el tercero no hizo nada. El seguimiento se llevó a cabo durante un año. Durante dicho período, los dos primeros grupos hicieron ejercicios en la cinta, con infrarrojo y sin éste, dos veces por semana, durante 45 minutos. “Uno año es el tiempo mínimo como para evaluar el comportamiento de la masa ósea”, dice Fernanda. La distancia entre el dispositivo y la piel de las voluntarias fue de 15 centímetros, todas usaron bikini para la absorción directa del infrarrojo y recibieron protectores oculares.
Mediante exámenes de densitometría ósea realizados al comienzo y al final del programa de entrenamientos, se constató una disminución de la pérdida de masa ósea del fémur en las mujeres que asociaron ejercicios e infrarrojo. En tanto, el grupo que hizo solamente ejercicios en la cinta experimentó una pérdida significativa de masa ósea en el período del estudio. “La mejora de la masa ósea es un indicador de que la estimulación mecánica, cuando se la asocia a los LEDs, mejora el desempeño muscular y la formación ósea por efecto piecelétrico”, dice Fernanda. Los músculos funcionan como una carga mecánica que se transforma en señal eléctrica y provoca un estímulo osteogénico (de formación ósea).
De acuerdo con la investigadora, la evaluación termográfica indicó un aumento de la actividad metabólica. En las imágenes térmicas del cuerpo es posible ver manchas de colores que apuntan un aumento de la temperatura cutánea y de la vasodilatación en las mujeres del grupo que se ejercitó con LEDs. “Esto demuestra que hubo una mejora de la circulación sanguínea y un incremento del aporte de oxigeno en el músculo ejercitado, como así también el transporte y la eliminación de los sustratos metabólicos, tales como el ácido láctico, que causan fatiga y dolor muscular”. El aumento de la circulación y de la provisión de oxígeno promovió la regeneración de tejidos, fundamentalmente los de la piel, que contribuyen a la reducción de la celulitis y a la mejora del aspecto externo de la “piel de cáscara de naranja”.
“No logramos visualizar la pérdida en porcentaje de grasa, pero sí hubo una reducción de las medidas de circunferencia corpórea, fundamentalmente en los muslos, por eso creemos que el infrarrojo funciona como un drenaje linfático”, dice Fernanda. Otro aspecto importante que remarca la investigadora es el aumento de la síntesis de colágeno, con una visible mejora del aspecto de la piel. Pero este resultado solamente se obtuvo cuando se alió la tecnología con el ejercicio. “El infrarrojo ha sido bastante empleado en la cosmiatría para estimular al colágeno”, dice la profesora Solange Teixeira, del Departamento de Dermatología de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp). La cosmiatría es un área de la dermatología cuyo foco es el tratamiento estético facial y corporal. “El infrarrojo tiene una longitud de onda que penetra en la piel hasta llegar a la dermis, y calienta ese tejido subcutáneo, que es el responsable de la resistencia y la elasticidad de la piel”, dice Solange. En tanto, el colágeno es una proteína que, al calentársela hasta cierta temperatura, la fibra se contrae y produce un estiramiento de la piel, el llamado efecto lifting.
Cepof São CarlosLa imagen muestra la posición de las placas con LED al lado de la cintaCepof São Carlos
Efectos potenciados
Existen algunos aparatos comerciales destinados a combatir la celulitis con infrarrojo, pero que trabajan de manera integrada con succión y radiofrecuencia, que es la emisión de una onda de radio que actúa calentando los tejidos de sustentación de la piel. “Cuando se los emplea junto con el masaje mecánico, potencializan el tratamiento destinado a disminuir la flacidez de la piel”, dice Solange.
En la investigación del IFSC, también se chequeó el desempeño muscular y aeróbico. “Se constató un incremento de la potencia muscular y una reducción de la fatiga en las mujeres que hicieron ejercicios junto con infrarrojo”, informa Fernanda. La explicación para ello es que la radiación infrarroja potencializa los efectos del ejercicio. Para la evaluación de la fuerza se utilizó un dinamómetro isocinético, un aparato común de medición de la fuerza muscular, y para el análisis de la capacidad cardiovascular las voluntarias pasaron por test ergométricos que constataron que se ejercitaron en alta intensidad y con menor esfuerzo cardiovascular. “Ese grupo se ejercitó más, y por un tiempo mayor, a una velocidad más alta y con menor frecuencia cardíaca en comparación con el que únicamente hizo ejercicios.”
Otro aspecto importante observado en el grupo de mujeres que se ejercitaron mientras recibían el infrarrojo fue la mejora del perfil lipídico, que permite evaluar el factor de riesgo para la enfermedad coronaria. Es decir, cuanto mayor es el nivel de LDL (lipoproteína de baja densidad) y menor de HDL (lipoproteína de alta densidad), mayor es el riesgo de tener problemas cardiovasculares. “En el grupo LED se registró una disminución del colesterol total y del LDL”, dice Fernanda. Con relación al colesterol, varios factores contribuyen a su reducción, entre ellos la alimentación y el propio ejercicio. “De cualquier modo, el grupo LED presentó un 20% de disminución del colesterol total y del LDL en comparación con el que únicamente realizó ejercicios.”
Con base en los resultados obtenidos, la investigadora sugiere que la dosis de infrarrojo debe ser de alrededor de 100 julios por centímetro cuadrado (100 J/cm2), la misma empleada en la investigación. “La dosis de la luz es como la de un medicamento: debe adecuarse al objetivo”, dice Fernanda. Las personas que podrán salir beneficiadas con la nueva propuesta terapéutica no se restringen a las mujeres de más de 50 años. “Los beneficios son claros y podemos innovar en la atención de nuestros atletas con esta tecnología”, dice Bagnato. El grupo de investigación había probado anteriormente en algunos tipos de terapia la iluminación antes y después del ejercicio. “Pero la investigación comprobó que el uso de la iluminación durante el ejercicio produce mejores resultados”. Un segundo prototipo del equipamiento ya ha sido desarrollado y está instalándose en algunas clínicas de rehabilitación y en gimnasios a los efectos de poder expandir el concepto y verificar sus beneficios de manera más amplia, lo cual abarca deportes, rehabilitación y estética.
Cepof São Carlos
Imágenes térmicas del cuerpo: aumento de la temperatura y vasodilataciónCepof São CarlosEconómicos puntos de luz
Los eclécticos LEDs y sus ventajas y desventajas
Los diodos emisores de luz, más conocidos por la sigla LEDs (del inglés light emitting diode), son componentes electrónicos semiconductores similares a los chips de las computadoras. Poseen la propiedad de transformar la energía eléctrica en luz de manera distinta que las lámparas convencionales, que se valen de filamentos metálicos, radiación ultravioleta y otras fuentes. Los LEDs, además de reemplazar a las lámparas, se emplean en la producción de displays en televisores y celulares, por ejemplo, y aportan el beneficio de consumir poca energía. Se utilizan también en una serie de aparatos de uso médico y odontológico para diversos tipos de aplicaciones terapéuticas.
Existen diferencias significativas entre los diodos emisores de luz y el láser, aunque ambas tecnologías pueden utilizarse en las mismas aplicaciones. El láser se vale de la emisión estimulada de radiación que desencadena una acción en cascada entre las partículas de luz, lo que redunda en que todas se propaguen en una misma dirección. Cuando esto sucede, surge el haz de láser llamado coherente, pues sus partículas exhiben el mismo comportamiento. La luz del láser es concentrada, monocromática –la misma longitud de onda electromagnética con poca dispersión de calor– y altamente colimada: se propaga como un haz de ondas prácticamente paralelas. En tanto, la luz originada en los LEDs no es coherente ni colimada y actúa en otra banda más amplia de longitud de onda. Las ventajas de los LEDs en comparación con los láseres son su bajo costo y la posibilidad de irradiación de una gran área corporal, además de la posibilidad de configurarlos para que produzcan múltiples longitudes de onda.
Artículos científicos
PAOLILLO, F.R. et al. Effects of infrared-LED illumination applied during high-intensity treadmill training in postmenopausial women. Photomedicine and Laser Surgery. Edición on-line jul. 2011.
PAOLILLO, F.R. et al. New treatment of cellulite with infrared-LED illumination applied during high-intensity treadmill training. Journal of Cosmetic and Laser Therapy. v. 13, p. 166-71. ago. 2011.
