Ein Licht auf die Fruchtbarkeit werfen: Die Kraft der Photobiomodulation

Unsere heutige Gesellschaft ist von großen Veränderungen geprägt. Immer mehr Frauen und Paare konzentrieren sich in jungen Jahren auf andere Aspekte des Lebens und lassen sich deshalb Zeit mit der Planung von Kindern. Statistiken des AIFS (Australian Institute of Family Studies) zeigen, dass 1971 fast 50% aller Mütter ihr erstes Kind im Alter von 20-24 Jahren zur Welt brachten. Zum Vergleich: Im Jahr 2020 bekamen nur etwa 14% der Mütter in der gleichen Altersgruppe ein Kind, verglichen mit etwa 35% in der Altersgruppe der 30- bis 34-Jährigen^.2

Außerdem werden die Menschen im Allgemeinen älter, was als Grund gesehen werden kann, den Kinderwunsch aufzuschieben. Eine große Herausforderung ist die zunehmende Unfruchtbarkeit, mit der werdende Mütter und Väter im Alter konfrontiert sind. Die Qualität der Ei- und Samenzellen nimmt mit dem Alter ab, was die Befruchtung zunehmend erschwert. Dementsprechend gelten das Alter der Frau und andere Aspekte, wie die Spermienqualität des Mannes, als die häufigsten Ursachen für Unfruchtbarkeit. ^3,4,15

Auch die heutige Zeit bietet eine rasante Weiterentwicklung der Technologien. Die Anwendung von Licht in Form von Photobiomodulation (PBM) zeigt vielversprechende Möglichkeiten, Menschen auf nicht-invasive und einfache Weise zu unterstützen.

In diesem Artikel werden wir erörtern, wie die Photobiomodulation in Bezug auf die Fruchtbarkeit vorteilhaft eingesetzt werden kann. Wir bei Luminous Labs entwickeln eine Technologie, die auf der Photobiomodulation basiert und wissenschaftlich erwiesen ist. Dabei unterscheiden wir uns strikt von Medizinprodukten. Durch unser Fachwissen und unsere wissenschaftlich fundierte Forschung wollen wir Möglichkeiten und Wissen weitergeben. Das Ziel dieses Artikels ist es, eine wissenschaftliche Ausarbeitung zu diesem Thema zu präsentieren und die Punkte kritisch zu prüfen.

Inhaltsübersicht

1. Was ist Photobiomodulation?

2. Vorstellung der Experten

3. Problemstellung: Fruchtbarkeit

4. Interaktion Mitochondrien und Fruchtbarkeit

5. Photobiomodulation und Fruchtbarkeit

5.1 Weibliche Fruchtbarkeit

5.2 Männliche Fruchtbarkeit

6. Anwendungsszenario

6.1 Beispiel: Weibliche Unfruchtbarkeit

7. Fokus: Studie

8. Fazit

1. Was ist Photobiomodulation?

Um einen Zusammenhang zwischen Photobiomodulation und Fruchtbarkeit herstellen zu können, ist es sinnvoll, den Begriff selbst näher zu erklären und einen kleinen Schritt zurück in die Geschichte zu machen. Die Verwendung von Licht als therapeutisches Mittel ist über 10.000 Jahre alt. Schon damals konnten sich die Menschen vorstellen, dass ein Aufenthalt in der Sonne der Gesundheit und dem Wohlbefinden förderlich sein könnte. So wurden Methoden zur Nutzung des Lichts zuerst von den alten Ägyptern erfunden und dann von den Griechen häufig angewendet, indem sie depressive Menschen mit der Sonne in Kontakt brachten.

Der Einsatz von LED-Lampen wurde in den letzten Jahrzehnten von der NASA ausgiebig erforscht. Im Rahmen dieser Forschung fanden die Wissenschaftler heraus, dass eine bestimmte Kombination aus roten und nahinfraroten Lichtwellenlängen im Bereich von 600 bis 900 Nanometern (nm) sehr vorteilhaft ist. In den letzten drei Jahrzehnten hat man herausgefunden, dass diese Wellenlängen des Lichts eine einzigartige Fähigkeit haben, die Zellfunktionen zu verändern. Außerdem helfen sie den Mitochondrien in unseren Zellen, Energie in Form von ATP effizienter und effektiver zu produzieren.

Die Anwendung von rotem und nahinfrarotem Licht wird wissenschaftlich als Photobiomodulation (PBM) oder Low-Level-Lasertherapie (LLLT) bezeichnet. Die durch die Laserbestrahlung erzeugte Energie wird in den intrazellulären Chromophoren absorbiert und in Stoffwechselenergie umgewandelt. ^{1, 5, 6}

2. Vorstellung der Experten

Für diesen Artikel wurde das Wissen von zwei Experten auf dem Gebiet der Photobiomodulation und deren Fokus auf die Langlebigkeitsforschung genutzt. Barbara Sekulovska ist Doktorandin auf dem Gebiet der Psychologie und der inklusiven Bildung. Im Rahmen ihrer Arbeit gründete sie zusammen mit ihrem Mitgründer Luminous Labs mit dem Ziel, Menschen zu helfen, ein längeres und erfülltes Leben zu führen. Thomas Lechner ist Doktorand für Lichtdesign und der zweite Gründer des Unternehmens. Das Interesse an der Nutzung der Photobiomodulation zur Unterstützung von Menschen in verschiedenen Lebenssituationen hat die beiden dazu motiviert, Beleuchtungsgeräte mit dieser Technologie zu entwickeln. Da Unfruchtbarkeit ein relevantes Thema ist, möchten sie diesen Bereich in ihre Arbeit einbeziehen, um möglicherweise neue Wege für andere Menschen zu eröffnen.

Die Veröffentlichungen des Bioinformatikers Aubrey de Grey mit seinem Schwerpunkt auf der Langlebigkeitsforschung dienten als Inspiration. Aubrey de Grey vertritt die Meinung, dass die Menschen immer älter werden, weshalb der Kinderwunsch vieler Paare auf einen späteren Zeitpunkt verschoben wird. Als Experte auf diesem Gebiet konzentriert er sich auf die Langlebigkeit der Menschen. In diesem Fall spielt die Alterung der Körperzellen eine spannende und wesentliche Rolle, gegen die Maßnahmen ergriffen werden müssen. ¹⁶

Auch der Neurowissenschaftler und Professor für Neurobiologie Andrew D. Huberman hat die Idee zu diesem Artikel beeinflusst. Auch das Thema Fruchtbarkeit oder Unfruchtbarkeit hat er bereits angesprochen.

„Wenn du verstehst, wie Fruchtbarkeit und Befruchtung im Gehirn und im Körper ablaufen, kannst du deine Vitalität und Langlebigkeit maximieren.“

Andrew D. Huberman

In seinem Vortrag spricht er neben einem allgemeinen Verständnis der Fruchtbarkeit auch über die Auswirkungen des Alters auf die Fruchtbarkeit und betont die Rolle der Mitochondrien in den Spermien. Ausführlichere Infos dazu werden in dem Artikel aufgegriffen. 7

3. Problemstellung: Fruchtbarkeit

Mit zunehmendem Alter nimmt die Fruchtbarkeit ab – eine Herausforderung, mit der viele Paare zu kämpfen haben. Dies ist auf eine Verschlechterung der Ei- und Spermienqualität zurückzuführen. Die Mitochondrien, die als die Kraftwerke der Zellen gelten, spielen bei diesem Prozess eine wichtige Rolle. Mitochondrien sind Zellverbände, in denen Energie produziert wird, die für verschiedene Funktionen im Körper notwendig ist. Zum Beispiel ist ihre Existenz als Kraftwerke der Eizelle unerlässlich. Sie sind wichtig für eine erfolgreiche Befruchtung und die Einnistung und Entwicklung des Embryos.

Im Durchschnitt bestehen die meisten Körperzellen aus etwa 2000 Mitochondrien. Im Vergleich dazu enthält die Eizelle (Mutterzelle der Eizelle) etwa 6000 Mitochondrien. Beim männlichen Geschlecht enthält der Hals des Spermas ebenfalls eine große Anzahl von Mitochondrien. Im Prozess der Zellatmung produzieren sie Energie, die die Spermien zur Eizelle bewegt. Dieser Bewegungsprozess ist entscheidend für die spätere Befruchtung.

Im Fortpflanzungssystem werden die Mitochondrien mit dem Alter weniger effektiv. Sie produzieren in den Zellen Adenosintriphosphat (ATP), das mit dem Alter abnimmt. ATP ist ein chemisches Molekül, das für die Bereitstellung von Energie in jeder Zelle eines Lebewesens verantwortlich ist. Diese Energie ist für alle Arbeitsprozesse wie den Massentransport und die Fortbewegung verantwortlich. Wenn das ATP reduziert ist, haben Eizellen und Spermien nicht mehr genügend Energie.c3, 8

Um diesem Szenario entgegenzuwirken und die Körperzellen anzutreiben, gilt die Photobiomodulation als vielversprechende Option.

4. Interaktion Mitochondrien und Fruchtbarkeit

Mitochondrien erfüllen in menschlichen Spermien und Eizellen und den sie umgebenden Granulosazellen eine wichtige Funktion für die Fruchtbarkeit des Individuums. Ihre Hauptfunktion ist die zelluläre Energieproduktion, die von der Kern- und Mitochondrien-DNA gesteuert wird. Daher sind sie für die Einnistung und Entwicklung des Embryos unerlässlich.

Obwohl die Mitochondrien von Spermien nicht direkt mit dem Embryo verbunden sind, spielen sie eine wichtige Rolle. Sie beeinflussen die Energieproduktion, was sich auf Folgendes auswirkt:

• Spermienbewegung
• Akrosomische Reaktionen
• Fusion von Spermien und Eizellen.

Die Mitochondrien der Eizelle produzieren Energie, die für die meiotische Teilung der Eizelle wichtig ist. Außerdem werden der Kalziumstoffwechsel der Eizelle und epigenetische Ereignisse während des Übergangs von der Eizelle zum Embryo beeinflusst. Daher können sie auf zukünftige Embryonen übertragen werden und eventuelle Erbkrankheiten prägen. Außerdem koordinieren sie die zelluläre Anpassung an Stressfaktoren und oxidativen Stress. Die etwa 6000 Mitochondrien der Eizelle erfüllen also eine wichtige Funktion. 8, 9

5. Photobiomodulation und Fruchtbarkeit

Die Photobiomodulation stimuliert die Mitochondrienaktivität aller Körperzellen wie der Eizellen und Spermien. Die Stimulation kann dem Alterungsprozess entgegenwirken. 3

5.1 Weibliche Fruchtbarkeit

Nach Angaben der WHO (2023) sind derzeit 17,5% der Bevölkerung offiziell von Unfruchtbarkeit betroffen. Die Fruchtbarkeit einer Frau nimmt mit zunehmendem Alter ab. Im Alter von Ende 30 sind Frauen 30% weniger fruchtbar als mit Anfang 20.10 Wie bereits erwähnt, hängen die zunehmende Unfruchtbarkeit und die damit einhergehende Verschlechterung der Eizellen hauptsächlich mit dem Rückgang der Mitochondrien zusammen. Da sich die Photobiomodulation auf diesen Punkt konzentriert und die Zellen stimuliert, kann der Abbauprozess verlangsamt werden.

In der Studie von El Faham et al. (2018) wurde eine invasive Methode gewählt, bei der eine faseroptische Sonde in die Gebärmutter eingeführt wurde. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass die richtige Fluenz und Anzahl der Bestrahlungen die mitochondriale Aktivität stimulierte und somit die Lebensfähigkeit der Zellen aufrechterhielt, ohne sie zu schädigen. Die Aufnahmefähigkeit und Regeneration der Gebärmutterschleimhaut wurde verbessert. 5

Dementsprechend kann die Photobiomodulation als effiziente Form der Anwendung im Bereich der Unfruchtbarkeit genutzt werden. In der Studie waren die Dosis und die Dauer der Anwendung streng geregelt. Bei „in vivo“ Prozessen gibt es jedoch immer ein Risiko, das berücksichtigt werden muss. Daher muss dieses Verfahren immer genau überwacht werden und kann nur unter bestimmten Bedingungen durchgeführt werden.

Die Anwendung einer unkomplizierten, nicht-invasiven Methode würde viele Vorteile bringen. Als mögliches Anwendungsszenario mit den Geräten von Luminous Labs kommt die folgende Routine in Frage:

Die Geräte von Luminous Labs verwenden kaltes Licht, das die Möglichkeit der Überhitzung von Körperteilen ausschließt und die Bestrahlung verbessert.

5.2 Männliche Fruchtbarkeit

Männliche Unfruchtbarkeit tritt bei etwa 7,5 % aller Männer in Europa auf. Deshalb greifen immer mehr Paare auf reproduktionsmedizinische Maßnahmen zurück, um schwanger zu werden. Die Photobiomodulation ist eine Behandlungsmethode, die auf die Biostimulation von Geweben und Zellen abzielt.

Die Studie von Saylan et al. (2023)12 befasste sich mit asthenozoospermischen Patienten. Von Asthenozoospermie spricht man, wenn die Spermien im Ejakulat nicht ausreichend beweglich sind, wodurch die Befruchtung behindert wird. Es hat sich gezeigt, dass die Anwendung der Photobiomodulation die Geschwindigkeit und Beweglichkeit der Spermien verbessert.

In der Reproduktionsmedizin wird PBM eingesetzt, um den Stoffwechsel, die Beweglichkeit und die Lebensfähigkeit von Spermien zu verbessern, da es sich positiv auf die Mitochondrien auswirkt und so die mitochondriale Atmungskette und die ATP-Produktion aktiviert. Diese Anwendung kann besonders nützlich sein, um den Einsatz von Chemikalien im Spermienkulturmedium zu vermeiden und das Überleben und die Bewegung der Spermien zu fördern, insbesondere bei weitgehend unbeweglichen Spermienproben. 11, 13,14

Auch an den Mann angepasst, bieten die Tafeln von Luminous Labs geeignete Einsatzmöglichkeiten. Die folgende Verwendung gilt als Beispiel:

6. Anwendungsszenario

Die Wirkung der Photobiomodulation in Bezug auf die Fruchtbarkeit bei Frauen und Männern zeigt ein hohes Potenzial. Jetzt wird es als hilfreich angesehen, eine flexible und unkomplizierte Bewerbungsmöglichkeit für Interessierte zu schaffen. Die Kontinuität der Bestrahlung ist ein wichtiger Aspekt.

Die Geräte von Luminous Labs sind für diese Szenarien konzipiert. Luminous Labs bietet Leuchtplatten an, die eine Kombination aus rotem und nahinfrarotem Licht in einem Spektrum von 600 nm – 900 nm bieten. Die Tafeln können einzeln in verschiedenen Größen für den privaten Gebrauch verwendet werden. Hier können die Dosierung und die Lichtintensität an die persönlichen Wunschziele angepasst werden. Da die Geräte leicht zu Hause angewendet werden können, kann eine Optimierung der gewünschten Ergebnisse als vielversprechend angesehen werden.

6.1 Beispiel: Unfruchtbarkeit

Um die Anwendungsmethoden näher zu erläutern, schauen wir uns das folgende Beispiel an: Eine Frau im Alter von 36 Jahren wünscht sich schon seit längerem ein Kind mit ihrem Partner. Aufgrund ihrer privaten Situation kam der Wunsch, ein Kind zu bekommen, erst im Alter von Anfang 30 auf. Bislang war das Eintreten einer Schwangerschaft leider erfolglos. Jetzt gibt es aber die Möglichkeit, die auf Photobiomodulation basierenden Leuchtplatten einfach zu Hause anzuwenden. Die Bestrahlung aktiviert die Mitochondrien und damit die Körperzellen und auch die Eizellen. Die erzeugte Energie in den Eizellen kann als „Motivationsschub“ betrachtet werden und im besten Fall zu einer Verbesserung der Fruchtbarkeit führen.

Außerdem kann der Partner mit demselben Gerät auch die Bestrahlungsmethode anwenden, um seine Spermienbewegung zu fördern. Auch wenn der Fokus in diesem Szenario auf der Frau liegt, könnte die Chance auf eine Schwangerschaft durch die Bestrahlung beider Teilnehmerinnen optimiert werden. Als mögliche Empfehlungen für die Nutzung können die Daten aus Kapitel 5 übernommen werden. Da die Geräte direkt zu Hause benutzt werden können, lässt sich die Routine leicht in den Alltag integrieren.

Es ist erwiesen, dass die Photobiomodulation Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit haben kann. Ein weiterer spannender Punkt ist, dass Studien gezeigt haben, dass die Photobiomodulation neben der Fruchtbarkeit weitere Vorteile für alle Geschlechter hat. Dementsprechend können durch den Einsatz der Platten zusätzliche Vorteile erzielt werden. Beispiele dafür sind:

– Verbesserung der hormonellen Schwankungen

– Stimmungsverbesserung

– Hautverjüngung

– Schlafverbesserung

– Fördert die Muskelregeneration 1

Das im Szenario beschriebene Paar hat nun mehrere Möglichkeiten, die Photobiomodulation zur Förderung der Fruchtbarkeit, aber auch für andere Vorteile zu nutzen.

7. Fokus: Studie

Eine 2012 in Japan durchgeführte Studie (Ohshiro et al.)3 zeigte positive Ergebnisse beim Einsatz der Photobiomodulation. Insgesamt nahmen 74 japanische Frauen mit Unfruchtbarkeit und einem Durchschnittsalter von 39 Jahren an der Studie teil. Die Teilnehmerinnen hatten zuvor die Methode der assistierten Reproduktionstechnologie (ART) angewendet, allerdings ohne Erfolg. Die Studie war von 1996 bis 2000 geplant und wurde aufgrund der erfolgreichen Ergebnisse bis 2012 verlängert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass etwa 22% der Frauen schwanger werden konnten. In 59,5 % der Fälle kam es zu einer erfolgreichen Lebendgeburt.

Die Zahl der Fehlgeburten steigt in der Regel ab dem Alter von 34 Jahren an. Ab einem Alter von 35 Jahren führen etwa 25 % aller erfolgreichen Befruchtungen zu Fehlgeburten. Je höher das Alter, desto drastischer steigt der Prozentsatz. 7 Dementsprechend scheint die Lebendgeburtenrate der Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer unbeeinflusst zu sein.

In der Studie wurde eine Lichtdosis von 830 nm verwendet. Das Licht wurde beidseitig mit leichtem Druck der Behandlungssonde gegen das Gewebe an Punkten im Nacken angewendet. Dadurch wurden die Kopf- und Nackenmuskeln stimuliert, um das Eindringen in die Zielblutgefäße zu verbessern. Die Nutzer/innen haben je nach ihren Fähigkeiten etwa 2 Mal pro Woche bis alle 2 Wochen bestrahlt. Die Ergebnisse wurden nach nur 21 Anwendungen gezeigt.

8. Fazit

Das Problem der Unfruchtbarkeit bei Frauen und Männern betrifft das Leben vieler Menschen. Parallel dazu führen Erkenntnisse aus der Lichtforschung und der Photobiomodulation zu neuen Möglichkeiten. In diesem Artikel wurde auf der Grundlage von Fachwissen und wissenschaftlicher Forschung versucht, die Möglichkeit einer Kombination dieser Aspekte aufzuzeigen.

Die Anwendung der Photobiomodulation aktiviert unsere Körperzellen und ihre Mitochondrien. Daher spielt diese Aktivierung auch in unseren Zellen der Fortpflanzungsorgane eine wichtige Rolle.

Allein die Tatsache, dass es in der Eizelle etwa 6000 Mitochondrien gibt, also weit mehr als in den meisten Körperzellen, zeigt, dass die Photobiomodulation hier eine große Wirkung haben kann. Die aufgeführten Vorteile der Anwendung stellen zweifelsohne ein großes Potenzial dar, das genutzt werden kann.

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Die Photobiomodulation hat eine Menge Vorteile zu bieten:

 

Ein Beispiel von vielen: Wusstest du, dass es das Haarwachstum fördern kann?
Das haben wir vor allem den Mitochondrien zu verdanken – aber was genau sind die Mitochondrien und was machen sie? Dieser Blog-Beitrag soll dir alle Fragen beantworten.

 

Liste der Referenzen

 

[1] Luminousred Photobiomodulation Forschungsdatenbank. Von Vladimir Heiskanen. 2023

[2] Geburten in Australien. AIFS [online]. 2023

[3] Persönlicher Überblick über die Anwendung von LLLT bei schwer unfruchtbaren japanischen Frauen“. Lasertherapie. 2012

[4] Wie man die Fruchtbarkeit mit Photobiomodulation verbessert. citypulsacupuncture [online]. August 2022

[5] Ist es an der Zeit, die Low-Level-Laser-Photobiomodulation als adjuvante Therapie bei der Behandlung einer gestörten Empfänglichkeit der Gebärmutter aufzunehmen? Juli 2018

[6] Die Geschichte der Photobiomodulation: Endre Mester (1903-1984). August 2017

[7] Huberman Lab. Wie man die Fruchtbarkeit bei Männern und Frauen optimiert [online]. Januar 2023

[8] Die Rolle der Mitochondrien bei der menschlichen Fruchtbarkeit und der frühen Embryonalentwicklung: Was können wir für die klinische Anwendung der Bewertung und Verbesserung der mitochondrialen DNA lernen? Februar 2022

[9] Mitochondrien in der menschlichen Fruchtbarkeit und Unfruchtbarkeit. Mai 2023

[10] 1 von 6 Menschen weltweit ist von Unfruchtbarkeit betroffen. WHO [online]. April 2023

[11] Photobiomodulationstherapie bei männlicher Unfruchtbarkeit. Oktober 2020

[12] Auswirkungen der Photobiomodulationstherapie auf die menschliche Spermienfunktion. April 2023

[13] Auswirkungen der Photobiomodulationstherapie mit gepulsten Wellen auf menschliche Spermatozoen. April 2022

[14] Auswirkungen der Photobiomodulationstherapie (PBMT) auf die Spermienfunktion von Rindern. 2016

[15] Altersstruktur. WHO [online]. September 2019

[16] Die Lösung des Alterungsproblems: Ein Interview mit Aubrey de Grey [online]. April 2020