Valutazione della sicurezza ed efficacia della terapia fotobiomodulatoria con luce visibile e nell'infrarosso vicino su liquido seminale umano

Abstract

L'infertilità maschile è una problematica crescente, spesso associata ad alterazioni del metabolismo energetico degli spermatozoi e stress ossidativo che influenzano la motilità e la capacità fecondante degli spermatozoi. La fotobiomodulazione (FBM), una tecnica che utilizza luce visibile e infrarossa, è stata proposta per migliorare la funzionalità spermatica, modulando il metabolismo mitocondriale e riducendo i danni ossidativi, ma i parametri ottimali non sono ancora definiti. Questo studio ha testato cinque lunghezze d'onda laser (450, 635, 810, 940, 1064 nm) a diverse potenze (0.25, 0.50, 1.00 e 2.00 W) per 60 secondi su spermatozoi di 20 donatori astenozoospermici, analizzando metabolismo energetico, stress ossidativo e produzione di ossido nitrico (NO). L’obiettivo è identificare identificare parametri sicuri ed efficaci per migliorare il metabolismo energetico degli spermatozoi. Il rapporto ATP/AMP è stato misurato con un metodo enzimatico, il danno ossidativo è stato valutato tramite i livelli di malondialdeide (MDA) e 8-idrossi-2'-deossiguanosina (8-OHdG). La produzione di NO è stata analizzata con il metodo di Griess. L'irradiazione a 810 nm e 1.00 W migliora significativamente la produzione di ATP e il rapporto ATP/AMP, suggerendo un miglioramento dell'attività mitocondriale. La luce a 635 nm ha ridotto questi parametri, indicando un effetto negativo sul metabolismo energetico. Le lunghezze d'onda di 450 nm e 940 nm hanno stimolato la produzione di ATP, mentre 1064 nm ha mostrato un comportamento bifasico. Non sono stati riscontrati aumenti significativi di MDA o 8-OHdG, indicando l'assenza di danni ossidativi. La produzione di NO ha mostrato una correlazione con il metabolismo energetico fino a 810 nm, mentre a 635 nm si è osservato un andamento contrario. La fotobiomodulazione migliora il metabolismo energetico senza causare danni ossidativi, suggerendo il suo potenziale utilizzo nel trattamento dell'infertilità maschile da astenozoospermia.

Male infertility is a growing issue, often associated with alterations in sperm energy metabolism and oxidative stress that affect sperm motility and fertilizing capacity. Photobiomodulation (FBM), a technique using visible and infrared light, has been proposed to improve sperm function by modulating mitochondrial metabolism and reducing oxidative damage, but the optimal parameters are not yet defined. This study tested five laser wavelengths (450, 635, 810, 940, 1064 nm) at different powers (0.25, 0.50, 1.00 and 2.00 W) for 60 seconds on sperm of 20 asthenozoospermic donors, analyzing energy metabolism, oxidative stress and nitric oxide (NO) production. The aim is to identify safe and effective parameters to improve energy metabolism of spermatozoa. ATP/AMP ratio was measured by an enzymatic method, oxidative damage was assessed by malondialdehyde (MDA) and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) levels. NO production was analyzed by the Griess method. Irradiation at 810 nm and 1.00 W significantly improved ATP production and ATP/AMP ratio, suggesting improved mitochondrial activity. Light at 635 nm reduced these parameters, indicating a negative effect on energy metabolism. Wavelengths of 450 nm and 940 nm stimulated ATP production, while 1064 nm showed biphasic behavior. No significant increases in MDA or 8-OHdG were found, indicating no oxidative damage. NO production showed a correlation with energy metabolism up to 810 nm, while an opposite trend was observed at 635 nm. Photobiomodulation improves energy metabolism without causing oxidative damage, suggesting its potential use in the treatment of male infertility from asthenozoospermia.