Il danno da ischemia e riperfusione (IRI) è una sfida clinica osservata in seguito a lesioni vascolari e all'uso prolungato di lacci emostatici chirurgici. Studi precedenti hanno dimostrato che 60-90 minuti è la soglia superiore per il tempo di ischemia calda, oltre il quale può verificarsi un danno tissutale irreversibile. Più di ogni altro singolo fattore, i limiti del tempo di ischemia calda limitano il successo e il salvataggio del reimpianto degli arti disvascolari 1,2.
Nel muscolo scheletrico, l'ischemia riduce la capacità aerobica delle cellule, portando a infiammazione acuta e alterazioni biochimiche avverse. Questi effetti sono aggravati dalla riperfusione, che stimola il reclutamento di neutrofili e la produzione di radicali liberi, danneggiando ulteriormente il muscolo scheletrico. Ciò può verificarsi dall'occlusione vascolare, sia a seguito di una lesione che dell'uso intenzionale di un laccio emostatico per prevenire l'emorragia. Alcuni dei mediatori chiave in questo processo sono la mieloperossidasi (MPO), un enzima espresso dai neutrofili che è parte integrante della funzione respiratoria e della produzione di radicali liberi3, e le chemochine come CXCL1 e CXCL5 che servono a reclutare i neutrofili nei siti di infiammazione acuta4.
L'arteria femorale non è stata sezionata per imitare un laccio emostatico aperto in caso di emergenza. Questo approccio si basa anche sulla riproducibilità della creazione di ischemia e riperfusione, nonché su un'area priva di sangue coerente. Ricerche precedenti hanno dimostrato che l'esposizione a luce infrarossa non termica (NIR) con una lunghezza d'onda di 670 nm può aumentare la collateralizzazione vascolare in un arto posteriore ischemico di topo con esposizione NIR per giorni, mitigando gli effetti di IRI5. Inoltre, ricerche precedenti hanno dimostrato che la luce NIR può indurre la polarizzazione dei macrofagi in fenotipi proinfiammatori (M1) o procicatrizzanti (M2)6.
Qualsiasi trattamento in grado di ridurre al minimo il danno tissutale e la morte cellulare a seguito di ipossia e riperfusione sarebbe utile per aumentare il successo del salvataggio degli arti a seguito di lesioni vascolari. Pertanto, l'obiettivo generale è quello di migliorare l'IRI introducendo il trattamento con luce a 670 nm come opzione praticabile per altre modalità di trattamento. Questo articolo si basa sull'ipotesi che l'esposizione alla luce NIR durante un periodo di ischemia diminuisca l'infiammazione e la necrosi tissutale diminuendo la secrezione di proteine chemioattrattive e l'afflusso di cellule infiammatorie inducendo i macrofagi ad assumere un fenotipo M2.