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通常认为红光/近红光具有两个中心机制，即它如何有益于细胞功能和整体健康：
通过与称为细胞色素c氧化酶的光感受器相互作用，刺激线粒体中的ATP生成。
产生一种暂时的、低剂量的代谢应激（称为兴奋，这也是运动发挥作用的主要机制），最终建立细胞的抗炎、抗氧化和细胞防御系统。
近红外光疗法，让我们更详细地讨论一下这些机制：
机制#1：刺激线粒体能量产生
研究人员发现，红光和近红外光疗法的一个特殊机制是，这些波长的光能够穿透细胞并激活线粒体，直接导致细胞能量产生增加。许多研究表明，当涉及到红光和近红外光如何影响细胞的机制时，线粒体是关键因素。根据Hamblin，M.和Carroll，J.等人的说法，“一些证据表明，线粒体负责细胞对红色可见光和近红外光的反应。（红色和近红外光）对从大鼠肝脏分离的线粒体的影响包括增加质子电化学势，ATP合成增加，RNA和蛋白质合成增加，氧消耗增加，膜电位增加，NADH和ATP合成增强。”这一点值得特别注意，因为大量的研究在过去的十年中，线粒体对健康、疾病预防、能量水平和寿命至关重要。
所以让我们来详细了解一下为什么线粒体如此重要。线粒体是所有生物细胞内产生生命和能量的引擎，我们的线粒体以ATP（三磷酸腺苷）的形式产生细胞能量。我们的身体不断地在每个细胞中产生和使用大量的ATP，以提供燃料。
身体的每一项功能，从呼吸到思考再到举起哑铃，每次你呼吸、消化食物、心跳，或者做二头肌弯曲时，你的细胞都在使用ATP能量。我们的心脏和肝脏充满了线粒体，因为它们不断地工作以泵血、赋予生命、过滤毒素，并保护我们免受有毒损害。大脑中也充满了线粒体。我们所有的器官、组织、皮肤，尤其是肌肉也是如此，它们通过运动为我们提供动力。
线粒体是为我们器官的所有过程提供燃料的电池；因此，增强线粒体的物质会在细胞内转化为更多的细胞能量，从而使细胞或器官（如大脑、心脏、肝脏、皮肤、肌肉等）发挥最佳作用。
然而，由于我们再也得不到足够的红光，我们正在为我们细胞的核心——线粒体——细胞中的能量发生器——付出代价，这对我们的健康产生了可怕的后果，因为我们需要红光和近红外光疗法来有效地在细胞中产生能量。因此，今天缺乏红光和近红外光会影响我们身体的每个器官和组织，因为我们的器官、组织、皮肤、心脏、肝脏和肺中的每个细胞都含有线粒体。这给了我们心跳的能量，给了我们的皮肤更有效地合成胶原蛋白的能量，也给了我们肝脏排毒的能量等等。
要了解红光和近红外光如何增强线粒体的详细机制，需要对我们的细胞如何产生能量有一个基本的了解。我们通过一个叫做“细胞呼吸”的循环来产生ATP，这就是给我们做任何事情的能量。它给我们的身体能量来咀嚼、呼吸、排汗和分泌激素。
细胞呼吸有4个步骤：
1.糖酵解（这是细胞呼吸的第一步，即葡萄糖/糖转化为丙酮酸）
2.丙酮酸盐氧化（将葡萄糖转化为ATP的下一步，需要将丙酮酸盐转化为乙酰辅酶A，以使ATP得以制造）
3.克雷布斯循环（这使用乙酰辅酶a产生化学能量物质，ATP，NADH，FADH2）
4.氧化磷酸化（ATP生产的最后一步，线粒体利用克雷布斯循环中产生的化学物质泵出ATP）
最后一个阶段，氧化磷酸化，是红光（红光和近红外光）发挥其大部分魔力的时候。
当电子通过线粒体中的电子传输链（ETC）时，ATP的产生有一个关键步骤。
近红外红光疗法
当这些电子沿着这条链行进时，质子被泵送穿过线粒体内膜进入线粒体内膜和外膜之间的空间。这在膜上形成了一个梯度，在化学和物理学中，它具有所谓的“势能”，因为高浓度的物质将被驱动向低浓度移动。
毫无疑问，当质子穿过膜返回到较低浓度时，线粒体利用这种势能，它通过一个叫做“ATP合酶”的“小型旋转电机”，该“电机”利用质子穿过膜的能量来驱动ATP（细胞能量）的产生过程。在我们的线粒体中，这种能量产生的关键部分之一是一种光感受器细胞色素c氧化酶，它帮助线粒体有效地利用氧气来为ATP合成酶泵提供动力。
“光感受器”是吸收光子的东西。光生物学第一定律指出，要使光对活细胞或身体产生任何影响，光的光子必须被生物体/细胞中的某种物质吸收。事实证明，从植物到人类，许多不同的生物中确实存在这样的东西。几乎所有人都知道，植物具有这样的光子吸收剂叶绿素，这是一种“发色团”光子受体，它将光子转化为植物可以利用的能量。
大多数人不太清楚的是，人类的细胞中也有吸光化合物（发色团或光受体），血液中的血红蛋白（在你的血细胞中）、细胞色素c氧化酶、肌红蛋白、黄素、黄素蛋白、卟啉和黑色素（这就是你皮肤晒黑的原因）。（补充说明：事实证明，即使是普通的水，包括充满我们细胞的水，也是一种吸收特定波长光的光受体，并将该光转化为各种生物效应。当谈到红色/近红外光时，我们线粒体中的光受体细胞色素c氧化酶尤为重要。
细胞色素c氧化酶是我们线粒体呼吸链的一部分，在产生ATP（细胞能量）中起着关键作用。当红色和近红外光光子击中光受体细胞色素c氧化酶时，它有助于线粒体更有效地利用氧气产生ATP。
红色近红外光疗法
如果所有这些看起来都很复杂，那么让我来简化一下：线粒体需要一种叫做细胞色素c氧化酶的酶来有效地与氧气结合，以有效地产生细胞能量（ATP），而红光和近红外光有助于实现这一点。
细胞色素c氧化酶和氧气协同工作意味着能量生产和细胞呼吸正在发生，这为身体及其所有功能提供能量。当我们生活在充满压力的生活中，如工作压力、空气污染、杀虫剂等毒素以及食物中的重金属、夜晚过多的人造光以及空气污染等，导致细胞功能低下时，这些有毒影响会阻碍我们细胞产生能量的能力。尽管确切的机制仍有争议，但许多研究人员（包括迈克尔·汉布林博士）认为一氧化氮（NO）起着核心作用。当然，NO在身体中扮演着许多重要角色，但当我们摄入过多的NO，在错误的地方摄入过多，或者当我们的细胞没有抗氧化能力来抑制NO的积累时，它会阻碍ATP在线粒体中产生，一氧化氮就会开始与线粒体中的氧竞争。
红色近红外光疗法
事实上，NO与细胞色素c结合，阻止其与氧结合。它基本上阻止了线粒体使用氧气。因此，NO抑制ATP的有效产生。没有氧气，线粒体不能有效地产生ATP。因此，任何减缓氧气被线粒体利用的东西都会显著减缓能量的产生。因此，在不健康的细胞中，一氧化氮阻止细胞色素c获得足够的氧分子。这阻碍了ATP的产生，这是导致线粒体功能低下，从而导致细胞功能低下的原因。如世界各地的几个研究小组所示，红色和近红外光基本上阻止了NO与细胞色素氧化酶的配对。它把NO排出来，让氧气进入！这使得细胞色素c具有氧分子，从而实现有效的线粒体功能。
这张图片给出了一个基本的想法，即线粒体含有过多的NO，但不能有效地产生ATP，以及红光/远红光如何释放更多的氧气，从而使线粒体能够产生ATP。
近红外治疗仪
为了拥有强大的线粒体功能，我们需要从线粒体中排出NO并获得氧气。这意味着线粒体可以再次有效利用氧气，从而使线粒体高效产生能量。Farivar等人对其机制进行了更详细的解释：
一氧化氮（NO）抑制细胞色素c氧化酶的活性，这种抑制可以通过NO和O2对细胞色素氧化酶的还原双核中心CuB/a3的直接竞争来解释，并且是可逆的。有人提出，激光照射可以通过将NO从其结合位点光解来逆转这种抑制。因为这种配位结合比共价键弱得多，所以这种解离可以通过LLL（低水平光）实现。Cox中NO的解离增加了呼吸速率。光确实可以逆转NO与细胞色素氧化酶结合引起的抑制，无论是在分离的线粒体还是在整个细胞中。LLL还可以保护细胞免受NO诱导的细胞死亡。”
从本质上讲，红光和近红外光疗法允许氧气进入线粒体（并防止NO阻止能量产生），从而增强线粒体功能，改善我们身体中每个器官和系统的健康。我在此补充一点，在某种程度上，红光/近红外光如何影响线粒体的所有确切机制的细微差别仍在研究人员之间争论，但每个人都同意，红光/远红光确实会增加线粒体的能量产生。
还要注意，这种细胞色素c途径可能不是红光/近红外光增加细胞能量产生的唯一途径。下面将描述红光/近红外光可以增加线粒体能量产生的几种潜在机制，包括通过兴奋增加线粒体的大小和数量，以及这种类型的光如何与我们细胞中的水和叶绿素代谢产物相互作用的更具推测性的理论机制。
这似乎是驱动红色/近红外光对皮肤、肌肉、骨骼、腺体和脑细胞产生许多有益影响的主要机制。简而言之，当线粒体受到刺激时，细胞产生更多的能量，当细胞有更多的能量可用时，它基本上能更好地完成所有事情，更快地愈合，更耐压力，产生更多的蛋白质（如胶原蛋白），表现更好（如肌肉性能）。线粒体能量生产是所有最佳细胞功能的核心。
机制#2：激素
红光和近红外光疗法的另一个关键机制是通过兴奋。激素是一个短暂的代谢应激刺激适应的过程，从而改善健康。起初这听起来可能是一个奇怪的概念，但你对它的熟悉程度比你意识到锻炼是一种兴奋的感觉还要高。锻炼是通过短暂地产生代谢压力而起作用的（锻炼是很辛苦的！）并暂时增加活性氧，即自由基，然后作为对压力的反应，身体通过提高心血管效率、改善肌肉的血液输送以及增强和生长线粒体来适应。
它还涉及下调与慢性炎症和氧化应激（衰老和疾病的两个关键驱动因素）相关的基因，以及上调与能量生产和内部细胞抗氧化防御系统相关的基因。线粒体受到暂时的压力，导致它们将信号发送回细胞核（其中包含你的DNA），而这些信号实际上被细胞核用来决定应该表达哪些基因。这被称为“逆行信号”。这是一个显著的现象，因为大多数人认为我们的基因决定了细胞中发生的一切。
事实上，线粒体会产生信号（基于环境），这些信号反馈给细胞核，哪些基因可以打开和关闭！特别是，来自红光/近红外光的ROS（自由基）的瞬时增加激活了许多与运动相同的细胞防御系统。转录因子NF-kB通过暴露于红色和近红外光产生的自由基而被激活，这促进了非常低水平的炎症反应。然后，这种机制被称为NRF2通路和抗氧化反应元件（a.R.E.），这是我们的内部细胞抗氧化防御系统，通过消除炎症和自由基来帮助灭火。
简而言之，就像运动通过暂时压迫肌肉来增强肌肉一样，光对我们的内部抗氧化和抗炎防御系统也有同样的作用。它有助于让你的细胞更能承受压力，对抗炎症，防止自由基的积累，最终使你的细胞更加健康，更有活力，更有弹性。事实证明，人类在生活中确实需要一些低水平的压力源。这些压力源的缺乏实际上破坏了我们的健康。光对你的细胞产生短暂的低水平压力。这些细胞适应暂时压力的最终结果是，细胞更健康，产生更多能量，具有更强的抗氧化和抗炎防御系统，对整体压力更有弹性。
近红外红光疗法的益处
这与锻炼使我们更健康的方式相同。红光和近红外光疗法也通过暂时增加代谢压力和增加活性氧（自由基）来起作用，就像锻炼一样。在这个意义上，一些研究人员称之为“运动模拟”，因为它模拟了运动的一些相同效果。研究表明，它还与锻炼很好地结合，并增加了脂肪损失和肌肉增加的益处）。因此，红光和近红外光疗法也是一种兴奋疗法，通过产生低剂量的应激源使线粒体受益，然后身体通过变得更强壮来适应，从而增加体内的抗氧化和抗炎系统，并建立线粒体的大小和强度。通过这种方式，红光/近红外光成为一种强大的工具，它不仅可以暂时缓解症状（比如抗炎药或止痛药），还可以刺激你的身体在细胞水平上进行持久的适应，从而增强抵抗压力源的能力和产生能量的能力。