La luminothérapie, également appelée photobiomodulation (PBM), est une méthode de traitement non invasive utilisant des longueurs d'onde lumineuses spécifiques pour stimuler les processus physiologiques du corps. Parmi les différents types de luminothérapie, la lumière rouge (LR) et la lumière proche infrarouge (NIR) sont les plus largement utilisées à des fins thérapeutiques. Bien qu'elles soient souvent regroupées en raison de leurs mécanismes d'action similaires, elles diffèrent considérablement par leur longueur d'onde, leur profondeur de pénétration, leurs effets biologiques et leurs applications cliniques. Cet article propose une comparaison scientifique détaillée entre la thérapie par lumière rouge et par lumière proche infrarouge, en soulignant leurs rôles respectifs dans la santé et la médecine.

1. Longueur d'onde et propriétés physiques

La lumière rouge fait généralement référence à des longueurs d'onde situées dans la plage de 620 à 700 nm, les plus couramment utilisées étant 630 nm et 660 nm. En revanche, la lumière proche infrarouge couvre une plage plus large, de 700 à 1200 nm, 810 nm, 850 nm et 940 nm étant fréquemment utilisés en milieu clinique (Hamblin, 2017). La différence clé entre ces longueurs d'onde réside dans leur profondeur de pénétration. La lumière rouge pénètre les tissus jusqu'à environ 5–10 mm, ce qui la rend adaptée aux applications superficielles.

2. Mécanismes d'action

La lumière rouge et la lumière proche infrarouge exercent toutes deux leurs effets principalement par l'absorption de photons par des chromophores mitochondriaux, en particulier la cytochrome c oxydase (CCO). Cette interaction améliore la respiration mitochondriale et augmente la production d'adénosine triphosphate (ATP), qui alimente les activités cellulaires. Outre l'ATP, la photobiomodulation module également les espèces réactives de l'oxygène (ERO) et l'oxyde nitrique (NO), entraînant des effets anti-inflammatoires, anti-apoptotiques et prolifératifs (Hamblin & Demidova, 2006).
Bien que la LR et la NIR activent toutes deux la CCO, la profondeur à laquelle cette activation se produit est différente. L'action de la lumière rouge est limitée aux couches épidermiques et dermiques superficielles, tandis que la NIR atteint plus profondément les muscles, les articulations et même les os, élargissant ainsi son potentiel thérapeutique (Chung et al., 2012).

3. Applications cliniques

La thérapie par lumière rouge est principalement utilisée à des fins dermatologiques et cosmétiques. Ses applications incluent la cicatrisation des plaies, le traitement de l'acné, de la rosacée, du psoriasis et l'amélioration de la production de collagène. Des études ont montré que la lumière rouge accélère considérablement la guérison des plaies superficielles et réduit l'inflammation dans les affections cutanées (Avci et al., 2013). Un essai contrôlé randomisé de 2014 mené par Barolet et Boucher a démontré une meilleure fermeture des plaies et une réduction de l'érythème chez les patients traités avec une lumière rouge de 630 nm.
En revanche, la thérapie par lumière proche infrarouge est plus efficace pour traiter les affections musculo-squelettiques telles que l'arthrite, la récupération musculaire, les douleurs articulaires et les lésions nerveuses. Sa pénétration profonde lui permet d'atteindre les tissus internes et de stimuler des effets systémiques. Par exemple, une étude de Leal Junior et al. (2009) a montré que la lumière NIR à 810 nm et 904 nm réduisait considérablement l'inflammation et améliorait les performances musculaires chez les athlètes.

4. Dosimétrie et paramètres de traitement

L'efficacité des thérapies par LR et NIR dépend de paramètres tels que la longueur d'onde, la densité de puissance, la densité d'énergie, la durée et la fréquence du traitement. Cependant, en raison des différences de pénétration tissulaire, les paramètres optimaux diffèrent. La lumière rouge nécessite généralement des densités de puissance plus faibles et des temps d'exposition plus courts en raison de sa pénétration limitée. La lumière proche infrarouge nécessite généralement des densités de puissance plus élevées et des durées plus longues pour atteindre les tissus cibles.
La photobiomodulation suit une réponse dose-dépendante biphasique, ce qui signifie qu'un sous-dosage comme un surdosage peuvent entraîner des effets sous-optimaux, voire indésirables. Par conséquent, un calibrage précis des paramètres de traitement en fonction de la profondeur et du type de tissu est essentiel pour maximiser les résultats cliniques (Huang et al., 2009).

5. Sécurité et effets secondaires

Les thérapies par lumière rouge et proche infrarouge sont toutes deux considérées comme sûres lorsqu'elles sont utilisées de manière appropriée. Les effets secondaires courants sont rares et généralement légers, incluant des rougeurs temporaires, des picotements ou une sensation de chaleur au site de traitement. Il est important de noter que ni la lumière rouge ni la lumière NIR ne sont ionisantes, ce qui signifie qu'elles n'endommagent pas l'ADN et n'augmentent pas le risque de cancer. Cependant, une mauvaise utilisation (par exemple, une exposition excessive) peut entraîner des lésions thermiques ou une phototoxicité, en particulier avec des dispositifs de haute puissance (Anders et al., 2015).

6. Applications émergentes et orientations futures

Des études récentes ont exploré l'utilisation de la lumière NIR dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, en raison de sa capacité à pénétrer le crâne et à améliorer le flux sanguin cérébral ainsi que la fonction mitochondriale des neurones. Une étude de Salehpour et al. (2018) a mis en évidence des améliorations cognitives chez les patients atteints de démence traités par NIR transcrânienne.
La lumière rouge, quant à elle, gagne en popularité en médecine esthétique pour favoriser la croissance des cheveux et réduire les signes du vieillissement. Elle a également été étudiée pour le traitement de la mucosite buccale chez les patients cancéreux et la réduction de la dermatite induite par les radiations.

Conclusion

En résumé, les thérapies par lumière rouge et proche infrarouge sont des outils précieux en médecine moderne et en bien-être, possédant des propriétés distinctes mais complémentaires. La lumière rouge est plus efficace pour les applications en surface telles que la réparation cutanée et les traitements anti-âge, tandis que la lumière proche infrarouge est adaptée aux cibles thérapeutiques plus profondes, notamment les muscles, les articulations et même les tissus cérébraux. Leurs mécanismes d'action communs, par le biais de la modulation mitochondriale, soulignent leur polyvalence thérapeutique. À mesure que la recherche progresse, nous pouvons nous attendre à des protocoles de traitement plus précis et à une adoption plus large dans toutes les disciplines cliniques.

Références

Hamblin, M.R. (2017). Mechanisms and applications of the anti-inflammatory effects of photobiomodulation. AIMS Biophysics, 4(3), 337–361.

Hamblin, M.R., & Demidova, T.N. (2006). Mechanisms of low level light therapy. Proc. SPIE 6140, Photonics in Dermatology and Plastic Surgery.

Chung, H., Dai, T., Sharma, S.K., Huang, Y.Y., Carroll, J.D., & Hamblin, M.R. (2012). The Nuts and Bolts of Low-level Laser (Light) Therapy. Annals of Biomedical Engineering, 40(2), 516–533.

Avci, P., Gupta, A., Sadasivam, M., Vecchio, D., Pam, Z., Pam, N., & Hamblin, M.R. (2013). Low-level laser (light) therapy (LLLT) in skin: stimulating, healing, restoring. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery, 32(1), 41–52.

Leal Junior, E.C.P., Lopes-Martins, R.A.B., Dalan, F., et al. (2009). Effect of 830 nm low-level laser therapy in exercise-induced skeletal muscle fatigue in humans. Photomedicine and Laser Surgery, 27(4), 571–576.

Huang, Y.Y., Chen, A.C.H., Carroll, J.D., & Hamblin, M.R. (2009). Biphasic dose response in low level light therapy. Dose-Response, 7(4), 358–383.

Anders, J.J., Lanzafame, R.J., & Arany, P.R. (2015). Low-level light/laser therapy versus photobiomodulation therapy: The semantics and science. Photomedicine and Laser Surgery, 33(4), 183–184.

Salehpour, F., Mahmoudi, J., Kamari, F., Sadigh-Eteghad, S., Rasta, S.H., & Hamblin, M.R. (2018). Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review. Molecular Neurobiology, 55(8), 6601–6636.