Qu'est-ce que la thérapie par la lumière rouge ?
Aperçu général des concepts et de la recherche en matière de thérapie par la lumière rouge
Rédigé pour CytoLED.com par Vladimir Heiskanen
Points à retenir / Points forts :
● La thérapie par la lumière rouge, ou photobiomodulation, est un traitement de plus en plus populaire qui consiste à irradier le corps à l'aide de diverses sources lumineuses, le plus souvent des LED et des lasers.
● La lumière rouge et la lumière proche infrarouge produisent des effets biologiques mesurables, notamment une signalisation anti-inflammatoire et une amélioration de la fonction mitochondriale.
● Plus de sept mille études sur la thérapie par la lumière rouge ont été publiées dans des revues scientifiques, y compris des revues à fort impact telles que The Lancet, Circulation, PNAS et Science Translational Medicine.
● Les données issues de revues systématiques suggèrent que la thérapie par la lumière rouge pourrait être utile dans le traitement de diverses affections, notamment les douleurs au genou, les ulcères du pied diabétique, la perte de cheveux et le syndrome de la bouche brûlante.
● La lumière rouge est récemment devenue populaire comme moyen d'améliorer le bien-être général, et elle peut être utilisée comme méthode complémentaire à l'amélioration de l'alimentation, du sommeil et d'autres facteurs liés au mode de vie.
Introduction
La thérapie par la lumière rouge (RLT) est une forme de traitement consistant à irradier localement certaines parties du corps avec de la lumière rouge visible ou de la lumière infrarouge proche invisible afin de traiter diverses affections, notamment la douleur, les plaies et les maladies chroniques.
Ce traitement existe depuis environ 50 ans, mais il a gagné en popularité au cours du XXIe siècle. Dans la communauté scientifique, la thérapie par la lumière rouge est aujourd'hui le plus souvent appelée thérapie par photobiomodulation (PBMT) ou thérapie au laser (ou lumière) à faible intensité (LLLT).
Alors qu'auparavant, il était communément admis en biologie humaine que la lumière visible pouvait affecter les processus corporels principalement par le biais des yeux, la thérapie par la lumière rouge s'appuie sur un vaste corpus de résultats scientifiques démontrant que la lumière peut avoir des effets sur les tissus irradiés via une multitude de mécanismes.
Plus de sept mille articles de recherche sur la thérapie par la lumière rouge ont été publiés. Les résultats préliminaires suggèrent que la thérapie par la lumière rouge pourrait être potentiellement bénéfique pour les affections du cerveau, des yeux, du cœur, des poumons, des articulations, des muscles, des nerfs et d'autres parties du corps (1-7).
Comment fonctionne la thérapie par la lumière rouge ?
Mécanismes principaux
Le principe fondamental de la thérapie par la lumière rouge repose sur le fait que l'irradiation d'une partie du corps avec de la lumière rouge ou proche infrarouge peut déclencher des mécanismes biologiques susceptibles d'améliorer localement le fonctionnement des cellules et des tissus.
De nombreux articles ont cherché à résumer les mécanismes de la thérapie par la lumière rouge. La revue la plus complète est celle intitulée « Proposed Mechanisms of Photobiomodulation or Low-Level Light Therapy » (2016), rédigée par Lucas de Freitas et Michael Hamblin (8).
Le mécanisme principal de la photobiomodulation fait référence aux effets qui se produisent immédiatement lorsque la cellule est irradiée par la lumière. Il subsiste une incertitude quant au principal mécanisme de la thérapie par la lumière rouge. La théorie la plus courante postule que la lumière rouge est absorbée par une structure mitochondriale appelée cytochrome c oxydase (CCO) (9). Cependant, cette théorie pourrait ne pas expliquer complètement les effets, car il a été rapporté que même des lignées cellulaires qui n’expriment pas la cytochrome c oxydase semblent répondre à l’irradiation par la lumière rouge (10).
Outre cette théorie populaire de la CCO, il existe d'autres explications possibles pour les effets de photobiomodulation intracellulaire. Certaines données suggèrent que l'effet pourrait être lié à la production et à la libération d'oxyde nitrique (NO) par la CCO ou par des molécules photolabiles telles que l'hémoglobine nitrosylée et les S-nitrosothiols (11,12). Les longueurs d'onde plus longues de la lumière proche infrarouge (par exemple 980 nm) pourraient également affecter les canaux calciques TRP thermosensibles au sein des cellules (13). Il a également été provisoirement suggéré que la lumière rouge pourrait diminuer la viscosité de l'eau au sein des protéines mitochondriales, améliorant ainsi la production d'ATP au sein des cellules (14).
Mécanismes secondaires
Les mécanismes secondaires correspondent aux modifications réelles qui surviennent à la suite d'une exposition à la lumière rouge. Il a été rapporté que la thérapie par la lumière rouge induit de nombreux changements mesurables au niveau de l'expression génique cellulaire, des voies de signalisation, des processus inflammatoires et de la fonction mitochondriale (15-17).
Il est largement admis que l'inflammation chronique systémique et le dysfonctionnement mitochondrial sont susceptibles d'être des mécanismes majeurs dans la plupart des maladies chroniques liées à l'âge. Au cours des dernières années, un nombre croissant d'articles de synthèse a suggéré l'implication de ces mécanismes dans les maladies chroniques courantes telles que le cancer, les maladies cardiaques et le diabète.
« Des recherches récentes ont montré que certains facteurs sociaux, environnementaux et liés au mode de vie peuvent favoriser une inflammation chronique systémique (ICS) susceptible, à son tour, d'entraîner plusieurs maladies qui, ensemble, constituent les principales causes d'invalidité et de mortalité dans le monde, telles que les maladies cardiovasculaires, le cancer, le diabète sucré, les maladies rénales chroniques, la stéatose hépatique non alcoolique, ainsi que les troubles auto-immuns et neurodégénératifs. » (19)
« Le dysfonctionnement mitochondrial est un élément physiopathologique clé de nombreuses maladies aiguës et chroniques. » (20)
« Le dysfonctionnement mitochondrial et le stress oxydatif jouent un rôle majeur dans le vieillissement, le cancer, les maladies neurodégénératives liées à l'âge et le syndrome métabolique. » (21)
La communauté scientifique spécialisée dans la thérapie par la lumière rouge semble fermement convaincue que les effets de cette thérapie pourraient être liés à la guérison de l’inflammation chronique systémique et du dysfonctionnement mitochondrial. Ce point de vue est largement étayé par les résultats de la recherche animale, dans laquelle il est courant de mesurer les marqueurs de l’inflammation et de la fonction mitochondriale.
Par exemple, la diminution des marqueurs inflammatoires est l’un des résultats les plus fréquemment observés dans la recherche préclinique sur la thérapie par la lumière rouge. Comme le résume l’un des récents articles de synthèse: «One effets les plus reproductibles de la [thérapie par la lumière rouge] est une réduction globale de l'inflammation, ce qui est particulièrement important pour les troubles articulaires, les blessures traumatiques, les troubles pulmonaires et au niveau du cerveau (...) [la thérapie par la lumière rouge] peut réduire l'inflammation au niveau du cerveau, de la graisse abdominale, des plaies, des poumons et de la moelle épinière ». (17)
Il existe également des données expérimentales venant étayer l'idée d'une amélioration du dysfonctionnement mitochondrial grâce à la thérapie par la lumière rouge. L'irradiation de cultures cellulaires ou d'animaux avec de la lumière rouge ou proche infrarouge semble avoir un effet bénéfique sur la fonction mitochondriale (18). Par exemple, des études ont montré une augmentation des niveaux d'ATP, une augmentation du potentiel membranaire mitochondrial (ΔΨm), une augmentation de l'expression de la cytochrome oxydase, une augmentation de la consommation d'oxygène et une régulation à la hausse de la voie SIRT1/PGC1α (22). Il a également été démontré que la lumière rouge peut protéger les cellules contre des toxines mitochondriales telles que le cyanure de potassium et la tétrodotoxine (23). Il semble donc plausible que la lumière rouge puisse avoir des effets positifs sur le métabolisme énergétique cellulaire.
L'histoire de la thérapie par la lumière rouge
On peut affirmer sans se tromper que la majeure partie des recherches pertinentes sur la thérapie par la lumière rouge a été publiée au cours des 15 dernières années. Cependant, il faut remonter plus de 100 ans en arrière pour trouver les premières traces de cette thérapie. Par exemple, les médecins John Harvey Kellogg et Margaret Abigail Cleaves ont publié, entre 1904 et 1910, des ouvrages décrivant le traitement de la fatigue chronique, de la calvitie et du diabète à l'aide de lampes à incandescence. À la même époque, les pratiques thérapeutiques utilisant la lumière du soleil (héliothérapie) étaient également relativement populaires.
L'histoire de la recherche moderne sur la thérapie par la lumière rouge remonte à la fin des années 1960, lorsque le chercheur hongrois Endre Mester a démontré que la lumière laser rouge pouvait stimuler la pousse des poils chez la souris, avant de publier par la suite de nombreux rapports faisant état de traitements efficaces contre les ulcères chez l'homme (24). Après les premiers rapports de Mester, il a fallu plusieurs années avant que des chercheurs d'autres pays, tels que l'URSS, l'Allemagne, les États-Unis, l'Italie, le Japon et Israël, ne commencent également à faire état des effets bénéfiques de la lumière laser (25-30).
Alors que le rythme des publications était relativement lent jusqu'aux années 90, il n'a cessé de s'accélérer depuis. En 2000, le nombre total d'articles sur la thérapie par la lumière rouge dans les revues scientifiques s'élevait à environ 500. Aujourd'hui, en 2021, nous avons déjà dépassé le nombre total de 7 000 articles.
On constate également qu'à l'heure actuelle, la recherche sur la thérapie par la lumière rouge s'est étendue à environ 70 pays différents à travers le monde. Les pays qui ont publié le plus d'études sur ce sujet sont le Brésil et les États-Unis.
1000+
Brésil
400+
États-Unis (dans 33 États différents)
100+
Chine, Iran, Israël, Italie, Japon, Corée, Russie, Turquie
50-99
Australie, Canada, Allemagne, Inde, Espagne, Taïwan, Royaume-Uni
10-49
Argentine, Autriche, Belgique, République tchèque, Danemark, Égypte, France, Grèce, Hongrie, Pays-Bas, Nouvelle-Zélande, Norvège, Pologne, Roumanie, Arabie saoudite, Serbie, Slovaquie, Afrique du Sud, Suède, Suisse
<10
Bosnie-Herzégovine, Bulgarie, Chili, Colombie, Costa Rica, Croatie, Cuba, Chypre, Finlande, Indonésie, Irak, Irlande, Jordanie, Kazakhstan, Koweït, Macédoine, Malaisie, Mexique, Monaco, Népal, Pakistan, Portugal, Porto Rico, Qatar, Singapour, Slovénie, Soudan, Syrie, Thaïlande, Ukraine, Émirats arabes unis, Venezuela, Yémen, Yougoslavie
Parallèlement à l'augmentation du nombre de publications scientifiques, de nombreux ouvrages sur la thérapie par la lumière rouge sont également publiés aujourd'hui, destinés tant à un public universitaire qu'au grand public.
Ouvrages sur la thérapie par la lumière rouge destinés aux universitaires
Livres sur la luminothérapie rouge destinés au grand public
Au cours des dernières années, la luminothérapie a également fait l'objet d'articles dans divers magazines. Les reportages publiés dans les magazines scientifiques ont généralement mis l'accent sur les perspectives offertes par le traitement de maladies spécifiques à l'aide de la lumière, tandis que les magazines grand public se concentrent généralement sur les bienfaits pour la santé de la peau ou le bien-être général.
Aperçu des recherches sur la thérapie par la lumière rouge
Aperçu général
Les recherches disponibles sur la thérapie par la lumière rouge sont facilement accessibles via des bases de données scientifiques telles que PubMed.gov ou le tableau du PBM Database Project.
À ce jour, environ 5 000 articles de recherche liés à la thérapie par la lumière rouge ont été publiés. L'encadré ci-dessous résume brièvement les types d'études compris dans ce chiffre.
Recherche sur les animaux
Dans la recherche médicale, les traitements évalués sont généralement testés sur des animaux de laboratoire avant de passer à des essais cliniques sur l'homme. Les animaux les plus couramment utilisés dans la recherche en laboratoire sont les rats, les souris et les lapins.
La thérapie par la lumière rouge a été évaluée pour environ 140 affections différentes chez l'animal. Pour la plupart de ces affections, les résultats des études ont été relativement positifs.
Il convient toutefois de reconnaître que les résultats des études sur les animaux ne se traduisent pas toujours par des bénéfices chez l'homme. Il a été rapporté que moins de 8 % des traitements anticancéreux efficaces chez l'animal passent le cap des essais de phase I chez l'homme (31).
Recherche sur l'être humain
La luminothérapie rouge a également fait l'objet de nombreuses études chez l'homme. À ce jour, ses effets ont été évalués pour plus de 120 affections différentes. Les résultats de ces études sont toutefois contrastés : certaines mettent en évidence des bénéfices (par exemple, dans le cas de l'arthrose du genou), tandis que d'autres ne montrent aucun effet (par exemple, sur la douleur consécutive à l'extraction d'une dent de sagesse) (4,32).
Remarque : les astérisques (*) indiquent les indications qui n'ont pas été évaluées dans le cadre d'essais contrôlés randomisés (ECR)
Les effets de la luminothérapie rouge sur certaines de ces affections ont été évalués dans le cadre de nombreuses études menées chez l'homme. Dans la littérature scientifique, les revues systématiques compilent et décrivent les résultats de plusieurs études portant sur une même question, généralement formulée ainsi : « Le traitement A a-t-il un effet sur la maladie B ? ».
De nombreuses revues systématiques ont été publiées sur la luminothérapie rouge, dont une grande partie suggère des résultats thérapeutiques positifs. Dans certaines d'entre elles, les études incluses ont recruté plus d'un millier de patients au total.
Syndrome de la bouche brûlante
Zhang 2020
12 (574)
+ La PBM a permis de réduire la douleur et d'améliorer la qualité de vie
Courbatures à apparition retardée (DOMS)
Nampo 2016
15 (317)
- La PBM n'a pas permis d'atténuer de manière significative les courbatures à apparition retardée
Ulcère du pied diabétique
Dos Santos 2020
13 (361)
+ Le PBM a réduit la taille de l'ulcère
Performances physiques
Leal-Junior 2015
13 (134+)
+ La PBM améliore les performances et la récupération après l'effort
Chute de cheveux
Gupta 2019
15 (895)
+ Le PBM a augmenté le nombre de cheveux (chez les hommes et les femmes)
Arthrose du genou
Stausholm 2019
22 (1063)
+ La PBM a permis de réduire la douleur après le traitement et lors du suivi effectué entre 2 et 12 semaines
Douleurs lombaires
Tomazoni 2020
14 (1045)
- La PBM n'a pas soulagé la douleur ni réduit l'invalidité par rapport au traitement simulé
Lymphœdème
Chen 2019
9 (316)
- La PBM n'a pas eu d'effet sur le périmètre du bras, la force de préhension ou la douleur
Douleurs cervicales
SBU 2014
18 (1007)
+ La PBM a soulagé la douleur immédiatement après le traitement et pendant la période de suivi
Mucite buccale
Peng 2020
30 (1168)
+ Le PBM a réduit le risque de mucite buccale sévère
Parodontite
Ren 2017
7 (180)
+/- Le PBM n'a réduit la profondeur de sondage parodontal qu'à court terme
Fasciite plantaire
Dos Santos 2019
4 (223)
+ La PBM a réduit la douleur et amélioré l'indice de fonction du pied
Douleur à l'épaule
Awotidebe 2019
11 (585)
+/- La PBM a réduit la douleur globale, mais n'a pas amélioré la fonction de l'épaule ni son amplitude de mouvement
Troubles de l'articulation temporo-mandibulaire (ATM)
Xu 2018
17 (643)
+ La thérapie manuelle (PBM) a soulagé la douleur et amélioré les résultats fonctionnels de l'articulation temporo-mandibulaire
Tennis elbow
Bjordal, 2008
13 (730)
+ La PBM a soulagé la douleur liée au tennis elbow
Extraction d'une dent de sagesse (mâchoire inférieure)
Domah 2020
17 (1064)
+/- La PBM a réduit l'œdème, mais pas la douleur ni le trismus
Des lasers aux LED en passant par la lumière du soleil
One événements les plus marquants de l'histoire de la thérapie par la lumière rouge a été l'introduction des diodes électroluminescentes (LED).
Avant l'an 2000, les chercheurs menaient leurs études sur la thérapie par la lumière rouge en utilisant principalement des lasers comme sources lumineuses, et certains d'entre eux affirmaient même que les sources ordinaires de lumière rouge n'auraient peut-être pas les mêmes effets que les lasers (33).
Cependant, le médecin américain Harry Whelan et son équipe du Wisconsin ont publié plusieurs rapports au début des années 2000, affirmant que les LED favorisaient la cicatrisation des plaies et présentaient d'autres avantages (34). Depuis lors, de nombreuses preuves ont été publiées confirmant que les LED sont aussi adaptées que les lasers à la thérapie par la lumière rouge, et des centaines de rapports utilisant les LED ont déjà été publiés dans des revues scientifiques (35).
On considère aujourd'hui qu'il est probable que toute source lumineuse émettant de la lumière rouge et proche infrarouge puisse avoir des effets similaires à ceux de la thérapie par la lumière rouge. Des effets bénéfiques ont même été rapportés avec des lampes à incandescence, des lampes chauffantes et des lampes halogènes (36-38).
La lumière du soleil pourrait également avoir des effets bénéfiques sur la santé, car une grande partie de son spectre est en réalité constituée de lumière rouge et proche infrarouge. L'exposition au soleil a été associée à une diminution de la mortalité et à d'autres bienfaits pour la santé, mais il n'est pas encore clair si ces associations sont véritablement causales ou si elles sont faussées par d'autres facteurs pertinents (39,40).
Étude des effets systémiques sur la santé
Des rapports et des revues scientifiques récents suggèrent que l'application de lumière rouge sur une partie du corps pourrait également avoir des effets bénéfiques sur d'autres parties du corps. Par exemple, l'irradiation du corps de souris semble protéger leur cerveau contre une neurotoxine (le MPTP), et l'irradiation du tibia et des os iliaques de porcs semble protéger leur cœur contre un infarctus du myocarde.
Ces effets sont appelés effets « à distance », « abscopiques » ou « systémiques » de la thérapie par la lumière rouge et ont fait l'objet d'analyses dans la littérature scientifique. La majorité de ces résultats ont été rapportés dans le cadre d'études animales (41-43).
Certaines données préliminaires suggèrent que la thérapie par la lumière rouge pourrait avoir des effets positifs sur la santé métabolique. Des essais pilotes chez l’homme ont montré que les bénéfices métaboliques liés à l’exercice, tels que la perte de graisse, le maintien de la masse musculaire et la sensibilité à l’insuline, pourraient être plus importants chez les sujets recevant une thérapie par la lumière rouge. Les résultats d’études animales suggèrent également que la thérapie par la lumière rouge pourrait améliorer la résistance à l’insuline liée à l’alimentation, la stéatose hépatique et l’inflammation du tissu adipeux chez la souris (44-47).
L'idée selon laquelle la lumière rouge pourrait être bénéfique pour la santé métabolique a sans doute contribué à la popularité actuelle de la thérapie par la lumière rouge sur l'ensemble du corps à l'aide de grands panneaux LED. Bien que la majorité des recherches sur la thérapie par la lumière rouge menées à ce jour aient été réalisées avec de petits appareils, il est probable que de plus en plus de recherches sur les grands panneaux verront le jour dans les années à venir.
Références
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