Découverte de la luminothérapie – Niels Ryberg Finsen

En 1903, le médecin danois Niels Ryberg Finsen est récompensé du prix Nobel de médecine et physiologie pour ses recherches sur la photothérapie. Il découvre que certaines ondes lumineuses ont des effets médicaux et ainsi peuvent soigner des maladies comme le lupus vulgaris.

Déjà en 1893 Finsen observe que de longues expositions au spectre rouge (en dehors du spectre violet), de patients atteints de la variole, empêche la suppuration des pustules ou la formation sur la peau des marques caractéristiques de la maladie. Conscient des effets bactéricides de la lumière il développe un traitement contre le lupus vulgaris à partir de lumière ultraviolette.

Précurseur de la PhotoBioModulation — Loranzo Bolognani

En 1988, Salvatore Passarella et Tiina Karu, démontrent que l’absorption du rayonnement monochromatique et en bande étroite dans le visible et proche de l’IR par les « photo-accepteurs » mitochondriaux et non mitochondriaux prouve les recherches entreprises par le Professeur Loranzo Bolognani, un des pionniers dans le domaine de la luminothérapie

Les observations dans l’Espace

Dans leur première station orbitale, MIR (fin des années 80), les soviétiques constatent que lorsque les cosmonautes se blessent, ils cicatrisent mal et lentement…
L’apesanteur « déroute » les fibroblastes qui ont du mal à s’orienter, la cicatrisation est laborieuse…
Toutefois, certains cosmonautes, exposés à la lumière des expériences scientifiques embarquées (cultures cellulaires, cultures végétales, animaux…) cicatrisent normalement, voire rapidement…

Les soviétiques démarrent des observations et des études. Ce sont les premiers pas de la photobiomodulation …
Les américains font des observations similaires dans l’ISS… Des travaux de recherche sont entrepris de part et d’autre.
Ces études restent assez confidentielles, bien que plus nombreuses à l’Est…

Les russes ont pris une large avance au cours des premières années mais leurs travaux, rédigés en russe et non traduits, ont été peu ou pas diffusés.

La technologie PMB, qui fait appel, à ses débuts, à des sources lasers de fréquences diverses, est onéreuse et reste confinée aux laboratoires universitaires et militaires. Le laser est préféré, pour la cohérence de sa lumière, sa très faible diffraction, sa bande de longueur d’onde très étroite et pour sa puissance.

L’arrivée des diodes monochromatiques et des diodes laser depuis une dizaine d’années va accélérer les recherches et permettre le début de traitements par photobiomodulation dans le cadre de recherches cliniques, ainsi que des études fondamentales sur cultures cellulaires et sur animal de laboratoire…

Il est intéressant de noter que les vétérinaires utilisent la photobiomodulation depuis de nombreuses années, avec succès, que se soit à l’aide de crayons laser (douleurs, arthrose, tendinite…) ou de panneaux lumineux… jusqu’à de véritables cabines de soins pour les très gros animaux !
Au cours des toutes dernières années , de très nombreuses publications scientifiques ont été effectuées dans de revues de renom (environ 10.000 publications au cours des 5 dernières années).

Ces publications, de recherche fondamentale, études sur cultures de cellules, investigations sur l’animal et recherches cliniques sur l’être humain ont toutes mis en évidence une réelle action de la PBM.

Technologie de la Photobiomodulation

La technologie de la PBM consiste à diriger sur un organisme de la lumière (spectre visible et proche infra-rouge) à l’aide de lasers ou de diodes laser. Certains dispositifs, tels le MILTA, génèrent également un champ magnétique destiné à accroître la pénétration des photons dans les tissus traités.

L’objectif primordial est d’atteindre le tissu cible sans que l’énergie des photons (« grains de lumière ») soit absorbée par la peau, les vaisseaux sanguins (sauf actions précise à ce niveau souhaitée)…
La longueur d’onde utilisée est choisie en fonction du tissu à traiter et de sa profondeur.
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Les chromophores ou photo-accepteurs sont des molécules sensibles à certaines longueur d’onde de la lumière.

Le processus d’interaction relève des principes de la mécanique quantique.
Les photons sont des « paquets » d’énergie élémentaires qui sont échangés lors de l’émission ou de l’absorbtion de lumière par la matière. Le photon est un quantum d’énergie associé aux ondes électro-magnétiques (qui vont des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible). Il se comporte tantôt comme une onde, tantôt comme une particule…

De manière simplifiée, les électrons gravitent autour des atomes comme les satellites autour de la terre. Ceux-ci ont une orbite définie (par leur masse et par leur vitesse). Ils ne peuvent changer d’orbite que si on leur apporte de l’énergie cinétique.

Pour chaque atome, il existe plusieurs niveaux énergétiques pour les électrons qui gravitent autour du noyau. On parle d’orbitales en mécanique quantique.
Les « niveaux d’énergie » nécessaires aux changements d’orbitale sont différents pour chaque atome. Les niveaux d’énergie des photons sont dépendants de leur longueur d’onde. Il n’y aura donc que les photons d’une longueur d’onde spécifique qui auront la bonne énergie pour permettre le saut d’orbitale de l’électron.
Lorsqu’un photon d’une longueur d’onde compatible interagit avec un électron, celui-ci change d’orbitale grâce à l’énergie transmise par le photon. Il est dans un état « excité ». Ce changement d’orbitale est furtif. L’électron ré-intègre l’orbitale inférieure en libérant de l’énergie. Cette énergie stimule le cycle énergétique cellulaire.

Le Pr. Tiina Karu, membre de l’Académie des Sciences de Moscou, fut la première à décrypter la clé des processus mis en jeu. Chaque cellule possède au sein de son cytoplasme, de petites « usine énergétiques » appelées mitochondries. Le glucose, seul nutriment final de la cellule va, à l’issue d’un cycle complexe de transformation, permettre la synthèse de la substance énergétique indispensable à la vie cellulaire, l’ATP (adénosine tri-phosphate). Le Pr. Tiina Karu démontra que la lumière rouge et infrarouge accélère la fabrication d’ATP en stimulant une protéine photo-réceptrice (chromophore) présente dans la mitochondrie, appelée cytochrome C oxydase.

La cytochrome C oxydase (CCO) est un système biologique chimiquement fascinant car il catalyse une réaction complexe : la réduction de l’oxygène moléculaire en eau. La CCO agit comme accepteur final d’électrons dans la chaîne respiratoire, fournissant éventuellement des informations sur l’oxygénation cellulaire. La CCO est un chromophore avec un large pic d’absorption dans le spectre prôche infrarouge (835 nm). (cf. Pubmed)

La réduction d’oxygène est physiologiquement essentielle car cette réaction est thermodynamiquement productrice d’énergie, l’ATP, en grosses quantités.
Dans la cellule, les stocks d’ATP sont peu importants. La molécule doit donc être continuellement renouvelée. La respiration cellulaire, impliquant les mitochondries, permet la formation de nouvelles molécules d’ATP.

Les dispositifs médicaux utilisés en PBM emploient des lasers de basse énergie (pas d’effet thermique significatif – non coupants, non coagulants) ou des diodes lasers. La lumière est diffusée à l’aide de panneaux lumineux plans équipés de multiples sources lumineuses, ou d’un casque pour la photobiomodulation transcrânienne.
Des « crayons » laser en infrarouge proche sont également utilisés. Ils utilisent un rayon laser de plus grande puissance, qui pénètre plus profondément, mais il n’y a pas d’effet thermique car les impulsions sont séquentielles et de très brève durée (de l’ordre de 10 exposant -9 secondes).

Régénération cellulaire par la Photobiomodulation

La PBM conduit à une activation des mitochondries et à la libération d’énergie sous forme d’ATP. Les photons émis stimulent ainsi, au cœur des cellules, les processus de régénération tissulaire.
Elle permet également de réguler l’inflammation et de réduire la douleur.
Bien d’autres effets ont été objectivés sur différents tissus vivants…

Les effets thérapeutiques des émissions lumineuses sur les tissus vivants dépendent de la longueur d’onde, de l’intensité ainsi que de la fréquence des rayonnements sélectionnés.

En ce qui concerne les longueurs d’onde, la PBM utilise principalement des longueurs d’onde de la lumière visible et du proche infra-rouge, entre 630 et 1 000 nm. La pénétration tissulaire est maximisée dans la plage IR. Les longueurs d’ondes de l’ultra-violet ne sont pas utilisés.

La NASA a réussi à démontrer qu’un rayon de 940 nm peut pénétrer les tissus jusqu’à 23 centimètres de profondeur. Les longueurs d’ondes courtes (lumière bleue, verte et jaune) sont utilisées pour le traitement des tissus superficiels, tandis que les longueurs d’ondes plus longues sont choisies pour les tissus plus profonds. La lumière IR peut en effet pénétrer jusqu’à 4-5 cm de profondeur (au maximum 23 cm), comparativement à 5-10 mm pour la lumière rouge. cf. wiki/Photobiomodulation

Il a été récemment démontré que les rayons lumineux utilisés en PBM peuvent traverser l’os et pénétrer dans la boîte crânienne.
Les longueurs d’ondes les plus énergétiques (infra-rouge proche), peuvent ainsi, en photobiomodulation transcrânienne, pénétrer jusqu’à 15 mm dans le cortex frontal et 35 mm dans le cortex pariétal (les épaisseurs osseuses de la boîte crânienne sont différentes selon les endroits).

Le traitement par PBM de l’encéphale s’avère donc possible et des effets bénéfiques ont été démontrés par des études récentes.
La PBM transcrânienne stimule la croissance des axones, accélère la formation des synapses et accroît la circulation cérébrale.

Des améliorations cliniques significatives ont été objectivées pour les maladies dégénératives cérébrales (Parkinson, Alzheimer, …) ainsi que pour les traumatismes crâniens et les accidents vasculaires cérébraux. Point crucial : il faut agir au plus tôt. Les auteurs des études recommandent l’utilisation de la PBM dès les premières heures pour les traumas crâniens et les AVC, donc dans les services d’urgence !

Enfin, une action sur les cellules souches a été mise en évidence…ouvrant de nouvelles perspectives.

Épilepsie : les résultats prometteurs du rayonnement infrarouge
Alors que de nombreux patients souffrant d’épilepsie peinent à être soulagés par les traitements ou souffrent d’effets indésirables, une revue de la littérature a rassemblé les éléments de la littérature concernant la photobiomodulation. Cette technique dispose déjà d’éléments de preuve encourageant in vitro, in vivo et même chez l’Homme, chez lequel elle peut réduire l’activité épileptiforme et exercer un effet neuroprotecteur.

La photobiomodulation pourrait représenter une nouvelle approche non pharmacologique sûre et d’usage facile pour les patients épileptiques. (Épilepsie : les résultats prometteurs du rayonnement infrarouge – Medscape – 28 juin 2023)

Propriétés de la Photobiomodulation

Les traitements par photobiomodulation sont délivrés à l’aide de trois dispositifs

MILTA ATP38 :

• PBM délivrée par panneaux lumineux, pods ou casque.
• (Le cabinet ISISS-THERAPIE dispose de 2 équipements MILTA)
• MILTA peut être utilisé dans de multiples indications.

DAPHNE :

• PBM délivrée par sonde vaginale
• Le dispositif DAPHNE combine la PBM, de l’electrostimulation et de l’electrobiostimulation.
• DAPHNE est spécifiquement destiné aux soins gynécologiques. (voir la plaquette d’information spécifique)

Stylo Laser LED infrarouge SEDATELEC :

• (En complément du MILTA pour indications spécifiques par Bio Stimulation Laser)

Le champ d’action de la PBM apparait très large, et celà n’a rien de surprenant puisque les processus mis en oeuvre agissent potentiellement sur toutes les cellules de l’organisme !
Des effets thérapeutiques ont été démontrés par des ÉTUDES CLINIQUES RÉCENTES sur les différents systèmes de l’organisme humain :

SYSTÈME NERVEUX CENTRAL, PÉRIPHÉRIQUE ET AUTONOME :

• Atténuation des douleurs névralgiques : névralgie du Trijumeau, névralgie pudentale, canal carpien , névralgie d’Arnold…
• Améliorations fonctionnelles après AVC et traumatismes crâniens…
• Améliorations fonctionnelles des pathologies dégénératives (Alzheimer, Parkinson,..)
• Épilepsie

APPAREIL CIRCULATOIRE ET LYMPHATIQUE :

• Vasodilatation
• Résorption des œdèmes (dont lymphœdème des membres après curage ganglionnaire)

SYSTÈME IMMUNITAIRE ET HÉMATOPOïETIQUE :

• Stimulation des cellules souches, hématopoïèse

APPAREIL RESPIRATOIRE :

• Atténuation des douleurs ORL d’origine infectieuses ou post-opératoires
• Atténuation nette et rapide de la symptomatologie liée aux viroses ORL aiguës
• Amélioration plus rapide d’une pneumopathie sévère à Covid en USI par rapport à groupe témoin non traité (étude clinique)

APPAREIL URINAIRE ET GÉNITAL :

• Une efficacité nette a été démontrée pour les cystites interstitielles.
• Les affections inflammatoires (cystite, prostatite,maladie de La Peyronie…) sont susceptibles d’être améliorées…

APPAREIL DIGESTIF :

• Atténuation des douleurs dentaires d’origine infectieuses ou post-opératoires

APPAREIL OSTÉO-ARTICULAIRE :

• Effets analgésiques et anti-inflammatoires sur les articulations et le système musculo-tendineux (affections aiguës et chroniques : tendinites, arthrose, arthrites, traumatologie sportive).
• La PBM est fortement recommandée dans les algodystrophies, les pseudarthroses, les retards de consolidation, les ostéochondroses et apophysites de croissance, les décalcifications, les ostéomalacies, les problèmes de décalcification, etc.
• Les études cliniques mettent en évidence une consolidation osseuse plus rapide.

SYSTÈME PILEUX ET TÉGUMENTAIRE :

• Accélération nette du processus de cicatrisation des plaies, escarres, brûlures.
• Effets thérapeutiques nets sur le psoriasis, l’eczéma et les processus inflammatoires cutanés.
• Atténuation des cicatrices, taches pigmentaires, vergetures.
• Accélération de la repousse pileuse (ex. : après chimiothérapie).

EFFETS SECONDAIRES ET CONTRE-INDICATIONS :

La photobiomodulation n’engendre pas d’effet secondaire connu.
Pendant les séances par panneaux, un chaleur douce peut être ressentie.
Bien qu’il n’y ait pas d’UV, des lunettes de protection sont utilisées si les yeux risquent d’être exposés.
L’épilepsie constitue une contre-indication relative.
La PMB ne peut pas être utilisée chez un patient épileptique car les flash lumineux peuvent déclencher une crise.
Si les flash lumineux ne risquent pas d’atteindre les yeux (traitement de zones distantes du champ visuel : une cheville ou un genou par exemple) la PBM peut être utilisée.