Dénommée thérapie à base de laser de faible énergie (LLLT), cette méthode correspond au processus où les chromophores absorbent spécifiquement les longueurs d'onde de basse énergie, induisant ainsi des phénomènes de signalisation cellulaire responsables de synthèses biologiques importantes. La photobiomodulation (PBM) influe sur le métabolisme cellulaire des tissus de manière similaire à la photosynthèse des cellules végétales. L'énergie lumineuse est transmise aux divers organes cellulaires afin de stimuler les fonctions métaboliques générant divers effets cliniques notables, tels que des propriétés antalgiques, anti-inflammatoires et cicatrisantes. Grâce à ses caractéristiques stimulantes vérifiées au cours des trois dernières décennies par de multiples recherches, la PBM s'est étendue aujourd'hui à plusieurs domaines médicaux, notamment l'endocrinologie, la neurochirurgie, la dermatologie et la dentisterie. Ce type de photothérapie comprend une vaste gamme de sources de lumière non ionisantes, à savoir le laser, les LED et la lumière visible à large bande, situées dans le spectre visible et proche infrarouge, à des doses non thermiques.
Dénommée thérapie à base de laser de faible énergie (LLLT), cette méthode correspond au processus où les chromophores absorbent spécifiquement les longueurs d'onde de basse énergie, induisant ainsi des phénomènes de signalisation cellulaire responsables de synthèses biologiques importantes. La photobiomodulation (PBM) influe sur le métabolisme cellulaire des tissus de manière similaire à la photosynthèse des cellules végétales. L'énergie lumineuse est transmise aux divers organes cellulaires afin de stimuler les fonctions métaboliques générant divers effets cliniques notables, tels que des propriétés antalgiques, anti-inflammatoires et cicatrisantes. Grâce à ses caractéristiques stimulantes vérifiées au cours des trois dernières décennies par de multiples recherches, la PBM s'est étendue aujourd'hui à plusieurs domaines médicaux, notamment l'endocrinologie, la neurochirurgie, la dermatologie et la dentisterie. Ce type de photothérapie comprend une vaste gamme de sources de lumière non ionisantes, à savoir le laser, les LED et la lumière visible à large bande, situées dans le spectre visible et proche infrarouge, à des doses non thermiques.
La recherche est actuellement en cours concernant les mécanismes de la PBM. Ses effets semblent restreints à certaines plages de fréquence de la lumière laser, et administrer cette thérapie au-delà d'une certaine dose ne semble pas produire d'impact. Les réactions photochimiques sont familières dans le domaine de la recherche biomédicale, et la PBM exploite la première règle de la photochimie (loi de Grotthuss-Draper) : la lumière doit être absorbée par une substance chimique pour qu'une réaction photochimique puisse avoir lieu. La théorie généralement admise est que, pour la PBM, cette substance chimique est l'enzyme respiratoire cytochrome c oxydase, qui intervient dans la chaîne de transport d'électrons au sein des mitochondries.
La mitochondrie exerce une fonction cruciale : la respiration cellulaire. C'est là que le glucose achève son processus métabolique en se combinant à l'oxygène transporté par les globules rouges. Cette interaction permet à la cellule de générer une molécule essentielle constituant sa réserve énergétique, à savoir l'adénosine triphosphate, ou ATP. Ce métabolisme du glucose favorise le déplacement de protons et d'électrons, engendrant la production d'eau et d'ATP. Pour faciliter la circulation des courants électriques, la cellule utilise une chaîne de molécules, parmi lesquelles se distingue une protéine spécifique : le cytochrome c oxydase. Son rôle est crucial : en l'absence d'apport électronique d'énergie issu du glucose, la cellule cesse de fonctionner après avoir épuisé ses réserves d'ATP. En effet, la synthèse d'ATP serait compromise si une grande molécule protéique ne fournissait pas un courant électrique, régissant en quelque sorte l'ensemble du processus. Cette protéine, la cytochrome c oxydase, renfermant du fer et du cuivre, est extrêmement sensible à la lumière rouge et infrarouge : lorsqu'un photon la touche, elle ordonne la fabrication d'ATP, et la cellule redémarre et fonctionne de manière optimale.
Le rôle de la lumière dans ce processus est crucial. Lorsqu'un rayonnement lumineux visible, notamment dans les fréquences allant du rouge au proche infrarouge, atteint cette molécule significative, celle-ci se met en action, ordonnant la production d'ATP. Pourquoi ? Parce qu'elle contient du cuivre et du fer, et c'est à ces niveaux atomiques que la lumière est absorbée, libérant ainsi son énergie. La lumière induit donc immédiatement un effet : activer la protéine et fournir de l'énergie à la cellule.
Ce schéma illustre le mécanisme de la PhotoBioModulation (PBM) dans les longueurs d'onde proches de l'infrarouge (630-1 000 nm). La lumière cible l'enzyme mitochondriale "cytochrome c oxydase", induisant une stimulation directe de la respiration mitochondriale et la dissociation de l'oxyde nitrique, ce qui augmente indirectement la respiration mitochondriale. Ces processus entraînent notamment une augmentation de l'ATP, impactant les voies de signalisation en aval, déclenchant l'augmentation des processus anti-inflammatoires, la synthèse des protéines, la production de protéines anti-apoptotiques, la réparation, le métabolisme, la prolifération, la migration cellulaire et les antioxydants.
Deux catégories d'appareils peuvent être utilisées dans le cadre de la PBM. D'un côté, on trouve les LLLT, qui sont les dispositifs lasers à basse énergie employés dans la PBM, et de l'autre côté, les LED, qui sont les dispositifs utilisant cette technologie en PBM. Le terme LLLI englobe tout dispositif fournissant une illumination à basse énergie, qu'elle repose sur les LED, les LLLT, ou une combinaison des deux. Ces dispositifs sont étroitement réglementés et doivent être conformes à la norme médicale ISO 13485.
L'ATP38 est une technologie médicale utilisée dans ce domaine, notamment par le président de la WALT, René-Jean Bensadoun. Le nom de cette technologie est lié au rendement énergétique de la respiration cellulaire : chaque molécule de glucose entièrement oxydée par la respiration cellulaire peut potentiellement produire 38 molécules d'ATP. L'ATP38 repose sur le principe de la PBM, exploitant les avantages de la lumière composée de petites particules appelées photons. Ces photons agissent sur la production d'énergie nécessaire au fonctionnement des cellules. L'appareil se compose d'une tablette sur laquelle est posé l'ordinateur portable avec le logiciel de pilotage. Cette tablette est connectée à trois écrans LED par le biais d'un bras articulé permettant d'ajuster au mieux la position des panneaux lumineux par rapport au visage du patient. Ces trois écrans en aluminium sont constitués de semi-conducteurs polychromatiques collimatés (SCPC) qui émettent de la lumière sans augmentation de température, car il s'agit d'athermothérapie. Grâce à ces panneaux, le praticien peut contrôler les longueurs d'onde à l'aide du logiciel. L'utilisation de ces longueurs d'onde correspond à un champ d'action spécifique et à une pathologie bien déterminée. L'énergie transportée par ce rayonnement (photons) a un effet stimulant sur l'ATP. L'efficacité de la PBM sur le tissu ciblé dépend de paramètres tels que la source de lumière, la longueur d'onde et la durée d'application de la lumière sur le tissu.
Chaque dosage de longueurs d'onde s'adapte à un type d'application. La dosimétrie revêt une importance cruciale dans le succès d'un traitement. En effet, bien que la plupart des études aient démontré l'efficacité de la PBM dans la réparation des tissus affectés de manière aiguë et chronique, toutes les études sur la PBM n'ont pas obtenu des résultats positifs. Ces résultats divergents peuvent être imputés à plusieurs facteurs, le plus significatif étant la dosimétrie.