Qu'est ce que la lumière rouge ?
La lumière rouge, correspondant à des longueurs d'onde comprises entre 620 et 750 nm, a démontré des effets significatifs sur divers processus physiologiques chez les organismes vivants.
Cette gamme de longueurs d'onde pénètre plus profondément dans les tissus que d'autres types de lumière visible, ce qui lui confère des propriétés uniques.
Cet article examine en détail les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels la lumière rouge influence le fonctionnement biologique, ainsi que les adaptations qui en découlent.
Nous explorerons également les applications thérapeutiques potentielles et les perspectives de recherche future dans ce domaine en pleine expansion.
Mécanismes d'action de la lumière rouge au niveau cellulaire
Absorption par les cytochromes de la chaîne respiratoire mitochondriale
Stimulation de la production d'ATP :
La lumière rouge est absorbée par le cytochrome c oxydase, une enzyme clé de la chaîne respiratoire mitochondriale.
Cette absorption augmente l'activité enzymatique, ce qui conduit à une production accrue d'adénosine triphosphate (ATP), la principale source d'énergie cellulaire.
Augmentation du métabolisme cellulaire :
L'augmentation de la production d'ATP stimule diverses fonctions cellulaires, y compris la synthèse protéique, la réparation de l'ADN et le transport membranaire, conduisant à une amélioration globale du métabolisme cellulaire.
Les Cytochromes
Le cytochrome est une protéine importante qui joue un rôle crucial dans le métabolisme cellulaire, en particulier dans la production d'énergie.
Voici quelques points clés à connaître sur le cytochrome :
Structure :
C'est une protéine contenant un groupe hème (un groupe prosthétique contenant du fer).
Localisation :
On trouve les cytochromes principalement dans les mitochondries des cellules eucaryotes et dans la membrane plasmique des bactéries.
Fonction principale :
Les cytochromes sont impliqués dans le transport d'électrons, un processus essentiel pour la production d'énergie cellulaire sous forme d'ATP (adénosine triphosphate).
Rôle dans la respiration cellulaire :
Ils font partie de la chaîne de transport d'électrons dans la respiration cellulaire, où ils transfèrent des électrons d'une molécule à une autre.
Types :
Il existe plusieurs types de cytochromes, classés en fonction de leur structure et de leur spectre d'absorption. Les plus connus sont les cytochromes a, b, et c.
Cytochrome c :
C'est l'un des cytochromes les plus étudiés, jouant un rôle crucial dans l'apoptose (mort cellulaire programmée).
Importance médicale :
Des dysfonctionnements des cytochromes peuvent être liés à diverses maladies, notamment des troubles mitochondriaux.
Applications :
La compréhension des cytochromes est importante dans des domaines tels que la biochimie, la biologie cellulaire et la recherche médicale.
Si l'on devait résumer la fonction des cytochromes......
Ce sont des protéines essentielles pour le métabolisme énergétique des cellules, jouant un rôle central dans la production d'énergie et d'autres processus cellulaires importants.
Activation des cryptochromes et autres photorécepteurs
Modulation des rythmes circadiens :
Les cryptochromes, des photorécepteurs sensibles à la lumière bleue et rouge, jouent un rôle crucial dans la régulation des rythmes circadiens.
L'exposition à la lumière rouge peut influencer l'expression et l'activité de ces protéines, modulant ainsi les cycles veille-sommeil et d'autres processus physiologiques rythmiques.
- Régulation de l'expression génique :
L'activation des cryptochromes et d'autres photorécepteurs peut déclencher des cascades de signalisation intracellulaire, conduisant à des changements dans l'expression de gènes impliqués dans diverses fonctions cellulaires, y compris la prolifération, la différenciation et l'apoptose.
Photobiomodulation et stress oxydatif
Production contrôlée d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) :
L'exposition à la lumière rouge peut induire une production modérée et contrôlée d'ERO, qui agissent comme des molécules de signalisation secondaires dans la cellule.
Activation des voies de signalisation redox-sensibles :
Les ERO générées par la lumière rouge peuvent activer des facteurs de transcription sensibles au redox, tels que NF-κB et Nrf2, déclenchant des réponses adaptatives qui renforcent les défenses antioxydantes de la cellule et améliorent sa résistance au stress.
Adaptations physiologiques induites par l'exposition à la lumière rouge
Régénération et réparation tissulaire
Stimulation de la prolifération cellulaire :
La lumière rouge augmente l'activité mitotique des cellules, en particulier des fibroblastes et des kératinocytes, favorisant ainsi la régénération tissulaire.
Accélération de la cicatrisation cutanée :
L'exposition à la lumière rouge stimule la production de collagène et de facteurs de croissance, accélérant le processus de cicatrisation tissulaire, tendileux et ligamntaire
Les bénéfices potentiels sur les performances sportives
Grâce à la photobiomodulation induite par la lumière rouge, il existerait des bénéfices liés à des mécanismes d'actions mais non tous encore consensuels et suffisamnent investigués
Voici néanmoins quelques recommandations générales avant de se lancer :
Longueur d'onde :
Rouge : 630-660 nm
Proche infrarouge : 810-850 nm
Ces longueurs d'onde sont considérées comme les plus efficaces pour pénétrer les tissus et stimuler les mitochondries.
Durée d'exposition :
Généralement entre 10 et 20 minutes par séance
Peut varier selon la puissance de l'appareil et la zone traitée
Fréquence :
3 à 5 fois par semaine pour des résultats optimaux
Certains athlètes l'utilisent quotidiennement
Timing :
Avant l'entraînement : pour préparer les muscles
Après l'entraînement : pour favoriser la récupération
Il est important de noter que :
Les effets peuvent varier d'une personne à l'autre
Il faut suivre les instructions du fabricant de l'appareil utilisé
Consulter un professionnel de santé avant de commencer est recommandé
La recherche dans ce domaine est encore en cours, et les protocoles optimaux peuvent évoluer avec les nouvelles découvertes scientifiques.
Mode opératoire et méthodologie de mise en oeuvre
Corps entier vs zones spécifiques :
Corps entier :
Utilise de grands panneaux ou des cabines pour exposer tout le corps à la lumière.
Zones spécifiques :
Cible des parties précises du corps avec des appareils plus petits ou portables.
Comment l'utiliser :
Corps entier :
Se tenir debout ou s'allonger devant un grand panneau LED
Utiliser une cabine de lumière rouge (similaire à un lit de bronzage)
Durée :
Généralement 10-20 minutes par séance
Zones spécifiques :
Utiliser des appareils portables ou des masques LED
Appliquer directement sur la zone ciblée (ex : muscles douloureux, articulations)
Durée :
Peut varier de 3-5 minutes pour de petites zones à 15-20 minutes pour des zones plus larges
Conseils d'utilisation :
Commencer par des sessions courtes et augmenter progressivement
Maintenir une distance recommandée entre la peau et l'appareil (souvent 15-30 cm)
Porter des lunettes de protection si la lumière est près du visage
Rester hydraté
Être cohérent dans l'utilisation pour de meilleurs résultats
Quand l'utiliser :
Avant l'entraînement :
Pour préparer les muscles
Après l'entraînement :
Pour accélérer la récupération
Les jours de repos :
Pour la récupération générale et la santé cellulaire
Rappelez-vous que la qualité de l'appareil et son intensité lumineuse influencent l'efficacité du traitement. Il est toujours recommandé de consulter un professionnel de santé avant de commencer un nouveau protocole de traitement.
Précautions et normes des dispositifs
Certification et normes :
Recherchez des appareils certifiés CE en Europe ou FDA aux États-Unis
Vérifiez la conformité aux normes de sécurité internationales (ex : IEC 60601)
Spécifications techniques :
Longueurs d'onde :
Assurez-vous qu'elles sont dans la plage efficace (généralement 630-660 nm pour le rouge, 810-850 nm pour le proche infrarouge)
Puissance et intensité :
Vérifiez que l'appareil fournit suffisamment d'énergie (en mW/cm²)
Matériaux de qualité :
Optez pour des LED de haute qualité
Évitez les plastiques de mauvaise qualité qui peuvent dégager des substances nocives
Avis d'experts et études :
Recherchez des produits soutenus par des études cliniques
Consultez les avis de professionnels de santé
Absence d'UV :
Confirmez que l'appareil n'émet pas de rayons UV nocifs
N'hésitez pas à consulter un professionnel de santé ou un expert en luminothérapie pour obtenir des recommandations spécifiques. La sécurité et l'efficacité doivent toujours être prioritaires lors du choix d'un appareil de luminothérapie rouge.
Etudes scientifiques validées sur le sujet
Wellman Center for Photomedicine au Massachusetts General Hospital ou encore par la NASA, ont validé son efficacité et sa sécurité.
La Cleveland Clinic a également exploré ses utilisations pour traiter diverses affections cutanées, ce qui a contribué à sa popularité croissante et à son adoption large dans les cliniques et à domicile, avec des résultats prometteurs dans de nombreux domaines médicaux.
Tomazoni et coll. (2019), chez des footballeurs pratiquant à haut niveau, montrent que les marqueurs de l’inflammation sont moins présents comparativement à ceux qui ne pratiquent pas la PBM.
Les mesures sur le stress oxydatif montrent un état moins stressé dans le groupe pratiquant la PBM. Pour finir, le principal marqueur de dommages musculaires (créatine kinase) était lui aussi moins élevé.
Ferlito et coll. (2022) soulignent, qu’après un exercice à haute intensité, les différents marqueurs cités précédemment sont moins présents, comparativement à la cryothérapie.
En ce qui concerne les blessures musculaires, il semble que la PMB permettent toujours une amélioration des marqueurs pour la cicatrisation musculaire (Souza et coll 2018). Cependant, Medeiros et coll. ne trouve aucune différence dans un protocole de rééducation après une blessure aux ischios, entre un groupe ayant accès à la PBM contre un groupe qui un placebo de PBM.
Rodrigues et coll. (2022) qui constate une amélioration de la masse musculaire et de la force du quadriceps, mais aussi de l’équilibre chez des personnes âgées ayant eu accès à la PBM lors d’un protocole de force comparativement à un groupe contrôle sous placebo.
A contrario, chez des femmes ménopausées, Almeida et coll. (2020) ne trouve pas de différence entre les personnes ayant eu la PBM lors du protocole d’exercices et le groupe contrôle, en termes de développements musculaire et de force.
Tomazoni et coll. (2019) notent un développement musculaire chez des footballeurs élites, tandis que Orsatto et coll. ne trouvent aucun effet de la PBM sur les marqueurs de force.
Il reste donc encore à établir le réel effet de la PBM dans le développement de la force.
Molina Correa et coll (2022) ont réalisé une étude portant sur les effets ergogéniques de la PBM sur les performances dans le test Wingate, afin d'évaluer les incidences de la photobiomodulation de la lumière rouge (630 nm) sur la capacité anaérobie dans ce protocole.
Au regard des données actuelles, l’utilisation de la PBM permet donc d’améliorer les performances sportives et la qualité de récupération des athlètes. I
l faut cependant nuancer ce constat car les effets ergogéniques engendrés sont loin d’être systématiques et varient selon certains paramètres (ondes utilisées, protocole d’application, moment des séances par rapport à l’effort …) !
Conclusion
Bien que certaines études semblent consensuelles quant aux effets ergogéniques de l’utilisation thérapeutique de la lumière rouge, il n’en demeure pas moins que de nouvelles études beaucoup plus complètes doivent être conduites pour en déterminer les effets réels.
De plus, les protocoles spécifiques d’exposition et les parties du corps à exposer en fonction du sport ciblé par l’athlète et la durée d’exposition ne sont encore pas consensuels
Bien que ce procédé ne soit pas récent, de nombreuses autres investigations devront faire la lumière sur les méthodologies spécifiques à employer.
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