Comprendre la courbe biphasique en photobiomodulation

Quand "plus" ne veut pas dire "mieux"

La photobiomodulation repose sur l'idée que la lumière stimule les cellules. Mais attention : trop de lumière peut avoir l'effet inverse. C’est ce qu’on appelle la courbe biphasique.

Qu’est-ce qu’une courbe biphasique ?

C’est une réaction en deux temps :

• À faible dose, la lumière stimule la cellule.
• À dose élevée, elle ralentit ou bloque l’effet.

Cela signifie qu’il faut trouver la bonne intensité pour avoir des résultats optimaux.

Pourquoi c’est important ?

Ce principe explique pourquoi un protocole PBM doit être bien réglé :

• si la dose est trop faible, il ne se passe rien ;
• si elle est trop forte, l'effet peut être contre-productif.

En respectant la courbe biphasique, on maximise les effets sur :
✅ la douleur, ✅ la cicatrisation, ✅ la régénération cellulaire.

Base physiologique et applications cliniques

Fondements biochimiques

La courbe biphasique en photobiomodulation suit la loi d’Arndt-Schulz. Elle stipule que :

• une stimulation légère est bénéfique,
• une stimulation forte est inhibitrice.

Ce phénomène est observé en biologie cellulaire, notamment dans la régulation des voies mitochondriales, redox et inflammatoires.

Une étude publiée par le NCBI a démontré ce principe chez l’être humain :

La photobiomodulation par lumière bleue induit une courbe biphasique dose-dépendante de prolifération chez les kératinocytes humains, avec un maximum d’effet à 10,35 J/cm², suivi d’une inhibition au-delà de 41,4 J/cm².
👉 Consulter l’étude sur le site du NCBI

Illustration dose-réponse en PBM

• < 0,1 J/cm² → réponse négligeable
• 3 à 12 J/cm² → zone optimale de stimulation
• > 15 J/cm² → zone d’inhibition fonctionnelle

Cela concerne la fluence totale, mais aussi l’irradiance (W/cm²) et la durée d’exposition.

Conséquences sur les mécanismes cellulaires

À dose stimulante :

• activation de la cytochrome c oxydase,
• augmentation de l’ATP,
• production contrôlée de ROS,
• libération de NO,
• activation de voies génétiques réparatrices.

À dose inhibitrice :

• excès de ROS,
• inhibition de l’ATP synthase,
• acidose mitochondriale,
• inhibition des enzymes clés.

Applications thérapeutiques : pourquoi cette courbe change tout

Ce principe justifie :

• des protocoles individualisés selon les tissus (peau, muscle, os),
• des intervalles spécifiques entre les séances,
• le choix précis de la fluence et du temps d’exposition selon l’objectif.

Exemple : un muscle profond aura une fenêtre de stimulation différente d’une lésion cutanée.

Photobiomodulation LED et maîtrise de la courbe

Les appareils LED modernes permettent de :

• moduler l’énergie délivrée au cm²,
• ajuster l’irradiance,
• choisir des longueurs d’onde précises,
• s’adapter à l’indication thérapeutique.

Cela évite les effets plateau ou l’absence de résultats dus à un mauvais calibrage.

Foire aux questions – Courbe biphasique

🔹 Pourquoi trop de lumière bloque les effets ?
Parce que cela perturbe les mécanismes cellulaires au lieu de les activer : surcharge de ROS, inhibition enzymatique, baisse d’ATP.

🔹 Comment connaître la bonne dose ?
Les professionnels utilisent des protocoles validés, basés sur la fluence (J/cm²), la longueur d’onde et l’indication traitée.

🔹 Tous les tissus ont-ils la même courbe ?
Non. Chaque type de tissu a sa zone de stimulation optimale : la peau est plus sensible que les muscles ou le cartilage.

🔹 La courbe biphasique s’applique-t-elle aussi aux lasers ?
Oui. Le phénomène est indépendant du type de source lumineuse (LED ou laser), mais dépend de la dose finale absorbée par le tissu.

Sources scientifiques citées

• Huang Y.Y. et al. (2009). Biphasic dose response in low level light therapy – An update.
  Lien vers l’étude
  → Étude fondatrice démontrant que les effets de la PBM suivent une courbe biphasique : une dose modérée stimule, une dose trop élevée inhibe.
• Karu T.I. (2010). Multiple roles of cytochrome c oxidase in low-level light therapy.
  Lien vers l’étude
  → Explique les mécanismes moléculaires derrière cette réponse biphasique, notamment le rôle du stress oxydatif en cas de surexposition.
• Hamblin M.R. (2017). Mechanisms and doses for photobiomodulation therapy.
  Lien vers l’étude
  → Revue complète des doses efficaces, des seuils d’inhibition, et des recommandations cliniques adaptées.
• Ferraresi C. et al. (2012). Dose–response effects of PBM on mitochondrial activity.
  Lien vers l’étude
  → Étude expérimentale montrant que l’excès de lumière diminue la production d’ATP, confirmant la courbe biphasique à l’échelle cellulaire.