Biophoton - Définition

Mécanismes

De par sa nature oxydante dont tirent leur énergie la plupart des êtres vivants, la biosphère est le siège, au sein des cellules et au cours de la respiration, de nombreuses réactions spontanées donnant naissance à des radicaux libres issus de la ionisation de l'oxygène. Ces ions très réactifs finissent pour la plupart incorporées dans les molécules d'eau environnantes sous forme de peroxyde d'hydrogène, molécules qui sont détoxifiés au sein des cellules par les catalases et les peroxydases. Un certain nombre de radicaux libres peuvent cependant réagir avec des acides gras ou avec les acides aminés aromatiques des protéines, puis après interaction avec un fluorochrome émettre des biophotons.

Ces réactions conduisent généralement à la formation d'un état d'ionisation à spin triplet qui libère un photon en retournant à son état d'origine d'énergie inférieure selon un schéma proche de la phosphorescence. Ces réactions contribuent à l'émission spontanée des biophotons comme le suggèrent des études qui mettent en lumière que leur émission peut être atténuée par un appauvrissement en antioxydants ou par l'addition de dérivés du carbone. Cette idée est confortée par des études indiquant que l'émission peut être augmentée par addition de ROS (Reactive Oxygen Species).

Étant donné qu'on observe une bioluminescence visible dans de nombreuses bactéries et autres cellules, on peut imaginer qu'un nombre extrêmement faible de photons de la bioluminescence ultra–faible est simplement un sous-produit du métabolisme cellulaire (les chiffres correspondent à peu près à un photon unique par cellule et par mois en admettant un diamètre cellulaire de 10 micromètres).

On pense que le métabolisme cellulaire évolue par étapes, chacune mettant en jeu une petite quantité d'énergie (voir ATP). En admettant une partie de hasard, en accord avec les lois de la thermodynamique (et de la statistique), on peut penser que quelques étapes aberrantes peuvent apparaître de temps à autre, et de ces « états interdits », en raison du déséquilibre énergétique physicochimique, un photon peut être émis.

En biologie moderne, on peut souvent bénéficier d'un bon modèle statistique en raison du grand nombre de molécules en interaction. Dans la théorie du chaos, par exemple, on estime souvent que le hasard apparent des systèmes est dû à ce que nous ne connaissons pas le système d'ordre supérieur duquel le système étudié est un élément. Ceci a conduit les spécialistes des grands nombres à utiliser les statistiques pour expliquer que des données apparemment au hasard sont des effets secondaires de la distribution des probabilités.