La cryothérapie dans le sport

Cryothérapie systémique

Le mot cryothérapie provient étymologiquement de l’union de deux mots grecs “κρύος” (krýos) ou froid ou gel et “ϑεραπεία” (therapeía) cure ou guérison, d’où le terme “cold cure”. Il est né au Japon en 1978 comme application thérapeutique pour le traitement de diverses maladies en utilisant les bienfaits induits par le froid. Contrairement à d’autres procédures de refroidissement, la cryothérapie systémique consiste en une exposition à des températures très basses qui ne se trouvent normalement pas sur terre.

Cryothérapie et sport

Ces températures froides peuvent fluctuer entre -110°C et -170°C, et sont atteintes par l’évaporation de l’azote liquide, un gaz très courant dans la nature (il constitue 78% de l’atmosphère terrestre). Il peut être transporté sous pression, réduit à l’état liquide, et une fois libéré, il absorbe de la chaleur pour s’évaporer, développant ainsi son pouvoir de refroidissement. Le gaz est injecté par

des buses spéciales à l’intérieur de deux instruments différents : la cryocaméra et la cryocabine. La cryochambre est constituée d’un environnement fermé suffisamment grand pour permettre à 3 ou 4 personnes d’y entrer, qui peuvent effectuer le traitement en même temps, tandis que la cryochambre cylindrique avec une ouverture supérieure constitue un espace beaucoup plus étroit qui ne permet à une seule personne d’y entrer à la fois. Une grande innovation par rapport aux autres procédures de refroidissement est que la cryothérapie systémique a réduit de manière drastique la durée d’exposition au froid.

En raison des propriétés convectives de l’azote à la surface du corps humain, une durée d’exposition de deux ou trois minutes a été établie, ce qui est suffisant pour déterminer le refroidissement de la peau. En outre, l’action sèche du gaz agit pendant quelques centimètres sous la peau, ne déterminant pas une action directe sur les muscles et les organes internes, qui se produirait plutôt après une exposition au froid humide, ce qui représente un aspect non négligeable en termes de sécurité.

La thérapie par le froid appliquée au sport

La cryothérapie est née comme une alternative à l’immersion dans l’eau froide ou à d’autres pratiques d’exposition au froid, très souvent utilisée dans le sport comme moyen de récupération. Définie comme “systémique” en raison de son action sur l’ensemble du corps, contrairement à la cryothérapie localisée, qui implique l’application de froid uniquement dans une zone réduite ; comme c’est généralement le cas avec l’utilisation de blocs de glace à la suite de contusions ou de traumatismes musculo-squelettiques. La stimulation thermique cryogénique appliquée à la surface du corps déclenche des réactions physiologiques similaires à l’application de glace. Son application localisée est destinée à provoquer divers effets bénéfiques en réponse au froid.

La perte de chaleur de la peau, à des niveaux hypothermiques, peut influencer la transmission des signaux de douleur et déterminer une réduction de la perception de la douleur (effet analgésique). En outre, l’application de glace a pour objectif de réduire le gonflement grâce à l’effet anti-œdème lié à la vasoconstriction induite, qui peut empêcher ou réduire l’extravasation du sang dans les tissus. De plus, le refroidissement du muscle peut entraîner une réduction de l’apport sensoriel et une inhibition des réflexes d’étirement provoquant la relaxation, ce qui peut être attribué à l’action antispasmodique et myorelaxante du froid. De la même manière, la cryothérapie provoque une constriction des vaisseaux sanguins superficiels, suivie d’une vasoconstriction systémique ultérieure et presque immédiate, dans le but de préserver la chaleur dans les districts les plus profonds et les organes internes. Cet effet reste stable jusqu’à ce qu’il atteigne 15°C, alors qu’en dessous de cette limite, l’effet est inverse : une vasodilatation s’installe alors et les nerfs ne sont plus capables de transmettre le signal du froid.

La vasodilatation représente un processus d’autoprotection de l’organisme, une défense que le système met en place pour empêcher le blocage de la circulation sanguine. La régulation du flux sanguin a pour tâche de rééquilibrer l’homéothermie, c’est-à-dire la relation entre la production et la perte de chaleur à la surface. Il suffit de penser que : dans une condition thermique normale, le flux sanguin de la peau représente en moyenne 5% du débit cardiaque ; lors d’un fort stress thermique, en raison d’une vasoconstriction maximale, le flux sanguin peut être réduit jusqu’à 0%, tandis que dans une situation de vasodilatation maximale, le flux peut être augmenté de 60%.

Cette alternance de vasoconstriction et de vasodilatation appelée “vasomotricité paradoxale” stimule la microcirculation, améliorant l’apport sanguin, l’oxygénation des cellules dermiques et le transport des nutriments. Pour maintenir l’homéostasie en réponse au froid, en plus de l’adaptation circulatoire, une synchronisation endocrinienne et métabolique se produit. Diverses études associent la cryothérapie du corps entier à une augmentation du métabolisme ; suite à la stimulation du système autonome et à l’augmentation de l’activité sympathique et donc à une augmentation de la sécrétion de catécholamines et à la stimulation des récepteurs bêta-adrénergiques, on a observé une intensification des processus lipolytiques de bêta-oxydation, avec une mobilisation secondaire des substrats par hydrolyse, glycogenèse, protéolyse et une augmentation de l’activité de transport membranaire dans les muscles.

Utilisation accrue en médecine du sport

La cryothérapie systémique, en plus d’être largement utilisée dans le traitement de différentes pathologies, notamment dans les maladies de l’appareil locomoteur concernant les états inflammatoires, l’arthrose, la fibromyalgie, l’ostéoporose et les maladies post-traumatiques et de surcharge des articulations ou des tissus mous, est utilisée en médecine du sport pour accélérer la récupération après des contusions et une fatigue musculaire après un entraînement ou une compétition. Les effets positifs attribués à la cryothérapie du corps entier (WBC) comprennent des effets analgésiques, anti-œdème, anti-inflammatoires et antispasmodiques ainsi que des bénéfices pour la santé mentale, avec une augmentation des endorphines et des encéphalines.

Divers sports ont utilisé la cryothérapie à la fois comme méthode de récupération et comme outil de conditionnement des performances ; de trois cyclistes participant au Tour de France en 2011, qui l’ont utilisée deux fois par jour, avant chaque étape et avant de s’endormir ; de divers footballeurs célèbres qui l’ont rendue populaire dans l’actualité sportive, aux pilotes de la moto GP aux joueurs de la fédération italienne de rugby, qui ont été traités dès 2007 lors de la Coupe du monde de rugby. La forte croissance de la popularité et de l’utilisation de la cryothérapie au cours de l’année dernière est incroyable, il suffit de penser qu’en Italie, il y a quelques années, un petit nombre de centres en possession d’équipements cryogéniques peuvent maintenant en compter plus de 40. Selon divers magazines sportifs, même l’équipe nationale galloise de rugby (WRU) semble avoir utilisé la cryothérapie du corps entier (WBC) à l’occasion des “6 nations” de 2012, le plus important tournoi international de rugby de l’hémisphère nord, qui l’a vue gagner 5 matchs sur 5.

La fédération italienne de rugby (F.I.R.), en possession de l’équipement depuis 2015, a inclus dans le programme sportif hebdomadaire normal de l’équipe nationale majeure plusieurs séances de cryothérapie du corps entier (WBC). Dans un sport de contact tel que le rugby, où plus le niveau est élevé, plus les athlètes sont soumis à de lourdes collisions et à un grand effort physique, la recherche d’une méthode de récupération pour contrer la fatigue et accélérer le retour sur le terrain est d’une importance considérable. L’effort physique requis après un match de rugby pourrait être comparé à un exercice intermittent où des périodes de forte intensité alternent avec des périodes de faible activité pouvant durer jusqu’à 80 minutes au total, au cours desquelles la dynamique du jeu impose des chocs physiques et des situations de lutte qui augmentent la charge de travail de l’athlète.4

La distinction entre WBC et PBC

En cryothérapie, on peut distinguer deux instruments différents : la cryocaméra et la cryocabine. Ils diffèrent à la fois en termes d’espace et de température atteignable.
La chambre cryogénique est un environnement fermé divisé en deux pièces où, dans la première pièce, la température est moins rigide et se prépare à un refroidissement plus progressif tandis que dans la seconde pièce, la température finale est atteinte (de -110°C à -140°C).
La cryocabine, au contraire, est constituée d’un cylindre ouvert en haut, où le sujet reste la tête en dehors, grâce à une plate-forme réglable en hauteur, immergé dans des vapeurs d’azote à une température pouvant varier de -120°C à -170°C. À l’intérieur de la chambre cryogénique, le gaz de refroidissement est injecté par plusieurs buses, alors qu’à l’intérieur de la chambre cryogénique, il n’y a qu’un seul injecteur, généralement placé à l’avant du sujet. Pour les deux instruments, la température est visible sur le moniteur. Bien que la littérature attribue souvent le terme “WBC” (cryothérapie du corps entier) pour désigner les deux procédures cryogéniques5, en réalité, nous ne pensons pas qu’il soit vraiment correct : dans la cryocabine, les gaz d’azote couvrent le sujet jusqu’aux épaules et n’entrent pas en contact avec la tête, contrairement à ce qui se passe dans la cryocaméra, où à l’intérieur de l’espace fermé, le gaz couvre toute la surface du corps du sujet.

Par conséquent, lorsqu’on parle de cryocabine, comme on ne le trouve que dans une partie des études, il serait plus correct de parler de CBP ou de cryothérapie partielle du corps. En littérature, la plupart des études ont été menées avec la cryocabine et seules des études plus récentes ont utilisé la cryocabine, ce qui rend de plus en plus nécessaire l’utilisation d’un langage universel pour améliorer l’étude bibliographique et la distinction entre les deux instruments. Avant de parler d’aspects similaires, il faut souligner que, bien qu’ils utilisent la même méthode de refroidissement, ils agissent sur un pourcentage différent de la surface corporelle et présentent des différences de capacités de convection. Une étude de 2013 suppose qu’il a été le premier à avoir analysé la température réelle de la peau à l’intérieur d’une cryocabine ainsi que la température réelle de l’air dans les différentes zones de la cabine.

La température de la peau a été surveillée pendant 60 minutes après la cryocabine (3 minutes de -140 à -195°C), en enregistrant la température la plus basse sur un sujet réel et sur un mannequin après la séance. Alors que sur le sujet réel, la température la plus basse était de -35°C sur la cuisse, sur le mannequin elle était de -150°C ; confirmant le fait que l’air dans la cabine atteint des températures plus basses en raison de la convection avec le patient, suggérant de prendre en compte le métabolisme du corps humain lors du réglage de la température. En fait, comme nous le verrons plus tard, nous avons tenu compte du pourcentage de masse grasse des sujets testés, sachant les influences de celui-ci sur la thermorégulation. Les températures les plus basses enregistrées sur le mannequin étaient sur les jambes alors que sur les sujets réels elles étaient sur la cuisse et le tronc, probablement à cause des chaussures portées, de la répartition de la chaleur corporelle des membres inférieurs ou de la hauteur du sujet par rapport à la buse positionnée à hauteur moyenne.

Cholewka en 2012 a rapporté des températures de la peau après la chambre cryogénique conformes à celles trouvées dans cette étude, tandis que Westerlund en 2003, toujours avec la chambre cryogénique, a détecté des températures plus basses au niveau du mollet et de l’avant-bras, peut-être en raison du nombre différent de buses et de leur position à l’intérieur de la chambre. Cholewka a signalé des variations de température dans la chambre cryogénique entre -67 et -125°C par rapport à la hauteur. La température dans la cryocabine est probablement plus constante en raison du grand volume d’air froid et du grand nombre de buses présentes alors qu’à l’intérieur de la cryocabine, les fluctuations continues de la température la rendent moins stable. Dans la cryocabine, l’azote liquide injecté à partir d’un seul point n’est pas distribué de manière homogène à l’intérieur de la cryocabine. Il est donc suggéré de demander aux sujets de se retourner pendant la séance afin d’assurer une exposition plus homogène de toutes les parties du corps. La température qui s’affiche en temps réel sur l’écran est enregistrée au point d’injection et non à l’intérieur de la cabine, ce qui explique pourquoi la température moyenne dans la cabine est nettement supérieure à la température indiquée par l’instrument.

Comme nous l’observerons dans la prochaine étude, pour compenser la réduction de la conductivité thermique de la cryocabine par rapport à la chambre cryogénique, il est nécessaire de régler le siège à des températures plus basses. Hausswirth a comparé une seule séance de “WBC” (3 minutes à -110°C dans la chambre cryogénique) à une seule séance de “PBC” (3 minutes à -160°C dans la chambre cryogénique) en observant une stimulation immédiate du système nerveux autonome avec une prédominance du tonus parasympathique. Dans les deux instruments, une réduction de la température de la peau a été enregistrée, bien que de façon plus marquée après la chambre cryogénique (WBC). Dans la chambre cryogénique, on a constaté une réduction de la température du tympan suivie d’une stimulation plus prononcée du système nerveux autonome (SNA), probablement due au fait que la tête est en contact direct avec le gaz, ce qui a pu provoquer une stimulation du trijumeau, sensible aux changements thermiques.

De plus, Hausswirth a montré des concentrations plasmatiques plus élevées de noradrénaline après la leucémie (+76,2%), avec une augmentation de la pression systolique et diastolique accompagnée d’un inconfort thermique accru. En revanche, la fréquence cardiaque a chuté dans les deux traitements, soit de 10,9 % après une cryothérapie partielle du corps avec la cryocabine et de 15,2 % après une cryothérapie du corps entier avec la chambre cryogénique. L’exposition au froid supprime l’activité sympathique cardiaque et augmente l’activité parasympathique par l’activation du baroriflexus artériel. Confirmé par une étude plus récente de Bleakley en 2014, qui rapporte que le baroriflex activé par une pression centrale accrue est responsable de la réduction de l’activité du nerf sympathique et de l’augmentation du contrôle parasympathique du rythme cardiaque.

Malgré les différences constatées dans les deux instruments, Miroslav conclut en 2013 que la réponse observée après la cryocabine est similaire à celle observée après la cryocabine avec des avantages en termes de valeur pratique, de coût et de transport. En 2014, Ferreira-Junior a observé une meilleure récupération musculaire dans les performances excentriques après une cryothérapie partielle du corps (3 minutes de PBC à -110°C) en utilisant la cryocabine en récupération entre deux séances d’entraînement de haute intensité. En 2014 également, Fonda a examiné les réponses thermiques et cardiovasculaires après 90, 120, 150 et 180 secondes et a observé une baisse significative de la température de la peau seulement à 150 et 180 secondes, mais avec une augmentation linéaire de l’inconfort thermique, confirmant que 150 secondes pourrait être le moment optimal pour de futures études dans la cryocabine ; très proche des deux minutes recommandées par Selfe pour la cryocabine.