Électrostimulation par macrocourant et microcourant dans le sport

L'utilisation du courant électrique sur le corps humain a été largement limitée aux physiothérapeutes pour faciliter la guérison des blessures musculo-squelettiques et contrôler la douleur . Il est appliqué de manière assez arbitraire dans deux grandes catégories :
  • Stimulation par macrocourant (courants supérieurs à environ 1 milliampère)
  • Stimulation par microcourant (courants inférieurs à environ 1 milliampère)
Le premier terme désigne généralement les dispositifs faradiques, interférentiels, galvaniques et TENS (stimulation nerveuse électrique transcutanée), tandis que le second désigne les dispositifs à microcourant spécialisés destinés à être appliqués soit au système musculo-squelettique, soit comme une forme non invasive d'électroacupuncture via les points d'acupuncture du corps ou les points auriculaires des oreilles. Les différences entre ces applications seront abordées plus loin dans cet article.

Le concept d'électrostimulation pour le conditionnement physique n'est pas nouveau et est utilisé depuis des années par les physiothérapeutes dans des applications cliniques telles que la rééducation musculaire, le soulagement des spasmes musculaires, la réduction des gonflements et le contrôle de la douleur. Dans le conditionnement physique, les applications potentielles de l'électrostimulation se répartissent en grandes catégories :

  • Imposition d'un stress physique local pour stimuler la surcompensation
  • Restauration locale après exercice ou blessure
  • Restauration générale du système nerveux central et endocrinien après un exercice ou une blessure
  • Stimulation neuromusculaire pour le contrôle de la douleur ou la structuration des mouvements

L'électrostimulation consiste généralement à administrer aux muscles des impulsions électriques de faible intensité au moyen d'électrodes humidifiées placées fermement sur la peau . L'efficacité, le confort et la profondeur de l'excitation dépendent de facteurs tels que la forme de l'impulsion, la fréquence, la durée, l'intensité et le modèle de modulation. Le nombre de combinaisons de stimulation possibles qui en résulte souligne immédiatement la difficulté de déterminer l'équilibre optimal des variables et de comparer les résultats de différents chercheurs.

L'appareil clinique typique délivre un courant continu pulsé (galvanique) et/ou alternatif (faradique) sous forme d'impulsions brèves. La fréquence du courant faradique est généralement choisie dans la plage d'environ 50 à 100 Hz, tandis que la durée d'impulsion (largeur) varie d'environ 100 microsecondes à plusieurs centaines de millisecondes. Cette brièveté de la durée d'impulsion est importante pour minimiser l'irritation cutanée et les lésions tissulaires. Cependant, la durée à une intensité particulière de stimulation faradique ne doit pas être trop brève. Bien qu'elles puissent être adaptées pour réduire la douleur, des impulsions trop brèves ne fourniront pas suffisamment d'énergie pour provoquer une contraction musculaire tétanique complète.

Les machines sont conçues pour appliquer des courants alternatifs directement à une fréquence prédéfinie ou sélectionnée (faradisme classique), ou sous forme de courants basse fréquence superposés à une onde porteuse moyenne fréquence (2000 à 5000 Hz). Une variante de cette dernière méthode, utilisant deux paires d'électrodes délivrant chacune des ondes moyenne fréquence transportant des ondes basse fréquence légèrement différentes en fréquence, constitue la base de ce que l'on appelle la stimulation interférentielle. L'un des principaux avantages de l'utilisation d'une onde porteuse à fréquence plus élevée est que l'impédance entre les électrodes et la peau est réduite, ce qui améliore le confort et l'efficacité.
L'intérêt des Américains pour l'électrostimulation comme complément d'entraînement a été éveillé en 1971, lorsque Kots, en Russie, a signalé une augmentation de plus de 20 % de la force musculaire, de la vitesse et de la puissance produite par plusieurs semaines d'électro-entraînement. Incapables d'obtenir des résultats comparables, les Canadiens l'ont invité à donner une conférence à l'Université Concordia en 1977. Forts de cette nouvelle information selon laquelle Kots utilisait une source de courant à modulation sinusoïdale de 2 500 Hz appliquée dans une séquence de 10 secondes de contraction suivie de 50 secondes de relaxation, ils ont de nouveau essayé de reproduire les affirmations russes.

Applications de la stimulation par macrocourant

Une revue de la littérature révèle les principales utilisations de la stimulation par macrocourant dans le domaine thérapeutique. Une discussion plus détaillée ou les citations ne sont pas citées ici.

  1. Augmentation de la force musculaire
  2. Rééducation de l'action musculaire
  3. Facilitation de la contraction musculaire dans les muscles dysfonctionnels ou inutilisés
  4. Augmentation de l'endurance musculaire et générale
  5. Augmentation de la vitesse de contraction musculaire
  6. Augmentation de l’approvisionnement local en sang
  7. Prestation de massage
  8. Soulagement de la douleur
  9. Réduction des spasmes musculaires
  10. Favorise la relaxation et la récupération
  11. Augmentation de l'amplitude des mouvements
  12. Réduction du gonflement
  13. Réduction des anomalies musculo-squelettiques
  14. Recrutement préférentiel de groupes musculaires spécifiques
  15. Augmentation aiguë de la force
  16. Amélioration de l'efficacité métabolique

L'émergence de la stimulation par microcourant

Des recherches récentes et l’expérience clinique ont révélé que des courants électriques jusqu’à 1000 fois plus faibles que ceux de toutes les modalités de physiothérapie traditionnelles peuvent être beaucoup plus efficaces que ces dernières pour obtenir de nombreux avantages décrits dans la section précédente.

Des courants aussi faibles que 10 microampères (millionièmes d'ampère) pulsés entre 0,1 et 400 Hz sont trop faibles pour provoquer une contraction musculaire, bloquer les signaux de douleur ou provoquer un échauffement local, mais leur efficacité et leur sécurité sont souvent supérieures dans de nombreuses applications à celles du faradisme, de l'interférentielisme et du TENS conventionnel (Matteson & Eberhardt, 1985).

Les étapes à suivre pour modifier de manière satisfaisante le paradigme existant de l'électrostimulation (ES) peuvent être recherchées dans les résultats de recherche cités plus haut dans la section « Raisons des recherches contradictoires ». On y a appris que les processus cellulaires et subcellulaires n'impliquant pas de décharge cellulaire, d'impulsions électriques propagées ou de contraction musculaire semblent être impliqués dans la croissance et la réparation cellulaires.

Certaines études ont permis d'obtenir des résultats qui apportent des réponses partielles aux questions posées par la microstimulation. Par exemple, les travaux de Becker et d'autres suggèrent que des courants faibles, constants ou variant lentement peuvent provoquer une modulation sous-seuil des champs électriques à travers les cellules nerveuses et gliales, régulant ainsi directement la croissance et la communication cellulaires (Becker, 1974 ; Becker et Marino, 1982). À cet égard, certaines des applications de Becker comprenaient l'accélération de la cicatrisation des plaies, la régénération partielle des membres des amphibiens et des rats et l'induction de la narcose avec des courants transcrâniens. Nordenström soutient que ces courants électriques peuvent stimuler le flux d'ions le long des vaisseaux sanguins et à travers les membranes cellulaires qui constituent les circuits électriques fermés du corps postulés par sa théorie (Nordenström, 1983).

Pilla (1974) a accordé une attention particulière au transfert d'informations électrochimiques à travers les membranes cellulaires. Le modèle dans ce cas suppose que la structure moléculaire de la membrane cellulaire reflète son activité génétique actuelle. Ici, la fonction d'une cellule à tout instant est déterminée par la rétroaction entre l'ADN dans le noyau cellulaire et un inducteur macromoléculaire libéré de la membrane au moyen d'un régulateur protéique (enzyme) dérivé de l'activité de l'ARN messager dans la cellule. L'activité de ces protéines liées à la membrane est fortement modulée par les changements de concentration d'ions bivalents (tels que le calcium Ca++) absorbés sur la membrane. Les ES peuvent provoquer ces changements ioniques et ainsi modifier la fonction cellulaire.

Il a été démontré que l'électrostimulation à 5 Hz stimule la synthèse d'ADN dans les cellules cartilagineuses du poulet et dans les os du rat jusqu'à 27 %, mais pas dans les fibroblastes cutanés du poulet ou les lymphocytes de la rate du rat (Rodan et al, 1978). Non seulement l'effet de l'électrostimulation semble être spécifique au tissu, mais l'augmentation de la synthèse d'ADN se produit 4 à 6 heures après 15 minutes d'électrostimulation. Le processus de dépolarisation membranaire porté par les ions sodium semble être suivi d'une augmentation de la concentration intracellulaire en Ca++, déclenchant ainsi la synthèse d'ADN dans les cellules sensibles au stimulus particulier. D'autres travaux de Pilla (1981) ont confirmé l'existence de « fenêtres » cellulaires qui s'ouvrent le plus efficacement à certaines fréquences, largeurs d'impulsion et amplitudes d'impulsion. Pour adapter le signal de l'électrostimulation à ces paramètres, il est préférable de surveiller les impédances tissulaires, un système utilisé par les dispositifs dits « TENS intelligents ».

De plus, Cheng et al (1982) ont montré que la stimulation avec des courants de 50 à 1000 microampères peut augmenter les concentrations d'ATP tissulaire chez le rat de 300 à 500 %, et améliore le transport des acides aminés à travers la membrane cellulaire et la synthèse protéique qui en résulte jusqu'à 40 %. Il est intéressant de noter que la même étude a rapporté qu'une augmentation du courant au-dessus d'un seul milliampère était suffisante pour réduire l'ATP tissulaire et la synthèse protéique - et les électrostimulateurs traditionnels appliquent le plus souvent des courants dépassant 20 milliampères, stade auquel cette réduction est de près de 50 %.

Une théorie intégrée de l'électrostimulation

Il semble donc que la stimulation par macrocourant (MACS - courants dépassant un milliampère) agisse comme un stresseur physiologique qui, à court terme, provoque la réponse d'alarme typique décrite par Selye (1975). Ceci est confirmé par les travaux d'Eriksson et al. (1981), qui ont découvert que les effets aigus des ES traditionnels sont similaires à ceux observés lors d'exercices volontaires intenses. De plus, Gambke et al. (1985) ont découvert dans des études animales que les MACS à long terme provoquent la dégénérescence de certaines fibres musculaires et leur remplacement par des fibres nouvellement formées à partir de la prolifération des cellules satellites. Cette nécrose des fibres se produit quelques jours après l'application d'ES et semble affecter principalement les fibres FT. Le fait que les différentes fibres musculaires ne se transforment pas en même temps peut être dû aux différents seuils de chaque fibre au stimulus qui déclenche la transformation. Il est possible que les changements antérieurs puissent en induire d'autres.

Ainsi, si le modèle du syndrome général d'adaptation de Selye est appliqué à la stimulation de type MACS, le corps devrait puiser dans ses réserves d'énergie d'adaptation superficielles et s'adapter au stress imposé par le SE en augmentant la force ou l'endurance, ou en initiant la transformation des types de fibres musculaires. Si le SE est trop intense, trop prolongé ou utilisé de manière inappropriée pour compléter un programme de musculation, l'adaptation pourrait ne pas se produire ou elle pourrait augmenter la proportion de fibres à contraction lente et ainsi réduire la force. Cela pourrait expliquer certains des résultats de recherche négatifs évoqués précédemment.

De plus, une dose trop élevée de MACS pourrait amener le corps à puiser dans son énergie d'adaptation profonde et entraîner des lésions tissulaires permanentes. Par conséquent, tout athlète susceptible de tirer des bénéfices certains de la MACS en termes de performances ne doit pas supposer qu'une dose plus élevée entraînera une amélioration supplémentaire. Le contraire pourrait bien s'avérer vrai.

La stimulation par microcourant (MICS - courants inférieurs à un milliampère), en revanche, n'agirait pas comme un facteur de stress. Au contraire, les données suggèrent qu'elle provoque des changements biochimiques associés à une adaptation, une croissance et une réparation améliorées. Étant donné que la MICS semble fonctionner davantage sur la base d'une syntonisation résonante du stimulus aux processus cellulaires et subcellulaires, les effets thérapeutiques spécifiques sont déterminés par l'efficacité avec laquelle les paramètres de stimulation correspondent aux caractéristiques électriques des différentes cellules, en particulier leur impédance à différentes fréquences. La MICS peut être appliquée de plusieurs manières pour faciliter la restauration :

  • localement sur des tissus mous spécifiques
  • par voie transcrânienne via des électrodes placées sur les lobes des oreilles ou sur des sites situés à la surface du crâne
  • aux points d’acupuncture situés sur le corps, les mains ou les oreilles.

En règle générale, il est tout à fait sûr d'appliquer le MICS n'importe où sur le corps, car le courant et l'énergie transmis sont trop faibles pour produire des effets thermiques ou électrolytiques sur les tissus vitaux. Le MACS ne doit en aucun cas être appliqué sur le cerveau, car il peut causer de graves dommages. Il est généralement déconseillé d'appliquer toute forme d'ES aux épileptiques, aux femmes enceintes, aux patients cardiaques ou aux personnes portant un stimulateur cardiaque.

La validité de l’application du microcourant ?

L'intérêt du microcourant (petits courants électriques de moins d'un ampère) en physiothérapie fait l'objet de nombreux débats. Ses partisans affirment que les résultats sont toujours bons et ses détracteurs affirment que les bénéfices sont probablement dus à un effet placebo. Certains thérapeutes ont déclaré qu'il n'existe que peu de preuves de recherches et de preuves pratiques de l'intérêt du microcourant. C'est pourquoi, pour leur intérêt et celui d'autres personnes menant des recherches sur la thérapie par microcourant, nous avons compilé une longue liste, mais incomplète, de références en anglais portant sur les fondements théoriques et les applications cliniques du microcourant. Vous pouvez la trouver ici .

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