Macrocurrent and microcurrent Electrostimulation in Sports
11 min de lecture

Électrostimulation par macrocourant et microcourant dans le sport

L'utilisation du courant électrique sur le corps humain est largement réservée aux physiothérapeutes pour faciliter la guérison des blessures musculo-squelettiques et contrôler la douleur . Son application est 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 de neurostimulation électrique transcutanée (TENS), 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 kinésithérapeutes dans des applications cliniques telles que la rééducation musculaire, le soulagement des spasmes musculaires, la réduction des gonflements et le contrôle de la douleur. En musculation, 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 via des 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 mode de modulation. Le nombre de combinaisons de stimulation possibles qui en résulte souligne d'emblée la difficulté de déterminer l'équilibre optimal entre les variables et de comparer les résultats de différents chercheurs.

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

Les appareils sont conçus pour appliquer des courants alternatifs directement à une fréquence prédéfinie ou sélectionnée (faradisme conventionnel), ou sous forme de courants basse fréquence superposés à une onde porteuse moyenne fréquence (2 000 à 5 000 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, constitue la base de ce que l'on appelle la stimulation interférentielle. L'un des principaux avantages de l'utilisation d'une onde porteuse haute fréquence est la réduction de l'impédance entre les électrodes et la peau, améliorant ainsi le confort et l'efficacité.
L'intérêt des Américains pour l'électrostimulation comme complément à l'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 après plusieurs semaines d'électroentraînement. Incapables d'obtenir des résultats comparables, les Canadiens l'ont invité à donner une conférence à l'Université Concordia en 1977. Forts de nouvelles informations selon lesquelles Kots utilisait une source de courant à modulation sinusoïdale de 2 500 Hz appliquée selon une séquence de 10 secondes de contraction suivie de 50 secondes de relaxation, ils ont de nouveau tenté de reproduire les affirmations russes.

Applications de la stimulation par macrocourant

Une revue de la littérature révèle les principales utilisations thérapeutiques de la stimulation par macrocourant. Aucune discussion plus détaillée ni citation ne sont proposées 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. Promotion de la relaxation et de 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) pulsant 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 permettant de modifier de manière satisfaisante le paradigme actuel de l'électrostimulation (ES) peuvent être recherchées dans les résultats de recherche cités précédemment dans la section « Raisons des recherches contradictoires ». Ces résultats ont révélé que des processus cellulaires et subcellulaires n'impliquant pas de décharge cellulaire, de propagation d'impulsions électriques ou de contraction musculaire semblent être impliqués dans la croissance et la réparation cellulaires.

Certaines études ont produit des résultats qui apportent des réponses partielles aux questions posées par la microstimulation. Par exemple, les travaux de Becker et d'autres suggèrent que de faibles courants, constants ou à variation lente, peuvent provoquer une modulation infra-liminaire 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, parmi les applications de Becker, on peut citer l'accélération de la cicatrisation des plaies, la régénération partielle des membres d'amphibiens et de rats, et l'induction de narcose par 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 est déterminée à tout instant par la rétroaction entre l'ADN du noyau cellulaire et un inducteur macromoléculaire libéré de la membrane par un régulateur protéique (enzyme) dérivé de l'activité de l'ARN messager au sein de la cellule. L'activité de ces protéines liées à la membrane est fortement modulée par les variations de concentration des ions divalents (tels que le calcium Ca++) absorbés par la membrane. Les ES peuvent induire ces modifications 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 de poulet et les os de rat jusqu'à 27 %, mais pas dans les fibroblastes cutanés de poulet ni dans les lymphocytes spléniques de 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 induit par les ions sodium semble être suivi d'une augmentation de la concentration intracellulaire de Ca++, déclenchant ainsi la synthèse d'ADN dans les cellules sensibles au stimulus particulier. Des travaux ultérieurs de Pilla (1981) ont confirmé l'existence de « fenêtres » cellulaires qui s'ouvrent plus efficacement à certaines fréquences, largeurs 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 qu'une stimulation par des courants de 50 à 1 000 microampères peut augmenter les concentrations d'ATP tissulaire chez le rat de 300 à 500 %, et améliorer 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 montré qu'une augmentation du courant au-delà d'un milliampère suffisait à diminuer l'ATP tissulaire et la synthèse protéique – et les électrostimulateurs traditionnels utilisent généralement des courants supérieurs à 20 milliampères, stade auquel cette diminution atteint près de 50 %.

Une théorie intégrée de l'électrostimulation

Français Par conséquent, il semble que la stimulation par macrocourant (MACS - courants dépassant un milliampère) agisse comme un facteur de stress physiologique, qui à court terme provoque la réponse d'alarme typique décrite par Selye (1975). Ceci est corroboré par les travaux d'Eriksson et al. (1981), qui ont constaté que les effets aigus des ES traditionnels sont similaires à ceux observés lors d'un exercice volontaire intense. De plus, Gambke et al. (1985) ont constaté dans des études animales que la MACS à long terme provoque la dégénérescence de certaines fibres musculaires et leur remplacement par des fibres nouvellement formées issues de la prolifération des cellules satellites. Cette nécrose des fibres survient 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 à des seuils différents de chaque fibre au stimulus qui déclenche la transformation. Il est possible que les changements antérieurs puissent en induire des suivants.

Ainsi, si le modèle du syndrome général d'adaptation de Selye est appliqué à une stimulation de type MACS, l'organisme devrait puiser dans ses réserves énergétiques d'adaptation superficielles et s'adapter au stress imposé par le SE en augmentant la force ou l'endurance, ou en initiant une 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 augmenter la proportion de fibres à contraction lente et ainsi réduire la force. Ceci pourrait expliquer certains des résultats de recherche négatifs évoqués précédemment.

De plus, une dose excessive de MACS pourrait amener l'organisme à puiser dans son énergie d'adaptation profonde et entraîner des lésions tissulaires permanentes. Par conséquent, tout athlète susceptible de tirer des bénéfices tangibles de MACS sur ses performances ne doit pas présumer qu'une augmentation de la dose entraînera une amélioration supplémentaire. L'inverse pourrait bien se produire.

La stimulation par microcourants (MICS – courants inférieurs à un milliampère), en revanche, n'agirait pas comme un facteur de stress. Au contraire, les données suggèrent qu'elle induit des changements biochimiques associés à une adaptation, une croissance et une réparation améliorées. Puisque la MICS semble fonctionner davantage sur la base d'une harmonisation résonante du stimulus avec les processus cellulaires et subcellulaires, les effets thérapeutiques spécifiques sont déterminés par l'adéquation des paramètres de stimulation 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 sur les lobes des oreilles ou sur des sites à la surface du crâne
  • aux points d'acupuncture du corps, des mains ou des oreilles.

L'application de MICS n'importe où sur le corps est généralement sans danger, car le courant et l'énergie transmis sont trop faibles pour produire des effets thermiques ou électrolytiques sur les tissus vitaux. En aucun cas, les MACS ne doivent être appliqués sur le cerveau, car cela peut entraîner de graves lésions. Il est généralement déconseillé d'appliquer toute forme d'électrostimulation aux personnes épileptiques, aux femmes enceintes, aux patients cardiaques ou aux porteurs de stimulateurs cardiaques.

La validité de l’application du microcourant ?

L'intérêt du microcourant (petits courants électriques de moins d'un ampère) en physiothérapie a fait l'objet d'un débat animé. Ses partisans vantent des résultats systématiquement satisfaisants, tandis que ses détracteurs affirment que les bénéfices sont probablement dus à un effet placebo. Certains thérapeutes ont affirmé qu'il existait peu de preuves scientifiques et pratiques de l'intérêt du microcourant. C'est pourquoi, pour leur intérêt et celui des autres chercheurs sur la thérapie par microcourant, nous avons compilé une liste exhaustive, mais incomplète, de références en anglais relatives aux fondements théoriques et aux applications cliniques du microcourant. Vous pouvez la consulter ici .