Introduction

1L'électrostimulation est une technique exogène utilisé d'abord dans un objectif thérapeutique puis plus récemment en vue de favoriser la récupération. Celle-ci se présente sous différentes formes mais le principe de fonctionnement reste le même. L'objectif est de stimuler les cellules nerveuses afin de générer un potentiel d'action qui ira alors stimuler les cellules musculaires. Les différents outils présents sur le marché se différencient principalement par leurs caractéristiques techniques. En effet, une relation très étroite existe entre l'intensité et la durée des impulsions électriques et l'excitation des cellules nerveuses puis musculaires. Parmi les différentes gammes de stimulateurs, certains sont appelés stimulateurs « basse fréquence ». Il s'agit de stimulateurs ayant une fréquence de stimulation inférieure à 10 Hz et dont l'objectif est de déclencher des potentiels d'action au niveau des points moteurs en vue de générer la contraction d'un large volume musculaire. Cette contraction musculaire est alors théoriquement capable d'accélérer les flux sanguins (artériels et veineux) via notamment un effet de pompe. Cependant cette action reste théorique et très étroitement conditionnée par les caractéristiques techniques des stimulateurs dont la seule mention de la fréquence de stimulation ne suffit pas à garantir un effet réel sur le débit sanguin comme en témoigne la récente revue de questions de Babault et al. (2011). Parmi la large gamme d'outils présents sur le marché, le Veinoplus est l'un des rare à avoir démontrer son efficacité sur la stimulation du flux sanguin (Abraham et al. 2013 ; Griffin et al. 2010 ; Bogachev et al. 2011). Cependant son champ d'application étant d'abord médical, aucune étude n'avait jusqu'ici testé son efficacité dans le domaine du sport et plus précisément de la récupération. Son efficacité prouvée sur le flux sanguin conjuguée à son mode de fonctionnement non invasif et non douloureux pour les athlètes nous a ainsi conduit a mettre en place cette première étude publiée depuis dans le Journal of Athletic Training (Bieuzen et al. 2012).

1. Revue de la littérature

2La récupération musculaire est un facteur clé de la performance. Actuellement, le monde sportif a considérablement progressé dans le domaine de la programmation des charges d'entraînement. Cependant, les modalités de récupération sont souvent laissées à la charge de l'athlète ; or ce dernier omet régulièrement la récupération dans l'enchaînement des entraînements ce qui l'amène progressivement dans le secteur de la surcharge voire du surentraînement (Mackinnon et Hooper 1991). Sans programmation minutieuse de ces différentes modalités de récupération, il est bien établi que le maintien de la haute performance est d'ores et déjà compromis chez l'athlète. Le repos est alors souvent préconisé afin de reprendre des charges d'entraînement acceptables, aux intensités et volumes souhaités.

3Depuis quelques années, la possibilité de mieux récupérer a suscité beaucoup d'intérêt. Cette accélération de la récupération permet à certains athlètes de pouvoir continuer à s'entraîner ou à maintenir un état compétitif stable. Certaines modalités de récupération sont proposées, comme les massages (Weerapong et al. 2005), l'immersion en eaux chaude-froide (Bieuzen et al. 2013), l'oxygénation par hyperbarie, l'accélération du flux sanguin, l'électromyostimulation (EMS) [Babault et al. 2011] et ce, dans le but d'accélérer véritablement la régénération globale des athlètes (Calder 1996).

4Parmi les différentes méthodes citées, les techniques d'immersion et d'électromyostimulation sont certes régulièrement utilisées, mais elles suscitent de nombreuses questions sur le plan scientifique. Au moyen de ces techniques, l'objectif est, pour une part, de diminuer et d'éliminer plus rapidement les dommages musculaires créés par l'exercice. En effet, l'exercice physique génère des contraintes musculaires induisant une perturbation de l'homéostasie des cellules musculaires ou une inflammation locale (Ispirlidis et al. 2008). En plus des facteurs mécaniques de la contraction musculaire quantifiables à partir d'une performance, les réponses biologiques de certains marqueurs de dommages musculaires peuvent aussi être un reflet indirect particulièrement intéressant de ces contraintes. Plus particulièrement, les réponses des différentes enzymes telles que la créatine kinase (CK) ou le lactate déshydrogénase (LDH) permettent de renseigner sur le niveau de dommage musculaire du sportif (Brancaccio et al. 2008). Ainsi, l'élévation de leurs concentrations dans le sang après l'exercice témoigne d'un efflux de protéines à partir du muscle qui peut être en partie attribué à l'augmentation de la perméabilité de la membrane plasmique et/ou de la vascularisation intramusculaire (Cannon et al. 1990). D'autre part, la diminution de la capacité à reproduire une performance est également attribuée à une augmentation du contenu sanguin en sous-produits issus des réactions métaboliques, même si ceux-ci ne sont qu'un témoignage indirect des modifications intracellulaires au niveau de la cellule musculaire.

5Plusieurs solutions ont été proposées pour accélérer la restauration de l'homéostasie (au moyen d'améliorations de la circulation périphérique, du retour veineux et de la clairance des marqueurs des dommages musculaires). Parmi celles-ci, la répétition de contraintes mécaniques de compression de faibles intensités sur les membres inférieurs semble présenter un intérêt. En effet, les mouvements de contraction-relâchement des muscles des membres inférieurs, et plus particulièrement des muscles de la jambe, permettent de simuler un pompage et d'augmenter le débit sanguin, la translocation, l'élimination des métabolites, et de réduire le volume intracellulaire. D'un point de vue pratique, les techniques permettant ceci sont : l'immersion grâce à la pression hydrostatique, l'immersion alternée chaud/froid grâce aux vasoconstrictions/vasodilatations générées par le contraste de température et l'électromyostimulation basse fréquence (par exemple avec Veinoplus Sport^®).

2. But de l'étude et hypothèses

6Actuellement, les différents travaux portant sur la récupération et s'intéressant aux techniques stimulant le retour veineux sont très peu nombreux et ne présentent pas de consensus. Ceci est dû, pour une part, à la variabilité méthodologique des protocoles utilisés, mais également à l'inefficacité des outils préexistants. En outre, aucune des études ne s'est attachée à observer la récupération grâce à ces techniques sur des populations de haut niveau qui sont pourtant les plus susceptibles de les utiliser. Aussi, l'objectif de notre étude est de comparer cinq modalités de récupérations différentes en phase aiguë chez une population de sportifs de haut niveau suite à un exercice fatigant. Nous émettons l'hypothèse suivante : les techniques d'immersion en eau froide (« Froid »), de contraste (« CWT ») et d'EMS par technologie Veinoplus Sport^® permettraient de revenir plus rapidement à l'état original comparativement aux récupérations passive (« Passif ») et en eau tempérée (« Temp »).

3. Protocole expérimental

7Cinquante-six sujets sportifs issus de sports collectifs (football, rugby, volley-ball), hommes et femmes (âgés en moyenne de : 21,5 ± 4,6 ans, de poids moyen : 73,1 kg ± 9,7 et de taille moyenne : 176,7 ± 9,7 cm) ont participé à l'étude. Tous les sujets ont été familiarisés à chaque appareil lors d'une séance d'habituation préalable. L'étude s'est déroulée sur deux jours consécutifs. Au cours de la première journée, les sujets ont réalisé plusieurs tests d'évaluation avant et après un exercice intermittent fatigant (alternance de rameurs, repos et de sauts en 30"/30''pendant 2 x 10 min) et suite à la récupération. Puis, 24 h après l'exercice intermittent fatigant, les sujets ont de nouveau été soumis aux mêmes tests d'évaluation que la veille (Fig. 16.4. Protocole).

Figure 16.4. Protocole expérimental.

8Les tests d'évaluations mesuraient la force maximale volontaire (FMV) des muscles extenseurs des jambes, la puissance moyenne lors d'un test maximal de 30 s sur rameur (P30") et les paramètres suivants : hauteur, force, vitesse et puissance lors de sauts en contre-mouvement (SCM). Un dosage des marqueurs de souffrance musculaire (CK et LDH) à partir du plasma et une numération de la formule sanguine sur du sang entier ont été effectués pour chaque temps.

4. Protocoles de récupération

9Immédiatement après l'évaluation qui suivait l'exercice intermittent fatigant, chacun des groupes a été immergé en position assise dans des bains d'eau jusqu'au niveau de la crête iliaque pendant 20 min (excepté les groupes « Passif » et « EMS par technologie Veinoplus Sport^® » qui ont été installés sur une chaise pendant 20 min avec pour consigne d'effectuer le minimum de mouvements). Les groupes « Froid » et « Temp » ont été respectivement immergés à des températures de 12 °C et 30 °C. Le groupe « CWT » alternait, au cours de sept cycles de 1 min 30 s, une immersion à 10 °C et une à 38 °C.

10Toutes les données ont été moyennées et présentées avec un écart type (figures et tableaux). Une analyse de variance (ANOVA) avec des mesures répétées a été employée pour comparer les résultats en fonction des deux facteurs, groupe et temps. Le seuil de significativité a été fixé à p < 0,05.

5. Résultats

11Quel que soit le test réalisé, aucune différence significative entre les groupes n'a été observée pour les situations « Pré », « Post », « Post 1 h » et « Post 24 h ».

5.1 Tests de performance

■ Force maximale volontaire (FMV)

12Tous les groupes présentent une diminution significative (p < 0,05) de la FMV immédiatement après l'exercice en comparaison avec la situation « Pré ». Tous les groupes maintiennent cette différence en « Post 1 h » par rapport à la situation « Pré ». À « Post 24 h », les FMV de tous les groupes ne sont plus significativement différentes de leurs valeurs « Pré ».

■ Capacité anaérobie : P30"

13Tous les groupes présentent une chute significative (p < 0,05) de la P30" immédiatement après l'exercice intermittent fatigant (d'environ 10 %). Cette chute se maintient à « Post 1 h », excepté pour les groupes « CWT » et « Veinoplus Sport^® » dont les valeurs ne sont plus significativement différentes des valeurs « Pré ». À « Post 24 h », on observe un retour aux valeurs basales pour tous les groupes (Fig. 16.5).

Figure 16.5. Évolution de la puissance anaérobie moyenne lors du test maximal de 30 s sur rameur. CWT : contraste chaud/froid.

■ Force explosive : sauts en contre-mouvement

14Hauteur : Aucun groupe ne montre de différence significative (p < 0,05) de sa hauteur de saut immédiatement après l'exercice intermittent comparativement à la situation « Pré ». À « Post 1 h », tous les groupes présentent une diminution significative par rapport aux valeurs « Pré ». À « Post 24 h », on observe un retour aux valeurs initiales pour tous les groupes.

15Force, vitesse et puissance : Aucune différence significative n'est mesurée entre les groupes ou les temps lors des sauts maximaux (SCM).

5.2 Analyses biochimiques

Analyse enzymatique

16CK : Après récupération (« Post 1 h »), la concentration en CK plasmatique montre une élévation non significative (p < 0,05) pour chacun des groupes par rapport aux mesures en condition « Pré ». À « Post 24 h », les concentrations en CK plasmatique des groupes « Temp », « CWT », « Veinoplus Sport^® » et « Passif » sont significativement supérieures (p < 0,05) aux valeurs « Pré ». En revanche, le groupe « Froid » ne présente aucune augmentation significative 24 h après l'exercice par rapport à la situation « Pré » (Fig. 16.6).

Figure 16.6. Concentration en créatine kinase plasmatique, avant, 1 h et 24 h après l'exercice fatigant. IFC : immersion alternée eau froide/eau chaude.

17LDH : Aucune différence entre les groupes, ni aucune augmentation significative n'est mesurée à « Post 1 h » et « Post 24 h » par rapport à la situation « Pré » (p < 0,05).

■ Leucocytes

18À « Post 1 h », tous les groupes présentent une augmentation significative (p < 0,05) des taux de leucocytes, neutrophiles et monocytes par rapport à la situation « Pré », excepté pour le groupe « Froid ». À « Post 24 h », aucune différence significative n'apparaît par rapport à la situation « Pré », quel que soit le groupe.

6. Discussion

19L'objectif de notre étude était de comparer plusieurs modalités de récupération au cours du temps sur la restauration des performances anaérobies et des dommages musculaires (immersions tempérée, alternée - eau chaude et eau froide-, froide, électromyostimulation par technologie Veinoplus Sport^® et récupération passive) après un exercice intermittent fatigant chez le sportif de haut niveau. Nous avions émis l'hypothèse qu'à court terme, les immersions en eau froide, alternée et la récupération par Veinoplus Sport^® permettraient un regain de performance plus rapide que l'immersion en eau tempérée ou la récupération passive.

20L'analyse des résultats des tests de performance et biologiques nous permet de faire les constatations suivantes :

1. À « Post 1 h », seuls les groupe « CWT » et « Veinoplus Sport^® » retrouvent leurs valeurs basales de puissance anaérobie.

2. Seule l'immersion en eau froide permet de revenir à des valeurs basales en créatine kinase 24 h après l'exercice.

3. Aucune des techniques testées n'accélère la restauration des capacités de production de force ou d'explosivité à « Post 1 h ».

6.1 Tests de performances

21La littérature scientifique montre que la récupération par immersion ne permet pas de retrouver à court terme les capacités d'explosivité et de production de force (Goodall et Howatson 2008) ce qui témoigne incontestablement d'éventuels dommages musculaires. Nos résultats confirment ces observations. Quant à la FMV et aux SCM, il est suggéré que l'accélération des flux sanguin et lymphatique par la pression hydrostatique dans un muscle fatigué et/ou endommagé pourrait améliorer la récupération par le biais d'une meilleure microcirculation, d'une réduction de l'œdème et d'une clairance accélérée des métabolites. Nos résultats infirment donc cette hypothèse. Nous pouvons cependant suggérer qu'une profondeur d'immersion plus importante, engendrant donc une augmentation de la pression hydrostatique, pourrait augmenter de façon plus importante les flux. D'autre part, dans le cas de l'utilisation de la condition « CWT », certains travaux suggèrent qu'un temps inférieur à 2 min ne permettrait pas de refroidir ou réchauffer suffisamment en profondeur les tissus pour créer une action de pompage stimulant le flux sanguin (Wilcock et al. 2006).

22Contrairement aux mesures précédentes, celles réalisées sur rameur présentent un résultat original. En effet, alors que nous observons une diminution systématique de 10 à 15 % de la puissance anaérobie immédiatement après l'exercice (« Post »), seuls les sujets ayant pratiqué les récupérations par immersion alternée ou par Veinoplus Sport^® retrouvent un niveau proche ou identique à leur niveau initial 1 h après. Ce résultat présente l'intérêt de mettre en avant les techniques favorisant la stimulation du flux sanguin (artériel et veineux), lequel est efficace pour la restauration de la performance anaérobie. En effet, parmi toutes les techniques testées, seule l'immersion alternée et le Veinoplus Sport^® permettent en théorie de stimuler le flux sanguin (mesurée dans le cas du Veinoplus Sport^® par l'étude de Zuccarelli et al. 2005). Ainsi nos résultats montrent que ces techniques permettraient d'accélérer la restauration de la capacité anaérobie. Ce résultat peut s'expliquer par le vaso-pumping, la répétition de contractions/relaxations des muscles à faible intensité créant des mouvements sanguins. Ces mouvements augmentent la translocation des métabolites vers le sang, réduisent le volume du liquide intracellulaire et pourraient accélérer l'élimination des sous-produits métaboliques tels que le lactate. En effet, pour de nombreux auteurs, l'une des principales limites de la capacité à reproduire ce type d'exercice après une récupération courte est l'excès de métabolites dans les muscles sollicités, associé à une occlusion de la circulation sanguine. Ceci empêche alors la resynthèse de la phosphocréatine et l'élimination des métabolites tels que l'ADP, les radicaux libres, le dioxyde de carbone ou encore les ions hydrogènes (Bogdanis et al. 1996 ; Mika et al. 2007). Actuellement, aucune donnée n'est disponible dans la littérature concernant les effets des techniques améliorant le flux sanguin pour ce type d'exercice. Cependant, nos résultats permettent de penser que ces types de récupération amélioreraient la restauration de la puissance anaérobie grâce à une meilleure élimination des métabolites et un apport supplémentaire en sang artériel.

6.2 Inflammation et dommages musculaires

23L'un des principaux résultats de notre étude montre que la concentration en CK plasmatique revient à des valeurs basales 24 h après l'exercice fatigant uniquement pour le groupe ayant été immergé en eau froide. Au contraire, pour les autres conditions de récupération, celles-ci continuent d'augmenter. Nos résultats sont comparables à ceux d'études précédentes montrant qu'à partir de 24 h, un retour aux concentrations de repos est uniquement observé après une immersion en eau froide (Goodall et Howatson 2008 ; Vaile et al. 2008). La constriction des capillaires, la réduction de leur perméabilité et du flux sanguin sont parmi les hypothèses les plus souvent évoquées dans la littérature pour expliquer cette observation (Goodall et Howatson 2008). Ces mécanismes permettent ainsi de diminuer les dommages musculaires et la douleur. Cependant, certains auteurs suggèrent également que la cryothérapie permettrait de réduire la perméabilité membranaire, réduisant ainsi la fuite de la CK. D'autre part, bien que toutes les études précédemment citées présentent des diminutions de la CK plus importantes au cours du temps après une immersion en eau froide, seules celle de Vaile et al. (2008) et la nôtre observent cette diminution dès le premier jour qui suit l'exercice. Ceci peut s'expliquer, d'une part, par la nature des exercices fatigants générant différents types de dommages musculaires mais également et surtout par la spécificité de notre population qui, comme celle de Vaile et al. 2008, est régulièrement entraînée.

24Contrairement à ce qui est observé pour la créatine kinase, les concentrations en lactate déshydrogénase ne s'élèvent pas significativement après l'exercice, quel que soit le groupe observé. Ce résultat est similaire à ceux généralement signalés dans la littérature (Morton 2007 ; Vaile et al. 2008). Ce résultat est plus particulièrement comparable à ceux de Friden et al. 1983, qui observent une élévation de la CK sans modification de la concentration de la LDH, bien que l'exercice fatigant soit purement excentrique. Dans ce cas, la réponse de la LDH pourrait être liée à la taille du muscle affecté par le protocole fatigant. Ainsi, la réponse des enzymes CK et LDH diffère probablement parce qu'ils sont présents dans des zones structurellement différentes des sarcomères et parce que, par ailleurs, tout dépend du site primaire des dommages musculaires.

25Enfin, les résultats hématologiques confirment la présence d'une augmentation de la réponse inflammatoire. En effet, excepté pour le groupe immergé dans l'eau froide, le nombre de leucocytes, neutrophiles et monocytes augmente 1 h après l'exercice fatigant avant de retrouver une valeur basale 24 h après. Ce résultat est classiquement évoqué dans la littérature où il est montré que l'utilisation du froid permet de diminuer la réponse inflammatoire.

6.3 Limites à l'interprétation des résultats

26Afin que le lecteur conserve un regard critique sur cette étude, nous attirons son attention sur les marqueurs biologiques des dommages musculaires. En effet, bien qu'ils confirment largement les données de la littérature scientifique sur ce champ d'exploration, il demeure important de garder à l'esprit la limite suivante : l'exercice induit une hémoconcentration et/ou une hémodilution, ainsi que des altérations de la clairance des tissus qui peuvent affecter la concentration sanguine en CK (et potentiellement en LDH et en myoglobine) rendant sont interprétation complexe. Dès lors, la pertinence de l'utilisation de ces marqueurs en vue de caractériser la sévérité des dommages musculaires induits par l'exercice reste une question d'actualité. Pour cette raison, bon nombre d'auteurs préfèrent caractériser les dommages musculaires à partir de mesures de la force maximale volontaire (Paulsen et al. 2012).

Conclusion. Applications pratiques et perspectives

27Cette étude, qui a fait l'objet de deux publications scientifiques (Bieuzen et al. 2012 ; Pournot et al. 2011), apporte des précisions sur l'impact de l'immersion et de l'électromyostimulation par technologie Veinoplus Sport^® chez les sportifs de haut niveau. Les différentes conditions d'immersion (« CWT » et « Froid ») ont démontré un effet intéressant sur l'amélioration de la performance, la réduction des marqueurs indirects des dommages musculaires, et sur la diminution du processus inflammatoire dans le temps. De la même façon, l'utilisation du Veinoplus Sport^® présente un intérêt lors de la répétition d'un exercice maximal anaérobie d'une durée de 30 s environ.

28Ainsi, à partir de ces résultats (et dans un souci pratique), il semble possible d'affirmer que le Veinoplus Sport^® ou l'immersion alternée en eaux chaude et froide accélèrent la restauration de la performance lors de répétitions d'exercices sollicitant plus particulièrement le métabolisme anaérobie lactique. D'autre part, l'immersion eau froide présente un intérêt lorsque l'on souhaite limiter les marqueurs des dommages musculaires. Cependant, ceci n'est pas synonyme d'accélération du retour à la performance lors des tests que nous avons mis en place.

29Nous suggérons que les techniques stimulant le flux sanguin puissent être envisagées pour accélérer la récupération lors de courtes périodes tels qu'une mi-temps ou un changement en cours de jeu. Ces bénéfices ont d'ailleurs été très récemment confirmés dans une étude mettant en perspective la récupération par Veinoplus Sport^® et la restauration d'une performance de type sprints répétés consécutive à une période de repos de 15 min. En effet, cette dernière étude a permis de montrer que 15 min de récupération par Veinoplus Sport^® était aussi efficace que 15 min de récupération active, l'efficacité de ces deux récupérations étant par ailleurs largement supérieure à une récupération passive (Bieuzen et al. 2013).