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La cohérence cardiaque au service de la récupération | valdemarne.fr – mis à jour le 14/04/2023
Après un entraînement ou une compétition, la fatigue se manifeste en fonction de la charge de travail.
Cette fatigue est en sorte un mécanisme de protection censé empêcher l’épuisement des réserves énergétiques de l’organisme, Weineck (1).
Le danger pour le sportif serait de banaliser la fatigue ressentie.
Ainsi, il pourrait délaisser la phase de régénération au profit d’une trop grande charge d’entraînement, risquer d’épuiser rapidement ses réserves énergétiques et de voir diminuer sa capacité de performance.
La charge d’entraînement et la restauration qui lui succède se conditionnent réciproquement pour préserver sa santé et espérer atteindre la performance. Progresser c’est aussi savoir récupérer !
De nos jours, augmenter le volume et l’intensité des entraînements ne paraît plus être une piste unique d’amélioration de la performance.
L’amélioration des phases de récupération constituent un levier majeur pour optimiser le potentiel des sportifs (1).
Le meilleur entraîneur ou préparateur physique est celui qui sait gérer la récupération (Reiss et al) (2) et qui est capable de trouver les protocoles les plus adaptés pour recharger les batteries.
L’athlète ne peut être performant que s’il est en bonne santé pour pouvoir disposer de tout son potentiel.
L’entraineur doit sans cesse s’adapter, proposer des nouveaux entraînements pour que les effets soient les plus bénéfiques possibles.
Il en est de même pour la récupération. Afin de pouvoir faire récupérer les athlètes, l’intervenant dispose d’un panel varié de protocoles touchant différents types de dispositifs (la course à allure lente, la relaxation, la cryothérapie, l’électrostimulation, les massages, les étirements, l’alimentation …).
Il est important de souligner qu’il existe des réponses variables selon les individus face aux protocoles de récupération.
Il est nécessaire de mieux individualiser les exercices ou séances de récupération au regard des singularités de chacun.
C’est une véritable stratégie de récupération (2) qui doit être mise en place en construisant un ensemble de solutions individualisées qui évolueront tout au long de la saison sportive.
En considérant les propos ci-dessus, nous allons nous intéresser à la respiration et en particulier à la cohérence cardiaque.
Reconnue pour son action sur l’équilibre du système nerveux autonome et ainsi favoriser la santé, pourrait-elle être utilisée par les entraîneurs comme outil de récupération après les efforts ?
Grâce à l’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque, nous verrons comment nous pouvons individualiser les fréquences respiratoires et en mesurer les effets.
(Pour éviter les redondances de connaissances sur les grands principes de la VFC, je vous propose de relire l’article « VFC au service de la mesure de la fatigue de l’athlète », paru novembre 2022 (lien16)).
La cohérence cardiaque : historique et contextualisation de l’anti-stress naturel
Apparue aux USA au début du XXIe siècle et révélée en France par le Dr David Servan-Schreiber (3), la cohérence cardiaque est une pratique thérapeutique scientifiquement reconnue et bénéficie d’un crédit médical.
De récentes recherches en neuroscience et en neuro-cardiologie viennent renforcer cette caution.
La cohérence cardiaque est basée sur une respiration rythmée qui est recommandée par les médecins pour lutter contre le stress et l’anxiété.
Le but est de baisser l’hyperexcitation du système sympathique et l’activation de la cascade inflammatoire, Rozennkranz et al. 2016.
Notre corps est régi par deux grands systèmes nerveux.
Le système nerveux somatique (ou volontaire) gère notamment la parole, le mouvement et le système nerveux autonome (ou végétatif) régule des fonctions telles que la fréquence cardiaque, la tension et la digestion….
Ce dernier est divisé en deux systèmes : le système nerveux parasympathique qui permet au corps de se régénérer et le système nerveux sympathique qui permet au corps de passer à l’action.
La respiration est l’unique paramètre dépendant des deux systèmes puisque l’on respire sans y penser et que nous pouvons aussi contrôler notre respiration ou la bloquer.
La cohérence cardiaque est donc un outil de choix pour harmoniser les deux systèmes et parvenir à un équilibre parfois mis à mal par les entraînements.
En effet, suite aux sollicitations physiques, le corps doit retrouver son environnement stable et optimal : température, tension, glycémie, sécrétions hormonales fréquence cardiaque, fréquence respiratoire.
C’est le système nerveux autonome qui gère cette homéostasie de façon automatique et involontaire sur la quasi-totalité des régulations.
Le Dr Martin de l’institut de cardiologie de Montréal (07/10/2020) précise qu’en tant qu’« anti-stress naturel, la cohérence cardiaque rétablit l’équilibre du système nerveux autonome et permet à l’organisme de fonctionner à son plein potentiel ».
La cohérence cardiaque stimule l’énergie du corps pour mieux récupérer
Entrer en cohérence cardiaque, c’est tout simplement « limiter l’influence des effets négatifs de la situation actuelle ou d’une séance précédente ou d’une compétition à venir » (2).
« C’est un exercice actif de stimulation de l’activité parasympathique du système nerveux autonome » Schmitt, Insep.
Nous pourrions donc considérer que le recours à la cohérence cardiaque pour les préparateurs physiques et les entraîneurs serait un moyen à court terme de rentrer plus rapidement dans un état de récupération.
L’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque (FC)permet de vérifier ces effets par l’observation de la hausse des paramètres du système parasympathique tels que son énergie sous forme d’ondes de hautes fréquences (HF), les écarts entre chaque battement (RMSSD) et la baisse de la FC entre autres.
- Les bénéfices pour la santé
Les chercheurs ont pu démontrer que les bienfaits sur la santé en luttant contre la fatigue et les divers stress sont immédiats.
Il se produit un apaisement dont les effets bénéfiques durent entre 3 à 6 heures en fonction du mode de vie : la fréquence cardiaque et la tension artérielle baissent et les études ont constaté des augmentations du taux de la DHEA (hormone de jouvence), des ondes alpha qui préservent la mémoire, de l’hormone ocytocine (7) (qui procure le bonheur, le plaisir, la confiance, la détente).
La cohérence cardiaque stimule la production de neurotransmetteurs comme la sérotonine et la dopamine qui sont les hormones du bien-être et du bonheur, qui aident à réguler le stress, la pression artérielle et qui augmentent le sentiment de confiance.
Si la pratique devient régulière, au bout de deux semaines, on note une diminution de la tension artérielle, une augmentation de la concentration, de la mémorisation et d’un système immunitaire plus performant (notamment face aux inflammations), Fédération Française de Cardiologie le 21/05/2021.
Selon Lehrer (13), l’amplitude des oscillations qui se produit à chaque respiration à tendance à être plus grande chez les personnes en bonne santé que chez les personnes malades, chez les jeunes que chez les personnes âgées.
- Les bénéfices pour l’accès à la performance sportive
Kramer et al. (10) ont montré que les sujets entraînés à la cohérence cardiaque ont amélioré leur performance sur les tâches exigeant un contrôle exécutif.
Elle permet de gérer ses émotions et de lutter contre le stress, l’anxiété, de donner confiance en soi mais aussi d’augmenter la VO2 max, l’agilité sportive, les performances aérobies mais aussi une plus grande stabilité des performances ainsi qu’une récupération physique accrue et une meilleure régulation de la glycémie.
Plusieurs études ont montré des effets bénéfiques en danse, basket-ball, course longue, golf, volley-ball, tir à l’arc et en base Ball (14).
Quand et comment pratiquer la cohérence cardiaque
Le docteur David O’Hare (4), spécialiste d’une notoriété internationale, développe en Europe sa vision de la cohérence cardiaque en proposant sa méthode 365.
Elle consiste à effectuer trois fois par jour à un rythme de fréquence respiratoire de six respirations par minute soit 5 secondes d’inspiration suivi de 5 secondes d’expiration sur une durée de cinq minutes, être dans un endroit calme, sans bruit et sans distraction.
On préconise de réaliser la session d’exercices respiratoires au moment du lever puis 4 à 5 heures plus tard (pour les sportifs après l’entraînement du matin) avant le déjeuner, puis en fin d’après-midi ou après l’entraînement et enfin avant de se coucher pour dissiper tous les soucis ou stress accumulés.
Stimulant le système parasympathique et activant le système digestif, la pratique d’exercices de cohérence cardiaque avant les repas est intéressante pour une meilleure digestion.
Les positions les plus adaptées sont « assis ou debout » avec le ventre et le dos libre de leurs mouvements.
Les effets de la respiration sur la fréquence cardiaque et sur la ventilation pulmonaire :
- L’arythmie respiratoire sinusale (ARS)[1] est observée sous forme d’oscillations visuelles de la courbe de la fréquence cardiaque (figure 2).
Lorsque nous inspirons, le système parasympathique partiellement inhibé et le système sympathique est stimulé, ce qui produit une accélération de la FC.
Lorsque nous expirons c’est l’inverse qui se produit. On observe des oscillations de la FC d’amplitudes variées en fonction de la profondeur de la respiration.
Phénomènes naturels, ces dernières sont principalement sous l’influence du système parasympathique et représentent un bon reflet de son activité.
- L’inspiration : avant chaque inhalation, la pression de l’air dans les poumons est égale à la pression de l’air atmosphérique.
Donc, pour que l’air rentre dans les poumons, il faut que la pression alvéolaire devienne inférieure à la pression atmosphérique.
Cette condition est rencontrée lorsque le volume des poumons augmente.
La première étape de l’expansion des poumons au cours de l’inhalation au repos implique la contraction du principal muscle squelettique respiratoire.
Il est en forme de dôme, c’est le diaphragme. Sa contraction le fait s’aplatir, ce qui l’abaisse de 1 cm et du coup augmente le volume de la cage.
Ainsi, il se produit une différence de pression et l’air s’inhale d’environ 500 ml.
Mais au cours d’une inspiration profonde, le diaphragme s’abaisse de 10 cm, ce qui produit une différence de pression plus marquée et une inhalation de 2 à 3 litres.
Le diaphragme est responsable de 75% de l’air inspiré puis les 25% restants sont liés à la contraction des intercostaux et des muscles accessoires (scalène et petits pectoraux) qui soulève les côtes et ainsi augmente le volume.
Le principe d’inhalation est actif car il implique des contractions musculaires.
- L’expiration : est un processus passif car aucune contraction musculaire est associée.
Au contraire, l’expiration est liée à la rétractation élastique de la paroi thoracique et des poumons.
Tout simplement, l’ensemble revient à leur position d’origine après avoir été étiré.
L’expiration peut devenir active si la respiration est profonde comme lors d’un exercice.
Alors, les muscles expiratoires se contractent (abdominaux, intercostaux internes), ce qui augmente la pression.
Cette contraction abdominale fait descendre les côtes inférieures et comprime les viscères, ce qui force le diaphragme à monter.
- Les parois des voies aériennes et spécialement les bronchioles présentent une résistance au flux normal d’air entrant et sortant des poumons.
A l’inspiration, le système nerveux sympathique induit la relaxation des muscles lisses des bronchioles pour qu’elles s’élargissent.
Et à l’expiration, c’est le système nerveux parasympathique qui induit des contractions des bronchioles, ce qui augmente la résistance de celles-ci.
En connaissance de cause, l’entraîneur propose une respiration dite diaphragmatique.
Elle consiste en des mouvements de l’abdomen vers l’extérieur pour favoriser la descente du diaphragme et augmenter la pression, ce qui permet au joueur d’augmenter le débit de l’air tout en gardant le plus longtemps possible les bronchioles ouvertes pour favoriser les échanges gazeux (cf. figure 3), c’est-à-dire la diffusion de l’O2 et du CO2.
Donc, il est intéressant de maintenir pendant l’expiration une pression élevée le plus longtemps possible pour favoriser les échanges.
Ainsi, l’entraîneur propose d’expirer avec les lèvres pincées comme si on soufflait dans une paille.
[1] L’arythmie respiratoire sinusale est le fait que lorsque l’on inspire la FC accélère et lorsque l’on expire la FC ralenti : cela donne une courbe sous forme de vague plus ou moins creusé selon l’amplitude.
L’être humain est capable de contrôler sa fréquence respiratoire pour la rythmer.
Il dispose d’un centre de régulation respiratoire qui est sous diverses influences, Tortora et Derrickson (15).
L’influence corticale : nous sommes à même d’influencer volontairement notre façon de respirer.
Nous pouvons aussi arrêter de respirer mais nous ne pourrons pas le faire jusqu’à l’asphyxie car l’accumulation du CO2 et des ions H+ provoque instinctivement des impulsions nerveuses vers le centre de régulation pour que la respiration se poursuive, que la personne le veuille ou pas.
Nos émotions comme l’anxiété mais aussi la température et la tension artérielle (si la PA baisse alors la FR monte) peuvent également stimuler notre fréquence respiratoire.
Il faut cependant faire attention à l’hyperventilation : une fréquence respiratoire trop rapide et/ou avec trop d’amplitude permet d’inhaler plus d’O2 et d’éliminer plus de CO2.
C’est un état hypercapnie car l’équilibre gazeux du sang n’est plus respecté et le sportif peut ressentir des étourdissements, vertige voir pouvant amener à l’évanouissement.
La technique de respiration pour contrôler la ventilation est :
Inspirer par le nez en gonflant son ventre sans mobiliser le haut du thorax ; placer une main sur le ventre et une main sur le thorax (cette dernière ne doit pas bouger) et expirer par la bouche à un débit lent et contrôler (lèvres pincées) pour vidanger encore plus le CO2 des territoires alvéolaires les plus éloignés en maintenant ces derniers les plus longtemps ouverts.
La mobilisation du diaphragme est primordiale car son innervation (nerf phrénique) est reliée au nerf vague (qui stimule le système parasympathique).
La diminution du rythme respiratoire par la respiration diaphragmatique active donc l’activité nerveuse parasympathique tout en supprimant l’activité nerveuse sympathique (5) et a pour conséquence l’apparition d’une sensation de calme, de bien-être et de sérénité.
L’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque permet de déterminer la meilleure fréquence respiratoire.
Lorsque l’on respire de manière instinctive et non réfléchie, le visuel de la courbe de la FC est très chaotique (figure 4).
On apparente ce visuel à de l’anxiété, à de la fatigue, à divers stress…
Par contre, lorsque nous demandons à la personne de suivre une fréquence rythmée, on aperçoit une certaine cohérence.
La fréquence respiratoire qui procure la plus grande énergie sur l’analyse de la VFC est la fréquence retenue appelée fréquence de résonance ou harmonique selon Lehrer.
Ce phénomène est encore accentué si l’effet est observable en temps réel grâce à un biofeedback (9).
Utiliser un capteur enregistrant leur FC et connecté à un écran de sortie leur permettant de visualiser l’influence que l’état de stress ou la respiration peuvent entraîner comme modifications des paramètres. Vaschillo (9) préconise au moins 4 séances de biofeedback pour bien maîtriser la technique de respiration en relation avec l’effet visuel.
Mise en œuvre au sein de l’équipe professionnelle de handball de Créteil
Le déroulement du protocole cohérence cardiaque de l’équipe professionnelle de handball de Créteil
Les joueurs de l’équipe professionnelle de handball de Créteil s’entraînent 1 à 2 fois par jour, ils disputent un championnat très chargé où les victoires sont précieuses.
L’enchaînement des entraînements sont éprouvants pour le corps et l’esprit.
La récupération est capitale pour pouvoir enchaîner et optimiser les diverses sollicitations tout en préservant sa santé.
Le protocole de respiration sous cohérence cardiaque à fréquence de résonance parait être une solution intéressante car elle demande peu de temps, est individualisée, et offre aux joueurs la possibilité de l’effectuer en fonction de leurs besoins à tout moment de la journée.
Ce pourrait être un outil supplémentaire au bain froid, aux massages…. Et ainsi gagner du temps à la récupération.
La cohérence cardiaque sous fréquence de résonance a-t-elle un impact sur la récupération des joueurs ?
Ce protocole permet-il de gagner du temps en enclenchant après les efforts le processus de récupération du corps ?
Voici les différentes étapes concernant la découverte de la fréquence de résonance pour chaque joueur et de l’évaluation de son efficacité :
- Etape 1 : Recherche de fréquence de résonance concernant les joueurs professionnels de Créteil Handball (exemple de recherche pour un joueur)
Dix minutes après l’entraînement, les joueurs installés en position assise, sont invités à respirer à un rythme imposé sous différentes fréquences (de 6,5 à 4,5 respirations par minute) en suivant un stimulateur visuel (Cohérence Cardiaque plus) présenté sur un écran.
Les participants inspirent par le nez de manière diaphragmatique lorsque le stimulateur visuel se déplace verticalement vers le haut et expirent avec les lèvres pincées lorsqu’il se déplace vers le bas.
Il n’y a pas de pause entre les respirations, sauf dans le cas où les joueurs terminent leur expiration avant que le stimulateur n’atteigne la limite basse.
Dans ce cas, on leur demande de suspendre leur respiration et de recommencer exactement lorsque le stimulateur a atteint la partie basse.
S’ils terminent l’inspiration avant que le stimulateur n’atteigne son maximum, ils sont autorisés à commencer à expirer tôt.
L’élément respiratoire clé était que chaque inhalation doit se synchroniser avec la limite basse du stimulateur.
Une courte période de formation et de pratique est utilisée pour montrer aux participants comment éviter l’hyperventilation et réduire les efforts respiratoires.
Le temps de respiration est de 3 minutes puis 1 minute 30 s de pause libre sur place pour ensuite enchaîner avec une autre fréquence rythmée.
Ci-dessous, l’analyse de la VFC sous différente fréquence de respiration :
- Etape 2 : Evaluer les bénéfices de respiration sous fréquence de résonance (exemple sur un joueur)
10 minutes après l’entraînement, nous avons demandé aux joueurs de relever leur HRV sur 5 minutes en position couchée, d’effectuer 5 minutes de cohérence cardiaque assis sous fréquence individualisée puis attendre 5 minutes avant de relever à nouveau leur HRV sur 5 minutes. (Figure 6).
Confirmation que le protocole est une plus-value à la récupération car on observe après 5 minutes, toujours un gain d’énergie HF, hausse RMSSD et la baisse de la FC.
- Bilan du protocole cohérence cardiaque de l’équipe professionnelle de handball de Créteil
Nous confirmons que la respiration pendant 5 minutes sous fréquence de résonance apporte un intérêt aux joueurs de l’équipe puisqu’elle permet d’enclencher rapidement, après les efforts le processus de récupération en stimulant le système parasympathique, observés avec les valeurs suivantes : FC qui baisse, RMSSD et HF en hausse.
| Résonance | AV | POST | % |
|---|---|---|---|
| FC | 66,3 | 59,8 | -9,8 |
| RMSSD | 64,8 | 66,1 | 41,2 |
| LF | 2045 | 2728 | 33,4 |
| HF | 972 | 2017 | 107,5 |
Pour aller plus loin , il serait intéressant de vérifier si des phases d’apnées et des temps d’expiration prolongés seraient également une plus-value.
Conclusion
Lorsqu’on est stressé, fatigué, on bloque notre respiration : notre inspiration et notre expiration deviennent rapides et superficielles voire même hyperventilées.
Le système nerveux sympathique est activé et sécrète de l’adrénaline et de la noradrénaline.
Il se produit aussi un déséquilibre au niveau du sang (manque de CO2) qui entraîne une alcanisation du métabolisme corporel.
Un métabolisme trop alcalin apporte une montée du calcium dans les muscles et les nerfs, ceux -ci deviennent hyperactifs : muscles tendus.
Dans ce cas, la personne est constamment sur le qui-vive avec des difficultés pour s’endormir qui pourraient amener de la fatigue chronique, une perte de concentration et une baisse de la faculté de récupérer.
Puis à l’extrême, il peut y avoir un épuisement des cellules nerveuses fabriquant la noradrénaline, c’est un risque vers la déprime, le burn out, ce sentiment de ne jamais s’en sortir.
A l’inverse, si on relance le système parasympathique grâce à une respiration diaphragmatique rythmée lente, ample et profonde, la sécrétion d’endorphine va augmenter (qualifiée d’opinoïde car elle a une action similaire à l’opium et à la morphine).
Le sentiment de calme, d’euphorie se fait alors sentir et la quantité de CO2 et d’O2 contenue dans le sang correspond exactement aux besoins de l’organisme.
L’acidité du sang (PH) retrouve sa valeur normale, ainsi que la détente des muscles, on désamorce le système nerveux sympathique. En agissant sur les poumons grâce à la respiration, nous agissons sur tout l’organisme.
Patrice BURNEL – UPEC
Références
- Manuel d’entraînement. Jürgen Weineck, Edition Vigot 1986.
- La bible de la préparation physique. Reiss et Prévost, Edition Amphora 2013.
- Guérir le stress, l’anxiété, la dépression sans médicaments, ni psychanalyse Poche – 16 mai 2011 de David Servan-Schreiber
- Cohérence cardiaque 365. Dr. David 0’Hare. Edition Thierry Souccar 2019.
- Effects of Diaphragmatic Breathing on Health: A Narrative Review 2020 oct. Hidetaka Hamasaki
- Treatment of Major Depressive Disorder with Iyengar Yoga and Coherent Breathing: A Randomized Controlled Dosing Study, Chris C, 2017.
- Happiness & Health: The Biological Factors- Systematic Review Article, Dariush DFARHUD, Maryam MALMIR, and Mohammad KHANAHMADI, November 2014. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4449495
- Leher P.M., Vaschillo E., Vaschillo B. Resonant Frequency Biofeedback Training to Increase Cardiac Variability: Rationale and Manual for Training. Appl. Psychophysiol. Biofeedback. 2000;25:177–191. doi: 10.1023/A:1009554825745.
- Vaschillo E.G., Vaschillo B., Lehrer P.M. Characteristics of resonance in heart rate variability stimulated by biofeedback. Appl. Psychophysiol. Biofeedback. 2006;31:129–142. doi: 10.1007/s10484-006-9009-3.
- AF Kramer, S. Hahn, NJ Cohen, MT Banich, E. McAuley, CR Harrison, J. Chason, E. Vakil, L. Bardell, RA Boileau et A. Colcombe, Ageing, fitness and neurocognitive function, Nature 400 (1999 ), 418–419
- Vaschillo, E., Vaschillo, B., & Lehrer, P. (2004). Battement de cœur se synchronise avec le rythme respiratoire uniquement dans des circonstances spécifiques. Poitrine, 126,1385–1387
- Yasuma, F., & Hayano, J.-I. (2004). Arythmie sinusale respiratoire : pourquoi le rythme cardiaque se synchronise-t-il avec le rythme respiratoire ? 125(2), 683–690.
- Le biofeedback de la variabilité de la fréquence cardiaque améliore la santé et les performances émotionnelles et physiques : une revue systématique et une méta-analyse Paul Lehrer, 2020
- Effet de la VFC entraînement biofeedback sur la performance de l’athlète sur piste. Rakesh Choudhary, Vishwajeet Trivedi, Sakshi Gaur Choudhary. 2016
- Anatomie et physiologie de Tortora et Derrickson, 5° édition Deboeck, 2018