Salud UIS
Efectos fisiológicos de la crioterapia Maria Cristina Sandoval Ortiz,1 Esperanza Herrera Villabona,1 Diana Marina Camargo Lemos,2 Monica Jerez,3 Sonia L. Rivera,3 Gerlyn C. Caceres,3 Nelson M. Osses,3 Laura C. Piamonte,3 Sandra G Celis.3 El frío es una de las modalidades físicas más utilizadas por el fisioterapeuta para el manejo de lesiones musculoesqueléticas, pues genera disminución de la temperatura tisular, del metabolismo celular, de la velocidad de conducción nerviosa, del dolor y del espasmo muscular. Además, facilita la realización del ejercicio terapéutico para mejorar la funcionalidad del individuo. Los efectos de la crioterapia están condicionados por aspectos relacionados con la termorregulación corporal y las propiedades termodinámicas de las modalidades de enfriamiento. Aunque existen varios estudios sobre el tema, aún no se tiene un consenso con respecto a los parámetros de aplicación tales como el tipo de modalidad, el grado de enfriamiento y el tiempo óptimo de aplicación. En esta publicación se revisan las etapas de enfriamiento, los mecanismos de termorregulación corporal, los efectos fisiológicos del frío y las propiedades de algunas modalidades de enfriamiento Salud UIS 2007; 39:62-73 Palabras claves: Crioterapia Termorregulación Velocidad de conducción nerviosa The cold is one of the most used physical modalities more used for the management of musculoskeletal disease, because it produces to diminish of tissular temperature, cellular metabolism, nerve conduction velocity and also pain and muscular spasm. Beside, it facilitates the therapeutic exercise for increase the individual’s functionality. The effects of cryotherapy are influenced for corporal thermoregulation and thermodynamic properties of the cold modalities. Although there are several studies about this topic, there’s still no consensus with respect to the application parameters such as the type of modality, the cooling grade and the optimal time application. In this publication the cooling stages, the thermoregulation mechanisms, the physiological effects of cold and the properties of some cooling modalities are reviewed Salud UIS 2007; 39:62-73 Key words: Cryotherapy – Thermoregulation – Nerve conduction velocity
INTRODUCCIÓN El frío es una de las modalidades físicas más utilizadas por el fisioterapeuta para el manejo de lesiones musculoesqueléticas, pues genera disminución de la temperatura tisular, del metabolismo celular, de la velocidad de conducción nerviosa, del dolor y del espasmo muscular. Además, la crioterapia facilita la realización del ejercicio terapéutico para mejorar la funcionalidad del individuo.1-6 Las modalidades de enfriamiento difieren en cuanto a su efectividad. Aunque existen diversos estudios sobre el tema, es difícil compararlos y evaluar su validez, porque la mayoría utiliza pequeños tamaños de muestra y los aspectos metodológicos difieren entre sí, en relación con 1
Docente asociada escuela de fisioterapia Universidad Industrial de Santander 2 Docente asistente escuela de fisioterapia Universidad Industrial de Santander 3 Estudiantes séptimo semestre de fisioterapia Correspondencia: Maria Cristina Sandoval Ortiz Universidad Industrial de Santander – escuela de fisioterapia. kra. 32 no. 29 – 32 bucaramanga – Colombia E-mail: sandoval@uis.edu.co Recibido: Agosto 11 2006 Aceptado: Noviembre 28 2006
las áreas y los segmentos corporales sometidos a enfriamiento y los procedimientos utilizados para la aplicación de cada modalidad, los cuales en algunos casos no son suficientemente descritos. La efectividad de la crioterapia depende también de la actividad física realizada por el sujeto después del enfriamiento, pues ésta influye sobre la disminución del metabolismo intracelular inducido por el frío. Hasta el momento en la literatura revisada se encuentra poca evidencia al respecto7, pues en la mayoría de los estudios el seguimiento de la temperatura en la zona tratada después del enfriamiento, se realiza manteniendo al sujeto en reposo.7-15 El propósito de esta revisión es analizar los efectos fisiológicos del frío, las respuestas de termorregulación corporal y las propiedades de algunas modalidades de enfriamiento. Estos aspectos deben tenerse en cuenta para aplicación de la crioterapia por parte del fisioterapeuta y otros profesionales de la salud. 1. DESCRIPCION GENERAL DE LA CRIOTERAPIA El uso de la crioterapia se remonta al siglo IV a.C. en la época de Hipócrates, quien la recomendaba como tratamiento en las lesiones musculoesqueléticas
62
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
agudas.16, 17 A través de los años también ha sido empleada para la disminución del dolor, la reducción de la espasticidad muscular, el mejoramiento del rango de movimiento (ROM), la estimulación de la circulación y el tratamiento posquirúrgico de procedimientos artroscópicos.1 La crioterapia es la aplicación local o sistémica de frío con fines terapéuticos16. Frente a otras modalidades físicas posee varias ventajas, pues sus efectos adversos son limitados, es fácilmente disponible y de bajos costos.1 Durante su aplicación se diferencian cuatro etapas. La primera ocurre durante los primeros minutos de aplicación (1 - 3min), tiempo en el cual la persona experimenta una sensación de frío por la estimulación de los termorreceptores.4, 5 En la segunda etapa (2 a 7 min.) la sensación se convierte en un dolor profundo y agudo.3 Hansel citado por Knight,5 lo describe como un dolor de carácter lento, irradiado intensamente hacia las áreas adyacentes. La intensidad de dicho dolor parece estar relacionada con la temperatura (Tº) de la modalidad, por lo cual a una menor Tº se percibe un dolor más rápido e intenso. Posteriormente se presenta una sensación quemante o punzante, que al inicio de la etapa aumenta gradualmente y al final se reduce. El frío puede causar una lesión tisular que estimula las terminaciones nerviosas o las fibras dolorosas. 5 Greenfield y Abramson citados por Knight,5 concluyeron que el dolor severo se debe a la vasoconstricción, la cual está mediada por la estimulación subsecuente de los nociceptores. El momento de aparición del dolor depende de la velocidad de descenso de la Tº de la piel, generando una relación inversa entre dolor, Tº y velocidad de enfriamiento. En la tercera etapa (5 a 12 min.) se alcanza una sensación de adormecimiento o anestesia local, definida por una disminución en la conducción de las fibras nerviosas sensoriales. En este punto, el dolor y el espasmo reflejo se inhiben, interrumpiéndose el ciclo dolor-espasmo - dolor.4 Teóricamente el cambio en la descarga del huso neuromuscular (HNM) puede ser causado por el efecto del frío sobre las fibras extrafusales, las intrafusales o las terminaciones nerviosas.6 Eldred citado por Lehman,6 encontró que a bajas temperaturas se reduce la tasa de disparo del HNM, debido a los cambios generados en las terminaciones nerviosas sensoriales y en la estabilidad de sus membranas. Lippold y col citados por el mismo autor, midieron el estiramiento mínimo al cual se produce
63
Salud UIS
un potencial de acción en las fibras eferentes gamma del huso, concluyendo que a bajas temperaturas se requiere un mayor estiramiento para producir una respuesta. Según Knight,5 en esta etapa ocurre una adaptación al dolor originado por el frío, la cual es específica para la parte del cuerpo tratado y depende de la temperatura de la modalidad, así como de la actividad que el individuo realice durante la aplicación. También es posible que se presente una adaptación psicológica, derivada de la exposición repetida al frío que permite una mayor tolerancia al dolor inducido por su aplicación, probablemente porque se reconoce como una experiencia transitoria. Se ha afirmado que la aplicación local del frío reduce el dolor mediante un efecto analgésico más que anestésico, debido a que la discriminación de dos puntos y la topognosia no se ven afectadas por bajas temperaturas.5, 18 Por otra parte Ingersoll y Mangus, citados por Knight,5 recomiendan usar el término hipoalgesia al referirse al alivio del dolor causado por frío, debido a que la crioterapia produce disminución del dolor, más no su desaparición total. La etapa final de la aplicación del frío (12 a 15 min.), la cual está poco documentada, produce una relajación profunda del tejido sin incremento del metabolismo.4 Existen pocas situaciones clínicas que limitan el uso de la crioterapia; sin embargo se han reportado contraindicaciones absolutas cuando se presenta la hipersensibilidad al frío o el fenómeno de Raynaud, el cual consiste en un vasoespasmo que puede ser exacerbado por el frío o el stress, presentando episodios de palidez, cianosis, rubor y coloración normal de los dedos; además puede acompañarse de entumecimiento, prurito o quemazón. 17 Existen contraindicaciones relativas que incluyen ciertas condiciones reumatoideas y hemoglobinuria, disfunción renal e hipertensión secundaria.4, 16, 19, 20 2. MECANISMOS DE REGULACION CORPORAL El enfriamiento y el calentamiento corporal dependen de los mecanismos de termorregulación coordinados por el hipotálamo, el cual recibe aferencias de las terminaciones nerviosas libres y de los receptores térmicos de la piel y detecta las variaciones de temperatura en la sangre que lo irriga, con el fin de iniciar respuestas para la disipación o conservación del calor.21 Durante la exposición al frío se desencadenan diferentes mecanismos de termorregulación como la vasoconstricción de los vasos
Salud UIS
Efectos fisiológicos de la crioterapia
Figura 1. Modelo de termorregulación durante la inmersión en agua fría24 sanguíneos de la piel, efectuada por el Sistema Nervioso Simpático (SNS), que conduce a una redistribución del flujo sanguíneo; otras reacciones inducen el aumento de la actividad voluntaria, el temblor muscular y la secreción de hormonas suprarrenales como la adrenalina y noradrenalina.22
Finalmente, la evaporación constituye el principal mecanismo de defensa contra el exceso de calor, debido a que las glándulas endocrinas estimulan la producción de sudor, el cual alcanza la piel al evaporarse y la enfría disminuyendo la temperatura de la sangre que está en contacto con ella.21
El control de la temperatura corporal está dado por el equilibrio entre la ganancia y la pérdida de calor. La producción de calor depende del metabolismo basal de todas las células del cuerpo, del metabolismo extra producido por la actividad muscular, de la ingesta de alimentos y del efecto de algunas hormonas como la tiroxina 21, 22. Igualmente existen otros factores que determinan la pérdida de calor como la velocidad con la cual se conduce desde su lugar de producción a la piel y la rapidez con que se transfiere posteriormente al entorno21. Dicha transferencia de calor se da por métodos de radiación, conducción, convección y evaporación.21 -23
2.1 Centros de regulación En la figura 1 se presenta un diagrama de termorregulación durante la inmersión en agua fría, en el que se propone que durante el enfriamiento el centro integrador recibe las señales aferentes provenientes de los receptores térmicos centrales y periféricos que determinan las respuestas apropiadas a través de comandos eferentes, los cuales involucran mecanismos de vasoconstricción y temblor muscular. Estas acciones en conjunto con la pérdida de calor generada por convección y por evaporación del agua en las vías respiratorias, condicionan el almacenamiento de calor en el cuerpo. (Fig. 1)24
La radiación consiste en la pérdida de calor en forma de ondas caloríficas electromagnéticas desde el cuerpo hacia el entorno, sin necesitar contacto molecular entre los objetos. De otro lado, la conducción se refiere a la transferencia directa de calor de un cuerpo a otro y depende del gradiente de temperatura entre la piel y las superficies que la rodean. 21 La convección es la eliminación de calor mediante corrientes de aire; está determinada por la rapidez con la que el aire cercano al organismo se intercambia una vez se calienta. 21, 22
2.2 Factores que afectan la termorregulación La regulación de la temperatura corporal depende de diversos factores como la actividad física, la fase del ciclo menstrual de la mujer y la edad. 25 - 27. Se ha sugerido que cuando se da un enfriamiento posterior al ejercicio hay riesgo de hipotermia, dado que puede producirse una disminución acelerada y acentuada de la temperatura, debido a retrasos en la termorregulación y a la redistribución del calor hacia las partes activas del
64
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
cuerpo.25 Adicionalmente Chesterton y col,8 mencionaron que al aplicar frío postejercicio se produce un rápido calentamiento de la modalidad de enfriamiento, que limita la obtención de los efectos fisiológicos deseados. De otra parte Barton citado por Kolka,26 afirma que la progesterona incrementa la temperatura, mientras que el estrógeno la disminuye. Las concentraciones de estas hormonas varían de acuerdo con la etapa del ciclo menstrual, factor que también produce cambios en la T° corporal . En la revisión realizada por Kenney y col,27 se sugiere que los valores basales de temperatura disminuyen con el incremento de la edad, puesto que se presenta un proceso degenerativo normal que resulta en la atenuación de la respuesta vasoconstrictora, en la pérdida de masa muscular activa y en la disminución de la producción del calor metabólico. 3. EFECTOS FISIOLÓGICOS DEL FRÍO La reacción inicial a la aplicación de frío comprende el descenso de la Tº de la piel y la vasoconstricción local directa y persistente de los vasos superficiales acompañada por la misma respuesta generalizada por acción refleja del sistema nervioso central (SNC), la cual se posterga por la activación del hipotálamo posterior, a través del retorno venoso sanguíneo. La disminución de la Tº tisular conlleva además a una reducción del consumo de O2, evidenciado en la saturación del flujo sanguíneo venoso, que se incrementa desde un 70 a un 80%.16 Según Knight y Zachariassen citados por Chesterton y col,8 a temperaturas cercanas de 10 - 11ºC se obtiene una disminución de la actividad enzimática metabólica. Otro efecto fisiológico del frío es la disminución del dolor. Se ha planteado que este efecto puede deberse a la influencia del frío sobre el ciclo dolor-espasmo muscular, que usualmente se presenta para inmovilizar y proteger una zona álgida y que genera isquemia y un alto consumo de nutrientes. También se ha propuesto que el frío estimula áreas centrales de recepción del dolor a través de descargas de impulsos de frío que compiten con la transmisión de los impulsos dolorosos, bloqueando la sensación del dolor. Cuando ésta es superada, el arco reflejo se interrumpe y los impulsos motores causan cese del espasmo muscular. Así la relajación del músculo esquelético se supone que ocurre con la desaparición del dolor. Es posible entonces que el frío pueda producir analgesia por disminución de la conducción nerviosa y de la actividad receptora, por inhibición competitiva dentro del SNC, o por
65
Salud UIS
una combinación de ambos mecanismos.16 Una explicación teórica para la disminución del dolor por aplicación del frío es la acción local anestésica del frío sobre las fibras del dolor. El frío disminuye la velocidad de conducción nerviosa (VCN), aunque no la bloquea completamente, hasta que la temperatura del tejido nervioso disminuye a 10 o 15ºC.16 Según Knight5 la velocidad de conducción nerviosa motora (VCNM) disminuye en forma lineal cuando la Tº de los tejidos se reduce y el nervio comienza a aumentar su umbral de activación. La crioterapia ha sido utilizada en el tratamiento del dolor postquirúrgico. Holmström y col, 28 comprobaron disminución del consumo total de morfina para reducir el dolor en pacientes con artroplastia unicondilar de rodilla, después de utilizar aparatos de enfriamiento. 3.1 Disminución de la Temperatura Tisular La eficacia del enfriamiento depende de factores primarios que incluyen el tipo de modalidad empleada y sus propiedades termodinámicas específicas, la duración de la aplicación, el uso de compresión, el área anatómica a tratar, el nivel de actividad física antes o después de la aplicación, la profundidad del tejido y el gradiente de Tº entre la modalidad y la superficie tratada. Los factores secundarios comprenden la tasa de flujo sanguíneo del tejido, la tasa metabólica local, la variabilidad individual y la cantidad de tejido alrededor del músculo, especialmente del adiposo.7, 9, 16 Jutte y col11 registraron que las variables que mejor predicen la respuesta de la temperatura intramuscular (TIM) durante el enfriamiento fueron el tiempo de aplicación de la modalidad, la temperatura ambiental y de la piel y el pliegue cutáneo las cuales en este estudio explicaron respectivamente el 35%, 23%, 21% y 14% de su variabilidad. Durante el recalentamiento, las variables que mejor predijeron la respuesta de la TIM fueron el tiempo de aplicación con 58% y la Tº de la piel con 50%. En cuanto al tipo de modalidad empleada, existen propiedades termodinámicas diferenciales que les proporcionan mayor o menor calor específico y capacidad para cambiar de estado, lo cual influye sobre su efectividad para disminuir la temperatura tisular9. Según Chesterton y col, 8 la regularidad con que disminuye la Tº de la piel y el nivel de estabilización de la misma, están determinados por la Tº inicial del tejido y el calor específico de la modalidad usada. Las características del área anatómica a tratar definen en gran medida el cambio de temperatura que pueda ocurrir con la aplicación de frío, debido especialmente a las diferencias en el flujo sanguíneo, el tipo y la cantidad de
Salud UIS
tejido adiposo y muscular. De esta forma, es posible que el registro de la TIM a distancias profundas, resulte en un menor cambio de temperatura, causado por el recalentamiento del flujo sanguíneo desde tejidos profundos a zonas más superficiales durante el enfriamiento.7 Se ha determinado que el tiempo de enfriamiento del tejido muscular es mayor y la magnitud de cambio de Tº es menor, a medida que el espesor del pliegue cutáneo aumenta. 3, 9, 11 En este sentido, Lowdon y Moore3 analizaron la relación entre la respuesta de la TIM, el pliegue cutáneo y la circunferencia del brazo durante 5 min de criomasaje, encontrando una relación inversa entre el perímetro del brazo y el tiempo de aplicación; estos hallazgos podrían explicarse por las propiedades termodinámicas del tejido adiposo, caracterizado por una baja conductividad y difusión térmica.11 3.2 Disminución de la velocidad de conducción nerviosa El frío ha sido utilizado tradicionalmente como una estrategia para disminuir el dolor, sin embargo no están claramente establecidos los mecanismos que median dicho efecto. Se afirma que la hipoalgesia inducida por la crioterapia está relacionada con la disminución de la velocidad de conducción nerviosa (VCN) a temperaturas entre 10-15ºC.16 Aunque existen pocas publicaciones recientes que describen dicho efecto en relación con diversas modalidades de enfriamiento, se infiere un efecto diferencial a partir de los estudios realizados en el área de neuroconducción, en los que se han utilizado protocolos orientados a investigar la influencia de la variación de la temperatura sobre los parámetros de conducción nerviosa,29-31 aspecto que se revisa en esta sección. Dadas sus propiedades psicométricas, la prueba de neuroconducción ha sido ampliamente aplicada para diagnosticar alteraciones del nervio periférico. Esta prueba consiste en el registro y análisis de la respuesta de los nervios a la estimulación eléctrica, que permite evaluar diversas variables como la velocidad, la amplitud, la duración y la latencia.32, 33 No obstante, estas variables pueden estar influenciadas por diversos factores técnicos y fisiológicos,34 siendo la temperatura uno de los más estudiados.29-31, 35 Halar29-31 ha demostrado la existencia de una relación lineal entre la temperatura de la piel y la VCN; en uno de sus estudios30 del nervio sural y tibial, determinó un promedio de disminución de la temperatura de la piel de 7.4°C después de 20 min de inmersión en un baño de agua fría, lo que ocasionó una reducción de la VCN de 11.2 m/seg y 6.4 m/seg, respectivamente. Esta relación también se ha comprobado en otros nervios, sin embargo
Efectos fisiológicos de la crioterapia
los coeficientes de correlación y de regresión varían según el nervio estudiado y el sitio de medición de la temperatura. Por ello se ha estipulado la necesidad de corregir la VCN a una temperatura de piel estándar ubicada en el rango de 32 a 33º C, mediante una fórmula derivada del análisis de regresión lineal entre dichas variables. Este método permite disminuir la variabilidad de los resultados inter e intrasujetos y comparar los registros obtenidos en diversos laboratorios. Aunque los cambios electrofisiológicos inducidos por el frío han sido referidos principalmente sobre la VCN, es importante tener en cuenta su influencia sobre otras variables de neuroconducción como la amplitud y la duración, las cuales aumentan en la medida que la fibra nerviosa es enfriada. 32, 36 Los mecanismos fisiológicos que explican los cambios en conducción nerviosa han sido investigados por diversos autores.37-39 Luzatti37 determinó que a bajas temperaturas se producen efectos electrofisiológicos y estructurales en nervios de sapos Bufus marinus. Este último efecto consiste en el aumento de la tensión de las cadenas acilo de las moléculas de fosfolípidos, constituidas por cadenas de ácidos grasos saturados e insaturados que forman parte de la membrana celular.37, 39, 40 Karp 41 mencionó que cuando se disminuye la temperatura de un cultivo de células, éstas responden metabólicamente con la remodelación de la membrana, ocasionando una desaturación de enlaces simples de las cadenas acilo para formar dobles enlaces y reordenar las cadenas, que dan lugar a fosfolípidos con dos ácidos grasos insaturados. Adicionalmente, las células cambian el tipo de fosfolípidos que sintetizan en favor de otros que contengan más ácidos grasos insaturados. Estos cambios en las propiedades físicas de la membrana celular previenen su adelgazamiento y congelamiento cuando se expone a ambientes fríos. Por lo anterior, al promover el aumento de la tensión de las cadenas acilo con la disminución de la temperatura, se produce un incremento en el espesor de las membranas principalmente en el espacio intracelular que afecta la función de los canales iónicos y en consecuencia altera la generación de los potenciales de acción (PA).37, 39 El efecto electrofisiológico que menciona Luzzati,37 hace referencia al aumento de la amplitud y a la disminución de la velocidad de conducción del potencial de acción compuesto (PAC). Por otra parte Kiernan43 encontró que
66
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
a bajas temperaturas se produce un retraso en la activación de los canales de sodio, que disminuye la corriente despolarizante de la membrana axonal. Adicionalmente, el enfriamiento inactiva los canales lentos de sodio, retrasando la repolarización de la fibra y aumentando el periodo de latencia, la amplitud y la duración del PAC. Kimura39 menciona que no solo se afecta el flujo de sodio, pues también se presenta un retraso en la apertura e inactivación de los canales de potasio, debido a que son dependientes de voltaje e igualmente sensibles a los cambios de temperatura. Esta afirmación también fue sustentada por Yang,44 quien se apoyó en la fórmula propuesta por Hodgkin y Huxley, para predecir la disminución de la cinética iónica con el descenso de la temperatura.
Yuca48 comprobó que al aplicar un estímulo nocivo luego del enfriamiento de un segmento corporal, ocurre una disminución de la respuesta al dolor, indicando que la estimulación previa de los receptores o de las fibras nociceptivas por el frío, produce a través del SNC una reducción de la sensación dolorosa. La anterior apreciación coincidió con la evidencia de Baron,46 quien demostró que el enfriamiento de la piel induce vasoconstricción y por ende una disminución del flujo sanguíneo, lo cual sugiere una gran activación de las neuronas simpáticas; sin embargo advirtió que no siempre este efecto es suficiente para producir analgesia, pues es importante tener en cuenta que el dolor puede estar relacionado o no con la actividad simpática.
3.3 Control del dolor El alivio del dolor es uno de los principales objetivos en el campo de la salud por su carácter multidimensional, pues no sólo afecta el componente sensorial, sino que involucra otros aspectos como el afectivo, el cognitivo y el conductual.45, 46 A partir de las observaciones clínicas se reconoce a la crioterapia como un método efectivo para la disminución del dolor. Aunque existen hipótesis sobre el control del dolor aún no hay acuerdo respecto a los mecanismos que expliquen el efecto analgésico del frío.45
Otra posible explicación para el efecto analgésico inducido por la crioterapia, consiste en la activación de un mecanismo endógeno descendente inhibitorio del dolor, que al parecer produce un incremento en el umbral sensorial. Dado que este mecanismo es transitorio, no explicaría suficientemente el efecto analgésico prolongado del frío, por lo cual también se consideran su influencia psicológica49 y la acción de un mecanismo de plasticidad sobre los nervios, que permitiría su adaptación a los estímulos previos y simultáneos al enfriamiento.45
Mennel, citado por Kenneth,47 menciona que a partir de la teoría de la compuerta propuesta por Melzack y Wall, los sensores de frío transmiten información que llega al sistema nervioso central, bloqueando la transmisión del dolor al cordón espinal. Este mismo autor cita a Gammon y Starrl, quienes mencionan que el alivio del dolor se produce por el efecto contra-irritante del frío que ocasiona la depresión o inhibición sensorial central y no, por cambios en la circulación o en la transmisión de las fibras dolorosas. Stangel, también mencionado en la publicación de Kenneth,47 atribuye igualmente la analgesia al efecto contra- irritante; sin embargo, no estuvo de acuerdo en que el bloqueo nervioso fuera la causa de este mecanismo, pues la aplicación terapéutica del frío no impide completamente la transmisión nerviosa, debido a que las fibras nerviosas delgadas que transmiten la sensación del dolor continúan conduciendo aún a temperaturas bajo 0ºC. Lehmann y De Lateaur, citados por Kenneth47 sugirieron que el alivio del dolor mediado por el frío se da tanto por efectos directos, como la elevación del umbral de las fibras nerviosas y de los receptores, como por efectos indirectos a través de la disminución de las condiciones dolorosas como el espasmo muscular y la inflamación. Estos últimos al parecer están relacionados con una respuesta refleja.
67
Salud UIS
4. MODALIDADES DE ENFRIAMIENTO Existen diversas modalidades de crioterapia como inmersión en hielo, paquete de guisantes, hielo húmedo, paquete de agua y alcohol, paquete de hielo, paquete de gel, aparatos de frío y masaje con hielo. Las propiedades termodinámicas de estas modalidades producen efectos variados sobre los tejidos tratados (Tabla 2). 4.1 Inmersión en agua helada Esta es una técnica ideal para enfriar las extremidades tanto superiores como inferiores, las cuales se sumergen en un contenedor con hielo y agua. Pese a que la Tº óptima para la inmersión aún no está determinada, los fisioterapeutas utilizan rangos entre 2º y 15ºC.4, 5 Johnson12 evaluó los efectos de la inmersión en agua fría durante 10, 15 y 20 min sobre la sensibilidad, la temperatura de la piel y el dolor percibido durante el enfriamiento. En este estudio se encontró que la mayor disminución de la temperatura de la piel ocurría durante los primeros minutos y continuaba descendiendo gradualmente hasta llegar a ser un poco mayor que la del agua; una vez finalizada la inmersión, la Tº se recuperaba
* G1: Grupo 1 <= 8mm ** G2: Grupo 2 10-18mm ***G3: Grupo 3 >= 20mm
Salud UIS Efectos fisiol贸gicos de la crioterapia
68
Salud UIS
* G1: Grupo 1 <= 8mm ** G2: Grupo 2 10-18mm ***G3: Grupo 3 >= 20mm
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
69
Salud UIS
rápidamente durante los primeros minutos, sin alcanzar los niveles basales. Por otra parte, durante los primeros cinco minutos se registró el mayor grado de dolor inducido por el enfriamiento, cuya percepción máxima ocurrió en el primer minuto y su desaparición, once minutos después de suspendida la inmersión. La inmersión en agua fría también induce cambios reversibles en la sensibilidad que han sido objeto de varias investigaciones. Rubley y col,18 indicaron que la percepción de la sensación de presión disminuye después de la inmersión en hielo durante 15min, al parecer por disminución de la VCN y/o por aumento del umbral de los receptores polimodales presentes en los dedos de la mano. Adicionalmente, encontraron que la discriminación de dos puntos en los dedos no se veía significativamente afectada por la crioterapia, lo cual posiblemente se debe a la alta sensibilidad de los mecanorreceptores localizados en esta zona. Johnson y col13 examinaron la TIM de los miembros inferiores (MMII) durante la inmersión del miembro inferior izquierdo (MII) en agua con hielo a 10ºC por 30min y durante su recalentamiento por 4 horas postratamiento, mientras la otra extremidad permanecía sin intervención. Sus resultados mostraron que la TIM del MII presentaba una disminución promedio de 12ºC, en tanto que en el miembro inferior derecho (MID) solo se obtuvo un descenso de 2.78º C; esta respuesta podría explicarse por los ajustes fisiológicos al frío en la pierna no intervenida. Durante el periodo de recalentamiento, los sujetos permanecieron en reposo y en consecuencia ninguno de los miembros recobró la Tº inicial. 4.2 Paquete de Guisantes Consiste en una bolsa de plástico con vegetales congelados como guisantes, arvejas o papas.14Los guisantes permanecen aproximadamente a 0ºC (punto de congelación del agua) y favorecen un mayor efecto de enfriamiento sobre los tejidos, por ser sólidos que contienen agua que debe derretirse antes que la modalidad se caliente.8 Chesterton y col,8 compararon el enfriamiento inducido por el paquete de gel y el de guisantes sobre la T° de la piel y concluyeron que el último conduce a una disminución promedio de 12.3ºC durante los primeros 10 minutos de aplicación y de 10.8ºC al final del tratamiento. Los autores explicaron sus resultados con base en la adecuada capacidad de abstracción de calor que tiene esta modalidad e infirieron que este nivel de enfriamiento permitiría alcanzar en 10 minutos analgesia local y después de 20min de aplicación disminuir en un 10% la
Efectos fisiológicos de la crioterapia
VCN y en un 50% el metabolismo celular. En este estudio también se comprobó un descenso continuo de la Tº de la piel durante la aplicación del paquete de guisantes en comparación con el paquete de gel que estabilizó la Tº del tejido a los 10min. de aplicación. 4.3 Hielo Húmedo Esta modalidad es relativamente nueva y consiste en hielo picado envuelto dentro de una bolsa, cuyo material permite la evaporación del agua y la transferencia de calor a través de una interfase seca.9 La transferencia de calor de un cuerpo a otro depende de factores tales como la masa relativa del cuerpo, el tamaño del área de contacto, el gradiente de temperatura inicial, la capacidad de calor del material de enfriamiento y en el caso de la crioterapia el recalentamiento del tejido debido a la actividad metabólica y a la perfusión.9 Merrick y col,9 compararon la eficacia del enfriamiento con bolsas de hielo picado, hielo húmedo y paquetes de gel, aplicados sobre el muslo durante 30 minutos para lo cual midieron los cambios de temperatura en la piel y a uno y dos centímetros de profundidad. En la disminución de la Tº de la piel, el paquete de gel logró su máximo efecto en el primer tercio del tratamiento, mientras que el hielo húmedo y el paquete de hielo lo alcanzaron en los últimos 60 seg de aplicación. Además, la TIM presentó menor variabilidad que la de la piel y a diferencia de ésta, continuo descendiendo una vez retirada la modalidad. Esto se debe a la transferencia de calor desde los tejidos profundos a los superficiales como una respuesta termoregulatoria local. Belitsky y col15 comprobaron una mayor efectividad del hielo húmedo para la reducción de la temperatura, en relación con el hielo seco y los paquetes de gel, los cuales se aplicaron en el gastrocnemio durante 15 minutos; sin embargo ninguna de las modalidades utilizadas en el estudio indujo temperaturas de la piel menores a 17ºC. Este aspecto es importante, dado que investigaciones previas, mencionadas por estos autores, habían sugerido que la Tº de la piel debe disminuir por debajo de 16ºC para producir anestesia, analgesia y relajación suficiente que permita realizar ejercicios activos y pasivos durante el tratamiento. 4.4 Paquete de Agua y Alcohol Consiste en una mezcla de agua y alcohol al 70%, en una relación de 4:1, dentro de una bolsa plástica. Dadas las propiedades físicas del alcohol (punto de ebullición: 78 ºC, punto de fusión: -117ºC) y del agua (punto de fusión: 0º C, punto de ebullición: 100ºC), al ser mezclados disminuye la Tº de la modalidad a 0ºC.14
70
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
Kanlayanaphotporn y col14 compararon la temperatura de la piel después de aplicar paquetes de: hielo picado, gel, hielo raspado y mezcla de agua con alcohol. Sus resultados mostraron que esta mezcla y el paquete de hielo picado en comparación con las otras modalidades, indujeron una mayor disminución de la temperatura.
determinaron los efectos de la crioterapia continua sobre la temperatura de la articulación glenohumeral y el espacio subacromial durante 23 horas postquirúrgicas. Sus hallazgos indicaron que en todos los intervalos de tiempo la Tº fue menor en el grupo de crioterapia comparada con la del grupo control que no recibió el tratamiento.
4.5 Paquete de Hielo Picado Consiste en pedazos de hielo picado contenidos dentro de una bolsa plástica de la cual se retira el exceso de aire; este paquete se aplica directamente sobre la superficie corporal. Se ha reportado que esta modalidad es una de las más efectivas para disminuir la Tº de la piel, debido a su alto calor específico y punto de fusión, que le brindan una mayor capacidad para absorber el calor.9, 14Kanlayanophotporn y col 14 encontraron un cambio de Tº de la piel de aproximadamente 22º C al aplicar bolsa de hielo picado sobre la región anterior del muslo derecho.
Edward y col2 estudiaron el efecto del aparato de frío sobre la Temperatura Intraarticular (TI), después de la reconstrucción del ligamento cruzado anterior. Los resultados mostraron una disminución de la TI cuando la crioterapia se aplicó inmediatamente o una hora después de la cirugía. Sin embargo no todos los cambios de Tº observados después de la aplicación del aparato de frío fueron significativos con respecto a la TI inicial, probablemente por la falta de drenaje articular y el tipo de vendaje empleado, que influyen sobre la resolución del proceso inflamatorio y sobre la efectividad del tratamiento con aparato de frío.
La efectividad del tratamiento con bolsa de hielo, se ve influenciada por el material con el cual se envuelve el paquete. Janwantanakul50 comparó el cambio de Tº de la piel en el muslo, inducido por la aplicación de las bolsas de hielo con y sin cubierta, durante 20 min. Los resultados indicaron que la bolsa de hielo sin cubierta indujo la mayor disminución de la Tº en 5 minutos, mientras que con la cubierta de toalla se obtuvo en 8 minutos.
4.8 Masaje con Hielo Este masaje se realiza con hielo preparado en un recipiente de 150 a 300 ml, mediante movimientos longitudinales o circulares repetidos, evitando que permanezca fijo en una zona por más de 2 a 3 min, lo cual podría ocasionar daños por congelamiento.4,5, 52
4.6 Paquete de Gel Es una sustancia gelatinosa envuelta con una cubierta de vinilo que contiene agua, un anticongelante que evita su solidificación y gel o pedazos de papel para darle consistencia al paquete.5,8
71
Salud UIS
Según Knight,5 la efectividad del enfriamiento con el criomasaje se diferencia de otras modalidades por aspectos característicos de su aplicación. De una parte, durante el criomasaje no se contacta de manera continua el área de enfriamiento, lo cual afecta la disminución homogénea de la Tº del tejido. De otro lado, permite estimular de forma más efectiva los mecanorreceptores, por lo cual induce un adormecimiento más rápido de la zona tratada.
Chesterton y col 8 y Kanlayanophotporn y col 14 demostraron una menor efectividad de esta modalidad sobre el enfriamiento de la piel que se estabilizó a los diez minutos. Estos investigadores sugieren que cuando la Tº del paquete de gel se iguala con la del tejido en contacto, comienza a calentarse y deja de extraer calor, a pesar que el gradiente de temperatura inicial es extremadamente bajo. Otra explicación planteada para este efecto es que el paquete frío no logra un contacto uniforme con la piel.
En un estudio experimental realizado por Zemke y col52 se comparó la respuesta de la TIM inducida por la bolsa de hielo y el criomasaje. Los resultados mostraron una efectividad similar de las dos modalidades para disminuir la TIM; sin embargo se presentó una diferencia significativa respecto al tiempo para alcanzar la Tº más baja, que para el caso del criomasaje fue de 17.86 ± 2.40 min y para la bolsa de hielo fue de 28.21 ± 12.50 min.
4.7 Aparato de frío Este dispositivo combina frío y compresión; consiste en un manguito de doble capa conectado a un termo que se llena con hielo picado y agua, la cual fluye continuamente por presión para mantener un enfriamiento constante.4,5 Este sistema se recarga y evacua por presión cíclica cada 30 seg1. Osbahr y col51
Lowdon y Moore3 diseñaron un estudio experimental para analizar la relación entre la respuesta de la TIM durante el masaje con hielo, el pliegue cutáneo y la circunferencia del brazo y encontraron una inmediata disminución de la TIM durante la intervención. La tasa de cambio fue mas rápida durante los dos primeros minutos; a los cinco minutos de aplicación se presentó
Salud UIS
Efectos fisiológicos de la crioterapia
una disminución promedio de la Tº de 17.9ºC que continuó reduciéndose lenta y constantemente hasta los 15 minutos, aunque después de los cinco minutos tal variación no fue significativa. Estos resultados han sido ratificados por publicaciones más recientes.7, 11
CONCLUSIONES Aunque la hipoalgesia inducida por la crioterapia se relaciona con la disminución de la velocidad de conducción nerviosa a temperaturas entre 10-15ºC, los mecanismos que median la disminución del dolor a través de la crioterapia no están claramente establecidos. De otro lado, se sabe que la disminución de la temperatura tisular es uno de los principales efectos fisiológicos de la crioterapia, pero la magnitud y la velocidad de enfriamiento no son similares y dependen en parte de las propiedades termodinámicas de cada modalidad. Por tal razón, aún no se tiene un consenso con respecto al tipo de modalidad a emplear, el grado de enfriamiento y el tiempo de aplicación necesarios para producir dichos efectos.
REFERENCIAS 1. Talal I, Shong M, Grahamc J. The effects of different dressings on the skin temperature of the knee during Cryotherapy. The Knee 2005; 12: 21 - 23. 2. Glenn R, Spindler K, Warren T, McCarty E, Secic M. Cryotherapy decreases intraarticular temperature after ACL reconstruction. Clinical Orthopedics and Related Research 2004; 421: 268 - 272. 3. Lowdon B, Moore R. Determinants and nature of intramuscular temperature changes during cold therapy. American Journal of Physical Medicine 1975; 54, 5: 223 - 233. 4. Hocutt J. Cryotherapy. American Family Physician 1981; 23, 3: 141- 144 5. Knight K. Cryotherapy. Sport injury management. Human Kinetics. USA: 1995:197 - 207. 6. Lateur B. Cryotherapy. In: Lehmann J. Therapeutic heat and coId. 3 edition. Baltimore/London: Williams & Wilkins, 1982: 563 - 598. 7. Myrer J, Myrer K, Measom G, Fellingham G, Evers S. Muscle temperature is affected by overlying adipose when cryotherapy is administered. Journal of Athletic Training 2001; 36, 1: 32 - 36. 8. Chesterton L, Foster N, Ross L. Skin temperature response to cryotherapy. Arch Phys Med Rehabil 2002; 83: 543 - 549. 9. Merrick M, Jutte L, Smith M. CoId modalities with different thermodynamic properties produce different surface and intramuscular temperatures. Journal of Athletic Training 2003; 38, 1: 28 - 33.
10. Otte J, Merrick M, Ingersoll C, Cordova M. Subcutaneous adipose tissue thickness alters cooling time during cryotherapy. Arch Phys Med Rehabil 2002; 83: 1501- 1505. 11. Jutte L, Merrick M, Ingersoll C, Edwards J. The relationship between intramuscular temperature, skin temperature and adipose thickness during cryotherapy and rewarming. Arch Phys Med Rehabil 2001; 82: 845 - 850. 12. Johnson N. The effects of three different ice bath immersion times on numbness (Sensation of pressure), surface temperature, and perceived pain. Thesis Master of Science. Brigham Young University 2004. 13. Johnson D, Moore S, Moore J, Oliver R. Effect of cold submersion on intramuscular temperature of the gastronecmius muscle. Physical Therapy 1979; 59, 10: 1238 - 1242. 14. Kanlayanaphotporn R, Janwantanakul P. Comparison of skin surface temperature during the application of various cryotherapy modalities. Arch Phys Med Rehabil 2005; 86:141 - 145. 15. Belitsky R, Odam S, Hubley-Kozey C. Evaluation of the effectiveness of wet ice, dry Ice, and cryogen packs in reducing skin temperature. Physical Therapy 1987; 67, 7: 1080 - 1084. 16. Olson J, Stravino V. A review of cryotherapy. Physical Therapy 1972; 2, 8: 840 - 851. 17. Singh H, Osbahr D, Halovacs T, Cawley P, Speer K. The efficacy of continuos Cryotherapy on the postoperative shoulder: A prospective, randomized investigation. Journal Shoulder Elbow Surgery 2001; 10: 522 – 525. 18. Rubley M, Denegar C, Buckley W, Newell K. Cryotherapy, sensation, and isometric-force variability. Journal of Athletic Training 2003; 38 (2): 113 - 9. 19. Nieda K, Michlovitz S. Cryotherapy. In: Michlovitz S. Thermal agents in rehabilitation. 3 Edition. Philadelphia: F.A. Davis Company; 1996: 101 - 103. 20. Andrew M. Review of physiological effects of cryotherapy. The Journal of Orthopedic and Sports Physical Therapy 1983; 5, 2: 66 - 73. 21. Macardle W, Katch F, Katch V. Ambiente y ejercicio. En: Fundamentos de fisiología del ejercicio. 2 Edición. España: McGraw Hill Interamericana; 2000: 447 - 453. 22. Hardy J. Temperature regulation, exposure to heat and cold, and effects of hypothermia. In: Lehmann J. Therapeutic heat and cold. 3 Edition. Baltimore/London: Williams & Wilkins; 1982: 172 – 197. 23. Guyton A, Hall J. Temperatura corporal, regulación de la temperatura y fiebre. En: Tratado de fisiología médica. 9 edición. México: McGraw Hill Interamericana; 1997: 993 - 1005. 24. Tikuisis P, Gonzalez R, Pandolf K. Thermoregulatory model for immersion of humans in cold water. Journal of Applied Physiology 1988; 64, 2: 719 – 727.
72
Sandoval M, Herrera E, Camargo D, JerezM, Rivera S,Caceres G, Osses N, PiamonteL, CelisS.
25. Castellani J, Young A, Kain J, Rouse A, Sawka M. Thermoregulation during cold exposure: Effects of prior exercise. Journal of Applied Physiology 1999; 87: 247 – 252. 26. Kolka M, Stephenson L. Interaction of menstrual cycle phase, clothing resistance and exercise on thermoregulation in women. J. Therm. Biol 1997; 22, 2: 137 - 41. 27. Kenney W, Munce T. Invited review: Aging and human temperature regulation. Journal of Applied physiology 2003; 95: 2598 – 2603. 28. Holmström A, Härdin B. Cryo/Cuff compared to epidural anesthesia after knee unicompartmental arthroplasty. The Journal of Arthoplasty 2005; 20, 3: 316 - 321. 29. Halar E, DeLisa J, Brozovich F. Nerve conduction velocity: relationship of skin, subcutaneous and intramuscular temperatures. Arch Phys Med Rehabil 1980; 61: 199 - 203. 30. Halar E, DeLisa J, Soine T. Nerve conduction studies in upper extremities: Skin temperature corrections. Arch phys Med Rehabil 1983; 64: 412 - 416. 31. Halar E, DeLisa J. Peroneal nerve conduction velocity: The importance of temperature correction. Arch phys Med Rehabil 1981; 62: 439 – 443. 32. Kimura J. Anatomy and physiology of the peripheral nerve. In: Electrodiagnosis in diseases of nerve and muscle. Principles and practice. 3 edition. New York: Oxford University Press; 2001: 27 - 38. 33. Shin J. Physiological factors affecting nerve conduction. In: Clinical electromyography: Nerve conduction studies. 2 edition. Baltimore: Williams & Wilkins; 1993: 297 – 313. 34. Herrera E, Camargo D. Factores que afectan la conducción nerviosa central y periférica. Salud UIS 1998; 29: 57 – 64. 35. Halar E, Hammond M, Dirks S. Physical activity: Its influence on nerve conduction velocity. Arch Phys Med rehabil 1985; 66: 605 - 609. 36. Stetson D, Albers J, Silverstein B, Wolfe R. Effects of age, sex and anthropometric factors on nerve conduction measures. Muscle and nerve 1992; 15: 1095 - 1102. 37. Luzzati V, Mateu L, Marquez G, Borgo M. Structural and electrophysiological effects of local anesthetic and of low temperature on myelinated nerves: Implication of the lipid chains in nerve excitability. J Mol Biol 1999; 286: 1389 – 1402. 38. Murray R, Mayes P, Granner D, Rodwell V. Lípidos de importancia fisiológica. En: Bioquímica de Harper. 14 edición. México: Editorial el manual moderno S.A, 1997: 177 – 90. 39. Kimura J. Principies and variations of nerve conduction studies. in: Electrodiagnosis in disease of
73
Salud UIS
nerve and muscle. Principies and practice. 3 edition. New York: Oxford University Press; 2001: 109 -111. 40. Murray R, Mayes P, Granner D, Rodwell V. Membranas: estructura, ensamble y función. En: Bioquímica de Harper. 14 edición. México: Editorial El Manual Moderno S.A; 1997: 563 - 591. 41. Karp G. Estructura y función de la membrana plasmática. En: Biología celular y molecular. 1 edición. McGraw-Hill Interamericana; 1998: 115 – 141. 42. Curtis H, Barnes N, Schnek A, Flores G. Cómo están organizadas las células. En: Biología. 5 edición. Editorial Médica Panamericana, 1993: 127 -146. 43. Kiernan M, Cikurel K, Bostock H. Effects of temperature on the excitability properties of human motor axons. Brain 2001; 124: 816 - 825. 44. Yang L, Jia Y. Effects of patch temperature on spontaneous action potential train due to channel fluctuations: Coherence resonance. BioSystems 2005; 81: 267 - 280. 45. Shacklock O. Central pain mechanism: A new in manual therapy. Australian journal of physiotherapy 1999; 45: 83 - 92. 46. Baron R, Schattschneider J, Binder A, Siebrecht D, Wasner G. Relation between sympathetic vasoconstrictor activity and pain and hyperalgesia in complex regional pain syndromes: A case control study. Lancet 2002; 359: 1655 - 60. 47. Knight K. Pain and cold human applications. In: Cryotherapy in sport injury Management. Human kinetics 1995: 149 - 74. 48. Yuka S. Effect of local application of cold or heat for relief of pricking pain. Nursing and Health Sciences 2000; 4: 97 – 105. 49. Washington L, Gibson S, Helme R. Age-related differences in the endogenous analgesic response to repeated cold water immersion in human volunteers. Pain 2000; 89: 89 - 96. 50. Janwantanakul P. Different rate of cooling time and magnitude of cooling temperature during ice bag treatment with and without damp towel wrap. Physical Therapy in Sport 2004; 5: 156 - 161. 51. Osbahr D, Cawley P, Speer K. The effect of continuous Cryotherapy on glenohumeral joint and subacromial space temperatures in the postoperative shoulder. The Journal of Arthroscopic and Related Surgery 2002; 18, 7: 748 - 754. 52. Zemke J, Andersen J, Kent W, McMillan J, Barry A. Intramuscular temperature responses in the human leg to two forms of cryotherapy: ice massage and ice bag 1998; 27, 4: 301 - 307.