Kältetherapie im Sport

Prof. Dr. Jürgen Freiwald M.A. (1), PD Dr. med. Thilo Hotfiel (2), Jun.-Prof. Dr. rer. nat. Matthias W. Hoppe (3), Dr. rer. nat. Christian Baumgart (1)

(1) Sportwissenschaftliche Fakultät, Universität Leipzig, (2) Osnabrücker Zentrum für Muskuloskelettale Chirurgie (OZMC) Klinikum Osnabrück (3) Institut für Sportwissenschaft – Arbeitsbereich Bewegungs- und Trainingswissenschaft, Bergische Universität Wuppertal

Kältetherapie – nicht nur im Sport – hat eine lange Tradition, die bis in die Zeit 2500 v. C. zurück reicht [1]. Seit den 1950er Jahren wird die Kältetherapie verstärkt im Sport eingesetzt, unterstützt durch technische Entwicklungen, die die Kälte­therapie mit Kompression kombiniert und daher differenziert anwendbar macht. Insbesondere nach Sportverletzungen haben sich Kälteanwendungen in der Praxis bewährt. 

Die Anwendung von Kälte stellt ein bewährtes Verfahren bei akuten traumatischen Verletzungen dar und ist in verschiedensten Applikationsformen in Form von Eisspray, Crushed Ice oder idealerweise in Form von eiswassergetränkten Schwämmen möglich. Kälteanwendungen werden über die Akutbehandlung von Sportverletzungen hinaus in den letzten Jahren auch unter dem Aspekt des Regenerations­managements sowie zur Leistungssteigerung unter besonderen Umgebungsbedingungen (Hitze, Luftfeuchtigkeit) angewendet, teils auch als Pre-Cooling [2]. Trotz der Eta­blierung der praktischen Anwendung der Kältetherapie basiert die Grundlage zur Anwendung der Kältetherapie nach wie vor primär auf Erfahrungswissen und nur sekundär auf der Basis wissenschaftlicher Nachweise [3, 4].

Physikalische und physiologische Grundlagen der Kältetherapie

Die Kältetherapie basiert auf den physikalischen Prinzipien der Konduktion, Konvektion sowie der Evaporation. Die Kühlwirkungen sind von den Gewebearten, der Dauer, der Temperatur und der Lokalisation der Kühlung abhängig. Während die Haut schnell abkühlt, ist die Kühlwirkung und – geschwindigkeit in tieferen Geweben langsamer und unter anderem von den Gewebetypen sowie insbesondere von der Dicke der isolierenden Fettschichten abhängig. Neben praktischen Erwägungen, wo Kälte angewendet werden soll (auf dem Sportplatz oder in der physiotherapeutischen Praxis), ist die thermische Leitfähigkeit des Kälteträgers für den therapeutischen Erfolg von größter Bedeutung; so verfügt z. B. feuchte Kälte über eine deutlich höhere Leitfähigkeit als trockene Kälte [5]. 

Merke: Im Wasser (Konduktion; Konvektion) ist der Wärmeverlust gegenüber dem Wärmeverlust in der Luft (Radiation) bei einer gegebenen Temperatur (Kältewirkung) ca. 25-mal größer [5]. 

Bei der Wahl des Verfahrens der Kälteanwendung muss entschieden werden, wo genau die Kälte angewendet werden soll (Lokalisation), in welcher Tiefe die Kälte wirken soll, welcher Kälteträger sinnvoll ist, mit welcher Temperatur und wie lange die Kälte (dauerhaft oder intermittierend) in das Gewebe eindringen und wirken soll (Tabelle 1).

Wirkungen der Kältetherapie

Ein wichtiger therapeutischer Effekt der Kältetherapie – insbesondere in der Erstversorgung – stellt die unmittelbare Schmerzreduktion dar, die durch die kälte­bedingt veränderten Depolarisationsschwellen freier Nervenendigungen und Synapsen erklärt werden kann [6]. Durch die reduzierte Gewebetemperatur ist der Stoffwechsel reduziert, es kommt zur Vasokonstriktion mit reduzierter Muskelperfusion um bis zu –50 % nach zehn Minuten [7]. Eine Reduktion der Hauttemperatur auf 13.6 °C ist ausreichend, um zur lokalen Analgesie zu führen [8], eine Temperatur von 10° führt zur 33%-igen Reduktion der Nervenleitgeschwindigkeit, was nicht nur den sensorischen, sondern auch den motorischen Bereich betrifft [9]. Der Aspekt der reduzierten Nervenleitgeschwindigkeit muss insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn nach der Kälteanwendung trainiert werden soll. Kälte hat ebenfalls Auswirkungen auf die Muskelleistung, kurze Kältereize (≤ 5 min) können die isome­trische Maximalkraft kurzfristig steigern, längere Kältereize (≥ 5 min) hingegen reduzieren die Muskelkraft [10, 11], wobei die Ergebnisse widersprüchlich sind [3]. Keinen Einfluss hatten Kälteapplikationen auf das Gleichgewicht, hingegen konnten positive Effekte auf die Gelenkbeweglichkeit nachgewiesen werden [3], wobei die Wirkung (möglicherweise) auf die analgesierende Wirkung der Kältetherapie zurückzuführen ist (Abb. 1). In experimentellen Studien konnte eine reduzierte Entzündungsantwort im betroffenen Gewebe nachgewiesen werden, wobei die Effekte nur für wenige Minuten nachweisbar sind [13]. Neuere Forschungen zeigen, dass es nach Kälteanwendungen zu keiner reaktiven Hyperthermie kommt, was von therapeutischer Bedeutung ist [14]. Eine typische Indikation zur lokalen Kälteanwendung ist das akute Trauma. In der Erstversorgung von Sportverletzungen haben sich Kombinationstherapien wie das PRICE-Schema bewährt [14] (Tabelle 2). 

Kälteanwendungen im Rahmen der  physiotherapeutischen Therapie

Eine weitere Kälteanwendung, die sich in der Physiotherapie bewährt hat, jedoch nicht evidenzbasiert ist [4], ist das Lösen von Triggerpunkten durch die „Spray and Stretch“ Technik. Bei dieser Technik werden der Triggerpunkt als auch der (maximal) vorgedehnte Muskel (Trigger-Band) vorsichtig mit einem Kältespray gekühlt und anschließend der Muskel mehrfach gedehnt; am besten postisometrisch (nach vorheriger Anspannung). Nach der Behandlung mit Kälte und Dehnung und dem Lösen der Triggerpunkte hat sich eine Behandlung der Muskulatur mit milder Wärme zur besseren Durchblutung und zur Vermeidung der Bildung neuer Triggerpunkte bewährt, ähnliche Vorgehensweisen sind auch beim myofaszialen Schmerzsyndrom möglich [15].

Kälteanwendungen zur verbesserten Regeneration

Nach hohen Trainings- und Spielbelastungen werden zur Optimierung der Regeneration in den letzten Jahren Teil- und Ganzkörperanwendungen von Kälte in Kombination mit hydrostatischem Druck eingesetzt (Kompressionswirkung). Am bekanntesten ist die Kaltwasserimmersion – ob als Teil- oder Ganzkörperimmersion – in der „Eistonne“. Die optimale Wirkung wird bei einer Immersionsdauer von 11 – 15 Minuten und einer Wassertemperatur von 11° – 15° erzielt [16], wobei die Befunde je nach Sportart widersprüchlich sind [17, 18]. Durch die Kühlung ganzer Körperregionen kommt es zu einer verminderten Stoffwechselaktivität (proteolytische Enzyme, systemische und lokale Entzündungsantwort), wobei auch hier die Ergebnisse wider­sprüchlich (Responder und Non-Responder) und die Effekte gering sind [19 – 21]. 

Kälteanwendungen – Relative und absolute Kontraindikationen

Eine Kryotherapie sollte stets sorgfältig abgewogen werden. So muss ein direkter Kontakt zwischen dem Kältemedium und der Haut vermieden werden. Bei der Erstversorgung auf dem Spielfeld kann durch Kältespray für eine kurzfristige Schmerzreduktion bewirkt werden, dabei besteht jedoch die Gefahr, dass Kältesprays lokale Kälteschäden wie Erfrierungen oder Hautnekrosen verursachen [22].

Literatur

1.         Licht, S., History of Therapeutic Heat and Cold. 3 ed. 1982, Baltimore: Williams & Wilkins.

2.         Hausswirth, C. and I. Mujika, Recovery for performance in sport. 2013, Champaign: Human Kinetics.

3.         Kalli, K. and K. Fousekis, The effects of cryotherapy on athletes’ muscle strength, flexibility, and neuromuscular control: A systematic review of the literature. J Bodyw Mov Ther, 2020. 24(2): p. 175-188.

4.         Fruth, S.J. and S.L. Michlovitz, Cold Therapy Modalities, in Modalities for Therapeutic Intervention, J.W. Bellew, S.L. Michlovitz, and T.P. Nolan, Editors. 2016, F. A. Davis Company: Philadelphia. p. 21-56.

5.         Edlich, R.F., et al., Bioengineering principles of hydrotherapy. J Burn Care Rehabil, 1987. 8(6): p. 580-4.

6.         van den Bekerom, M.P., et al., What is the Evidence for Rest, Ice, Compression, and Elevation Therapy in the Treatment of Ankle Sprains in Adults? J Athl Train, 2012. 47(4): p. 435-43.

7.         Thorsson, O., [Cold therapy of athletic injuries. Current literature review]. Lakartidningen, 2001. 98(13): p. 1512-3.

8.         Jutte, L.S., et al., The relationship between intramuscular temperature, skin temperature, and adipose thickness during cryotherapy and rewarming. Arch Phys Med Rehabil, 2001. 82: p. 845-850.

9.         Algafly, A.A. and K.P. George, The effect of cryotherapy on nerve conduction velocity, pain threshold and pain tolerance. Br J Sports Med, 2007. 41(6): p. 365-9; discussion 369.

10.       McGown, H.L., Effects of Cold Application on Maximal Isometrie Contraction. Phys Ther, 1967. 47(3): p. 185-92.

11.       Oliver, R.A., et al., Isometric muscle contraction response during recovery from reduced intramuscular temperature. Arch Phys Med Rehabil, 1979. 60(3): p. 126-9.

12.       Fruth, S.J. and S.L. Michlovitz, Modalities for Therapeutic Intervention, J.W. Bellew, S.L. Michlovitz, and T.P. Nolan, Editors. 2016, F. A. Davis Company: Philadelphia.

13.       Swenson, C., L. Sward, and J. Karlsson, Cryotherapy in sports medicine. Scand J Med Sci Sports, 1996. 6(4): p. 193-200.

14.       Hotfiel, T., et al., From lab to field: PRICE therapy is associated with the downregulation of intramuscular tissue perfusion but not with reactive hyperemia. JOSPT, 2020, (under review).

15.       Dommerholt, J., How have the views on myofascial pain and its treatment evolved in the past 20 years? From spray and stretch and injections to pain science, dry needling and fascial treatments. Pain Manag, 2020. 10(2): p. 63-66.

16.       Vaile, J., et al., Effect of cold water immersion on repeated cycling performance and limb blood flow. Br J Sports Med, 2011. 45(10): p. 825-9.

17.       Meyer, T., et al., eds. Regenerationsmanagement im Spitzensport. REGman-Ergebnisse und Handlungsempfehlungen., ed. B.f.S. (Hrsg.). 2016, Strauß: Köln.

18.       Meyer, T., et al., eds. Regenerationsmanagement im Spitzensport (Teil 2). ed. B.f. Sportwissenschaft. 2020, Bundesinstitut für Sportwissenschaft: Bonn. 156.

19.       Peake, J.M., et al., The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise. J Physiol, 2017. 595(3): p. 695-711.

20.       Peake, J.M., Cryotherapy: Are we freezing the benefits of exercise? Temperature (Austin), 2017. 4(3): p. 211-213.

21.       Peake, J., K. Nosaka, and K. Suzuki, Characterization of inflammatory responses to eccentric exercise in humans. Exerc Immunol Rev, 2005. 11: p. 64-85.

22.       Hotfiel, T., et al., [Current Conservative Treatment and Management Strategies of Skeletal Muscle Injuries]. Z Orthop Unfall, 2016. 154(3): p. 245-53.