Respiration Wim Hof – La science expliquée

Il existe plusieurs variantes de la respiration Wim Hof.
La technique de respiration reste similaire dans les différentes variantes, mais le protocole change (les apnées, le rythme et l’intention). 
Je vais me concentrer dans cet article sur la technique de respiration de base pour en expliquer la physiologie.Sommaire

Respiration Wim Hof: la technique

Respiration Wim Hof : la science et les effets sur le corps

Pour résumer sur la physiologie et la science

Les effets bénéfiques de la respiration Wim Hof 

Les points d’attention pour bien pratiquer la respiration Wim Hof 

Conclusions 

1) La Technique de Respiration Wim HofDans cette vidéo, retrouvez l’explication en français de la respiration Wim Hof ainsi que les erreurs à éviter.

Les 3 phases de la méthode Wim Hof :Phase de respirationLe protocole respiratoire de base comprend environ 30 inspirations complètes, de préférence avec le nez, chacune suivie d’une expiration passive. La respiration complète commence par une respiration ventrale avec le diaphragme et en passant par une respiration intercostale, se termine avec une respiration dans la poitrine (certains font aussi une dernière partie claviculaire).
L’inspiration est donc ascendante et l’expiration est « à l’atmosphère », c’est-à-dire relâchée et sans effort (on dit aussi au 2/3 ou 70% d’une expiration totale). Phase d’apnée poumons videsAprès les 30 respirations, sur la dernière expiration, on termine avec une apnée aux poumons vides (presque vides, car l’expiration est à 2/3) à tenir le plus longtemps possible, mais sans forcer (jusqu’au premier signe de spasmes du corps de type contraction involontaire du diaphragme). Inspiration + apnée de 15 secondesOn inspire alors à la fin de l’apnée pleinement et en gardant l’air, on fait une phase de rétention poumons pleins pour 15 secondes.Une fois complété ces étapes qui forment 1 cycle complet de respiration, on répète encore 2, voire 3 cycles.

Figure 1: Cycle complet de la respiration Wim Hof2) Respiration Wim Hof – la science et les effets sur le corps
Dans ce paragraphe nous allons entrer plus dans les détails de la science de la respiration Wim Hof.
Pendant les 30 respirations (profondes et complètes) on s’oxygène et on atteint une saturation d’oxygène dans le sang de 99% (la phase de respiration ressemble à une hyperventilation contrôlée, aussi définie hypocapnie).La saturation en oxygènePour mesurer la saturation en oxygénation du sang, on fait le rapport entre l’oxyhémoglobine et l’hémoglobine  dans le sang. La saturation normale d’une personne saine et au repos est supérieure à 95%. Le rôle de cette phase de respiration active est aussi de réduire considérablement la concentration de CO2 dans le sang. Pendant la phase d’apnée la concentration d’oxygène descend (même jusqu’à 50% de saturation, voir les explications de Wim dans les cours en ligne Fundamentals ou essayez par vous-même avec un oxymètre à la maison).
Lorsque la concentration de CO2 commence à augmenter jusqu’à atteindre le seuil de tolérance de CO2 max de notre corps, la quantité de CO2 dans le sang active le besoin de respirer. Ceci grâce à des chémorécepteurs qui permettent un déclenchement de la respiration si la pression en CO2 a atteint un seuil maximal (en fonction de l’entrainement de chacun à tolérer le CO2).
Vous pouvez observer ce seuil dans la Figure 2 suivante avec une ligne horizontale bleu en traits pointillés. Conséquences : de meilleures performances en apnéeAvec une respiration type Wim Hof, on diminue le besoin de respirer (longue apnée) car on réduit la concentration de CO2 pendant la respiration, ce qui permet de tenir plus longtemps en apnée et de faire chuter drastiquement la saturation en oxygène lors de l’apnée (avec des apnées qui peuvent durer facilement 2-3 minutes). Normalement avec la respiration de tous les jours pendant l’apnée on atteint le seuil max de tolérance de CO2 avant d’atteindre le seuil minimum tolérable physiologiquement de la concentration d’oxygène (représentée dans la Figure 2 avec la ligne horizontale rouge en traits pointillés).
Après une respiration Wim Hof, le CO2 de départ à l’apnée est très faible et donc l’augmentation de concentration de CO2 prend plus de temps que la diminution de concentration d’O2. Ceci, pour les pratiquants débutants, peut causer une perte de conscience suivi par une respiration automatique (initiée par le système nerveux centrale) pour rééquilibrer la concentration d’O2 et de CO2. Celui-ci reste sans danger mais il ne faut pas pratiquer la respiration Wim Hof pour faire de la plongée ou des apnées dans l’eau.
Il faut aussi pratiquer la respiration allongé ou assis. 

Figure 2: Variation de concentration d’O2 et de CO2 dans le sang tout au long de la respiration.
A gauche la respiration normale et à droite la respiration Wim Hof.Les effets secondairesLa respiration est aussi accompagnée par des fourmillements et des picotements aux extrémités (et aux lèvres, visage etc..). Cela est dû au fait qu’avec la respiration on réduit considérablement le CO2 dans le sang au cours des 30 respirations. Une faible concentration de CO2 entraine une augmentation du pH dans le sang (une partie importante du CO2 est convertie en ions bicarbonates qui vont se dissoudre dans le sang et réguler le pH sanguin. Le pH peut virer légèrement sur le basique et augmenter de 7,4 à 7,7 comme montré dans la Figure 3).

Figure 3: Variation du PH mesurée lors de la respiration Wim HofLa respiration Wim Hof, un antidouleur ?Un pH alcalin permet d’inhiber les récepteurs de la douleur (liée aussi aux récepteurs de la température).
De ce phénomène, j’en parlerai dans un autre article : effet analgésique du froid.
L’augmentation du pH a aussi un impact sur l’effet Bohr et le lien entre l’hémoglobine dans le sang et l’oxygène disponible (affinité de l’hémoglobine à l’O2).
Quand la concentration de CO2 est faible et le pH alcalin le lien entre l’hémoglobine et l’O2 est fort et l’O2 n’est pas relâché aux tissus rapidement, mais reste à disposition dans le sang. Néanmoins, au début de la respiration, on commence à stocker une grosse quantité d’oxygène dans les tissus (ce qui explique par exemple l’exercice des pompes en apnée proposé par Wim Hof et le fait de pouvoir en faire beaucoup plus que d’habitude même en étant en apnée sans respirer).
Et aussi, car l’oxygène dans le sang est relâché ensuite graduellement aux tissus tout au long de l’apnée (ou des pompes en apnée), et la saturation d’oxygène dans le sang chute, le CO2 augmente et les tissus et muscles ressentent une sorte de tétanisation et picotements.*
L’excès d’oxygène dû à l’hyperventilation peut provoquer à un niveau tissulaire une rigidité dans les muscles qui peut être vue dans les extrémités (les mains type « T-Rex » ou « mains d’accoucheur » qu’on voit souvent avec les respirations poussées animées par Wim en Pologne).  Provoquez un état de bien-êtreAu niveau du système nerveux et endocrinien : les hormones du bonheur type sérotonine, dopamine, ocytocine, noradrénaline sont produites en hypoxie (manque d’oxygène vers la fin de l’apnée) pour activer un état de détente qui active le nerf vague pour stimuler la respiration. 
En plus le CO2 est un vasodilatateur et donc sa faible concentration détermine une vasoconstriction (par exemple les mains et les pieds peuvent devenir froids). 
Le résultat physiologique de la respiration est alors de promouvoir la production des hormones du bonheur et un état de stress avec production d’adrénaline qui active le métabolisme et stimule le corps à réagir pour ensuite atteindre un état d’équilibre (hormèse par l’apnée).Activation du système nerveux autonomePendant cette phase de respiration, on active le système nerveux autonome (SNA)* qui se met en mode combat-fuite donc dans le côté orthosympathique (l’accélérateur). Ces effets de courtes durées sont sans conséquence et sont totalement équilibrés et renversés par l’apnée poumons vide et plein qui suivent (sans forcer sur les apnées) et qui nous font basculer vers le système nerveux autonome parasympathique (le frein). Ce basculement sur 3/4 cycles entre le système nerveux autonome sympathique et parasympathique a comme effet une équilibration importante du système nerveux autonome (qui régule une majorité des fonctions vitales dans la vie quotidienne). 

Figure 4: Variation de la physiologie du corps pendant 2.5 heures de respiration WHM et puis dans les heures qui suivent sans respiration WHM.
Extrait de l’étude scientifique de l’endotoxine fait par Wim et ses étudiants
Pour aller plus loin : la respiration Wim Hof impacte aussi la cohérence cardiaque et sa variabilité. Pour ce sujet fascinant, je vais écrire prochainement un autre article. 3) Pour résumer sur la physiologie
Les différentes phases pendant les cycles de respiration : 

Phase d’oxygénation et réduction de CO2, on active le système nerveux autonome orthosympathique (phase d’activation). La phase inspiration et expiration 30 fois.

Phase d’apnée, on invertit la tendance des gaz CO2 et O2 dans le sang, on produit les hormones du bonheur et on détend l’organisme avec une apnée aux poumons vides assimilable à une longue expiration, qui détend et augmente le tonus vagal et fait passer dans un état de système nerveux autonome parasympathique (repos, digestion, détente). 

Apnée poumons pleins de courte durée (15 secondes) pour instaurer le calme et rééquilibrer le système nerveux autonome (qui est maintenant au centre en superposition entre sympathique et orthosympathique) et la physiologie (on en sort plus alcalin, donc avec un pH augmenté et bien oxygéné)

Petits rappels de physiologie :
Oxygène et globules rougesL’oxygène est transporté par les globules rouges. Ces cellules sont composées à environ 1/3 d’une protéine appelée hémoglobine. Lorsque l’hémoglobine est chargée en oxygène, on parle d’oxyhémoglobine.Effet BohrL’effet Bohr : est l’augmentation de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène (O2) lors d’une diminution de la pression partielle en dioxyde de carbone (CO2) ou d’une augmentation de pH. La pression partielle en dioxyde de carbone est élevée au niveau des tissus. L’effet Bohr implique alors une libération optimale du dioxygène (O2) transporté par l’hémoglobine, dans les muscles lors des efforts physiques notamment.Réduction de bicarbonnateDans la Figure 4 graph D on observe que pendant la respiration on a une réduction de bicarbonate (diminution de CO2 qui est vasodilatateur, donc vasoconstriction qui explique les extrémités froides mais aussi peux expliquer la tétanie tissulaire, les cramps ou contractions musculaires liée à une baisse de calcium intracellulaire).

Il faut ajouter aussi que la tétanie qu’on peut observer pendant la phase de respiration active (surtout chez les nouveaux pratiquants), peut être causée autrement par une hyperexcitabilité neuromusculaire due à l’excitation nerveuse par le système sympathique, ou spasmophilie, parfois nommée syndrome d’hyperventilation (considérée comme bénigne car pas pathologique). Concentration élevée d’O2Grâce à une concentration élevée d’O2 dans les muscles, on peut produire une quantité supérieure d’ATP dans les tissus et donc l’énergie disponible (métabolisme cellulaire). Le système nerveux autonomeLe système nerveux autonome avec le système nerveux somatique constituent les deux composantes du système nerveux périphérique. Le système nerveux autonome (ou végétatif) est responsable des fonctions automatiques de l’organisme (digestion, rythme cardiaque, transpiration…). Il comprend deux systèmes : les systèmes nerveux sympathique et parasympathique. 
Ces deux systèmes contrôlent l’activité des organes internes par des actions opposées comme montré par la Figure 5. Leurs fibres communiquent avec les cellules des muscles lisses (présents dans la paroi de nombreux organes), du muscle cardiaque, des glandes et des cellules du système immunitaire.
Le système sympathique répond au stress en préparant à l’action alors que le système parasympathique amène un ralentissement général des fonctions de l’organisme. L’activité de ce dernier est favorisée par la relaxation.

Figure 5: Système sympathique et système parasympathique4) Les effets bénéfiques de la respiration Wim HofRééquilibrer le système nerveux autonome et réduire le stress, l’anxiété et/ou battre la dépression : grâce au basculement entre le système nerveux autonome sympathique et parasympathique, nous rendons nôtres SNA capable de s’adapter, répondre avec flexibilité aux stress extérieurs (et intérieurs) et revenir au centre dans un zone d’équilibre et santé. Cette zone est la saine superposition entre système nerveux sympathique et parasympathique, là où les deux sont équilibrés et travaillent ensemble selon les besoins (pour plus d’information se renseigner sur la théorie polyvagale). Augmenter la tolérance à la CO2 grâce aux apnées aux poumons vides : on apprend au corps à tolérer une concentration de CO2 supérieure graduellement et donc à pouvoir fonctionner avec un seuil supérieur. Cela nous aidera dans les efforts physiques du quotidien et dans l’endurance et performance sportive. Réduire l’inflammation grâce au protocole anti-inflammatoire (ceci sera expliqué dans un autre article) : en changeant le protocole de base (mais avec la même respiration Wim Hof) nous pouvons réduire l’inflammation dans le corps ultérieurement.Faciliter le système immunitaire à être attentif et efficace, car le système nerveux autonome qui le régule est en équilibré et prêt à agir.Réguler la production hormonale (notamment les bonnes hormones du bonheur), le métabolisme et le rythme circadien (toujours grâce à l’équilibre du système nerveux autonome et régulé par l’hypothalamus).5) Les points d’attention pour bien pratiquer la respiration Wim HofDans cette vidéo, retrouvez nos conseils pour bien pratiquer la respiration Wim Hof.

Ne jamais forcer (ni pendant la respiration, ni durant l’apnée)Pratiquer la respiration allongé ou assis (et jamais dans l’eau)Ne pas utiliser la respiration WHM pour ensuite faire de la plongée sous l’eauNe pas respirer superficiellement ou trop rapidement Respirer par le nez sauf conseil contraire d’un instructeur (certain type de respirations ponctuelles) Ne pas improviser une séance de respiration Wim Hof sans connaitre la technique SAFETY RULES : la respiration Wim Hof n’est pas conseillée pour les femmes enceintes, les personnes avec épilepsie et les personnes avec des problèmes cardiaques importants  6) Conclusion Avec mon background scientifique (je suis ingénieur et pas médecin) j’ai essayé de vous expliquer (avec quelque détails) la physiologie de la respiration WHM de base, grâce aux recherches que j’ai faites pendant ces années de pratique et les différentes ressources disponibles pour les instructeurs. La physiologie de la respiration Wim Hof reste complexe et nécessite des études scientifiques supérieures. Ma conviction profonde est que pour comprendre totalement cette respiration, on doit pratiquer assidument et avec constance au moins une année (même si Wim Hof arrive à changer la vie de gens en 5 jours avec sa méthode). Une explication purement scientifique (sortie des livres) décorrélée des expériences vécues pendant cette respiration ne peut que rester incomplète.
 
À bientôt pour en savoir plus sur la respiration Wim Hof,Bibliographie:Matthijs Kox, et al. (2014) Voluntary activation of the sympathetic nervous system and attenuation of the innate immune response in humansEnvie d’expérimenter la méthode de respiration Wim Hof ?

Voir nos stages Wim Hof

Contactez-nous !

Suivez-nous sur nos réseaux pour suivre nos aventures 😉