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Gli antichi da sempre si sono serviti dell'energia termica come terapia per curare il dolore. L'effetto di freddo e caldo sull'organismo sarebbe in grado di alleviarne i traumi e, nel Ventesimo secolo, il potere del caldo e del freddo viene inoltre citato all'interno di quella che è conosciuta come la "teoria del cancello" che ipotizzava la presenza di "cancelli neurali", simili a vere proprie porte del dolore, che sarebbero collocate nella parte posteriore del midollo spinale. Su questi cancelli sosterebbero i recettori del dolore che potrebbero venir stimolati da agenti esterni come, per l'appunto, il caldo e il freddo.
Il trattamento terapeutico con il freddo si dimostra spesso la miglior terapia di primo intervento in caso di trauma. L'azione del freddo riduce gli edemi causati da una distorsione, per esempio, inducendo la vasocostrizione. La diminuzione della temperatura sull'area colpita da un trauma fa calare anche il metabolismo dei tessuti e rallenta l'attività delle cellule che non sono state toccate dal trauma. In questo modo la terapia del freddo consente la conservazione dell'integrità delle cellule illese durante il periodo che segue un danneggiamento del tessuto.
La terapia del freddo è considerata dalla scienza medica uno dei principali metodi analgesici di riduzione del dolore. È proprio il freddo a rallentare anche la velocità di conduzione del dolore a livello dei nervi periferici rilassando gli effetti più fastidiosi di un trauma. L'energia termica, rilasciata per esempio da una borsa del ghiaccio, agisce come una sorta di anestesia locale.
La terapia con il caldo è una terapia che può avere molteplici applicazioni, ma il suo uso deve essere assolutamente riservato dopo l'iniziale fase acuta dell'infiammazione, dove non vi è più calore, gonfiore o rossore. La terapia del caldo agisce contro i dolori aumentando il flusso sanguigno nella zona interessata dal trauma favorendo così l'eliminazione delle scorie accumulate nei tessuti e garantendo un maggiore apporto di sostanze riparatrici. Il caldo poi, accelera tutte le reazioni biochimiche dell'organismo e aumenta l'apporto di ossigeno e nutrienti a livello dei tessuti: questo si traduce in un aumento del metabolismo a livello della parte trattata e una conseguente riduzione del dolore.
La terapia del caldo, come quella del freddo, ha un effetto analgesico e decontratturante sulle parti del corpo colpite da un trauma. Il meccanismo con cui l'applicazione del calore allevia il dolore cronico non è ancora del tutto chiaro ma sembra che il caldo sia capace di abbassare l'attività dei recettori del dolore periferici. Di sicuro il calore aumenta l'elasticità dei tessuti, un effetto evidente soprattutto nei muscoli e in tutte quelle strutture in cui sono presenti molte fibre collagene.
