Fatigabilité à l'exercice musculaire : exploration physio-pathologique

Fatigability at muscular exercise : physiopathological exploration

• Auteur / Autrice : Nicolas Decorte
• Direction : Bernard Wuyam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fatigue

Résumé

Les recherches sur la fatigue musculaire ont permis de mettre à jour l'implication de différentes altérations tout au long de la chaîne de commande motrice allant du cerveau jusqu'au muscle. Pourtant les mécanismes de régulation centraux et périphériques mis en jeu à l'exercice continuent de faire débat aujourd'hui. Ce travail de thèse avait donc comme objectif d'évaluer de façon originale la fatigue à l'exercice musculaire et d'essayer de mieux cerner les mécanismes sous-jacents propres à différentes situations physiologiques ou cliniques. Nous avons mené ce projet en différents actes: i) en prenant soin de valider tout d'abord notre outil d'évaluation la stimulation magnétique, en la comparant aux mesures obtenues par stimulation électrique classiquement utilisée pour l'évaluation de la fonction musculaire, ii) puis en évaluant de manière originale la cinétique de développement de la fatigue au cours d'un test à charge constante, cinétique beaucoup moins étudiée dans la littérature que la simple fatigue de fin d'effort, iii) enfin nous nous sommes intéressés aux applications cliniques de cet outil en recherchant d'une part les effets possibles de traitements médicamenteux sur la fatigabilité musculaire et d'autre part en étudiant les effets musculaires d'un programme de réentraÎnement chez des patients mucoviscidosiques. Nous avons ainsi confirmé la validité de l'utilisation de la stimulation magnétique dans l'évaluation de la fonction et de la fatigue neuromusculaires du quadriceps. Nous avons également pu décrire la cinétique de développement de la fatigue du quadriceps au cours d'un effort à charge constante sur ergocycle et démontrer le fait que la fatigue périphérique, plus particulièrement de basse fréquence, apparaissait tôt dès le début de l'exercice et pour l'essentiel dans la première moitié du temps d'exercice, alors que les indices de la fatigue centrale se révélaient en fin d'effort, proche de l'épuisement. Nous n'avons pas démontré d'effets ergogènes provoqués par l'inhalation aigue de f1rmimétiques, ni d'effet sur le développement de la fatigue neuromusculaire, tant au niveau périphérique que central. L'étude clinique en cours pour laquelle nous avons réalisé une analyse intermédiaire visant à révéler les effets d'un programme d'électrostimulation sur le réentraÎnement à l'effort chez des patients mucoviscidosiques présentant une dysfonction pulmonaire sévère nous a permis de mesurer des bénéfices obtenus en terme de gain fonctionnel (force au niveau du quadriceps, hypertrophie musculaire) qui ne sont pourtant pas retranscrits en terme d'amélioration de la fonction respiratoire ou de la tolérance à l'effort. Pour conclure, ce travail de thèse a permis de mettre à jour d'une part les facteurs déterminants à prendre en compte dans l'évaluation de la fatigue. Les résultats obtenus montrent ainsi l'importance de considérer la cinétique de développement de la fatigue au cours de l'exerciceet pas seulement les conséquences visibles à épuisement. Ces résultats peuvent également amener des pistes de recherche dans le débat actuel de la littérature scientifique faisant état de plusieurs approches pour investiguer ce phénomène de fatigue en renforçant l'idée d'une exploration plus globale de la fatigue, en intégrant par exemple des aspects neurocognitifs. D'autre part, ce travail a permis de prouver la validité de la stimulation magnétique, ses limites et les applications possibles au niveau de l'exploration physiologique de la fatigue dans la recherche clinique et le diagnostic précoce de certaines pathologies neuromusculaires.

Research on muscle fatigue has to update the involvement of various alterations throughout th chain of command driving from brain to muscle. Yet the mechanisms regulating central an peripheral set into play the year continue to debate today. This thesis was therefore aim to asses how the original fatigue to muscular exercise and try to better understand the mechanism underlying specifie to different physiological or clinical situations. We conducted this project i different acts: i) taking care to first validate our assessment tool magnetic stimulation, in compariso to measurements obtained by electrical stimulation typically used to assess muscle function, ii ) an then evaluating an original kinetic development of fatigue during a test at constant load, kinetic mue less studied in the literature that the simple fatigue-end effort, iii) finally we are interested i applications clinical tool in seeking a share of the possible effects of drug treatments on muscl fatigue and partly by studying the effects of muscle retraining 'program in patients with cystic fibrosiWe have upheld the use of magnetic stimulation in the evaluation function and neuromuscula fatigue of the quadriceps. We were also able to describe the kinetics of development of fatigue the quadriceps during a constant effort to load on bicycle ergometer and demonstrate that peripher fatigue, particularly low-frequency, appeared before the beginning of the year and mainly in the fir half of practice time, while the indices of central fatigue were revealed at the end of effort, close t exhaustion. We have not shown ergogenic ettects caused by acute inhalation of f12-agonists, 0 developmental effects of neuromuscular fatigue at both peripheral and central. The ongoing clinicstudy for which we conducted an interim analysis to reveal the effects of electrical stimulatiol program on the rehabilitation training in patients with cystic fibrosis with severe pulmonar; dysfunction allowed us to measure the benefits obtained in terms of functional gain (strength in thE quadriceps muscle hypertrophy) that are not yet transcribed in terms of improving lung function 0 exercise tolerance. To conclude, this thesis has to update the one hand the factors to consider il assessing fatigue. The results show the importance of considering the kinetics of development a fatigue during exercise and not only the visible consequences to exhaustion. These results may aise lead to avenues of research in the current debate in the scientific literature reports severé approaches to investigate the phenomenon of fatigue in reinforcing the idea of a more comprehensive exploration of fatigue, incorporating such neuro-cognitive aspects. On the other hand, this work helped prove the validity of magnetic stimulation, its limitations and potential applications in the exploration of physiological fatigue in clinical research and early diagnosis on certain neuromuscular diseases.