Effet de l'assistance ventilatoire pendant l'exercice sur la fatigue et l'endurance musculaire des membres inférieurs chez le patient atteint de Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive

par Pierre Labeix

Thèse de doctorat en Santé, Physiologie respiratoire, Exercice, Motricité humaine et handicap

Sous la direction de Léonard Féasson et de Frédéric Costes.

Soutenue le 10-12-2020

à Lyon , dans le cadre de École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne) , en partenariat avec Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (équipe de recherche) , Université Jean Monnet (Saint-Étienne) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (laboratoire) .

Le président du jury était Isabelle Vivodtzev.

Le jury était composé de Isabelle Court-Fortune.

Les rapporteurs étaient Antoine Cuvelier, Jean-Christian Borel.


  • Résumé

    Parmi les traitements recommandés dans la Broncho pneumopathie Chronique obstructive, la réhabilitation respiratoire a montré une efficacité indéniable pour diminuer la dyspnée et améliorer la qualité de vie. Pourtant, les patients les plus sévères n'ont pas la possibilité de réaliser un effort suffisant pour induire une adaptation physiologique. L'ajout d'une ventilation non invasive (VNI) pendant les efforts, permet d’augmenter l’endurance à l’exercice, de diminuer la dyspnée. Son utilisation au cours d'une réhabilitation respiratoire permet une augmentation de la charge d'entrainement. Cependant la sélection des patients pouvant bénéficier le plus de la VNI à l’exercice reste empirique.La question est donc de discriminer les patients qui s'améliorent le plus lors d'un effort avec la VNI en utilisant un test simple, réalisable en pratique courante et de chercher un lien potentiel entre efficacité de la VNI et augmentation de la charge de travail pendant la réhabilitation.Dans une première étude, à l'aide du test simple de maintien d’une extension du genou contre résistance réalisé après un exercice de pédalage, nous avons montré que l'application d'une VNI au cours de l'effort permettait de diminuer la fatigue musculaire du quadriceps. Nous avons également trouvé qu'un tiers des patients ne présentaient pas d'amélioration de la fatigue musculaire avec VNI, suggérant que ce test pouvait servir à discriminer les patients pouvant bénéficier de l'entrainement avec VNI.Dans une deuxième étude, nous avons entrainé avec une VNI, des patients BPCO sévères présentant une limitation ventilatoire à l'effort afin de montrer un lien entre charge d'entrainement et efficacité de la VNI pour améliorer l’endurance du quadriceps. Nous avons confirmé les premiers résultats de la première étude et montré que l'entrainement avec VNI permettait d'augmenter la durée des efforts avec ou sans aide inspiratoire et que l'effet de prévention de la fatigue post-exercice avec VNI persistait après entraînement. Nous n'avons pas retrouvé de relation entre efficacité de la VNI et charge d'entrainement.Nos travaux suggèrent que la diminution du travail respiratoire avec VNI à l’exercice a un effet sur la performance des muscles périphériques et que cet effet persiste après réhabilitation respiratoire.

  • Titre traduit

    Effect of ventilatory pressure support during exercise on lower limb muscle fatigue and endurance in patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease


  • Résumé

    Among the treatments recommended in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), respiratory rehabilitation has shown undeniable effectiveness in reducing dyspnea and improving quality of life. However, the most severe patients do not have the possibility to make sufficient effort to induce physiological adaptation. The addition of noninvasive ventilation (NIV) during efforts, allows increasing exercise endurance and decreasing dyspnea. Its use during respiratory rehabilitation allows an increase of the training load. However, the selection of patients who can benefit the most from NIV during exercise remains empirical.The question is therefore to discriminate the patients who improve the most during an effort with NIV using a simple test achievable in current practice and to seek after a relationship between the NIV-induced prevention of post-exercise quadriceps fatigue and the training load during the PR program with the adjunct of noninvasive ventilation.In a first study, using a simple test of knee extension maintenance against resistance carried out after a cycling exercise, we showed that the application of NIV during exercise reduced quadriceps muscle fatigue. We also found that one third of the patients did not show an improvement in muscle fatigue with NIV, suggesting that this test could be used to discriminate between patients who could benefit from NIV training.In a second study, we trained severe COPD patients with ventilatory effort limitation with NIV to show a link between training load and the effectiveness of NIV in improving quadriceps endurance. We confirmed the initial results of the first study and showed that training with NIV increased the duration of effort with or without inspiratory support and that the prevention effect of post-exercise fatigue with NIV persisted after training. We did not find a relationship between NIV effectiveness and training load.Our work suggests that the decrease in respiratory work with NIV during exercise has an effect on peripheral muscle performance and that this effect persists after respiratory rehabilitation.


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