Impact de l'hypoxie sur les réponses à l'exercice de sprints et le renouvellement des composants cellulaires : influence de facteurs épigénétiques

Impact of hypoxia on sprint exercise responses and cellular component turnover : influence of epigenetic factors

• Auteur / Autrice : Robert Solsona
• Direction : Anthony Sanchez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Sport Santé
• Date : Soutenance le 11/12/2024
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Performance Santé Environnement de Montagne (Font-Romeu)
• Jury : Président / Présidente : Christoph Grunau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Rupp
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Louise Deldicque, Guillaume Py

Mots clés

Mots clés contrôlés

Autophagie

Épigénétique

Exercices physiques

Anoxie

Mots clés libres

Hypoxie

Méthylation de l'ADN

Epigénétique

Tunover protéique

Exercice

Autophagie

Hypoxia

DNA methylation

Epigenetics

Protein turnover

Exercise

Autophagy

Résumé

Cette thèse porte sur les réponses physiologiques à des séances d’entraînement par intervalles de sprints et des sprints répétés. L’objectif était d’évaluer les effets de l’ajout de stimuli supplémentaires tels que l’hypoxie normobarique et la restriction du flux sanguin. Pendant les séances d’exercice, des phases d’effort et de récupération alternées ont permis de mesurer la puissance développée, les échanges gazeux, et l’oxygénation musculaire. De plus, des échantillons salivaires et sanguins ont été prélevés afin d’analyser les modifications de la méthylation de l’ADN et les marqueurs du renouvellement protéique, respectivement. Les résultats principaux montrent que, tandis que la puissance développée est réduite sous l’effet des stress additionnels en sprints répétés, elle restait inchangée lors des intervalles de sprints. En réponse à l’hypoxie, des ajustements ventilatoires ont été observés, mais insuffisants pour égaler la consommation d’oxygène de la condition normoxique durant les périodes d’effort. En sprints répétés, la baisse de la disponibilité en oxygène accroît la contribution anaérobie, alors que la restriction du flux sanguin induit une fatigue neuromusculaire plus importante. Dans les intervalles de sprints, seules les deux méthodes de restriction de flux sanguin altèrent la réoxygénation musculaire. Malgré ces différences, les niveaux de méthylation globale (augmentés par l’exercice), ne présentent qu’une tendance concernant l’interaction entre l’exercice et la condition. Des corrélations ont toutefois été détectées entre les modifications de la méthylation (à la fois globale que ciblée) et certains paramètres physiologiques. D’autre part, les analyses de l’expression et de l’activité protéiques suggèrent une activation de l’autophagie dans les leucocytes sanguins, bien que les résultats concernant la phosphorylation de protéines impliquées dans la régulation de l’anabolisme soient moins concluants. En conclusion, la performance peut être maintenue dans le contexte de séances de sprints comprenant des périodes d’effort et de récupération plus longues. Bien que la restriction du flux sanguin par compression et celle induite par la gravité retardent et ralentissent respectivement les cinétiques de réoxygénation tissulaire, aucun effet de l’hypoxie n’a été observé. Enfin, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes sous jacents aux adaptations physiologiques résultant de l’entraînement par sprints.

This thesis focuses on the physiological responses to sprint interval training and repeated sprint sessions. The objective was to evaluate the effects of additional stimuli, such as normobaric hypoxia and blood flow restriction. During the exercise sessions, alternating phases of effort and recovery allowed for measurements of power output, gas exchange, and muscle oxygenation. Saliva and blood samples were also collected to analyze exercise-induced changes in DNA methylation and protein turnover markers. The key findings indicate that, while power output decreased under additional stress during repeated sprints, it remained unaffected during sprint intervals. In response to hypoxia, ventilatory adjustments were observed, but they were insufficient to match the oxygen consumption of the normoxic condition during effort periods. In repeated sprints, the reduction in oxygen availability led to increased anaerobic contribution, while blood flow restriction caused greater neuromuscular fatigue. In sprint intervals, only the two blood flow restriction methods impaired muscle reoxygenation. Despite these differences, global DNA methylation levels (elevated by exercise), exhibited only a trend in the interaction between exercise and condition. However, correlations were identified between methylation changes (both global and targeted) and specific physiological parameters. Moreover, analyses of protein expression and activity suggest autophagy activation in blood leucocytes, though the results regarding the phosphorylation of proteins involved in the regulation of anabolism were less conclusive. In conclusion, performance can be maintained in the context of sprint sessions that include longer periods of effort and recovery. Although cuff-based and gravity-induced blood flow restriction delay and slow down tissue reoxygenation kinetics, respectively, no effect of hypoxia was observed. Finally, further research is necessary to gain a better understanding of the mechanisms underlying physiological adaptations to sprint training.