Physiologie de l’exercice et métabolomique chez des athlètes exposés à une altitude modérée aiguë

Physiology of Exercise and Metabolism in Athletes Exposed to Moderate Acute Altitude

• Auteur / Autrice : Florian Messier
• Direction : Fabienne Durand, Laurence Le Moyec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie sport santé
• Date : Soutenance le 21/12/2017
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Performance Santé Environnement de Montagne (Font-Romeu)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Martino, Samuel Vergès, Cédric Bertrand, David Thivel, Mohamed N. Triba
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Myriam Martino, Samuel Vergès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de l'altitude

Sportifs

Métabolisme énergétique

Métabolomique

Mots clés libres

Métabolomique

Résonance magnétique nucléaire

Altitude

Exercice

Métabolisme énergétique

Urine

Plasma

Metabolomics

Nuclear magnetic resonance

Altitude

Exercise

Metabolism

Urine

Plasma

Résumé

A l’heure actuelle aucun consensus n’existe sur l’utilisation des substrats énergétiques lors d’un exercice en altitude. Certaines études ont montré une utilisation accrue des glucides en altitude comparée à la plaine mais les intensités d’exercices utilisées sont discutables et l’utilisation de méthodes biochimiques traditionnelles ont permis de doser qu’un nombre restreint de molécules. Aujourd’hui grâce à la métabolomique, il est possible d’analyser les variations d’un grand nombre de métabolites simultanément. Le but de cette thèse est d’étudier l’incidence de l’altitude modérée sur l’utilisation des substrats énergétiques à l’effort à l’aide de la métabolomique par résonnance magnétique nucléaire du proton. Des échantillons de plasmas et d’urines ont été collectés lors d’exercices d’endurance en plaine et en altitude modérée chez des sujets non acclimatés. Nos premiers résultats, dans les plasmas, ont montré une baisse de la glycémie et une utilisation accrue des acides aminés ramifiés entre avant et après un exercice d’endurance en altitude, ce qui n’a pas été observé en plaine. Ces résultats ont ensuite été confirmé lors d’un exercice d’endurance jusqu’à épuisement. De plus, nous avons montré que l’utilisation des urines permet de mettre en avant les résultats obtenus dans les plasmas, ce qui est très encourageant pour la compréhension des adaptations métaboliques en altitude par des méthodes non invasives. Pour finir, nous avons utilisé une méthode statistique innovante appelée « analyse en composantes communes et poids spécifiques ». Les résultats ont permis d’observer les variabilités communes entre les paramètres physiologiques mesurés et les variations des métabolites plasmatiques.

Although it is known that altitude impairs performance in endurance sports, there is no consensus on the involvement of energy substrates in this process. Some studies have shown an increased use of carbohydrates at altitude compared at plain but the intensities of exercises used are debatable and the use of traditional biochemical methods allowed to dose only a limited number of molecules. Today, thanks to metabolomics, it is possible to analyze the variations of a large number of metabolites simultaneously. The aim of this thesis is to investigate the incidence of moderate altitude on the use of energy substrates on stress using proton nuclear magnetic resonance metabolomics. Plasma and urine samples were collected during endurance exercises at plain and at moderate altitude in non-acclimatized subjects. Our first results in plasma showed decreased blood glucose and increased use of branched amino acids between before and after endurance exercise at altitude, which was not observed at plain. These results were then confirmed during an endurance exercise until exhaustion. Moreover, we have shown that the use of urine allows to highlight the results obtained in the plasmas, which is very encouraging for the understanding of the metabolic adaptations at altitude by noninvasive methods. Finally, we used an innovative statistical method called “ common components and specific weights analysis”. The results allowed us to observe the common variability between the measured physiological parameters and the variations of the plasma metabolites.