Adaptation du muscle humain à la microgravité simulée : apport de l'analyse spectrale du signal EMG

Human muscle adaptation to simulated microgravity : EMG signal spectral analysis contribution

• Auteur / Autrice : Pierre Portero
• Direction : Francis Goubel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électromyographie

Gravité réduite

Fatigue

Muscles

Mots clés libres

Homme

Apesanteur

Simulation

Microgravité

Fatigue

Spectrométrie RMN

Contraction musculaire isométrique

Analyse spectrale

Muscle triceps sural

Muscle tibial antérieur

Human

Electromyography

Weightlessness

Microgravity

NMR Spectrometry

Isometric muscular contraction

Spectral analysis

Triceps surae muscle

Anterior tibial muscle

Résumé

Les modifications des paramètres spectraux du signal électromyographique de surface (EMGS) des muscles Triceps Surae (T. S. ) et Tibialis Anterior (T. A. ), au cours d'une épreuve de fatigue isométrique, sont étudiées en relation avec une situation de microgravité simulée chez l'homme, c'est-à-dire lors d'une période de Bed Rest (B. R. ). La revue de la littérature a permis de montrer que : d'une part, lors d'une période de microgravité réelle ou simulée, les muscles à fonction antigravitaire (T. S) sont plus affectés que les muscles à fonction phasique (T. A. ) ; d'autre part, les paramètres spectraux EMGS évoluent différemment lors d'épreuves de fatigue et ceci en fonction de leurs caractéristiques métaboliques musculaires. L'étude a comporté deux phases principales : la première a consisté en la validation du protocole expérimental, la caractérisation des réponses des différents muscles en terme d'évolution des paramètres spectraux EMGS, et l'établissement d'une relation entre ces paramètres spectraux et certains paramètres du métabolisme musculaire exploré par spectroscopie RMN 31P ; la deuxième a été de caractériser l'évolution des paramètres spectraux EMGS en fonction du statut fonctionnel du T. S. Et du T. A. Lors d'une période de B. R. (4 semaines), avec et sans contre-mesures d'exercice musculaire. Les résultats montrent que : grâce à la méthode proposée (épreuve isométrique à 50% de la force maximale volontaire et analyse spectrale du signal EMGS), il est possible de différencier les évolutions des muscles en fonction de leur résistance à la fatigue grâce à l'établissement d'un débit de la fréquence moyenne (MPF) du spectre EMGS (% de diminution de la valeur initiale de la MPF par minute de temps de contraction). Ce débit constitue un index de fatigabilité d'un point de vue EMGS : il existe une relation entre le glissement spectral vers les basses fréquences de L'EMGS et la concentration musculaire en H2PO4 d'une part et H+ d'autre part ; il est possible de différencier ces évolutions par rapport à une situation de microgravité simulée, les différents chefs musculaires du T. S. (les gastrocnemii et le soleus) présentant une augmentation du débit de MPF contrairement au T. A. ; et enfin, lorsqu'un entraînement musculaire est non spécifique de la fonction des muscles étudiés, celui-ci n'est pas suffisant pour contrecarrer les effets du déconditionnement exprimés en terme EMGS. En conclusion, l'analyse spectrale du signal EMGS, lors d'épreuves de fatigue isométrique, apparaît comme étant un outil fiable pour discriminer les muscles par rapport à leur fonction antigravitaire (ou non) et en situation de microgravité simulée. L'aspect non invasif de cette méthode en fait une technique de choix pour le suivi de l'adaptation du muscle dans les domaines de la physiologie spatiale, sportive et de la médecine