Oxygénation musculaire, EMG et fonction ventilatoire chez des sportifs porteurs d'hémoglobinopathie durant un exercice physique

Muscle oxygenation, EMG and ventilatory function in athletes with hemoglobinopathy during physical exercise

• Auteur / Autrice : Neïla Naouar
• Direction : Saïd Ahmaïdi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie-Santé. STAPS réadaptation, sport-santé
• Date : Soutenance le 05/02/2021
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Adaptations physiologiques à l'exercice et réadaptation à l'effort (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Claire Tourny
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abderraouf Ben Abderrahman, Hassane Zouhal, Christelle Jaffré
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Tourny, Abderraouf Ben Abderrahman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxygène

Muscles

Hémoglobinopathie

Mots clés libres

Fonction ventilatoire

Composante lente de VO2

NIRS

EMG

Exercice à charge constante

Hemoglobinopathy

Ventilatory function

Slow component of VO2

Constant load exercise

Résumé

L'objectif de cette thèse était triple 1)- Etudier la fonction ventilatoire durant un exercice incrémental maximal et un exercice sous-maximal prolongé chez des sportifs porteurs de trait drépanocytaire (PTD) 2)- Etudier la performance de la fonction ventilatoire durant un exercice à charge constante chez des sujets ayant une β-thalassémie mineure, 3)- Evaluer l'adaptation physiologique durant un effort sous-maximal prolongé chez des sportifs atteints de drépanocytose hétérozygote. La première étude a montré que l'exercice incrémental maximal et l'exercice à charge constante induisent une fatigue spirométrique, de la force et de l'endurance des muscles respiratoires chez les sujets porteurs de trait drépanocytaire. L'exercice rectangulaire affecte de façon importante la force et l'endurance musculaire respiratoire que l'exercice triangulaire. La deuxième étude a montré par ailleurs, une altération de la performance de la fonction ventilatoire après la réalisation d'un exercice sous-maximal prolongé chez les sujets ayant une β-thalassémie mineure. Ainsi, une diminution importante de l'endurance des muscles respiratoires a été constatée chez ces individus pathologiques en réponse à l'exercice à charge constante par rapport aux sujets sains. Ces résultats confirment que les sujets ayant des hémoglobinopathies n'ont pas la capacité de maintenir des niveaux élevés de ventilation pendant un exercice physique intense. Ensuite, lors de la troisième étude, la détermination de la PMA a permis d'affirmer que la forme hétérozygote de la drépanocytose n'est pas un facteur limitant de l'aptitude physique aérobie maximale. L'adaptation à un effort sous-maximal, évaluée par la phase rapide est parfaitement normale chez les sujets ayant un trait drépanocytaire. Par contre, l'amplitude de la composante lente de VO2, plus élevée chez les PTD suggère que ces individus pathologiques se caractérisent par une mauvaise tolérance à l'effort. Cette élévation était corrélée avec l'HbO2 et HHb qui étaient stables durant l'effort. Cette stabilité confirme la génération du mécanisme de remodelage vasculaire chez les PTD en réponse à des problèmes hémorhéologiques produits par l'effort. Une augmentation précoce du RMS et une diminution linéaire de 25,63% de MPF corrélée avec HHb, ont été constatées durant l'effort chez les individus pathologiques par rapport aux sujets sans hémoglobinopathie, affirmant que la baisse de déformabilité des globules rouges dont sont signalés généralement les sujets porteurs de trait drépanocytaire bouleverse de façon accrue la microcirculation musculaire qui pourrait être responsable de la composante lente de VO2. Ces résultats montrent que les sujets ayant une hémoglobinopathie pourraient avoir une fonction ventilatoire moins performante durant un effort physique intense que les sujets sains. Également, ces individus pourraient avoir une fatigue musculaire périphérique plus importante que les sujets à hémoglobine normale et une oxygénation musculaire stable durant un exercice rectangulaire. Ils présentent une capacité aérobie et une tolérance à l'effort d'endurance, inférieures aux sujets sains durant un effort sous-maximal

The aim of this thesis was threefold 1)- To study the ventilatory function during a maximal incremental exercise and a prolonged submaximal exercise in athletes with sickle cell trait (SCT), 2)- To study the performance of the ventilatory function during a constant load exercise in subjects with minor β-thalassemia, 3)- Evaluate the physiological adaptation during prolonged submaximal exercise in athletes with heterozygous sickle cell disease. The first study showed that maximal incremental exercise and constant load exercise induce spirometric fatigue, and decreased strength and endurance of the respiratory muscles in subjects with sickle cell trait. Rectangular exercise significantly affects respiratory muscle strength and endurance than triangular exercise. The second study was showed an impairment of the performance of ventilatory function after performing prolonged submaximal exercise in subjects with minor β-thalassemia. Thus, a significant decrease in the endurance of the respiratory muscles was observed in these pathological individuals in response to constant load exercise compared to healthy subjects. These results confirm that hemoglobinopathic subjects do not have the ability to maintain high levels of ventilation during intense physical exercise. Then, in the third study, the determination of the MAP confirmed that the heterozygous form of sickle cell disease is not a limiting factor in maximal aerobic physical fitness. Adaptation to submaximal effort, assessed by the rapid phase, is perfectly normal in subjects with sickle cell trait. In contrast, the amplitude of the slow component of VO2, which is higher in SCT, suggests that these pathological individuals are characterized by weak tolerance to exercise. This rise was correlated with HbO2 and HHb which were satble during exercise. This stability confirms the generation of the vascular remodeling mechanism in SCT in response to hemorheological problems produced by exercise. An precocious increase in RMS and a 25.63% linear decrease in MPF correlated with HHb, were observed during exercise in pathologic individuals compared to subjects without hemoglobinopathy, affirming that the decrease in erythrocyte deformabilities which are generally reported in subjects with sickle cell trait disrupts the muscular microcirculation in an increased manner which could be responsible for the slow component of VO2. These results show that subjects with hemoglobinopathy could have a less efficient ventilatory function during intense physical exertion than healthy subjects. Also, these individuals might have more significant peripheral muscle fatigue than subjects with normal hemoglobin and stable muscle oxygenation during rectangular exercise. They exhibit aerobic capacity and tolerance to endurance effort inferior than healthy subjects during submaximal effort