La restriction du flux sanguin : mécanismes vasculaires et musculaires de la réponse à un modèle d'hypoxie locale sur la performance physique en escalade

Role of muscular and vascular mechanisms on climbing performance in response to blood flow restriction training, a model of local hypoxic exposure.

• Auteur / Autrice : Titouan Perrin
• Direction : Julien Brugniaux
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : MCA - Mouvement et Comportement pour la santé et l'Autonomie
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hypoxie et Physiopathologie
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Hypoxie-exercice

Mots clés

Mots clés libres

Blood-flow restriction

Performance

Physiologie vasculaire

Entraînement

Hypoxie

Fatigue

Blood-flow restriction

Performance

Vascular physiology

Hypoxia

Physical training

Fatigue

Résumé

L'entraînement combiné avec restriction partielle du flux sanguin (blood flow restriction, BFR) consiste réaliser un exercice physique avec un brassard appliqué à la racine du membre (partie proximale de la cuisse ou du bras). Celui-ci est gonflé afin de réduire le flux sanguin dans le muscle actif provoquant ainsi une diminution de l'apport en O2 tissulaire et empêchant l'évacuation des métabolites circulants générés par l'exercice. L'entrainement en résistance de force sous BFR induit un stress physiologique et vasculaire d'une amplitude similaire à un entrainement classique en résistance de force à haute intensité (HLRE), et permet ainsi des adaptations musculaires proches ou comparables (gain de force et de masse musculaire) tout en étant réalisé à bien moindre intensité. La pratique de l'escalade nécessite à la fois des capacités de force, de résistance à la fatigue et d'endurance des fléchisseurs des doigts. L'entrainement classique en HLRE est souvent très traumatisant pour les doigts. L'utilisation du BFR en escalade pourrait permettre de développer les capacités de préhensions des grimpeurs, avec un moindre risque de blessure. Cependant la contraction des fléchisseurs des doigts en escalade est isométrique et intermittente provoquant des phénomènes d'ischémie-reperfusion proche du stress induit par le BFR. Cette spécificité de la préhension et les perturbations du flux sanguin qui en découlent pourraient entrainer des réponses différenciées à l'entrainement en BFR par rapport aux disciplines sportives plus classiques, à dominance concentrique-excentrique (musculation, course à pied…). Ainsi l'efficacité d'un entraînement isométrique intermittent des fléchisseurs des doigts sous restriction du flux sanguin (LLBFR) et son intérêt par rapport à un entraînement classique en HLRE afin de développer les paramètres de force, de résistance à la fatigue et d'endurance de force des grimpeurs reste à explorer. Parallèlement, la compréhension des adaptations induites par ce type d'entraînement demande une meilleure connaissance de l'évolution du flux sanguin pendant la contraction en escalade, avec et sans BFR. Enfin les hommes et les femmes n'ayant pas les mêmes propriétés musculaires en termes de phénotype, de fatigabilité ou encore de seuil d'occlusion musculaire, une analyse différenciée en fonction du sexe permettrait d'apporter des réponses plus complètes sur l'utilité du BFR en escalade. L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer les effets musculaires et vasculaires de l'entrainement sous restriction du flux sanguin en escalade. Les objectifs secondaires seront d'étudier : i) les réponses aigües à la restriction du flux sanguin en évaluant les réponses hémodynamiques durant des contractions isométriques des fléchisseurs des doigts avec et sans BFR ainsi que la fatigabilité, l'oxygénation musculaire et les réponses perceptuelles lors d'une séance de LLBFR ; iii) D'étudier l'effet d'un protocole d'entraînement des fléchisseurs des doigts en LLBFR (5 semaines, 2 sessions par semaine), sur les capacités de préhensions et l'hémodynamique musculaire des grimpeurs. Ces effets seront comparés à ceux obtenus à la suite d'un entraînement en résistance de force des fléchisseurs des doigts et par rapport à un groupe contrôle ne réalisant qu'une pratique d'escalade seule ; iiii) D'étudier l'effet potentiel du sexe sur les réponses aigües et chroniques à l'entrainement en LLBFR.

Training combined with Blood-flow restriction (BFR) become more and more popular. It consists in performing physical exercise with a cuff applied at the proximal part of a limb. The cuff is inflated in order to reduce muscular blood flow, reducing oxygen supply to the muscle and limiting metabolic waste elimination. BFR resistance training induces a physiological and vascular stress of a similar magnitude to high-load resistance training (HLRE; 65 to 80% of muscular voluntary contraction (MVC)), and sometimes higher levels of fatigue. It allows nearly equivalent muscle mass and strength gains to HLRE even if it realized at a much lower intensity (20 to 40%MVC). Muscular and vascular adaptations to BFR resistance training have been investigated in a variety of contexts, but have to be confirmed in sport-climbing. This sport require a high level of finger flexors strength, fatigue resistance and endurance. Classical HLRE training often lead to finger injuries due to the high mechanical stress. BFR training should allow to develop climbers gripping capacities with a lower injury risk. However the finger flexors contraction during climbing is isometric and intermittent, inducing ischemia-reperfusion phenomena similar to the stress induced by the BFR. The specificity of gripping and the resulting blood flow disturbances could lead to differentiated responses to BFR training compared with more conventional, concentrically-excentric sports disciplines (weightlifting, running, etc.). The thesis aim is to study the muscular and vascular adaptations to finger flexors BFR training for sport-climbing. Our sub-objectives are to : i) study acute vascular responses to isometric finger flexors contraction with BFR; ii) study acutes muscular and perceptual responses to low-load resistance exercise with BFR ; iii) study chronic muscular and vascular adaptations to a 5-weeks finger flexors BFR training protocol ; iv) study the potential effect of gender on acute and chronic responses to LLBFR training.