Thèse effectuée en cotutelle (Université de Poitiers, France) / Introduction – Le vieillissement est associé à une augmentation du coût énergétique de la locomotion (CE) et à une diminution de la consommation maximale d’oxygène (V ̇O2max). De plus, les qualités neuromusculaires semblent aussi compromises chez les aînés. Ces phénomènes contribuent au ralentissement de la vitesse de marche spontanée et peuvent altérer la qualité de vie. En plus de ces qualités physiques, il est reconnu que les fonctions cognitives déterminent la mobilité. En effet, la capacité de combiner une tâche motrice (locomotion) à une tâche cognitive est associée à une réduction du risque de chuter. Objectif – L’objectif de cette thèse était de préciser les relations entre la mobilité, la condition physique et les fonctions cognitives dans une perspective de vieillissement sain. Résultats – Une étude méthodologique a été présentée pour spécifier les modalités d’évaluation du CE. Les résultats ont démontré que le CE est plus élevé lorsque la mesure est effectuée sur tapis roulant en comparaison avec une mesure directement au sol. Il a aussi été suggéré que le niveau d’assocation entre les deux modalités était insatisfaisant. Ainsi, lorsque la mesure sur tapis roulant est nécessaire, elle doit idéalement être accompagnée d’un test de marche au sol pour améliorer la validité externe. Ensuite, une approche transversale a été utilisée afin de préciser les déterminants de la condition physique associés à une meilleure mobilité et à un profil cognitif favorable. En plus de la V ̇O2max, une force élevée caractérisait les individus qui présentaient les meilleures performances dans une tâche de flexibilité cognitive. Il a aussi été démontré que des tests cliniques comme le Timed up and go et la vitesse maximale de marche sur 10 mètres pouvaient être utilisés pour discriminer les individus qui présentent les profils physiques et cognitifs les moins favorables. Enfin, une étude d’intervention a été proposée afin de vérifier si un entraînement de l’aptitude aérobie et de la force visant une augmentation de la V ̇O2max et la réduction du CE allait permettre de meilleures performances cognitives lors d’une double tâche (motrice et cognitive). Les résultats démontrent, malgré que ce type d’intervention semble favoriser de meilleures performances en inhibition, qu’un programme visant le développement des habiletés motrices globales est aussi efficace pour induire des améliorations en inhibition. Conclusion – Ces résultats confirment la pertinence de l’évaluation d’un ensemble de déterminants de la condition physique allant de l’aptitude aérobie aux qualités neuromsuculaires dans le suivi de la santé physique et cognitive des aînés. Des tests cliniques accessibles sont proposés afin de contribuer à un premier diagnostic physique et cognitif qui saura être confirmé par des mesures plus exhaustives. Par ailleurs, il est aussi suggéré que plusieurs interventions peuvent être proposées pour améliorer les fonctions cognitives. Malgré que l’entraînement de l’aptitude aérobie et des qualités de force soit le seul à induire des améliorations de la condition physique, il n’en demeure pas moins qu’un programme de développement des habiletés motrices puisse représenter une avenue intéressante dans le cas où les individus étaient au préalable très sédentaires. / Introduction – Aging is characterized by an increase in the energy cost of locomotion (ECL) and a decrease in maximal oxygen uptake (V ̇O2max). It also appears that neuromuscular performances are jeopardized in older adults. Taken together, these phenomena contribute to a slower gait speed, which could reduce quality of life. Moreover, it was shown that cognition was also a key determinant of mobility performances. Indeed, the ability to execute simultaneously two tasks (motor and cognitive) was associated with a lower risk of falling. Objective – The objective of this thesis was to specify the relationships between mobility, physical fitness and cognition in a perspective of healthy aging. Results – A study was conducted to clarify the ECL testing methods. Results demonstrate a higher ECL when testing occurs on a treadmill in comparison to an overground measure. Moreover, it was shown that the association level was unsatisfying between the two testing modes. It was concluded that, when a treadmill testing is necessary, a complementary functional walking test should be implemented to increase external validity in data interpretation. Afterwards, a cross-sectional analysis was used to determine the physical fitness factors associated with better cognitive and mobility performances. Along with V ̇O2max, higher levels of strength were related to the fastest individuals both in mobility and in cognitive flexibility. Also, it was shown that clinical tests like the Timed up and go and the maximal walking speed over 10 meters were able to distinguish individuals with poorer physical fitness and cognitive performances. Finally, an intervention study was proposed to verify the effects of a combined aerobic and strength training program on physical fitness and cognition. It was hypothesized that reducing the ECL and increasing V ̇O2max would induce better cognitive performances during a dual-task (motor and cognitive). Results showed that this intervention improved inhibition performances. However, data also suggested that a training program aiming for gross motor abilities development was as efficient as the fitness training intervention to improve inhibition. Conclusion – Taken together, these results confirm the relevance of a complete physical fitness assessment in an healthy aging perspective including both aerobic and neuromuscular components. Convenient clinical tests are also proposed to establish a first physical and cognitive diagnosis, which will be confirmed by subsequent more exhaustive tests. Moreover, it was suggested that many interventions were leading to better cognitive performances. Along with aerobic and strength training which is a privileged method to improve physical fitness, programs aiming for gross motor abilities development could also be implemented, especially in a context where individuals are particularly sedentary.

Le métabolisme est la somme des réactions chimiques dans un organisme. L’énergie leur permet d’effectuer la biosynthèse, le maintien des fonctions vitales et l’activité physique. Si l’énergie est transformée en chaleur nous pouvons déterminer le taux de transformation d’énergie chimique en taux métabolique (TM) et nous pouvons donc calculer les besoins énergétiques d’un animal. Le principal objectif de ce travail est d’évaluer le métabolisme énergétique chez la punaise hématophage Rhodnius prolixus. Nos résultats montrent, que le TM de l’alimentation chez R. prolixus atteint jusqu’à 17 fois le TM au repos. Le quotient respiratoire est de 0,83 pendant le repos et 0,52 pendant l’alimentation. De plus, la désactivation des protéines permettant gérer le choc thermique, diminuent le TM pendant la digestion. Le coût énergétique (CE) de la marche peut atteindre jusqu’à 1,7 fois le CE pendant le repos. Finalement, le CE de la production d’un oeuf chez R. prolixus est approximativement de 11,7 J. L’ensemble de nos résultats apportent des outils qui fournissent des éléments nécessaires pour mieux contrôler la transmission de maladies vectorielles. / Metabolism is the sum of all the chemical reactions in an organism. Energy uptake allows animals to perform biosynthesis, maintenance, and external work. If the energy produced is converted into heat, we can estimate the energy metabolism as the rate of conversion of chemical energy into metabolic rate (MR), which allows the calculation of energy requirements. The main objective of this work is to assess the metabolic cost of physiological work in the blood-sucking bug Rhodnius prolixus. Our results show that feeding is costly. The MR during feeding in R. prolixus reaches up to 17 times the MR during rest. The mean respiratory quotient is 0.83 during rest and 0.52 during feeding. We showed that the deactivation of Heat Shock Proteins on R. prolixus, causes a diminution of MR during digestion. Then, we showed that the energy cost (EC) during walking can reach up to 1.7 times the EC during rest. Finally, we found that the EC of production of one egg of R. prolixus was 11.7 J. All our results provide tools to a better understanding of biology and ecology of an hematophagous insect to provide the necessary elements to better control of transmission of vector-borne diseases.

La myopathie némaline (MN) est une maladie neuromusculaire rare représentant la forme la plus répandue de myopathie congénitale. Elle est caractérisée par une faiblesse musculaire et la présence de structures en forme de bâtonnets au sein de la fibre musculaire squelettique. Au cours des dix dernières années, le développement de plusieurs modèles murins de MN a permis de mettre en évidence in vitro plusieurs mécanismes physiopatholgiques responsables, au moins en partie, de la faiblesse musculaire associée à la MN. Ce projet était donc dédié à la caractérisation phénotypique in vivo de la fonction musculaire squelettique de quatre modèles murins de MN reproduisant des formes humaines légères et sévères. A l’aide d’un dispositif expérimental précédemment développé au laboratoire, la fonction musculaire squelettique a été évaluée de manière strictement noninvasive à l’aide des techniques d’imagerie de résonance magnétique (IRM) multimodale (Dixon, T2, imagerie du tenseur de diffusion (DTI)) et de spectroscopie de résonance magnétique du phosphore 31 (SRM-P31) associées à des mesures mécaniques. Nous avons démontré que les altérations observées in vivo ne sont pas nécessairement similaires à celles rapportées in vitro. La SRM-P31 nous a permis de mettre en évidence des altérations métaboliques uniquement pour les formes sévères. Une absence d’infiltration intramusculaire de tissu adipeux a également été observée à l’aide de l’IRM Dixon. Enfin, les techniques d’IRM T2 et de DTI nous ont permis de déterminer des biomarqueurs noninvasifs et quantitatifs qui pourraient, à terme, permettre d’évaluer la sévérité et/ou la progression de la maladie chez les patients atteints de MN. / Nemaline myopathy (NM) is the most common of the non-dystrophic congenital myopathies and is characterized by muscle weakness and accumulation of an electron dense material (rods) within the sarcomeric units. Over the past decade, the generation of mouse models of NM allowed to identify in vitro several physiopathological mechanisms involved, at least in part, in muscle weakness in NM. This project has been devoted to the in vivo phenotypic characterization of the skeletal muscle function of mouse models mimicking mild and severe human forms of NM. Skeletal muscle function was assessed on four mouse models of NM with an original and strictly noninvasive experimental setup designed and built in our laboratory allowing 31P-magnetic resonance spectroscopy (31P-MRS) and multimodal magnetic resonance imaging (MRI) investigations, including Dixon, T2 mapping and Diffusion Tensor Imaging (DTI). Our results suggest that in vitro alterations did not necessarily translate into similar changes in vivo. 31P-MRS illustrated an altered energy metabolism only for the mouse models mimicking severe form of NM. Our Dixon MRI investigations showed that fatty infiltration was negligible. Finally, T2 maps and DTI experiments provided relevant noninvasive and quantitative biomarkers for monitoring the severity and/or the progression of NM in patients.