Le préconditionnement ischémique (IPC) consiste à induire des épisodes ischémiques brefs et répétés, entrecoupés d’épisodes de reperfusion. Cette technique initialement testée pour ses effets protecteurs sur le myocarde rendrait différents tissus du corps plus résistants à une réduction d’oxygénation, comme retrouvée durant l’exercice maximal. Très peu d’études ont étudié les effets de l’IPC sur l’oxygénation musculaire. À l’aide de la spectroscopie proche infrarouge, nous avons examiné les effets du préconditionnement sur l’hémodynamique et l’extraction d’oxygène pendant un protocole de contractions volontaires maximales répétées. Nos résultats démontrent que ce préconditionnement entraîne une augmentation du volume sanguin local au repos et pendant la récupération après les contractions, ainsi qu’une plus grande extraction d’oxygène en début d’effort. Ces améliorations s’accompagnent d’une augmentation de la force musculaire tout au long du protocole. L’utilisation de l’IPC comme aide ergogénique pourrait s’avérer utile pour optimiser l’oxygénation et la force musculaire avant une compétition ou un entraînement. / Repeated episodes of ischemia and reperfusion, commonly known as ischemic preconditioning (IPC), initially tested for its protective effects on the myocardium, renders different tissues more resistant to a subsequent reduction in oxygenation (i.e., tissue O2 saturation), as found during maximal exercise. Despite its likely effects on the oxidative function, studies examining the effects of IPC on tissue oxygenation are very scarce. We used near-infrared spectroscopy to study the effects of IPC on muscle haemodynamics and peripheral O2 extraction during repeated maximal efforts in resistance-trained participants. Our results demonstrate that IPC increased muscle blood volume at rest and during recovery between contractions, as well as muscle oxygen uptake during exercise. These acute physiological adaptations were associated with increased muscle strength throughout the protocol. The use of IPC as an ergogenic aid could be useful to optimize oxygenation and muscle strength during competition and training.

En patinage de vitesse, la position basse, les phases de glisse, les exigences reliées aux virages et les hauts niveaux de force requis à chaque poussée entraînent une restriction du débit sanguin (RDS) dans les muscles principalement sollicités. Cette RDS, qui est à l’origine d’une désoxygénation des muscles locomoteurs ainsi que d’une accélération des processus métaboliques liés à la fatigue, influence la technique gestuelle et la performance. Les athlètes de haut niveau utilisent plusieurs stratégies de conditionnement métabolique dans l’objectif d’optimiser leurs réponses physiologiques et leurs performances. Malgré leur impact sur l’oxygénation musculaire noté dans de nombreux sports, aucune donnée n’est disponible concernant les effets de ces méthodes sur la performance en patinage de vitesse longue piste (PVLP). Considérant les caractéristiques spécifiques des patineurs de différents profils énergétiques et la singularité de leurs réponses physiologiques, l’objectif de cette thèse était d’évaluer les effets de méthodes de conditionnement métabolique sur la performance sur glace en fonction du profil énergétique des athlètes. Le préconditionnement ischémique à distance (RIPC) induit une vasodilatation qui favorise le débit sanguin dans le muscle squelettique et une sympatholyse fonctionnelle qui contribue à assurer une perfusion des tissus actifs en adéquation avec la demande énergétique. Le RIPC contribue également à optimiser la fonction mitochondriale et a mené à des améliorations de performance dans certains contextes sportifs. L’étude 1 a démontré que le RIPC ne mène à aucun gain de performance lors d’un contre-la-montre de 1000 m en PVLP chez des athlètes élites, et que cette technique tend à augmenter l’extraction d’oxygène musculaire chez les athlètes spécialisés en sprint. Ceci pourrait permettre de rehausser le stress métabolique à l’entraînement chez ce type d’athlètes et ainsi optimiser les adaptations chroniques. Un échauffement des muscles respiratoires (IMW) peut retarder l’activation du métaboréflexe respiratoire à l’exercice et favoriser une meilleure oxygénation des muscles locomoteurs. L’étude 2 n’a montré aucune augmentation du volume sanguin local et aucun effet ergogénique en PVLP à la suite d’un IMW. Enfin, la combinaison de différentes stratégies de conditionnement est une pratique courante chez les athlètes élites qui espèrent optimiser leur performance. Étonnamment, les preuves scientifiques concernant l’amalgame de techniques sont très rares dans la littérature. Les résultats de l’étude 3 ne démontrent aucun effet ergogénique de la combinaison du RIPC (chronique) et d’un IMW sur la performance au 600 m en PVLP. En somme, les résultats de ces trois études mettent en évidence la faible variabilité des réponses physiologiques et des performances chez les athlètes de haut niveau, ainsi que les singularités associées à la position des patineurs de vitesse; ni le préconditionnement ischémique, ni l’échauffement des muscles respiratoires, ni la combinaison des deux stratégies n’ont permis d’améliorer la performance chez des patineurs élites et seulement des modifications mineures ont été observées sur le plan de l’oxygénation musculaire. Le niveau de forme très élevé des athlètes, la réalisation d’un échauffement complet et la position extrêmement basse pourraient avoir contribué à atténuer l’efficacité de ces techniques. / The speed-skating position leads to blood-flow restriction and deoxygenation in the lower limbs that may enhance the metabolic processes associated with fatigue, thereby affecting technique and performance. Highlevel athletes use several metabolic conditioning strategies to optimize their physiological responses and performances. Despite their potential impact on muscle oxygenation noted in many sports, no data is available regarding the impact of such techniques on long-track speed skating performance. The peculiar histologic muscular characteristics associated with the skaters of different energetic profile and skating specialties may influence the response to conditioning stimulus and therefore, the purpose of our studies was to assess the specific on-ice impact of conditioning strategies with respect to the energetic profile of the skaters. Remote ischemic preconditioning (RIPC) has been found to enhance performance in different contexts, improve vascular function and muscular perfusion (locally and systemically) and to optimize mitochondrial efficiency. In study 1, we found that RIPC has no practical ergogenic impact on 1000-m long-track speed-skating performance in elite athletes and that this technique tends to increase muscle oxygen extraction in sprint athletes. This could increase the metabolic stress in training in this type of athlete and thus, optimize the chronic adaptations. Respiratory muscle fatigue might increase sympathetic vasoconstrictor outflow to working skeletal muscles through a respiratory muscle metaboreflex, thus reducing limbs blood flow and accelerating the development of exercise-induced locomotor muscle fatigue. An inspiratory muscle warm-up (IMW) may reduce inspiratory muscle fatigue and attenuate locomotor muscle deoxygenation during maximal exercises. In study 2, we found that a standard IMW protocol provides no meaningful effect on blood volume and performance in elite speed skaters. Finally, elite athletes in varied sports typically combine ergogenic strategies in the hope of taking advantage of multiple strategies simultaneously in order to enhance physiological responses and competitive performance. However, the scientific evidence for such practices is very scarce. Results of study 3 indicate that combining RIPC (chronic) and IMW has no practical ergogenic impact on 600-m speed-skating performance in elite skaters. Summing up, the results of these three studies highlight the low variability of physiological responses and performance in elite athletes as well as the singularities associated with the position of speed skaters; neither ischemic preconditioning, nor an inspiratory muscles warm-up, nor the combination of these two strategies has improved performance in elite skaters and only minor changes in muscular oxygenation were observed. The very high level of aerobic fitness of the athlete, the practice of a thorough warm-up protocol and the extremely low position may have contributed to lessen the effectiveness of these techniques.

La capacité à répéter des sprints (CRS) est un déterminant majeur de la performance au football américain. Les méthodes d’entraînement de la CRS visent essentiellement l’amélioration de la capacité à résister à la fatigue neuromusculaire. Il est généralement admis que l’amélioration du métabolisme oxydatif a pour effet d’accroître la CRS en atténuant l’impact des facteurs à l’origine de la diminution progressive de la performance. Outre l’entraînement, l’échauffement peut lui aussi affecter positivement la CRS en accélérant la cinétique de VO2 et en augmentant la consommation d’O2 dans le muscle. La restriction sanguine à l’exercice (BFR) est une technique de manipulation du flux sanguin. La méthode consiste à appliquer, pendant l’exercice, une pression modérée sur les membres inférieurs ou supérieurs au moyen de brassards spécialisés ou de bandages élastiques (practical BFR). Elle déclenche un ensemble de modifications physiologiques qui s’apparentent à celles induites par l’échauffement. Le BFR pourrait donc amplifier les effets de l’échauffement et affecter positivement la CRS. L’étude insérée dans ce mémoire a été élaborée afin de vérifier cette hypothèse. Nos résultats démontrent que l’utilisation du BFR à l’échauffement permet d’augmenter le volume sanguin local et d’élever la saturation musculaire en O2 pendant certaines périodes d’un test de sprints répétés complété immédiatement après l’échauffement. Bien que ces adaptations physiologiques n’aient pas influencé positivement la performance lors des douze sprints du test, elles pourraient produire un effet ergogénique pendant une activité de plus longue durée, comme lors d’un match de football américain / Repeated-sprint ability (RSA) is an important determinant of performance in American football. Athletes and coaches use varied interventions to enhance RSA, with the goal of delaying the onset of fatigue. Many authors have suggested that increasing the oxidative metabolism through appropriate training could mitigate the influence of the limiting factors that cause fatigue and thereby enhance RSA. Aside from physical training, a well-conducted warm-up may also enhance RSA by acutely improving skeletal muscle VO2 and VO2 kinetics. The so-called blood-flow restriction (BFR) technique is a compression method that allows manipulating blood flow to skeletal muscles. BFR is employed during exercise and does not elicit complete ischemia. The pressure applied to the limbs with cuffs or elastic wraps (practical BFR) is sufficient to impede the venous outflow but maintains some of the arterial inflow. The BFR-induced acute adaptations mimic some of the mechanisms of a warm-up, and could thereby potentiate the effects of a warm-up on RSA. The study presented later in this paper examined this hypothesis. Our results suggest that performing BFR during warm-up may increase local blood volume and muscle O2 saturation during some parts of a subsequent RSA test. Although the BFR warm-up did not clearly impact performance, the altered physiological responses could prove beneficial to American football players and other team-sport athletes in longer activities involving multiple bouts of maximal efforts, such as games

L'objectif de cette thèse est de détailler les effets respiratoires induits par les associations de l'éthanol au THC et de l'éthanol au GHB. Les études ont été menées chez l'animal non anesthésié par pléthysmographie corps entier pendant les quatre heures suivant l'administration intrapéritonéale. Dans une première étape, les effets respiratoires de la prise isolée d'éthanol et de GHB ont été étudiés. Ces deux substances modifient le mode respiratoire : l'éthanol provoquant une tachypnée dès 3 g.kg-1, le GHB une respiration apneustique dès 600 mg.kg-1, sans insuffisance respiratoire (PaO2 normale). Les modifications des gaz du sang observées : acidémie pour l'éthanol et alcalose pour le GHB sont d'origine métabolique. A ces doses, ces deux substances perturbent aussi la conscience des animaux et la thermorégulation : l'éthanol induit une hypothermie et le GHB une évolution triphasique de la température : hypothermie/hyperthermie/ hypothermie. Les dosages sanguins et les études cinétiques menés lors de ces études confirment la vraisemblance de notre modèle et sa pertinence clinique et médicolégale. L'étude des associations à l'éthanol montre que les effets respiratoires du THC et du GHB sont conservés, seule leur association à la dose de 3 g.kg-1 d'éthanol a provoqué une baisse de la ventilation minute avec réduction du débit inspiratoire mais selon des mécanismes différents : baisse du volume courant pour l'association THC-éthanol et augmentation de la durée des apnées expiratoires pour celle du GHB à l'éthanol. Pour cette dernière, l'interaction cinétique observée après administration intrapéritonéale n'explique pas l'intensité du phénomène, une potentialisation est probable.

L’objectif de cette thèse est de détailler les effets respiratoires induits par les associations de l’éthanol au THC et de l’éthanol au GHB. Les études ont été menées chez l’animal non anesthésié par pléthysmographie corps entier pendant les quatre heures suivant l’administration intrapéritonéale. Dans une première étape, les effets respiratoires de la prise isolée d’éthanol et de GHB ont été étudiés. Ces deux substances modifient le mode respiratoire : l’éthanol provoquant une tachypnée dès 3 g.kg-1, le GHB une respiration apneustique dès 600 mg.kg-1, sans insuffisance respiratoire (PaO2 normale). Les modifications des gaz du sang observées : acidémie pour l’éthanol et alcalose pour le GHB sont d’origine métabolique. A ces doses, ces deux substances perturbent aussi la conscience des animaux et la thermorégulation : l’éthanol induit une hypothermie et le GHB une évolution triphasique de la température : hypothermie/hyperthermie/ hypothermie. Les dosages sanguins et les études cinétiques menés lors de ces études confirment la vraisemblance de notre modèle et sa pertinence clinique et médicolégale. L’étude des associations à l’éthanol montre que les effets respiratoires du THC et du GHB sont conservés, seule leur association à la dose de 3 g.kg-1 d’éthanol a provoqué une baisse de la ventilation minute avec réduction du débit inspiratoire mais selon des mécanismes différents : baisse du volume courant pour l’association THC-éthanol et augmentation de la durée des apnées expiratoires pour celle du GHB à l’éthanol. Pour cette dernière, l’interaction cinétique observée après administration intrapéritonéale n’explique pas l’intensité du phénomène, une potentialisation est probable. / The objective of this thesis was to study the time-course of the respiratory effects of THC/ethanol and GHB/ethanol associations. Respiration was studied using whole body plethysmography in non-anesthetized rats during the four hours following intraperitoneal injection. In a first step, both GHB and ethanol affected the respiratory pattern. Ethanol caused bradypnea at doses greater than 3 g.kg-1 and GHB induced apneusis above 600 mg.kg-1. Arterial blood gases modifications were metabolic: acidemia with ethanol and alkalosis with GHB. At those doses, both substances altered consciousness and body temperature of animals. Ethanol induced hypothermia and GHB a temperature triphasic change: hypothermia/ hyperthermia/hypothermia. Blood determinations and kinetic studies reinforced the likelihood, and clinical and forensic relevancies of our animal model. Association studies showed that the respiratory effects of THC and GHB were unchanged in presence of ethanol. Association with 3 g.kg-1 ethanol dose only provoked a reduction in minute volume and in mean inspiratory flow, but mechanisms were different. Ethanol and THC induced a decrease in tidal volume; ethanol and GHB an increase in expiratory apnea duration. The observed kinetic interaction between ethanol and GHB did not explain phenomenon intensity; a potentialization could occur.