Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

L'électrostimulation est une méthode de mieux en mieux comprise en physiologie humaine. D'un autre côté, la rupture du tendon d'Achille amène chez la personne l'ayant subi une perte de force et de volume chronique. L'objet de ce projet fut d'observer si la force et le volume d'une jambe peuvent être améliorés avec l'aide d'un entraînement en électrostimulation. 9 sujets divisés en deux groupes (expérimental = 6, témoin = 3) ont subit un pré-test où fut mesurée leur force de contraction concentrique, excentrique et isométrique lors du mouvement de flexion plantaire. Le volume de la jambe fut également mesuré par la prise de la circonférence du mollet au niveau du ventre des gastrocnémiens. Le groupe expérimental a suivi un entraînement en électrostimulation des fléchisseurs plantaires d'une seule jambe à une fréquence de 50 Hz, 5 secondes de travail, 15 secondes de repos pendant 15 minutes. L'entraînement eu lieu 3 fois par semaine durant 8 semaines. Le groupe témoin ne suivit aucun entraînement particulier durant les 8 semaines. Un test identique au pré test fut repassé 4 semaines (test intermédiaire) après le début de l'entraînement (ou du non-entraînement pour le groupe témoin). L'ensemble des mesures de force et de volume (post-test) fut repris après les 8 semaines d'entraînement (ou de non entraînement pour le groupe témoin). Une analyse comparative de la force et du volume des deux jambes avant et après la période de 8 semaines fut effectuée pour les deux groupes. Nous avons observé une augmentation significative de force concentrique et isométrique pour la jambe entraînée par électrostimulation du groupe expérimental. Aucun autre gain de force ne fut significatif pour les autres groupes. Aucun gain de volume ne fut significatif pour aucun groupe. Ces résultats laissent croire que l'électrostimulation peut améliorer la force d'une jambe et que cette technique pourrait être employée pour aider ceux ayant subi une rupture du tendon d'Achille. D'autres recherches sont nécessaires sur des personnes ayant subi une rupture du tendon d'Achille pour observer si un gain de volume serait possible et si les paramètres de stimulation pourraient être améliorés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Électrostimulation, Rupture tendon d'Achille, Triceps sural, Force.

Un des problèmes majeurs contribuant à la réduction de la mobilité chez la personne âgée est la hausse de l’occurrence des chutes. La capacité à maintenir l’équilibre ou la stabilité posturale a été précédemment associée à la structure et aux propriétés mécaniques des tendons du membre inférieur. Cette étude fut menée afin d’évaluer les effets de l’intensité d’entrainement et de l’âge sur les changements de l’architecture tendineuse et ses propriétés mécaniques ainsi que sur les adaptations musculaires du membre inférieur. Ce projet avait ainsi pour objectif de comparer les effets de deux conditions d’entrainement pour un volume équivalent (intensité modérée (55% d’une répétition maximale (1RM) vs élevée (80% de 1RM)) sur deux groupes musculaires différents (quadriceps vs triceps sural), sur les adaptations des tendons d’Achille et patellaire associés aux adaptations de ces groupes musculaires respectifs. Enfin, le dernier objectif de cette étude était de montrer si des changements de la balance posturale et de la capacité de mouvement pouvaient s’expliquer par les évolutions de l’architecturale et de propriétés mécaniques des structures musculaires et tendineuses avec l’âge. Dix hommes jeunes (Age : 24.8 ± 3.6) et 27 séniors (Age : 69.9 ± 4.5) sédentaires ont été recrutés et ont participé à un programme d’entrainement en résistance de 12 semaines (3 fois/semaine) sur les muscles du triceps sural et du quadriceps. Le groupe de jeunes (n=10) ainsi qu’un groupe de séniors (n=13) ont participé à un programme d’entrainement modéré correspondant à 55% de 1RM, tandis qu’un deuxième groupe de seniors s’est vu imposer une intensité d’entrainement de 80% de 1RM (n=14). Chaque groupe a reçu exactement le même volume d'entraînement sur les muscles quadriceps et triceps sural en utilisant des machines de musculation guidées : la presse à jambes, l'extension des jambes et la machine à mollets assis. Afin de pouvoir obtenir les paramètres nécessaires à cette étude, l’utilisation d’ergomètres, d’images échographiques et IRM et d’un système de capture de mouvement ont été nécessaires. En comparant deux populations de jeunes et de séniors, cette étude a ainsi permis de quantifier une diminution de la force, couplée ou non suivant le tendon considéré à une diminution des propriétés intrinsèques du matériau tendineux. L’obtention de l’architecture musculaire a permis de construire les courbes d’évolutions de la section de chacun des muscles du quadriceps et du triceps sural pour les populations jeunes et séniors. Les deux conditions d’entrainement nous ont permis de mettre en évidence une amélioration des propriétés mécaniques des tendons d’Achille et patellaire, et plus sensiblement le tendon d’Achille, sur les deux populations jeunes et séniors sans toutefois observer de gain supplémentaire pour une intensité élevée. Des gains similaires suite à la période d’entrainement ont pu être observés chez les séniors sur les volumes des muscles du triceps sural et du quadriceps sans distinction de l’intensité considérée. L’analyse du mouvement nous a permis de mettre en évidence l’amélioration de la stabilité posturale et une évolution de la stratégie de flexion du tronc lors d’un lever de chaise suite à l’entrainement chez les séniors sans bénéfice supplémentaire entre une intensité modérée et élevée. De plus, les effets de l’âge sur les propriétés mécaniques des tendons ont pu être corrélés avec les performances liées aux exercices de stabilité posturale, de saut et de lever de chaise. Ce travail a donc permis de quantifier les effets de l’âge sur les capacités musculaires, tendineuses et de mouvement. Cette étude nous a également permis de mettre en évidence un seuil d’intensité d’entrainement (55% de 1RM) à partir duquel les personnes âgées ne semblent pas montrer de gain additionnel pour les systèmes musculaires et tendineux. Ce travail permet donc de proposer une optimisation de l’activité physique prescrite à la personne âgée ou vieillissante. / The ability to maintain balance has previously been associated with the structure and mechanical properties of the tendons of the lower limb. In order to evaluate the effects of training intensity (moderate vs. high intensity) and age on changes in tendon architecture (Achilles and patellar) and its mechanical properties, 10 young men and 27 sedentary seniors participated in a 12-week resistance training program (3 times/week) on the muscles of the triceps surae (TS) an quadriceps (QF). The young group and a senior group participated in a moderate training program corresponding to 55% of IRM (maximum repetition), while a second group of seniors received a training intensity of 80% of IRM. Each group received the same volume of training on the TS and QF muscles using guided weight machines. The use of ergometers, ultrasound and MRI images and a motion capture system were required. A decrease in strength, coupled or not depending on the tendon under consideration, and a decrease in the properties of the tendon material have been quantified with age. Evolution curves of each of the QF and TS muscles for both populations were constructed. The two training conditions showed an improvement in the mechanical properties of the Achilles and patellar tendons, and more significantly the Achilles, on both populations without any additional gain for a high intensity. Similar gains after training between the two intensities could be observed in seniors on muscle volumes. The improvement of postural stability and an evolution of the strategy during a chair lift were observed in seniors without any additional benefit between the two training intensities. This made it possible to quantify the effects of age on muscle, tendon and movement abilities by highlighting a threshold of training intensity (55% of IRM) from which seniors do not seem to show any additional gain. This work therefore makes it possible to propose an optimization of the physical activity prescribed to the elderly person

Les macrophages sont présents en grand nombre durant la réparation tissulaire. Cependant, leurs rôles n'ont jamais été investigués suivant une blessure tendineuse. Une section transversale suivie d’une suture du tendon d'Achille étaient effectuées sur des souris injectées avec des liposomes contenant du clodronate et ainsi rendues déficientes en monocytes circulants ou encore des souris injectées au PBS et recevant le placebo. L'accumulation des macrophages et la prolifération cellulaire diminuaient dans les tendons des souris clodronate. L'œdème et la masse sèche étaient plus importantes dans les tendons des souris placebo. La force absolue et la rigidité étaient comparables entre les 2 groupes. Par contre, le module de Young et le stress maximal étaient supérieurs pour les tendons de souris injectées au clodronate. Globalement, nos résultats supportent l'hypothèse que les macrophages favorisent la prolifération cellulaire et l'accumulation de matrice extracellulaire, mais leur présence entraîne une diminution du stress mécanique maximal du tendon d'Achille blessé. / Macrophages are present in large numbers during the various phases of tissue repair. However, their roles following tendon injury and during repair have never been investigated. Mice were injected with liposome-encapsulated clodronate to deplete circulating monocytes/macrophages or with PBS for placebo mice. Achilles tendons were then transversely sectioned and sutured. Macrophage accumulation and cell proliferation were lower in the tendons from clodronate-treated mice than in those from PBS-treated mice. Edema and dry mass of the Achilles tendons were higher in PBS-treated mice. No differences in absolute strength were observed, but Young's modulus and maximal stress were significantly greater for tendons from clodronate-treated mice than those from PBS-treated mice. Overall, our findings showed that macrophages promote cell proliferation and extracellular matrix accumulation but their presence leads to inferior ultimate tensile strength of the Achilles tendons.

Les blessures tendineuses suscitent un intérêt relativement limité en recherche malgré leur impact personnel et socio-économique substantiel. L'usage des modalités thérapeutiques actuelles n'est pas soutenu par des preuves suffisantes, empêchant un traitement approprié. Cette thèse se veut donc un pas en avant dans la définition de traitements et la caractérisation du processus de réparation des blessures tendineuses. Premièrement, nous avons observé que l'imposition périodique d'un courant direct dans un modèle de blessure in vitro n'améliorait pas la migration cellulaire et la fermeture de la lésion. Au contraire, le champ électrique devenait délétère à forte amplitude. Deuxièmement, des rats débutaient un protocole de course volontaire immédiatement après avoir subi une lésion du tendon d'Achille causée par l'injection de collagenase. L'exercice hâtif accentuait la réaction inflammatoire mais favorisait la récupération du contenu en collagène dans les tendons blessés. Paradoxalement, les propriétés mécaniques semblaient alors réduites. Les rats qui commençaient l'exercice 7 jours après la blessure démontraient de meilleures propriétés mécaniques après 28 jours que les rats soumis au protocole hâtif. Troisièmement, nous avons induit un état thrombocytopénique ou neutropénique chez des souris afin de caractériser le rôle respectif des plaquettes et des neutrophiles dans la réparation tendineuse. Le tendon d'Achille était sectionné puis suturé pour permettre une mise en charge immédiate. La perte des plaquettes affectait légèrement la vascularisation et le contenu en collagène et diminuait le stress maximal supporté par les tendons blessés. Cependant, cette dernière différence disparaissait ultérieurement. La réduction du nombre de neutrophiles stimulait l'accumulation des macrophages et la prolifération cellulaire dans les tendons endommagés. Par contre, la replication cellulaire s'atténuait suivant une baisse des macrophages dans le tendon, suggérant une relation entre les deux phénomènes. Somme toute, ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur le traitement et la réparation des blessures tendineuses et incitent à la poursuite des recherches. Entre autres, la définition de paramètres appropriés pour la stimulation électrique et les conséquences néfastes de l'exercice précoce sont des enjeux cliniques évidents. Le rôle limité que joueraient les plaquettes et les neutrophiles motive aussi l'analyse d'autres éléments, dont les macrophages, impliqués dans le processus de réparation tendineuse.

Problématique : La quantification de l’intégrité du tendon d’Achille (TA) représente un défi en réadaptation. L’adoption de mesures quantitatives du TA, extraites à partir d’une image ultrasonographique (QUS), pourrait remédier à cette lacune. Objectifs : 1) Évaluer la fiabilité test-retest et la précision de mesures QUS du TA; 2) Déterminer le meilleur protocole de collecte de mesures QUS à employer en pratique clinique. Méthodologie : Un total de 23 TAs présentant des symptômes d’une tendinopathie achilléenne et 63 TAs asymptomatiques ont été évalués. Pour chaque TA, 8 images ont été enregistrées (2 visites * 2 évaluatrices * 2 images). Différents types de mesures QUS ont été prises : géométriques (épaisseur, largeur, aire), dérivées d’un histogramme des niveaux de gris et dérivées d’une matrice de co-occurrence. Une étude de généralisabilité a quantifié la fiabilité et la précision de chaque mesure QUS et une étude de décision a fait ressortir les meilleurs protocoles de prise de mesures. Résultats : Les mesures géométriques ont démontré une excellente fiabilité et précision. Les mesures dérivées de l’histogramme des niveaux de gris ont démontré une fiabilité et précision médiocres. Les mesures dérivées d’une matrice de co-occurrence ont démontré une fiabilité modérée à excellente et une précision variable. En pratique clinique, il est recommandé de moyenner les résultats de trois images collectées par un évaluateur lors d’une visite. Conclusion : L’utilisation des mesures QUS géométriques permet de quantifier l’intégrité du TA (clinique et recherche). Davantage d’études sur les mesures QUS dérivées d’une matrice de co-occurrence s’avèrent nécessaires. / Background: Quantifying the integrity of the Achilles tendon (AT) represents a challenge in rehabilitation. The adoption of quantitative measurements of the AT, extracted from an ultrasound image (QUS) could remedy this shortcoming. Objectives: 1) To assess the test-retest reliability and accuracy of QUS measurements of the AT; 2) To determine the best protocol of QUS measurements to use in clinical practice. Methods: A total of 23 ATs with symptoms of mid-portion Achilles tendinopathy and 63 asymptomatic ATs were evaluated. For each AT, 8 images were recorded (2visits* 2 evaluators* 2 images). Different types of QUS measurements were taken: geometric (thickness, width, area), derived from a gray-level histogram and derived from a co-occurrence marix. A generalizability study quantified the reliability and accuracy of each QUS measurement whereas a decision study highlighted the best protocols for measuring use. Results: The geometric measurements showed excellent reliability and accuracy. The measures derived from the gray-level histogram showed poor reliability and accuracy. The measurements derived from a co-occurrence matrix have shown moderate to excellent reliability and a variable precision. In clinical practice, it is recommended averaging the results of three images collected by an assessor during a single visit. Conclusions: The use of geometric QUS measures allows to quantify the integrity of the AT in clinical practice and in research. Further studies on QUS measurements derived from a matrix of co-occurrence are needed.