Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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La restauration fonctionnelle du membre supérieur chez l'hémiplégique séquellaire reste toujours l'objectif primordial recherché durant le processus de réhabilitation. De nos jours, les techniques émergentes de rééducation montrent de plus en plus d'efficacité et de réalisme, si elles sont accompagnées par les techniques conventionnelles et classiques. De plus, quelques idées anciennes ont évoluées vers l'utilisation du renforcement musculaire du membre atteint afin d'améliorer sa fonction motrice. En effet, le renforcement musculaire isocinétique constitue une technique potentiellement intéressante de rééducation pour des hémiplégiques. Dans le cadre de notre travail doctoral, nous avons utilisé le concept isocinétique pour réhabiliter les déficits moteurs et diagnostiquer les déficits de coordination du membre supérieur hémiplégique. En premier lieu, nous avons essayé de montrer le rôle de l'isocinétisme pour optimiser la prise en charge du membre supérieur chez l'hémiplégique. Nous avons d'abord présenté une revue de littérature sur le renforcement musculaire isocinétique après hémiplégie suite à une lésion cérébrale. Ensuite, nous avons évalué la faisabilité d'un programme basé sur ce type de renforcement, pour le coude et le poignet chez des hémiparétiques. Ainsi, l'utilité et l'efficacité de ce type de réentraînement isocinétique ont pu être mises en évidence. En second lieu, nous avons utilisé l'isocinétisme pour comprendre l'implication du rôle des afférences dans le déficit de coordination bimanuelle après accident vasculaire cérébral causant une hémiplégie. Dans l'ensemble, ces différents résultats autorisent à recommander l'outil isocinétique pour quantifier les déficits moteur et de coordination du membre supérieur chez l'hémiplégique, en vue d'une meilleure élaboration et mise en place de protocoles de rééducation isocinétique. / Functional restoration of the upper limb in sequelae hemiplegic remains the primary objective during the rehabilitation process. Nowadays, emerging rehabilitation techniques show more efficiency and realism, if they are accompanied by conventional and standard techniques. In addition, some old ideas have evolved to use the affected limb muscle strengthening to improve motor function. Indeed, the isokinetic muscle strengthening is a potentially interesting technique for rehabilitation of hemiplegic patients. As part of our doctoral work, we used the isokinetic concept to rehabilitate motor deficits and diagnose coordination deficits for hemiplegic upper limb. First, we tried to show the role of isokinetic to optimize the management of upper limb in hemiplegic patients. We firstly presented a review of literature on isokinetic muscle strengthening after hemiplegia following a brain injury. Then, we evaluated the feasibility of a training program based on this type of reinforcement for the elbow and wrist in the hemiparetic patients. Thus, the usefulness and effectiveness of this type of isokinetic exercise training have been highlighted. Second, we used the isokinetic to understand the contribution of afference-based processes to the impairment of bimanual coordination after stroke causing hemiplegia. On the whole, these results allow recommending the isokinetic tool to quantify motor and coordination deficits of upper limb in hemiplegic patients, for better development and implementation of isokinetic rehabilitation protocols.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) sont considérés comme la pathologie neurologique la plus sévère en termes de mortalité et d’infirmité. Ils touchent plus de 140 000 personnes chaque année. L’AVC ischémique, qui représente 80% des AVC, est causé par l’occlusion localisée d’un vaisseau conduisant à un arrêt de l’apport en oxygène et en glucose au cerveau. Il est ainsi responsable de déficits moteurs, sensitifs et cognitifs qui peuvent gravement compromettre l’autonomie et la qualité de vie des patients. Les patients qui ont subi un AVC ischémique développent notamment une atrophie musculaire qui se produit principalement dans le membre parétique, mais aussi dans une moindre mesure dans le membre non parétique. Toutefois, les mécanismes moléculaires à l’origine de cette atrophie musculaire sont méconnus. Dans une première étude, l’objectif a été d’identifier les déterminants moléculaires mis en jeu dans l’atrophie musculaire induite par une ischémie cérébrale. Pour répondre à cet objectif, les travaux ont été menés sur un modèle d'ischémie cérébrale chez la souris qui consiste en l’occlusion de l'artère cérébrale moyenne par un monofilament en nylon. Nous avons montré que l’ischémie cérébrale entraînait, 3 jours après son induction, une atrophie musculaire des muscles quadriceps, soleus et tibialis anterior du côté parétique. Cette atrophie musculaire était associée à des déficits moteurs touchant l’équilibre, la coordination, la force musculaire, la posture ou la marche. Au niveau moléculaire, nous avons reporté un déséquilibre de la balance entre la synthèse et la dégradation des protéines musculaires en faveur d’une augmentation de la dégradation dans les muscles parétique et non parétique des souris ischémiées. Nous avons notamment montré que l’expression de la myostatine, un régulateur négatif majeur de la masse musculaire, était significativement augmentée. Dans une seconde étude, l’objectif a été d’identifier une cible d’intervention thérapeutique pour préserver la masse musculaire suite à une ischémie cérébrale. Au vu des résultats obtenus dans la première étude, nous avons ciblé la myostatine. Nous avons montré que l’inhibition de la myostatine entraînait, une meilleure récupération du poids de corps et du poids de divers muscles, 15 jours après une ischémie cérébrale. De plus, l’inhibition de la myostatine tendait à améliorer le comportement moteur des souris ischémiées (équilibre, coordination, force musculaire). En revanche, nous n’avons reporté aucune variation majeure des niveaux en ARNm ou protéines d’acteurs impliqués dans les voies de signalisation Akt/mTOR, Smad2/3, ubiquitine-protéasome et autophagie-lysosome, 15 jours après une ischémie cérébrale. Ces données préliminaires suggèrent que l’inhibition pharmacologique de la myostatine pourrait représenter une stratégie thérapeutique efficace pour limiter la perte de masse musculaire suite à une ischémie cérébrale / Strokes are considered as the most severe neurological disease in terms of mortality and disability. The incidence of stroke in France is estimated at 140 000. Ischemic stroke, which represents about 80% of strokes occur as a result of an obstruction of a blood vessel supplying blood to the brain. Motor, cognitive and sensory deficits are common impacts of stroke and can seriously compromise the autonomy and patient quality of life. Ischemic stroke leads to muscle atrophy, wich occurs primarily in the paretic limb, but also to a lesser extent in the nonparetic limb. However, the molecular mechanisms of muscle atrophy is unknown. In a first study, the purpose was to identify the molecular determinants involved in skeletal muscle atrophy following cerebral ischemia. To meet this objective, the work was carried out on a mouse model of cerebral ischemia, which involves the occlusion of the middle cerebral artery (MCAO) with a nylon monofilament. We have shown that cerebral ischemia leads to skeletal muscle atrophy of quadriceps, soleus and tibialis anterior muscles of the paretic side, 3 days after MCAO. This muscular atrophy was associated with motor deficits in the balance, coordination, muscle strength, posture and walking. From a molecular point of view, we reported an imbalance between the rates of synthesis and degradation of muscle protein, in favour of protein degradation in both paretic and nonparetic muscles. In particular, we showed that the expression of myostatin, a master negative regulator of skeletal muscle mass was significantly increased. In a second study, the purpose was to identify a target for therapeutic intervention in order to maintain muscle mass following cerebral ischemia. In view of the results obtained in the first study, we targeted the myostatin. Our results show that myostatin inhibition increases body weight and muscle mass recovery, 15 days after cerebral ischemia. In addition, myostatin inhibition tends to improve motor behavior (balance, coordination, strength). From a molecular point of view, we reported no major change in mRNA or protein level of actors involved in Akt/mTOR, Smad2/3, autophagy-lysosome and ubiquitin-proteasome pathways, involved in the control of muscle mass, 15 days after cerebral ischemia. These preliminary results strongly suggest that pharmacological inhibitors of myostatin may provide significant therapeutic benefit for muscle atrophy following cerebral ischemia