La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) a des répercussions significatives sur la vie des personnes qui en sont atteintes. L'intolérance à l'effort en est une conséquence majeure. Des altérations au niveau des muscles périphériques ont été observées chez ces patients, ce qui contribuerait à les rendre plus susceptibles à la fatigue musculaire. Une fatigue au niveau du quadriceps a déjà été observée après un effort sur ergocycle. L'objectif de ce travail vise à comparer la réponse cardiorespiratoire et l'activation électrique dans cinq muscles périphériques entre les sujets MPOC et les sujets témoins pendant la marche. Des changements semblables au niveau du profil électromyographique ont été observés dans les deux groupes, mais à des intensités d'effort moindres pour les MPOC. Ces résultats démontrent que, dans le quotidien, les patients ayant une MPOC doivent déployer un effort d'intensité relative beaucoup plus élevée que les sujets en santé afin de marcher.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le but de cette étude était d'investiguer des sujets scoliotiques pour ce qui est de leur efficacité et de leur fatigabilité musculaire et ce en comparaison à des sujets normaux. Les muscles des côtés concaves et convexes ont également été comparés afin de vérifier si les paramètres EMG utilisés étaient sensibles à leur différence en terme de contenu en fibres musculaires. Seize jeunes femmes (10 sans scoliose et 6 avec une scoliose idiopathique) ont participée à l'étude. Les sujets étaient debout dans un dynamomètre triaxial. Trois contractions en extension du rachis à différents niveaux de force allant de 0 à 100 % de la contraction maximale volontaire (CMV) furent exécutées pour la tâche d'efficacité musculaire. Pour la tâche de fatigue, les sujets devaient maintenir une contraction à 75% CMV pendant 30 secondes. Le signal EMG fut enregistré à l'aide d'électrodes de surface positionnées bilatéralement sur les muscles paravertébraux au niveau de L5, L3, Ll et T10. Pour la tâche d'efficacité, les valeurs en « root mean square » (RMS) et en médiane du spectre de puissance (Md) ont été calculées sur des fenêtres de 250 msec qui fiirent sélectionnées aux niveaux de force suivants : 10, 20 ,30 ,40, 50, 60, 70, et 80% FMV. Pour la tâche de fatigue musculaire, les valeurs en RMS et en Md ont été calculées sur une succession de 21 fenêtres de 250 msec placées à égale distance de la 3e à la 25 seconde. Au niveau des muscles situés dans la région de l'apex, aucune différence entre les groupes et les côtés n'a été démontrée. Cependant, des différences semblent apparaîfa-e à un niveau inférieur (L3) et ceci pourrait indiquer que des différences dans le contenu en fibres musculaires pourraient être démontrées à l'aide de cet outil à ce niveau et non au niveau de l'apex tel qu'il avait été attendu.

Plusieurs facteurs peuvent limiter la capacité, ou le désir, d’un individu d’effectuer un exercice physique. Entre autres, la perception de la difficulté de l’effort et une faible résistance à la fatigue peuvent limiter la performance tant chez des athlètes d'élite que des individus sédentaires. Les athlètes, les entraîneurs, les médecins et autres intervenants sont donc continuellement à la recherche d’interventions pouvant améliorer la capacité à l’effort et la résistance à la fatigue neuromusculaire. De nombreux travaux démontrent que l'augmentation de l'apport en substrat énergétique au niveau du muscle actif et des niveaux de la machinerie métabolique, soit des activités à la hausse d’enzymes clés impliquées dans le métabolisme énergétique, pourraient réduire les effets néfastes d'une activité physique inhabituelle, améliorant ainsi la tolérance à l'exercice et la performance globale. Cette performance est souvent évaluée au moyen de la puissance aérobie maximale (PAM), soit la quantité de travail produit au niveau du muscle squelettique dans les conditions de consommation maximale d’oxygène au niveau de l’organisme dans son ensemble. La résistance à la fatigue est, de son côté, souvent évaluée par la durée ou le travail total qui peut être fournit dans un effort d’intensité dans le temps. Outre l’entraînement, l’apport nutritionnel, incluant l’utilisation de compléments nutritionnels, peut également améliorer la résistance à la fatigue et la PAM globale en modifiant, entre autres, le potentiel métabolique des muscles squelettiques. Le complément alimentaire Blue Calorad® (BC) est un breuvage contenant du collagène de milieu marin hydrolysé, de l'extrait de myrtille et des polyphénols combinés dans une formule brevetée. Il a été rapporté que ce médicament réduit le stress induit par l'exercice, améliore l'endurance et la récupération grâce à des effets antifatigue. Ces allégations proviennent cependant des rapports anecdotiques des consommateurs. Par conséquent, une évaluation objective des effets et des mécanismes potentiels sous-jacents de ces effets s’impose. Il est plausible que le Blue Calorad® ait des effets sur la performance car, individuellement, les ingrédients du produit, dont les bleuets, le collagène et les polyphénols, amélioreraient la santé et la capacité d'exercice chez des modèles humains et animaux en bonne santé. Les adaptations physiologiques aiguës et chroniques induites par ces éléments modulent certains mécanismes qui se révèlent limitants pour la performance. L'étude présentée dans l’article de ce mémoire a examiné l’hypothèse selon laquelle le Blue Calorad® agit de la sorte. Nos résultats démontrent que la consommation ad libitum de Blue Calorad®, pendant une durée de 5 semaines chez des rattes non entraînées, permet d’augmenter leur performance sur tapis roulant en ralentissant l’apparition de la fatigue. Cette amélioration de la performance n’a pas été accompagnée iv de changements significatifs des paramètres physiologiques choisis, soient la composition corporelle, certaines variables plasmatiques, le glycogène musculaire et plusieurs éléments de la machinerie musculaire squelettique des métabolismes anaérobie et aérobie. Ces résultats appuient les rapports anecdotiques des consommateurs du produit et suggèrent que le Blue Calorad® pourrait produire un effet ergogénique chez l’humain, bien que les mécanismes de son action demeurent inconnus. / Maximal aerobic power (MAP), the ability of the muscles to use oxygen received from the heart and the lungs to produce energy, is an important determinant of performance among both athletes at the elite level and sedentary individuals seeking to partake structured physical activity. Athletes, coaches, physicians and others use varied interventions to enhance performance, with the goal of delaying the onset of fatigue. Many authors have suggested that increasing energy supply and upregulating activities of key enzymes involved in the skeletal muscle metabolism could mitigate the deleterious impact of unaccustomed physical activity thereby improving exercise and overall performance. Aside from physical training, a well-structured and balanced nutrition plan may also enhance exercise tolerance and overall MAP by altering anaerobic and aerobic skeletal muscle metabolic potential. Blue Calorad® (BC), is a liquid dietary supplement containing marine hydrolyzed collagen, blueberry extract, and polyphenols combined in a proprietary formula, which has been reported to reduce exercise-induced stress and enhance endurance and recovery via its potential anti-fatigue effects. Claims surrounding this product are based solely on anecdotal evidence provided by consumers and therefore, potential mechanisms behind its effects have yet to be discovered. BC has yet to be tested in humans. However, blueberries, collagen and polyphenols have been reported to enhance health and exercise capacity in both healthy human and animal models. The acute and chronic physiological adaptations induced by these elements mimic some of the mechanisms that prove to be limiting to overall physical performance and when enhanced these could thereby potentiate the effects of an increased performance. The study presented later in this paper examined this hypothesis. Our results suggest that ad libitum consumption of BC over a 5-week period in sedentary female rats increases performance during two MAP tests. Although the BC supplementation did not clearly enhance the chosen physiological parameters such as body composition, plasma variables, muscle glycogen and ultimately anaerobic and aerobic mechanisms related to skeletal muscle metabolic potential, the increased performance responses could prove beneficial to sedentary individuals or those seeking to newly partake in a physical activity regime.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / **Introduction :** Les troubles musculosquelettiques (TMS) à l'épaule liés au travail engendrent des coûts importants, et peuvent être influencés par l'âge et le sexe des travailleurs. La répétition de tâches de travail peut engendrer de la fatigue, qui est un facteur de risque de développer des TMS. L'échelle de Borg CR10 permet de mesurer la perception de la fatigue et l'électromyographie de surface (sEMG) permet de mesurer la fatigue musculaire, chacun avec des degrés variés de validité. Ces outils sont couramment utilisés en parallèle, lors de tâches uniques. Faire interagir la mesure de fatigue perçue et la fatigue musculaire lors de différentes tâches tout en tenant compte du sexe et des différents groupes d'âge des travailleurs pourrait permettre une compréhension complémentaire du développement de la fatigue. Parallèlement, les rétroactions extrinsèques, en lien avec une bonne exécution de la tâche, pourraient aider à limiter les effets négatifs de la fatigue sur les adaptations sensorimotrices. Cependant, il existe peu de données globales sur l'effet des rétroactions lors des tâches de travail. **But général :** Mieux comprendre le développement de la fatigue à l'épaule via la fatigue perçue et la fatigue musculaire; recenser les écrits sur les effets des rétroactions extrinsèques lors de tâches de travail. 1) Valider l'échelle de Borg CR10 pour mesurer la fatigue perçue. 2) Comparer les adaptations musculaires en fonction du temps ou de la fatigue perçue à l'épaule lors de tâches répétées. 3) Explorer les effets des rétroactions extrinsèques lors de tâches de travail en contexte de prévention ou de rééducation de TMS liés au travail. **Méthodologie :** Objectifs 1 et 2 : Soixante-dix travailleurs sains ont effectué 3 tâches unimanuelles rythmées (mono versus polyarticulaire, basse versus en hauteur) de lever d'haltères, avec un poids relatif (15% et 30% de leur force lors de contraction volontaire maximale). La fatigue perçue a été mesurée à l'aide de l'échelle de Borg CR10 toutes les 5 secondes. La fatigue musculaire a été mesurée sur les muscles deltoïde antérieur, deltoïde moyen et trapèze supérieur à l'aide des variables sEMG d'amplitude (Root Mean Square, RMS) et de fréquence médiane (MDF). Objectif 3 : Une revue systématique des études a évalué les effets des rétroactions extrinsèques sur la fonction, les symptômes et le contrôle sensorimoteur lors de tâches de travail. **Résultats :** Étude 1 : Il existe un effet statistiquement significatif du nombre de répétitions sur l'évolution du score à l'échelle de Borg CR10 (p<0.0001). De plus, il existe un effet statistiquement significatif et positif du type de tâche, du poids (p<0.0001) , mais aussi de l'interaction des deux (p<0.0001) dans l'évolution du score de Borg CR10 sans influence du sexe. Étude 2 : Il existe un effet statistiquement significatif du temps et de la fatigue perçue sur les adaptations musculaires (sEMG RMS et MDF) (p<0.05) excepté pour le muscle deltoïde antérieur. Les participants de sexe féminin ont des adaptations musculaires plus importantes au niveau du muscle deltoïde antérieur (p<0.05). Les changements des variables sEMG en fonction des niveaux de fatigue perçue étaient comparables, indépendamment des niveaux de fatigue perçue et du sexe (p<0.05 et KMO<0.7). Étude 3 : Quarante-neuf études ont été incluses (3387 participants, dont 925 blessés). Elles étaient réalisées dans des environnements de travail (27) ou contrôlés (22). Pour la prévention (preuves très limitées à modérées) et pour la rééducation des blessés (preuves modérées), l'utilisation de rétroaction extrinsèque semble efficace à court terme dans des environnements contrôlés. Sur le lieu de travail, les rétroactions extrinsèques semblent efficaces à court terme pour la prévention (preuves limitées pour la fonction uniquement); tandis que les effets en rééducation sont contradictoires. **Conclusion :** L'échelle de Borg CR10 est un outil valide, via la progression du score, pour mesurer la fatigue perçue à l'épaule et discriminer différents types de tâches. La combinaison de la mesure de la fatigue perçue via l'échelle de Borg CR10 et de la fatigue musculaire via le sEMG permet de quantifier le développement de la fatigue à l‘épaule tout en considérant les caractéristiques des participants. En parallèle, l'utilisation de rétroactions extrinsèques pourrait être un outil complémentaire lors de la prévention et la rééducation des TMS liés au travail, particulièrement en environnement contrôlé. / **Introduction:** Work-related musculoskeletal disorders (WMSDs) of the shoulder are associated with significant burden and can be influenced by the worker's age and sex. Repetition of work tasks can lead to fatigue, which is a risk factor for developing WMSDs. There are various tools measuring fatigue, both at the psychological level with the Borg CR10 scale, and at the muscular level with surface electromyography (sEMG), each with various degrees of validity. These tools are commonly used in parallel, during single fatigue tasks. Interacting the measurement of perceived fatigue and muscle fatigue during different tasks, while considering the gender and different age groups of workers, could provide a better complementary understanding of the development of fatigue. Fatigue could be more globally quantity using perceived fatigue and muscular fatigue. However, this analysis has been tested to a limited extent in different shoulder tasks. Concurrently, extrinsic feedback related to proper task execution could limit the negative effects of fatigue on sensorimotor adaptations. However, there is limited overall data on the effect of feedback during work tasks. **Overall aim:** To better understand the progression of shoulder fatigue through perceived fatigue and muscle fatigue, and systematically review the studies about the effect of extrinsic feedback during work tasks. 1) Validate the Borg CR10 scale to measure perceived fatigue. 2) Compare muscle adaptations as a function of time and perceived shoulder fatigue during repeated tasks. 3) Explore the effects of extrinsic feedback during work tasks in the context of prevention or rehabilitation of work-related MSDs. **Methodology:** Objective 1 and 2: Seventy healthy workers performed 3 rhythmic uni-manual tasks (mono versus poly-articular, low versus high level) of dumbbell lifting, with relative weight (15% and 30% of their force during maximal voluntary contraction). Perceived fatigue was measured using the Borg CR10 scale every 5 seconds. Muscle fatigue was measured on the anterior deltoid, middle deltoid, and upper trapezius muscles using the sEMG variables of amplitude (Root Mean Square, RMS) and median frequency (MDF). Objective 3: A systematic review of studies assessed the effects of extrinsic feedback on function, symptoms and sensorimotor control during work tasks. **Results:** Study 1: There was a statistically significant effect of the number of repetitions on Borg CR10 scores' evolution (p<0.0001). In addition, there was a statistically significant and positive effect of task type, and weight (p<0.0001), but also of the interaction of both (p<0.0001) ) in the evolution of the Borg CR10 score without influence of sex. Study 2: There was a statistically significant effect of time and perceived fatigue on muscle adaptations (sEMG RMS and MDF) (p<0.05) except for the anterior deltoid muscle. Female participants had greater muscle adaptations in the anterior deltoid muscle (p<0.05). Changes in sEMG variables as a function of perceived fatigue levels were comparable, regardless of perceived fatigue levels and sex (p<0.05 and KMO<0.7). Study 3: Forty-nine studies were included (3387 participants including 925 injured). They were carried out in work environments (27) or controlled environments (22). For prevention (very limited to moderate evidence) and for rehabilitation of injured people (moderate evidence), the use of extrinsic feedback seems effective in the short term in controlled environments. In the workplace, extrinsic feedback appears to be effective in the short term for prevention (limited evidence for function only); while the effects in rehabilitation are contradictory. **Conclusion:** The Borg CR10 scale (score progression) is a valid tool to measure perceived shoulder fatigue and discriminate different types of tasks. Combining the measurement of perceived fatigue through the Borg CR10 scale and muscle fatigue through the sEMG allows us to quantify the progression of shoulder fatigue while considering the characteristics of the participants. In parallel, the use of extrinsic feedback could be a complementary tool for the prevention and rehabilitation of WMSDs, especially in controlled environments.

La prise en charge thérapeutique de la fatigue musculaire par le biais d’exercices physiques vise à améliorer la qualité de vie et implique habituellement des exercices unilatéraux ou l’électrostimulation neuromusculaire pour compenser une fonction musculaire altérée aussi bien chez les personnes saines ou dites vulnérables (e.g. atteintes d’une pathologie ou d’un traumatisme). La fatigue musculaire est une réduction de la capacité de production maximale de force, induite par l’exercice, que la tâche puisse être maintenue ou non (Bigland-Ritchie et al. 1983; Gandevia 2001; Enoka and Duchateau 2008). L’objectif général de cette thèse était d’étudier les stratégies d’activation neuromusculaire lors de la fatigue musculaire, de l’endurance musculaire et sur la performance musculaire au cours et/ou après des contractions volontaires et évoquées électriquement chez des personnes saines ou vulnérables tels que des enfants atteints d’infirmité motrice cérébrale (IMC) et des patients atteints de dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (DMFSH). / The clinical care of muscle fatigue with exercise therapies aim at quality of life improvement and usually involve unilateral exercises or neuromuscular electrical stimulation to compensate impaired muscle function in both healthy and health-compromised people. Muscle fatigue is a decline in maximal force production, induced with exercising, whether or not the task can be maintained (Bigland-Ritchie et al. 1983a; Gandevia 2001a; Enoka and Duchateau 2008). The overall objective of this thesis was to study the effect of neuromuscular activation strategies during muscle fatigue, endurance and muscle performance after voluntary and electrically evoked contractions in healthy and health-compromised populations such as children with cerebral palsy (CP) and patients with facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD).

Selon le National Research Counsil (2001), 30% des blessures professionnelles seraient situées au niveau du dos. Au Québec, les travailleurs les plus touchés par ces affectations sont les manutentionnaires (Allaire et al. 2007). De nombreuses études ont permis d'observer difrerentes techniques de manutention utilisées. La comparaison entre des travailleurs expérimentés et des débutants permettrait d'établir des principes de manutention sécuritaires basés sur les techniques des travailleurs. L'hypothèse de cette recherche est que les modes opératoires utilisés par les experts seront plus sécuritaires et plus performants que ceux des novices lors d'une tâche de palettisation. Quinze sujets experts et 15 novices ont participé à cette expérimentation. Des tests de capacité physique ont été fait lors de la première séance. Lors d'une deuxième séance, les sujets devaient faire cinq allers-retours de 24 caisses de 15 kg, deux à cadence libre et trois à cadence imposée de 9 caisses/min. Avant et immédiatement après chacune des cadences, ils devaient faire un test de contraction musculaire sous maximal des muscles du dos pour documenter l'état de fatigue de ces muscles. Il n'y a pas eu de différences au niveau des tests de capacité physique à l'exception du VO2max. Les moments résultants maximaux et asymétriques sont semblables pour les deux groupes. La différence majeure se situe au niveau de la posture, plus particulièrement du tronc et de la région lombaire. Les experts sont généralement plus droits que les novices, à la prise comme au dépôt. Les experts tiennent aussi la caisse plus près de L5/S1 que les novices. Les temps de manutention pré et post transport sont réduits avec une augmentation de la fréquence. L'analyse des déplacements des caisses est aussi intéressante. En effet, les experts soulèvent celle-ci en moyenne 3 cm de moins que les novices. Cet effort supplémentaire chez les novices pourrait à long terme amené à des blessures d'usure. Les résultats laissent planer des hypothèses sur la manière dont les caisses sont déposées. Les experts semblent incliner les caisses lors du dépôt ou encore les lâcher plus haut que les novices. Ces hypothèses restent par contre à être confirmées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Manutention, Palettisation, Expert / Novice, Fatigue, Technique.

La prise en charge thérapeutique de la fatigue musculaire par le biais d'exercices physiques vise à améliorer la qualité de vie et implique habituellement des exercices unilatéraux ou l'électrostimulation neuromusculaire pour compenser une fonction musculaire altérée aussi bien chez les personnes saines ou dites vulnérables (e.g. atteintes d'une pathologie ou d'un traumatisme). La fatigue musculaire est une réduction de la capacité de production maximale de force, induite par l'exercice, que la tâche puisse être maintenue ou non (Bigland-Ritchie et al. 1983; Gandevia 2001; Enoka and Duchateau 2008). L'objectif général de cette thèse était d'étudier les stratégies d'activation neuromusculaire lors de la fatigue musculaire, de l'endurance musculaire et sur la performance musculaire au cours et/ou après des contractions volontaires et évoquées électriquement chez des personnes saines ou vulnérables tels que des enfants atteints d'infirmité motrice cérébrale (IMC) et des patients atteints de dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (DMFSH).