Le thème central de ce travail a consisté en l’étude et la mise en évidence des interactions existant entre le métaboréflexe et le chémoréflexe lors de l’exercice.<p><p>L’effort physique est associé à une augmentation de la ventilation, de la fréquence cardiaque ainsi que de la pression artérielle. Ces effets sont médiés au moins en partie par l’activation du métaboréflexe musculaire, et peuvent être amplifiés par le chémoréflexe ventilatoire. Le métaboréflexe et le chémoréflexe impliquent nécessairement une activation du système nerveux orthosympathique. La fonction du métaboréflexe est d’optimaliser le transport d’oxygène à destination des muscles participant à l’exercice, ce qui s’accompagne d’une vasoconstriction dans les autres territoires vasculaires. La fonction du chémoréflexe est de maintenir la capnie et d’apporter une correction ventilatoire à l’acidose métabolique et éventuellement à l’hypoxémie survenant au cours d’efforts effectués en résistance. Une sollicitation excessive du métaboréflexe et du chémoréflexe peut limiter l’aptitude à l’effort en amplifiant les sensations de dyspnée (augmentation des équivalents ventilatoires) et en limitant le transport d’oxygène (augmentation de la pression artérielle limitant le débit cardiaque). <p><p>L’étude des adaptations cardiovasculaires et ventilatoires ainsi celles du système nerveux sympathique en réponse à un exercice réalisé en hypoxie peut se révéler intéressante à plusieurs niveaux.<p>Une telle étude devrait permettre de mieux comprendre la limitation de l’aptitude à l’effort des sujets sains en altitude. En effet, depuis plusieurs décennies, l'entraînement en altitude est fréquemment utilisé par les athlètes d'endurance. Cette méthode de préparation physique, qui consiste à séjourner et s'entraîner plusieurs semaines à moyenne altitude (2000-2800m), vise à améliorer temporairement la performance aérobie lors du retour au niveau de la mer. Cette étude pourrait également présenter un intérêt pour les travailleurs en altitude mais également de manière générale à toutes les personnes effectuant des séjours en montagne.<p>Les métaborécepteurs et les chémorécepteurs contribuent directement aux ajustements cardio-vasculaires et ventilatoires durant un exercice statique réalisé en situation d’hypoxie<p><p>C’est pourquoi, dans une première étude, nous avons souhaité différencier précisément les actions respectives du métaboréflexe et du chémoréflexe lors d’un exercice en hypoxie chez une population de sujets jeunes et en bonne santé. Nous avons donc voulu vérifier l’hypothèse selon laquelle les métaborécepteurs joueraient un rôle important dans l’activation sympathique et l’élévation tensionnelle en réponse à un exercice isométrique en hypoxie. <p>Nous avons montré que durant l’effort en hypoxie, les métaborécepteurs et les chémorécepteurs interviennent de manière différente dans les réponses sympathiques, cardiovasculaires et ventilatoires.<p>L’activation du système nerveux sympathique en réponse à un exercice en hypoxie est principalement médiée par les métaborécepteurs.<p>Ces derniers jouent également un rôle prépondérant dans l’élévation tensionnelle. <p>L’élévation de la ventilation est médiée aussi bien par les métaborécepteurs que par les chémorécepteurs.<p>Par contre, les métaborécepteurs jouent un rôle mineur dans l’élévation de la fréquence cardiaque lors d’un exercice isométrique en hypoxie.<p><p>Lors d’une deuxième étude, nous nous sommes intéressés aux effets du vieillissement sur la contribution du métaboréflexe et du chémoréflexe, toujours durant un effort en hypoxie.<p>L’âge réduit la sensibilité du métaboréflexe. Par contre, l’âge n’affecte pas le chémoréflexe. Les effets de l’âge sur l’interaction des deux réflexes sont méconnus. Nous avons donc testé l’hypothèse selon laquelle l’effort isométrique en hypoxie (maximum de stimulation métaboréflexe) chez le sujet âgé s’accompagne d’une moindre activation sympathique, d’une moindre montée de la pression artérielle, et d’une réponse ventilatoire identique par rapport à celle observée chez le sujet jeune. <p>Nous avons observé une moindre activation sympathique en réponse à l’exercice aussi bien en normoxie qu’en hypoxie chez les sujets plus âgés, subsistant lors de l’arrêt local de la circulation, permettant d’isoler la contribution du métaboréflexe lors de l’exercice.<p>Nous en avons conclu que malgré le fait que l’âge réduise la sensibilité des métaborécepteurs, ceux-ci restent des déterminants majeurs de l’activation orthosympathique lors d’un effort réalisé en hypoxie chez les sujets plus âgés.<p><p>\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La préhension modifiée après tétraplégie repose sur la ténodèse. Ses caractéristiques cinématiques sont : un transport poignet fléchi, étendant les doigts puis une saisie poignet étendu, fléchissant les doigts et produisant les prises palmaires et latérales passives. Les deux phases de la préhension sont réalisées successivement après tétraplégie contrairement au maintien du couplage des deux phases du sujet sain. Les caractéristiques cinématiques des autres mouvements du membre supérieur en chaîne cinétique ouverte sont la conservation des invariants de précision et d'économie pour la programmation des gestes malgré la réduction du nombre de degrés disponibles après tétraplégie mais au détriment d'une réduction de la vitesse d'exécution. Le temps de mouvement augmente probablement pour maintenir la précision finale ou consécutivement au déficit moteur. L'extension du coude sans triceps repose sur l'augmentation des mouvements des articulations proximales de l'épaule. Cependant cette compensation est incomplète comme l'atteste la réduction de l'espace de capture supérieur où le déficit moteur des muscles agonistes, synergiques stabilisateurs de la scapulothoracique et du coude mais également la raideur et les douleurs de l'épaule sont impliqués. L'imagerie motrice (i) améliore la préhension par ténodèse, (ii) conduit une plasticité d'adaptation, (iii) améliore qualité et structure temporelle de l'imagerie. Ainsi, la préhension gagne en reproductibilité avec une réduction de la variabilité du temps de mouvement. L'extension du poignet augmente lors de la saisie attestant le renforcement du mécanisme de compensation par ténodèse pour réaliser les prises. L'imagerie motrice favorise une plasticité cérébrale adaptative avec réduction des activations des cortex prémoteur et moteur primaire anormalement augmentées après tétraplégie. Enfin, les hauts scores de vivacité sont associés à une imagerie ralentie révélant un contrôle de la qualité de la représentation mentale au détriment de sa structure temporelle. Après imagerie, la qualité de la reconstruction mentale se renforce et la structure temporelle s'améliore / Tetraplegia alters active prehension which relies on tenodesis. Its kinematic characteristics are flexion of the wrist during transport and extension of the wrist during grasping eliciting lateral and palmar grips. Transport and grasping are two consecutive movements as opposed to healthy reach-to-grasp where transport and grasping are coupled. Others open chain upper limb movements showed that despite the degrees of freedom reduction, the central nervous system still plan movements using kinematic invariants like endmovements accuracy and movement economy but at the cost of velocity that decrease. The increase of movement time can be due to the requierement of endmovement accuracy, motor deficit like inability to generate cocontraction at the elbow level being due to triceps paralysis. Despite triceps brachii paralysis, shoulder movements trigger elbow extension. However, this compensation is incomplete as shown by the decrease of superior maximal reaching. This could be due to the deficit of agonist muscles along with proximal and distal synergic stabilizer, shoulder range of motion decrease and shoulder pain. Motor imagery results in (i) prehension improvement attesting that the compensation is strengthened (ii) cortical adaptive plasticity (iii) increase in quality and temporal structure of mental reconstruction. Thereby, consistency of prehension increases as shown by the reduction of movement time variability. Wrist extension increased during grasping attesting a strengthening of tenodesis compensatory mechanism to produce grips. Motor imagery elicited adaptive brain plasticity with reduction of premotor and primary motor cortex activations that are abnormally increased after tetraplegia. Finally, motor imagery control is based on movement quality to the detriment of temporal structure. In response to motor imagery, movement quality is further enhanced and temporal structure is improved. Thereby, prehension is improved in response to motor imagery. Thus, corrective and adaptive plasticity could be promoted

Evaluation et amélioration des capacités motrices d’enfants infirmes moteurs cérébraux congolais âgés de 6 à 15 ansTHESE de Félicien M’LEMBAKANI T’HENGUA (Lic. Agr. Ed. Phys.)Laboratoire de Neurophysiologie et de Biomécanique du Mouvement. Faculté des Sciences de la MotricitéUNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES (U. L. B.)RESUMEAu cours de ce travail nous avons mesuré les capacités psychomotrices potentielles chez des enfants IMC congolais à Kinshasa dans deux Centre de Rééducation (CRHP et CREBD) et dans le Complexe Scolaire du Mont Amba (UNIKIN) en vue de proposer des programmes adaptés de prise en charge pour améliorer leurs capacités et aptitudes motrices et comportementales. Ceci dans le but aussi d’améliorer leur intégration scolaire et ainsi parvenir à une meilleure immersion familiale et sociétale. Proposer des solutions en ces matières permettrait de faire face à la situation actuelle et ensuite de proposer des solutions relatives aux deux problèmes majeurs des enfants IMC en RDC :- (1) les déficiences motrices dues à des lésions cérébrales irréversibles, - (2) les mépris, totales exclusions, rejet et abandons dont ces enfants sont continuellement victimes de la part des familles et de la société congolaise. Pour parvenir à ces objectifs, nous avons d’abord testés à l’aide de l’échelle de développement psychomoteur de Lincoln-Oseretsky (LOMDS) 160 garçons et filles choisis de façon aléatoire parmi une population de 640 enfants dont 80 IMCs et 80 contrôles. Pour la suite de l’étude et afin d’évaluer les effets d’un entraînement de 9 mois aux activités physiques adaptées (APA), ces deux groupes ont été scindés chacun en deux sous-groupes de 40 sujets, un groupe participant à l’entraînement APA et l’autre servant de contrôle. Avant l’expérimentation APA, un important déficit moteur et psychologique a été mis en évidence chez les 80 enfants IMC par rapport aux 80 enfants contrôles du même âge. Nous n’avons pas observé de différence significative entre les genres. Nos résultats par rapport à la pratique régulière des APA sont importants :les enfants IMC et ainsi que les contrôles qui ont suivi les APA ont nettement amélioré leurs performances finales. Ceci signifie clairement que les aptitudes physiques, et cognitives de ces enfants ont été nettement améliorées. De plus, nous avons démontré, avant les APA, l’absence de relation entre l’âge des enfants IMC et le score au test LOMDS, alors que cette relation existe bien chez les enfants contrôles. De façon inattendue, après les 9 mois d’entraînement cette relation entre l’âge des enfants IMC et le score a pu être démontrée. A l’opposé de ces résultats positifs les scores au sein des groupes n’ayant pas participé aux APA n’ont pas évolués durant cette période de 9 mois. En conclusion, cette thèse démontre qu’un entraînement par les APA des enfants IMC conduit à une amélioration significative de leur aptitude motrice et cognitive. Ces résultats balaient toutes les opinions mystico-religieuses en cours en RDC selon lesquelles les enfants IMC congolais seraient inaptes à tout effort mental, à l’apprentissage et donc à une insertion familiale et sociale / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’insuffisance cardiaque chronique est une maladie systémique où des dysfonctions périphériques viennent s’ajouter à l’incapacité du cœur à assurer un débit cardiaque adéquat aux tissus métabolisants. Parmi des dysfonctions périphériques, l’atrophie ainsi que la perte de force et d’endurance musculaire jouent un rôle primordial et contribuent largement à la genèse des symptômes majeurs de l’insuffisance cardiaque chronique, c’est à dire la fatigue, la dyspnée et l’intolérance à l’effort.<p>Ce n’est que depuis le début des années 1990 que des études ont montré que le réentraînement à l’effort pouvait être bénéfique pour le patient insuffisant cardiaque chronique; auparavant, il était considéré comme contre-indiqué.<p>La méthodologie d’entraînement proposée à cette époque aux patients était un entraînement de l’endurance cardio-vasculaire, le renforcement musculaire n’y avait pas sa place car on craignait que l’impact hémodynamique de ce type d’entraînement risquerait de détériorer la fonction cardiaque encore plus. Des études menées sur des contractions musculaires de type isométrique montraient en effet une diminution de la fonction cardiaque pendant l’entraînement. Cependant, les contraintes imposées pendant les exercices de renforcement musculaire dynamique (encore appelés « résistifs ») ne correspondent nullement à celles du renforcement isométrique. Des études sur des personnes saines ont montré que le renforcement musculaire est plus adapté à induire des améliorations du volume et de la force musculaire que l’entraînement de l’endurance cardio-vasculaire.<p>Le but de nos travaux a donc été de vérifier si l’introduction du renforcement musculaire, en complément de l’entraînement cardio-vasculaire ou bien comme entraînement à part entière, pouvait apporter un bénéfice supplémentaire chez l’insuffisant cardiaque chronique par son aptitude, du moins théorique, à mieux corriger certains aspects des dysfonctions musculaires.<p><p><p>Il s’agissait, dans les différentes études que nous avons menées, de vérifier qu’un entraînement composé de renforcement musculaire (au moins partiellement) chez le patient insuffisant cardiaque chronique:<p>-\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The sympathetic nervous system plays a key role in the regulation of cardiovascular and ventilatory responses during exercise. The regulation of the heart and peripheral circulation by the autonomic nervous system is accomplished by control centers that receive input from mechanical and chemical receptors through the body. Therefore, the changes in sympathetic and parasympathetic activity allow for rapid responses. <p><p>Exercise is associated with increases of ventilation, heart rate and blood pressure. Ventilation increases adaptedly to increased oxygen uptake (VO2) and carbon dioxide output (VCO2) and eventually to limit metabolic acidosis occurring above the ventilatory threshold. Cardiac output increases to meet the contracting muscles’ requirement for flow. The increase in cardiac output occurs through increases in both heart rate and stroke volume and is regulated by feed-forward mechanisms: central command and exercise pressor reflex. <p><p>Skeletal muscle contraction elicits a reflex increase in sympathetic outflow which causes vasoconstriction contributing to the exercise induced rise in blood pressure. This reflex is triggered by stimulation of metabo- and chemoreceptors. Although the precise stimulus is not known, adrenergic receptor signaling is involved in the cardiovascular and respiratory alterations in response to exercise. <p><p>This thesis has been devoted to a better understanding of the functional aspects of sympathetic nervous system activation during dynamic and resistive exercise, with use of β blocker and β2 stimulant interventions The hypotheses were: 1) that β blocker interventions would decrease aerobic exercise capacity by a limitation of maximal cardiac output, but more so the ventilatory responses to exercise because of a decreased chemosensitivity, thereby decreasing dyspnea, and 2) β2 stimulant interventions would slightly increase aerobic exercise capacity by an increase in maximal cardiac output, but also the ventilatory responses because of an increased chemosensitivity, with possible decrease of the ventilatory reserve at exercise and increased dyspnea. Both interventions could affect maximal muscle strength through central effects.<p><p>Ventilatory responses to hyperoxic hypercapnia (central chemoreflex) and to isocapnic hypoxia (peripheral chemoreflex) were confronted to measurements of ventilatory equivalents for oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2) during standard cardiopulmonary exercise test (CPET). Resting 5 measurements of muscle sympathetic nervous activity (MSNA) were obtained in different conditions with and without pharmacological interventions. Muscle metaboreflex and muscle stength measurements were also considered. Drugs with β blocker or β2 stimulant properties were administered in range of doses used in clinical practice for the teatment of cardiovascular or rerspiratory conditions. The results show that β blockade with bisoprolol slightly reduced maximal exercise capacity as assessed by a maximal oxygen uptake (VO2max) or maximal workload (Wmax), with a decreased maximal heart rate, without significant effect on ventilation (VE) or MSNA responses to hypercapnia, hyperoxia or to isometric muscle contraction or ischemia. Both VE/VO2 and VE/VCO2 slopes were decreased during CPET, which was attributable to β blockade-related hemodynamic changes. On the other hand, stimulation of β2 receptors with salbutamol did not affect exercise capacity as assessed by VO2max or Wmax in spite of increased peripheral chemosensitivity with increased VE/VCO2 slopes and early lactic acidosis. MSNA burst frequency, muscle metaboreflex and maximal isokinetic muscle strength were not affected by salbutamol. <p><p>Thus, aerobic exercise capacity in healthy subjects is sensitive to sympathetic nervous system modulation by β blocker or β2 stimulant interventions with drugs at doses prescribed in clinical practice. B blocker intervention has a slight limitation of aerobic exercise capacity and a hemodynamic decrease in ventilation, while β2 stimulant intervention has no change in exercise capacity with associated increased ventilatory responses because of increased chemosensitivity, partly related to early lactic acidosis. None of the studied phamacologic interventions affected MSNA or muscle strength measurements. <p><p>We hope that these results might be useful for the understanding of the effects of revalidation to exercise of patients treated with β blocker or β2 stimulant drugs, document the limited ergogenic properties and also side effects of the intake of these substances in healthy exercising subjects.<p> / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La décompensation cardiaque se manifeste par une symptomatologie de dyspnée et de fatigue, et par une diminution de l’aptitude aérobie. La décompensation cardiaque peut être globale ou gauche (DCG), ou droite comme dans le cas de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Les mesures fonctionnelles de repos (fonction ventriculaire gauche ou pression artérielle pulmonaire moyenne) sont peu corrélées à l’aptitude aérobie, qui est cependant un élément important de la mise au point et du suivi clinique des patients atteints de DCG ou d’HTAP. <p>\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le vieillissement des systèmes sensoriels, effecteurs et cognitifs, participant au contrôle postural, induit une diminution des capacités fonctionnelles pouvant conduire à la chute chez la personne âgée. Les conséquences en terme de coût humain et économique justifient l'intérêt qui est porté aujourd'hui à leur prévention. L'objectif général de ce travail doctoral rentre dans cette problématique, en se focalisant plus particulièrement sur l'évaluation de l'efficacité de différentes prises en charge kinésithérapiques sur le contrôle de la posture des personnes âgées. Après s'être assuré de l'intérêt de diverses méthodes d'évaluation clinique et instrumentale, nous avons, d'une part, étudié l'effet à court et moyen terme d'un programme de kinésithérapie de groupe associant techniques sensorimotrices, éducatives et manipulations cognitives et, d'autre part, testé sélectivement les effets à court terme de différentes techniques régionales couramment pratiquées par les kinésithérapeutes (techniques de massage et étirements) et d'une technique d'autoentraînement. Dans leur ensemble, les résultats montrent un effet positif sur les performances cliniques et le contrôle de la posture à court terme pour les techniques prises isolément et à moyen et long terme, pour le programme de kinésithérapie. La traduction dans les situations fonctionnelles de vie quotidienne et la diminution du risque de chute restent à étudier.