Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Avec l'émergence des voyages spatiaux, plusieurs adaptations physiologiques ont été recensées en état d'apesanteur. L'apesanteur dans l'espace décroît l'activité et le chargement mécanique des muscles les plus importants pour déplacer et supporter le poids du corps, dans le but de maintenir une posture droite. Ces muscles, principalement les groupes musculaires des membres inférieurs, sont appelés muscles supporteurs du poids ; en réponse à une utilisation réduite, ils s'affaissent et dépérissent, ou s'atrophient. Les changements incluent une réduction de la grosseur du muscle [59, 60], la décomposition des protéines musculaires [61], la réduction de la force [69, 70] et de l'endurance [60] musculaires, de même que des changements dans les types de fibres présentes dans les muscles [61]. La faiblesse et le mauvais fonctionnement musculaire survenant suite à une exposition aux vois spatiaux réfèrent communément à l'atrophie musculaire fonctionnelle induite par microgravité (l'atrophie musculaire fonctionnelle signifie une réduction du volume des muscles liée à l'inactivité). Aucun de ces changements ne présente un problème pour les astronautes tant et aussi longtemps qu'ils n'effectuent que de légers travaux. Pour les astronautes, le problème devient critique lorsqu'ils reviennent sur terre et que les muscles affaiblis sont de nouveau soumis à la force de gravité intégrale. Dans une situation d'urgence, les individus aux muscles affaiblis seraient moins aptes à répondre rapidement ou à utiliser la force musculaire. À présent, l'atrophie musculaire fonctionnelle des muscles des membres inférieurs induite par microgravité demeure un sérieux problème pour les astronautes qui poursuivent un vol spatial prolongé. Des contremesures comme l'exercice physique [91] peuvent aider au maintien de la -force et des fonctions musculaires, toutefois l'exercice seul est insuffisant pour prévenir l'excès en perte musculaire. Ainsi, il est nécessaire de développer des solutions plus efficaces. La présente recherche a été entreprise afin d'évaluer l'efficacité de la stimulation électrique thérapeutique (SET) pour minimiser l'atrophie musculaire fonctionnelle et le mauvais fonctionnement musculaire chez des patients ayant subi une reconstruction du ligament croisé antérieur (LCA). Le LCA est fréquemment lésé au cours de pratiques sportives. Une atrophie et un affaiblissement significatifs du groupe musculaire du quadriceps femoris (GMQF) survient suite à la reconstruction du LCA [131] et s'applique aux adaptations neuromusculaires survenant chez les astronautes suite à une exposition prolongée en état d'apesanteur. L'objectif de cette recherche était d'entreprendre des expériences préliminaires afin de déterminer le paradigme de stimulation le plus efficace pour minimiser l'atrophie musculaire fonctionnelle des membres inférieurs induite par microgravité chez les astronautes. Le recours à des patients ayant subi une reconstruction du LCA fournit un modèle adéquat servant à étudier les traitements pouvant minimiser de tels déficits des fonctions musculaires. Au total, 24 patients ont été assignés au hasard dans deux groupes, soit un groupe expérimental (n=12) ou un groupe contrôle (n=12), suite à la reconstruction du LCA grâce à une greffe du tendon patellaire. Durant les 12 semaines suivant l'opération, tous les patients ont suivi un programme standard de réhabilitation. De plus, le groupe expérimental a reçu un traitement par SET pendant six à huit heures, et ce, cinq soirs par semaine. Le torque maximal isocinétique du GMQF, le travail et la puissance moyenne ont été mesurés dans les deux membres inférieurs à 60°/sec et à 180°/sec, en plus de l'activation neurale (iEMG) et de la fréquence de la puissance -médiane (MED) des muscles vastus medialis et vastus lateralis, avant l'opération et à six et 12 semaines après l'opération. Toutes les mesures ont été standardisées en pourcentage du GMQF sain. Les résultats indiquent qu'après l'opération, le torque maximal isocinétique, le travail et la puissance moyenne étaient significativement réduits (p<0,01) dans le GMQF lésé, et ce pour les deux vitesses, à six et à 12 semaines, comparativement aux valeurs préopératoires. L'activité iEMG du muscle vastus lateralis était significativement réduite à six (p<0,01) et à 12 semaines (p<0,05) suite à l'opération. Toutefois, aucune réduction significative de l'activité iEMG du vastus medialis n'a été observée, et ce pour les deux vitesses, à six et à 12 semâmes après l'opération. Le MED est passé à des fréquences plus basses dans les muscles vastus lateralis (p<0,01) et vastus medialis (p<0,05) lorsque mesurée à six semaines. Cependant, 12 semaines après l'opération, le MED du vastus lateralis était revenu aux valeurs préopératoires, alors que le changement de MED du vastus medialis persistait (p<0,05). Aucune différence significative n'a été observée entre les groupes contrôle et expérimental en terme de mesures du torque maximal isocinétique et d'activation des muscles vastus lateralis et vastus medialis tout au long de l'étude. En conclusion, la SET combinée à la réhabilitation n'a pas fourni de bénéfice supplémentaire en terme d'amélioration de la récupération du GMQF au début de la phase postopératoire chez des patients ayant subi une reconstruction du LCA grâce à une greffe du tendon patellaire.

Contexte : La dextro-transposition des gros vaisseaux et la transposition congénitalement corrigée des gros vaisseaux sont des cardiopathies congénitales où le ventricule de morphologie droite est en position sous-aortique (VDs) ou systémique et le ventricule de morphologie gauche est en position sous-pulmonaire donc avec une physiologie biventriculaire. Chez les patients avec un VDs, la capacité maximale à l’effort cardiorespiratoire (CMC) est réduite pour une multitude de facteurs, dont une unique artère coronaire alimentant le VDs en oxygène, une incapacité d’augmenter le volume d’éjection systolique, et/ou une demande accrue en oxygène du VDs hypertrophié menant ultimement à l’ischémie à l’effort. Des études antérieures suggèrent que la CMC est diminuée chez les patients avec un VDs comparativement à celle des individus sains avec un ventricule de morphologie gauche en position sous-aortique (VGs). Aucune étude à ce jour n’a tenté d’apparier des patients avec un VDs à des patients avec un VGs pour les paramètres cliniques tels que la classe fonctionnelle de la NYHA, la fonction systolique similaire du ventricule systémique et la médication. Méthodes : Une étude transversale rétrospective a été réalisée en appariant 24 adultes avec un VDs à 24 adultes avec un VGs pour le sexe, l’âge, l’indice de masse corporelle, la fraction d’éjection du ventricule systémique (normal, légère, modérée, sévère), la classe NYHA (I, II, III) et la prise de diurétiques. La consommation d’oxygène pic (V̇O₂pic), le pourcentage prédit de la V̇O₂pic (% V̇O₂pic) et la pente ventilation/dioxyde de carbone (pente V̇E/V̇CO₂) ont été comparés à un test de Wilcoxon signé-rang. Une sous-analyse a été faite en dichotomisant les groupes selon le critère de Weber selon la CMC (VGs V̇O₂pic > OU ≤ 20 mL/kg/min). Résultats : Un total de 18/24 (75%) patients avaient une classe fonctionnelle NYHA II-III et 23 (96 %) présentaient une dysfonction de leur VDs avec une haute incidence de traitement pour l’insuffisance cardiaque. Contrairement à la littérature antérieure, la V̇O₂pic (VDs: 20.1 ± 4.4 vs. VGs: 20.2 ± 4.8 mL∙ kg-1 ∙ min-1, p=0.966, d=n/a), % V̇O₂pic (63 ± 16 vs 69±17 % p=0.207, d=0.35) et la pente V̇E/V̇CO₂ (29 ± 6 vs 30 ± 6 % p=0.422, d= n/a) ne différaient pas entre les groupes. Après dichotomisation, la V̇O₂pic était plus basse chez les VDs comparativement aux VGs avec une CMC optimale. À l’inverse, la V̇O₂pic était supérieure chez les VDs comparativement aux VGs dont la CMC étaient sous-optimale. Le % V̇O₂pic démontrait un patron similaire, alors que la pente V̇E/V̇CO₂ ne différait pas entre les deux sous-groupes. Conclusion: Pour des patients avec VDs et VGs à circulation biventriculaire appariée pour des caractéristiques cliniques similaire et démontrant un phénotype d’insuffisance cardiaque, aucune différence significative n’était présente au niveau de la CMC. Une analyse plus approfondie suggère la présence de mécanismes physiologiques spécifiques au type de ventricule en position systémique. / Background: Dextro transposition of the great arteries or congenitally corrected transposition of the great arteries are congenital cardiopathies where the morphological right ventricle is in the sub-aortic position (sRV) or systemic and the morphological left ventricle is in the sub-pulmonary position (sRV), thus in bi-ventricular circulation. Cardiorespiratory fitness (CRF) in those patients is reduced by multiple factors including a unique coronary artery, the incapacity to increase stroke volume, and/or an acute oxygen demand caused by the hypertrophied sRV leading ultimately to ischemia. Past studies suggested that CRF is diminished in patients with sRV compared to healthy patients with sLV. No study to date has attempted to match patients with sRV to patients with slV for clinicals parameters as NYHA functional classification, similar function of the systemic ventricle, and medication. Methods: A retrospective cross-sectional study was performed by matching 24 adults with a sRV to 24 adults with a sLV matched for sex, age, body mass index, ejection fraction of the systemic ventricle (normal, mild, moderate, severe), NYHA class (I, II, III), and doses of diuretics. Peak oxygen consumption (V̇O₂peak), percentage predicted of V̇O₂peak (% V̇O₂peak), and ventilation/carbon dioxide production slope (V̇E/V̇CO₂ slope) were compared with a Wilcoxon signed-rank test. A sub-analysis was made by dichotomizing groups according to Weber’s criterion for CRF (sLV V̇O₂peak > OR ≤ 20 mL/kg/min). Results: A total of 18/24 (75%) matched paired were classified as NYHA functional class II-III and 23 (96%) presented a systemic ventricle dysfunction with higher incidence of heart failure treatment. V̇O₂peak (sRV: 20.1 ± 4.4 vs. sLV: 20.2 ± 4.8 mL/kg/min, p=0.966, d=n/a), % V̇O₂peak (63±16 vs 69±17 % p=0.207, d=0.35) and V̇E/V̇CO₂ slope (29±6 vs 30±6 % p=0.422, d= n/a) did not differ between groups. After dichotomization, V̇O₂peak was lower in sRV in those with optimal CRF. Oppositely, V̇O₂peak was greater in sRV in those with suboptimal CRF. The % V̇O₂peak displayed similar patterns, whereas V̇E/V̇CO₂ slope did not differ between sub-groups. 6 Conclusion: No significant differences in CRF were reported when comparing sRV and sLV biventricular physiology after matching the clinical characteristics within a cohort with heart failure phenotype but detailed analyses suggest specific physiological adaptive mechanisms.

Objectif : La Covid-19 a conduit à de nombreuses complications. Parmi celles-ci, on compte le syndrome post-Covid-19, qui inclut fréquemment le malaise post-effort (MPE), observé dans environ 90% des cas. Après une analyse du profil sociodémographique des personnes atteintes de MPE, le présent mémoire a visé à comprendre ce phénomène en évaluant les différentes variables du MPE en fonction du niveau d'activité physique (AP) des personnes touchées. Méthodes : La collecte des données a été faite à l'aide d'un questionnaire mis en ligne sur Lime Survey et distribué via Facebook. Le questionnaire visait à évaluer le niveau d'AP (loisirs, travail et transport) avant et après l'infection par la Covid-19. La population ciblée pour cette étude était constituée de personnes ayant présenté le syndrome post-Covid-19, soit le MPE. Résultats : Globalement, les résultats indiquent que les individus avec MPE (n=154) sont moins actifs et plus sédentaires après avoir contracté la Covid-19 qu’avant. Toutefois, les analyses d’interactions ont permis de faire ressortir des éléments importants. Les personnes atteintes de MPE ont vu un maintien ou une diminution significative de l'AP au travail et totale (intensité moyenne et élevée) après avoir contracté la Covid-19. De façon plus spécifique, ce sont particulièrement les femmes et les personnes dont la dernière infection remonte à plus d'un an qui ont été touchées par cette baisse. Alors que des déplacements à pieds ont diminué chez les femmes, ils ont augmentés chez les hommes. Par ailleurs, les déplacements à vélo ont diminués après la Covid-19 et ce, plus particulièrement pour les hommes, indiquant un potentiel déplacements du vélo vers la marche pour le transport. Répondre positivement aux 5 questions sur le MPE était aussi associé à une plus grande réduction de l’AP d’intensité moyenne ainsi que moyenne et élevée au travail mais à une augmentation moins marquée de la sédentarité. Avoir une récupération plus lente était associée à une réduction plus importante de l’AP d’intensité moyenne à élevée au travail. Et alors que les individus non effrayés par la peur de faire un malaise post-effort augmentaient leur niveau d’AP (intensité moyenne et moyenne/élevée) au travail, ceux effrayés le réduisait à la suite de la Covid. Finalement, ni l’âge, ni le nombre de contaminations qu’ils ont subi et ni le lieu de naissance des répondants avec le MPE n’ont pas eu d’effet sur les changements du mode de vie. Conclusions : Cette étude révèle que les personnes atteintes du syndrome post-Covid-19 à risque de MPE sont non seulement plus sédentaires mais qu’elles rapportent une baisse de l'AP qui touche surtout le travail et ce, de façon plus prononcée chez les personnes gravement atteintes de MPE et chez les femmes. Ces résultats sont importants à considérer dans un contexte de la reprise d'AP au travail post-Covid-19 de ces patients qui peuvent avoir des niveaux de déconditionnement physique plus importants. / Objective: Covid-19 has led to numerous complications. Among these, we count the post-Covid-19 syndrome, which frequently includes post-exertional malaise (PEM), i.e., in about 90% of cases. After analyzing the sociodemographic profile of people with PEM, the current thesis aims to understand this phenomenon by evaluating the different variables of PEM according to the level of physical activity (PA). Methods: We collected data using an online questionnaire hosted on Lime Survey and distributed via Facebook. The questionnaire aimed to assess the level of PA (leisure, work, and transport) before and after Covid-19 infection. The target population for this study consisted of individuals who exhibited post-Covid-19 syndrome, also known as PEM. Results: Overall, the results indicate that individuals with PEM (n=154) are less active and more sedentary after contracting Covid-19 than before. However, interaction analyses have brought out some important elements. People suffering from MPE experienced either a maintenance or a significant decrease in PA at work and overall (medium and high intensity) after contracting Covid-19. More specifically, it was particularly women and people whose last infection was more than a year ago who were affected by this decrease. While walking decreased among women, it increased among men. Moreover, cycling decreased after Covid-19, especially among men, indicating a potential shift from cycling to walking for transportation. Responding positively to the 5 PEM questions was also associated with a greater reduction in medium-intensity PA and medium to high-intensity work, but with a less pronounced increase in sedentary behavior. Having a slower recovery was associated with a greater reduction in medium to high intensity PA at work. And while individuals not scared of PEM increased their level of PA (medium intensity and medium/high) at work, those scared reduced it following Covid. Finally, neither age, nor the number of infections they suffered, nor the birthplace of respondents with ME/CFS had an effect on lifestyle changes. Conclusions: This study reveals that individuals with post-Covid-19 syndrome at risk of PEM are not only more sedentary, but they also report a decrease in PA, primarily impacting work, and this is especially pronounced in those severely affected by PEM and in women. These findings are important to consider in the context of resuming PA at work post-Covid-19 for these patients who may have higher levels of physical deconditioning.

La paralysie cérébrale est le trouble neuromoteur le plus fréquent chez l’enfant, représentant 2,3 cas sur 1000 naissances. La paralysie cérébrale se caractérise par des troubles du mouvement et de la posture, causés par une lésion sur le cerveau en développement. Comparativement aux enfants ayant un développement typique, les enfants avec la paralysie cérébrale présentent une capacité réduite à marcher, réduisant leur autonomie et leur participation dans divers contextes et environnements. Le contrôle moteur limité des enfants avec la paralysie cérébrale a été associé à leur capacité altérée à adapter simultanément le mouvement de plusieurs articulations (p. ex. trouble de coordination interarticulaire). Ce contrôle moteur altéré est associé à une marche variable et instable (p. ex. plus grande variabilité inter-cycle). Cependant, il y a un manque de connaissances sur les stratégies motrices utilisées par les enfants avec la paralysie cérébrale pour contrôler leur marche dans des contextes où la stabilité de la marche est compromise. Les analyses quantifiées de la marche sont des évaluations cliniques en laboratoire, favorisant une meilleure prise de décision thérapeutique. Cependant, lors de ces analyses, l’enfant doit marcher sur une surface nivelée, sans irrégularité. Cette condition contrôlée et favorisant l’évaluation de la capacité maximale n’est pas représentative de la marche réelle de l’enfant dans ses déplacements quotidiens. L’évaluation de la marche sur des surfaces irrégulières est une évaluation plus écologique qui permettrait de mieux comprendre les défis rencontrés par l’enfant dans son quotidien, permettrait de détecter des troubles moteurs qui étaient non apparents dans des conditions facilitantes, et pourrait favoriser une meilleure décision clinique. Ainsi, l’objectif général de cette thèse est de mieux comprendre l’intérêt d’utiliser des surfaces irrégulières pour évaluer les troubles de la marche de l’enfant avec une paralysie cérébrale. Pour ce faire, trois objectifs spécifiques ont été définis : (1) Établir l’état actuel des connaissances sur les adaptations biomécaniques de la marche sur des surfaces irrégulières de l’enfant avec une paralysie cérébrale. (2) Étudier la coordination interarticulaire des membres inférieurs et sa variabilité de l’enfant avec une paralysie cérébrale sur une surface régulière et des surfaces irrégulières. (3) Étudier les paramètres spatiotemporels de la marche et leur variabilité inter-cycle sur une surface irrégulière de l’enfant avec une paralysie cérébrale. Pour ce faire, 17 enfants avec la paralysie cérébrale et 17 enfants avec un développement typique ont été recrutés. Les analyses quantifiées de la marche ont été réalisées dans le laboratoire d’analyse de la marche du Centre de réadaptation Marie Enfant du CHU Sainte-Justine. Lors des analyses, il était demandé à l’enfant de marcher 4 allers-retours sur la surface de laboratoire et sur 2 surfaces irrégulières (niveau d’irrégularité moyen et élevé). La position des marqueurs positionnés sur l’enfant était enregistrée par 12 caméras optoélectroniques. Les paramètres cinématiques, soit les angles articulaires de la hanche, du genou et de la cheville, et la coordination interarticulaire, ainsi que les paramètres spatiotemporels ont été calculés. La première étude réalisée est une revue de portée qui a permis de mettre en lumière le manque de connaissances sur l’effet du niveau d’irrégularité sur les adaptations biomécaniques de la marche de l’enfant avec la paralysie cérébrale. La deuxième étude a exploité une base de données du laboratoire Aschau en Allemagne, et s’est intéressée aux stratégies de coordination interarticulaire et à sa variabilité chez l’enfant avec et sans la paralysie cérébrale sur une surface régulière. Une stratégie de coordination genou-hanche plus rigide (synchronisée) a été remarquée chez les enfants avec la paralysie cérébrale, comparativement aux enfants avec un développement typique. De plus, cette dernière met en lumière la relation positive entre l’altération du contrôle moteur (coordination interarticulaire synchronisée) et la pathologie de la marche de l’enfant avec la paralysie cérébrale (augmentation du Gait Profile Score). La troisième étude était basée sur la collecte de données réalisée au centre de réadaptation Marie Enfant et a permis d’identifier des troubles moteurs qui sont non apparents lors de la marche sur une surface de laboratoire, notamment une diminution de l'extension de la hanche en fin de phase d'appui et une stratégie de coordination genou-hanche trop rigide (synchronisée) pendant la phase d’oscillation. Basée sur la même collecte de données, la quatrième étude a mis en évidence une plus grande adaptation des paramètres spatiotemporels de la marche (c.-à-d. la largeur de pas et la variabilité de la vitesse, de la cadence et du ratio de marche) chez l’enfant avec une paralysie cérébrale, comparativement à l’enfant avec un développement typique, lors de la marche sur une surface irrégulière. À ce jour, il s’agit des premiers travaux à avoir exploré les stratégies du contrôle moteur de l’enfant avec la paralysie cérébrale pour adapter la marche sur des surfaces irrégulières, ainsi qu’à avoir quantifié l’effet du niveau d’irrégularité de la surface parcourue. En conclusion, les résultats de ces travaux de thèse mettent de l’avant les avantages potentiels d’intégrer les surfaces irrégulières aux analyses cliniques de la marche afin de réaliser des évaluations plus écologiques, notamment en détectant des troubles de la marche qui sont non apparents sur une surface régulière de laboratoire. / Cerebral palsy is the most common neuromotor disorder in children, affecting 2.3 out of every 1000 births. It is characterized by movement and posture disorders caused by an injury to the developing brain. Compared to typically developing children, children with cerebral palsy have a reduced ability to walk, which decreases their autonomy and participation in various contexts and environments. The limited motor control of children with cerebral palsy has been related to their impaired ability to simultaneously coordinate the movement of multiple joints (e.g., inter-joint coordination disorder). This altered motor control is associated with variable and unstable walking (e.g., increased inter-cycle variability). However, there is a lack of knowledge about the motor strategies used by children with cerebral palsy to control their walking in contexts where stability is compromised. Quantified gait analyses are clinical evaluations conducted in laboratories that promote better therapeutic decision-making. However, during these analyses, the child walks on a flat, regular surface. This controlled condition, which facilitates the assessment of maximum capacity, does not represent the child’s actual walking in daily life. Evaluating gait on irregular surfaces is a more ecological assessment that would better understand the challenges faced by the child in daily life, detect motor disorders not apparent in facilitating conditions, and promote better clinical decision-making. Thus, the objective of this thesis is to better understand the benefit of using irregular surfaces to assess gait disorders in children with cerebral palsy. To achieve this, three objectives have been defined: (1) Establish the current state of knowledge on the biomechanical adaptations of walking on irregular surfaces in children with cerebral palsy. (2) Study the inter-joint coordination of the lower limbs and its variability in children with cerebral palsy on regular and irregular surfaces. (3) Investigate the spatiotemporal parameters of gait and their intercycle variability on an irregular surface in children with cerebral palsy. For this purpose, 17 children with cerebral palsy and 17 typically developing children were recruited. Quantified gait analyses were conducted in the gait laboratory of the Marie Enfant Rehabilitation Centre at CHU Sainte-Justine. During the analyses, the child was asked to walk back and forth four times on the laboratory surface and on two irregular surfaces (medium and high irregularity levels). The position of markers placed on the child was recorded by 12 optoelectronic cameras. Kinematic parameters, such as the joint angles of the hip, knee, and ankle, inter-joint coordination, and spatiotemporal parameters were calculated. The first study conducted was a scoping review that highlighted the lack of knowledge on the effect of irregularity levels on the biomechanical adaptations of gait in children with cerebral palsy. The second study utilized a database from the Aschau laboratory in Germany and focused on the inter-joint coordination strategies and their variability in children with and without cerebral palsy on a regular surface. A more rigid (synchronized) knee-hip coordination strategy was observed in children with cerebral palsy compared to typically developing children. Additionally, this study highlighted the positive relationship between impaired motor control (synchronized inter-joint coordination) and the gait pathology of children with cerebral palsy (increased Gait Profile Score). The third study was based on data collected at the Marie Enfant Rehabilitation Centre and identified motor disorders that were not apparent during walking on a laboratory surface, notably reduced hip extension at the end of the stance phase and a too rigid (synchronized) knee-hip coordination strategy during the swing phase. Based on the same data collection, the fourth study demonstrated greater adaptation of spatiotemporal gait parameters (i.e., step width and variability of speed, cadence, and walking ratio) in children with cerebral palsy compared to typically developing children when walking on an irregular surface. To date, these are the first works to have explored motor control strategies in children with cerebral palsy to adapt walking on irregular surfaces, as well as to have quantified the effect of surface irregularity level. In conclusion, the results of this thesis highlight the potential benefits of integrating irregular surfaces into clinical gait analyses to conduct more ecological evaluations, particularly in detecting gait disorders that are not apparent on a regular laboratory surface.