Il est documenté qu'une posture de travail statique, maintenue pendant de longues périodes, peut être à l'origine de différents symptômes et malaises chez les travailleuses et travailleurs, en particulier au niveau du bas du dos et des membres inférieurs. Traduites par des coûts d'absentéisme, ces réclamations sont très pénibles pour les industries (Webster et coll., 1990). Toutefois, les quelques études disponibles pour comprendre et évaluer une posture de travail, sont davantage biomécaniques et les mécanismes physiologiques reliés au maintien de la posture sont peu connus. De plus, malgré l'importance d'une approche pluridisciplinaire pour l'analyse de la posture, très peu d'études se sont avancées à définir à la fois les avantages et les inconvénients biomécaniques et physiologiques de la posture générale du corps humain. À cet effet, nous avons d'abord recensé et comparé les facteurs de risques au niveau lombaire, reliés au maintien des postures (assis, assis-debout, debout), et évalué leurs applications pour les différents types de lordose (antéversion, neutre, rétroversion). Par la suite, afin de palier en partie au manque de connaissances en physiologie du travail sur le maintien d'une posture, nous avons évalué les effets de ces postures dans des conditions statiques et avec une alternance de déplacements sur les paramètres vasculaires des membres inférieurs. Nous avons, par la suite, vérifié si le travailleur est en mesure de percevoir ces facteurs de risques biomécaniques, au niveau lombaire, et physiologiques, au niveau des membres inférieurs, afin qu'il puisse se retirer d'une situation pouvant lui porter atteinte. Finalement, nous avons rassemblé les avantages et les inconvénients, physiologiques et biomécaniques des postures assis, assis-debout et debout et fait ressortir des critères qui permettront d'évaluer judicieusement ces postures de travail. Les résultats des études, présentés en quatre publications, ont démontré que les sujets ne sont pas en mesure de percevoir les facteurs de risques biomécaniques, au niveau lombaire, et physiologiques, au niveau des membres inférieurs. Ainsi, ces problèmes de perception observés dans notre étude, placent les travailleurs à risques, puisque leurs perceptions sont principalement orientées sur le confort et la dépense énergétique de la posture, ce qui pourrait les inciter à se positionner dans la posture la moins coûteuse en énergie sans pour autant, percevoir les forces de compression au niveau lombaire ou les différences associées à la perfusion au niveau du pied. Ainsi, afin d'éviter les malaises au dos et aux jambes, pouvant être occasionnés par le maintien d'une posture statique pendant de longues périodes, il faudra donc, d'une part, évaluer, indépendamment du type de lordose, l'angle du bassin déterminé par l'angle de l'assise, l'angle des genoux et la présence ou non de support lombaire et s'assurer que la lordose soit le plus près de la posture debout. D'autre part, il faudra s'assurer, selon les premiers résultats obtenus avec le laser doppler transcutané, d'une faible sollicitation des mollets et d'une faible distance pieds/cœur semblable à la posture assise afin de favoriser une perfusion optimale, puis d'entre couper régulièrement la posture statique prolongée au-delà de 20 min par des déplacements à la marche afin d'éviter que les travailleurs se placent dans une condition d'hypoxie au niveau des membres inférieurs susceptible de provoquer une cascade d'événements physiologiques pouvant mener au développement d'œdème et de varices. De plus, les résultats de cette étude ont démontré que, puisqu'une posture de travail peut à la fois contenir des avantages et des inconvénients biomécaniques et physiologiques, les critères d'évaluation d'une posture doivent comporter ces deux champs de connaissance afin d'adapter la posture de travail à la biomécanique et à la physiologie du corps humain. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Postures, statique, lombaire, jambes, douleurs, varices, perception.

Nous avons essayé dans ce travail d'approfondir les connaissances sur les muscles du tronc et leurs interactions avec les paramètres pelviens dans l'équilibre de la colonne vertébrale en utilisant un outil d'évaluation de la musculature du tronc par imagerie par résonance magnétique développé au LBM. Cet outil permet sur des coupes axiales d'IRM de mesurer l'aire de la section d'un muscle, l'aire de sa composante contractile et l'aire de sa composante non contractile. Cet outil a été appliqué à l'étude de la posture et à l'étude des lésions musculaires iatrogènes suite à une chirurgie lombaire par voie postérieure. Quatre articles ont été rédigés. Le premier article nous a permis de valider cet outil en étudiant chez 30 sujets volontaires la reproductibilité des mesures. Le deuxième analyse chez 20 patients opérés d'une arthrodèse lombaire les lésions musculaires induites par la chirurgie et l'intérêt de la curarisation lors de l'anesthésie. Le troisième étudie les changements à l'IRM des muscles erector spinae secondaires à une chirurgie lombaire. Le quatrième étudie la corrélation entre la posture et les muscles.

L'exposition aux vibrations est une préoccupation importante au niveau de la prévention des troubles musculo-squelettiques au membre supérieur. Selon une étude effectuée par Semid (2002), la vibration est présente dans différents secteurs reliés à l'automobile. En effet, différents domaines d'emploi regroupent les facteurs de risques soulevés par le Centre canadien d'hygiène et de sécurité au travail (CCHST). Plusieurs troubles ont été soulevés selon la norme ISO 5349-1 considérant la vibration comme un facteur de risque de développer des troubles musculo-squelettiques (TMS). Plus particulièrement, le membre supérieur semble visé lorsqu'une exposition aux vibrations se fait par l'entremise d'outil vibrant mis en contact avec la main. Cette étude a servi à explorer différentes variables pouvant influencer la transmission de la vibration au membre supérieur tout comme le recrutement musculaire de ce segment. L'utilisation d'un pot vibrant a permis de contrôler certaines variables afin d'exposer douze sujets à diverses combinaisons d'éléments vibratoires (90 au total). Effectivement, l'amplitude (2,5 m/s2, 5 m/s2 et 10 m/s2) et la fréquence (20 Hz, 40 Hz et 65 Hz) de la vibration étaient contrôlées par le pot vibrant. Il s'agit en fait des deux premières variables indépendantes étudiées. D'ailleurs, ce groupe se conclut avec la force de préhension (25 N, 50 N et 100 N) et la déviation du poignet (neutre, radiale et ulnaire) qui ont aussi formé les conditions expérimentales. Par contre, le groupe de douze sujets était divisé en deux somatotypes de six ectomorphes et six mésomorphes. Les combinaisons effectuées entre ces facteurs lors de la réalisation des conditions expérimentales impliquaient que les sujets maintiennent une force de préhension sur la poignée du pot vibrant pendant dix secondes. L'électromyographie a été utilisée afin de mesurer l'activité musculaire des participants. De plus, la disposition de deux accéléromètres sur le membre supérieur des sujets a permis d'observer la transmission des vibrations vers les diverses articulations impliquées. Les résultats de l'étude ont permis d'observer qu'une force de préhension plus importante entraînait une transmission plus élevée de la vibration au membre supérieur. De plus, les sujets de type ectomorphe avaient tendance à transmettre de façon plus importante les vibrations et à solliciter certains muscles davantage (extenseur commun des doigts). Finalement, il a été vu que la combinaison d'une haute amplitude (10 m/s2) et d'une faible fréquence (20 Hz) de la vibration était celle où les contraintes musculaires pour le membre supérieur étaient les plus élevées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Vibration, Force de préhension, Somatotype, Troubles musculo-squelettiques, Électromyographie.

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

Ce présent projet de recherche a permis de créer un modèle par éléments finis du muscle strié humain dans le but d’étudier les mécanismes engendrant les lésions musculaires traumatiques. Ce modèle constitue une plate-forme numérique capable de discerner l’influence des propriétés mécaniques des fascias et de la cellule musculaire sur le comportement dynamique du muscle lors d’une contraction excentrique, notamment le module de Young et le module de cisaillement de la couche de tissu conjonctif, l’orientation des fibres de collagène de cette membrane et le coefficient de poisson du muscle. La caractérisation expérimentale in vitro de ces paramètres pour des vitesses de déformation élevées à partir de muscles striés humains actifs est essentielle pour l’étude de lésions musculaires traumatiques. Le modèle numérique développé est capable de modéliser la contraction musculaire comme une transition de phase de la cellule musculaire par un changement de raideur et de volume à l’aide des lois de comportement de matériau prédéfinies dans le logiciel LS-DYNA (v971, Livermore Software Technology Corporation, Livermore, CA, USA). Le présent projet de recherche introduit donc un phénomène physiologique qui pourrait expliquer des blessures musculaires courantes (crampes, courbatures, claquages, etc.), mais aussi des maladies ou désordres touchant le tissu conjonctif comme les collagénoses et la dystrophie musculaire. La prédominance de blessures musculaires lors de contractions excentriques est également exposée. Le modèle développé dans ce projet de recherche met ainsi à l’avant-scène le concept de transition de phase ouvrant la porte au développement de nouvelles technologies pour l’activation musculaire chez les personnes atteintes de paraplégie ou de muscles artificiels compacts pour l’élaboration de prothèses ou d’exosquelettes.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [55]-72. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les muscles squelettiques présentent des propriétés individuelles de taille, forme, orientation, site d’attachement, nombre de noyaux, déterminées par l’expression d’une combinaison de facteurs d’identité. Les processus par lesquels ces gènes déterminent les caractéristiques finales du muscle ne sont pas pleinement compris. Découvrir comment ces régulateurs de l’identité sont connectés entre eux, à travers un réseau de gènes spécifiant le destin cellulaire de chaque type de muscle, reste un enjeu majeur. Pour identifier de nouveaux acteurs qui déterminent les caractéristiques individuelles du muscle au cours de l’embryogenèse chez la drosophile, nous avons optimisé l’approche cellule-spécifique TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification) permettant l’isolation des ARNs messagers en cours de traduction. Cette méthode a été utilisée sur deux populations restreintes de muscles (Lms- et Slou-positives) et sur la population musculaire globale (Dufpositive) à trois fenêtres de temps ciblant des processus clés de la myogenèse tels que la spécification de cellules fondatrices, la fusion des myoblastes, l’attachement aux cellules de tendon et l’innervation par les motoneurones. Pour avoir une vue d’ensemble de l’expression des gènes dans ces différentes conditions, des analyses transcriptomiques à l’aide de puces ADNc ont été réalisées. Une étude spatiale nous a permis d’identifier de nouveaux acteurs potentiels du code d’identité nécessaires à la diversification de la population Slou ainsi que l’implication de la protéine de liaison à l’ARN, Boule, dans l’organisation des filaments d’actine au sein des fibres musculaires. Dans un second temps une analyse temporelle des données a révélé un ensemble de gènes codant pour des protéines de liaison à l’actine avec un enrichissemen tspécifique dans la population Lms positive. L’étude plus approfondie des gènes gel et dCryABa permis de déterminer leur rôle au cours de la myogenèse. Ces deux protéines participent de manière importante à la régulation de la croissance des muscles Lms positifs en régulant le nombre d’évènement de fusion, l’élongation et l’attachement des myotubes.A travers ce projet nous avons identifié de nouveaux acteurs potentiels du code d’identité, impliqués dans l’acquisition des propriétés distinctes des sous populations musculaires Slou et Lms au cours de l’embryogenèse en participant soit au contrôle de l’expression des gènes soit à l’acquisition des caractéristiques morphologiques finales. Nous espérons que les données générées permettront dans le futur d’acquérir de nouvelles connaissances sur les fonctions des orthologues de ces gènes au cours de la myogenèse desvertébrés et que cela aura un impact sur la compréhension de certaines myopathies. / Skeletal muscles display specific features (size, shape, orientation, attachment site,number of nuclei), which are tightly controlled by the combinatorial expression of identity factors. Currently, process by which identity genes determine muscle characteristics is not fully understood. Uncovering how identity factors are interconnected and how they control network of genes specifying muscle cell fate remains a major challenge. To discover new actors of the identity code allowing the acquisition of individual muscle characteristics during Drosophila embryogenesis we optimised a genome wide cell specific approach called TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification), which allows the isolation of mRNA engaged in translation. This method has been used on two restricted populations of muscle cells (Slou and Lms positive) and on the global musculature (Dufpositive) at three time windows covering key muscle developmental steps such as founder cell specification, myoblast fusion, attachment to the epidermis via tendon cells and the innervation by motoneurons.To assess gene expression at a global level in these muscle subsets, we performed transcriptomic analyses at targeted developmental windows by using microarray. First, a comparison of spatial gene expression allowed us to identify new potential actors of the identity code for Slou-positive muscles and the involvement of the RNA binding protein Bol in the structural organisation of muscle fibers. We also performed analyses of temporal transition profiles of genes differentially expressed in Slou- and Lms-positive muscles and identified cluster of genes enriched preferentially in the Lms population and encoding actin interacting proteins. We focused on two genes from this cluster, gel and dCryAB and determined their functions during myogenesis. These two proteins control a coordinated growth of the Lms-positive muscles by fine-tuning of both the number of fusion events and the elongation of myotubes to tendon cells. With this project, we have identified new potential actors of the identity code that govern the acquisition of individual properties of Slou and Lms muscle subsets during Drosophila embryogenesis. We hope that the newly generated data will enable to gain further knowledge on the corresponding orthologues during vertebrate myogenesis and will help to understand why particular muscles are affected in some myopathies.

L'atrophie musculaire de la cachexie provient du déséquilibre entre la synthèse et la dégradation des protéines. La littérature suggère que les membres de la famille p53 (p53, p63, p73) jouent un rôle dans le contrôle des processus de prolifération, différenciation et mort des précurseurs et des fibres musculaires. Ici nous avons caractérisé le profil d'expression de ces membres dans l'atrophie musculaire de la SLA (Sclérose Latérale Amyotrophique) et dans un modèle de cachexie induite par la doxorubicine. Nous avons montré une augmentation de l'expression des membres de la famille p53 et des atrogènes de manière corrélée sur ces deux modèles ainsi qu’une activation transcriptionnelle de Trim63 par p53, p63 et p73. Aussi, nous avons voulu savoir si les composés de tocophérol possédant une activité antioxydante pouvait réduire l'atrophie musculaire et avons montré que ce composé neutralise l'induction de la voie Notch, importante pour le développement musculaire et la régénération. / Muscle atrophy in cachexia results from the imbalance between protein synthesis and degradation due to activation of the ubiquitin-proteasome pathway. Literature suggests that p53 family members play a role in controlling proliferation, differentiation and death of precursors and muscle fibers. Here we characterize the expression profile of the p53 family members in muscle atrophy in ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis) and in doxorubicin induced cachexia model. We revealed an increased expression of the p53 family members and atrogenes in a correlated manner on both models and a transcriptional activation of Trim63 by p53, p63 and p73. Importantly, we also show that ROS and ceramide accumulation are important for Trim63 induction by doxorubicin. In addition, we tested whether compounds of tocopherol harboring antioxidant activity might reduce muscle atrophy. We showed that this compound counteracts the induction of the Notch pathway, important to muscle development and regeneration.

Le maintien ou le renforcement de la masse et de la fonction musculaire, altérées chez les patients BPCO, est un objectif primordial pour préserver, voire améliorer leur tolérance à l'effort, leur qualité de vie et leur survie. Afin d'optimiser la prise en charge de cette dysfonction musculaire, la réhabilitation est complétée par des interventions nutritionnelles, encore appelées réhabilitations nutritionnelles. Dans ce contexte, l'apport d'acides gras polyinsaturés de la série n-3, et plus particulièrement d'acide docosahexaénoïque (DHA), pourrait s'avérer intéressant en raison de leurs effets bénéfiques démontrés dans plusieurs pathologies chroniques. L'objectif de ce travail était donc de caractériser les effets d'une supplémentation en DHA sur la tolérance à l'effort et sur le métabolisme énergétique des muscles squelettiques de rats adultes exposés à une hypoxie comme modèle de muscle de patient BPCO au stade de l'insuffisance respiratoire chronique. La tolérance à l'effort est améliorée par le DHA, que les rats soient conditionnés en normoxie ou en hypoxie. En normoxie, les mécanismes impliqués seraient liés à un effet du DHA mimétique de celui d'un exercice d'endurance, avec une activation de l'AMPK et une amélioration de la fonction mitochondriale étudiée sur fibres musculaires perméabilisées. En hypoxie, le DHA agirait différemment, réduisant les effets de l'hypoxie sur le muscle, sans que les mécanismes mimétiques de l'exercice d'endurance ne soient clairement retrouvés. La prise de DHA chez des rats entrainés et conditionnés en hypoxie permet également un gain d'endurance mais les mécanismes à l'origine de cet effet ne sont pas élucidés et nécessitent des travaux complémentaires. Au vu des résultats sur le muscle, la supplémentation en DHA pourrait donc être bénéfique dans la prise en charge de la dysfonction musculaire dans les maladies chroniques telles que la BPCO. / The maintenance and reinforcement of skeletal muscle mass and function, impaired in COPD patients, is a crucial aim to preserve, and even improve, their exercise tolerance, quality of life and survival. In order to optimize the management of such a muscular dysfunction, rehabilitation could be completed by nutritional interventions, also called nutritional rehabilitation. In this context, the intake of polyunsaturated fatty acids of the n-3 class, and particularly of docosahexaenoic acid (DHA), could be interesting, due to their benefic effects demonstrated in many chronic pathologies. Therefore, the aim of our work was to characterize the effects of DHA supplementation on exercise tolerance and skeletal muscle metabolism in rats exposed to hypoxia as a model of muscle dysfunction as seen in COPD patients suffering chronic respiratory failure. Results showed that exercise tolerance was improved by DHA in both normoxia and hypoxia conditions. In normoxia, the involved mechanisms may rely on an endurance exercise mimetic effect of DHA, including AMPK activation and improved mitochondrial function studied on permeabilized muscular fibers. In hypoxia, DHA acts differently, probably by minimizing hypoxia effects on muscle. However, the endurance exercise mimetic mechanisms were not clearly found. In hypoxia exposed-endurance trained-rats, DHA improved endurance exercise capacity but the involved mechanisms were not fully characterized and need further work. In conclusion, our results on muscle suggest that DHA supplementation could be beneficial in management of muscular dysfunction induced by chronic diseases such as COPD.

La drépanocytose est une hémoglobinopathie aux formes et aux sévérités cliniques très hétérogènes qui affectent de nombreux organes chez les patients touchés. Pour cette raison le terme de syndrome drépanocytaire majeur est généralement employé. Tous les syndromes drépanocytaires majeurs ont en commun une mutation ponctuelle du gène β-globine appelée mutation βs . Cette mutation βs conduit à la synthèse de la protéine d'hémoglobine S (HbS) caractérisée par sa capacité à polymériser dans sa forme désoxygénée. La polymérisation de l'HbS est l'élément déclencheur de la falciformation du globule rouge et conduit à de nombreuses altérations hématologiques et hémorhéologiques. Ces dernières sont à l'origine de troubles de l'hémodynamique, de l'oxygénation sanguine et de la perfusion tissulaire en oxygène. Il en résulte de nombreuses complications aigues (crise vaso-occlusive, accident vasculaire cérébral, syndrome thoracique aigu etc.) et/ou chroniques (glomérulopathie, ostéonécrose de la tête fémorale etc.) causés par un défaut d'oxygénation des tissus. / Sickle cell anemia is a hemoglobinopathy forms and severities very heterogeneous clinical affecting many organs in affected patients. For this reason the term major sickle cell syndrome is generally used. All major sickle cell syndromes have a common point mutation in the gene called β-globin mutation βs. This βs mutation leads to the synthesis of the protein hemoglobin S (HbS) is characterized by its ability to polymerize in its deoxygenated form. The polymerization of HbS is the trigger for the sickling of red blood cells and leads to many Hematological and hemorheological. These are at the origin of disorders hemodynamics, blood oxygenation and tissue perfusion with oxygen. This results in many acute complications (vaso-occlusive crisis, stroke, acute chest syndrome, etc..) And / or chronic (glomerulopathy, osteonecrosis of the femoral head etc.). Caused by a defect of tissue oxygenation.