L'intérêt de l’utilisation des vecteurs viraux comme le Adeno-Associated Virus recombinant (rAAV) dans la recherche pour le traitement des maladies génétiques a conduit à une évolution rapide des méthodes de production d'AAV au cours des deux dernières décennies (Ayuso et al., 2010). Leur large biodisponibilité in vivo et leur efficacité à long terme dans les tissus postmitotiques en font de bons candidats pour de nombreuses applications de transfert de gènes. En plus, la spécificité du traitement peut être augmentée lorsque le sérotype correct est choisi pour cibler un tissu spécifique. Parmi les méthodes de production actuellement utilisées, la tri-transfection de cellules embryonnaires humaines rénales 293 (HEK293) reste la plus populaire pour l'échelle de recherche; Et la production de rAAV médiée par des baculovirus pour des échelles plus importantes. L'importance croissante des vecteurs viraux dans l'application pratique de la thérapie génique exige l'amélioration des processus de production, en particulier en ce qui concerne les rendements et la pureté du produit final. Mon travail au cours de ces quatre années a été axé sur deux points principaux: (1) améliorer les processus biotechnologiques employés dans la production de rAAV pour la recherche et les échelles d'étude préclinique et (2) tester in vitro et in vivo les applications pour le rAAV dans le l’édition de genome. L'édition de gènes médiée par des nucléases spécialement conçues offre de nouveaux espoirs pour le traitement de plusieurs maladies héréditaires monogéniques. Récemment découvert, le système CRISPR Cas9 (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats) fournit des outils importants nécessaires pour corriger les mutations par homologie. Notre modèle canonique est la souris mdx, un modèle animal naturel de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Les mutations DMD, qui conduisent à l'absence de protéine dystrophine, entraînent une myopathie progressive et fatale. Plusieurs stratégies, allant des stratégies pharmacologiques aux stratégies de saut-d’éxon, ont tenté de renverser le phénotype et ralentisser la progression de la maladie, mais les résultats ne sont pas encore satisfaisants. Ce nouvel et puissant outil d'édition de génome peut être vectorisé par rAAV. Les résultats de la première partie ont été publiés en 2015 et 2016 et seront présentés sous la forme d'articles et pour la deuxième partie, je présenterai les résultats préliminaires et les perspectives du travail qui se poursuivra dans le laboratoire. / The interest of recombinant Adeno-Associated Virus (rAAV) vectors for research and clinical purposes in the treatment of genetic diseases have led to the rapid evolution of methods for AAV production in the last two decades (Ayuso et al., 2010). Their broad in vivo biodistribution and long-term efficacy in postmitotic tissues make them good candidates for numerous gene transfer applications. In addition, the specificity of the treatment can be increased when the right serotype is chosen to target a specific tissue. Among the production methods currently in use, tri-transfection of human embryonic kidney 293 (HEK293) cells remains the most popular for research scale; and rAAV production mediated by baculoviruses for larger scales. The increasing importance of viral vectors in the practical application of gene therapy demands the improvement of production processes, especially when it concerns the yields and purity of the final product. My work during these four years was focused in two main points: (1) improve biotechnological processes employed in rAAV production for research and pre-clinical study scales and (2) test in vitro and in vivo the applications for rAAV in the field of genome editing. Gene-editing mediated by engineered nucleases offers new hopes for the treatment of several monogenic inherited diseases. Recently discovered, the CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) Cas9 system provides important tools needed to correct by homology-directed repair mutations. Our canonical model is the mdx mouse, a naturally occurring animal model of Duchenne Muscular Dystrophy (DMD). DMD mutations, which lead to the absence of the protein dystrophin, results in a progressive and fatal myopathy. Several strategies, from pharmacological to exon-skipping strategies, have attempt to revert the phenotype and slow down the disease progress, however results are not yet satisfactory. This new and powerful genome editing tool can be vectorized by rAAV. Results for the first part were published in 2015 and 2016 and will be presented in the form of articles and for the second part I will present preliminary results and perspectives for the work that will be continued in the lab.

L’objectif de ce travail était d’améliorer la prévention de la chute des séniors en améliorant la détection des personnes à risque et les outils d’évaluation du contrôle postural ainsi qu’en utilisant un programme de réhabilitation par électrostimulation. Afin de répondre à ces trois objectifs, trois parties ont été développées :Le but de la partie I était d’apporter des outils permettant une meilleure détection des personnes à risque à travers l’identification de facteurs responsables d’un déclin du contrôle postural. Nous avons pu établir lors de trois études que (i) les personnes consommant cinq médicaments et plus par jour présentent un risque accru des troubles de la cognition et de la mobilité, (ii) les chuteurs fracturés ont un déficit de stabilisation après le passage d’obstacle et (iii) les chuteurs fracturés réduisent moins leur vitesse de marche lors de la double tâche. Dans la partie II nous avons évalué pour la première fois le freinage du centre de masse, paramètre corrélé à la qualité du contrôle postural, avec une technique d’analyse cinématique. Il a été mis en évidence que l’analyse sur plateforme de force, habituellement utilisée, présente une plus grande variabilité et conduit à une sous-estimation de l’indice de freinage, en comparaison à cette nouvelle méthode d’analyse. Dans la partie III nous avons testé l’efficacité d’un programme d’électrostimulation des muscles mobilisateurs de la cheville sur les facteurs de risque de chute. Cet entrainement a permis d’augmenter la force des muscles et bien que la réhabilitation d’autres muscles semble nécessaire afin d’améliorer la marche, le programme a réhabilité efficacement les performances d'équilibre / The objective of this work was to improve the prevention of falls in seniors by (i) improving the detection of people at risk, (ii) providing new tools for assessing postural control and (iii) studying the effects of rehabilitation program by electrostimulation on the markers of the risk of falling. In order to meet these three objectives, three parts were developed:The aim of Part I was to provide tools for better detection of persons at risk of falls or fractures through the identification of factors responsible for a decline in postural control. We have been able to establish through three studies that (i) elderly patients who take five or more drugs per day are at higher risk of cognitive and mobility impairments, (ii) subjects who undergo fractures have a stabilization deficit after obstacle crossing and (iii) fractured fallers reduce their walking speed less during dual-task walking.In Part II we evaluated for the first time the braking of the center of mass, a parameter correlated with the quality of the postural control, with a kinematic analysis technique. It has been demonstrated that the technic usually used, the force-plate analysis, presents greater variability and leads to an underestimation of the braking index in comparison with this new method of analysis.In Part III we tested the effectiveness of a training program by electrostimulation of the ankle plantar and dorsiflexors on the parameters related to the fall or its severity. This training increased the strenght, and probably the contraction speed of the ankle muscles. Although the rehabilitation of other muscles seems necessary to improve gait,the training program has rehabilitated dynamic balance.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est la myopathie la plus courante chez les adultes. Il s'agit d'une maladie multisystémique touchant donc plusieurs systèmes tels que les systèmes nerveux, cardiaque, digestif, endocrinien, et notamment le muscle squelettique, sur lequel les présents travaux se concentrent. En effet, dans le contexte de cette maladie le muscle squelettique est gravement affaibli : les personnes atteintes souffrent d'atrophie musculaire et subissent une perte progressive de la force musculaire maximale. Pour contrer ces déficiences, le renforcement musculaire est une stratégie thérapeutique prometteuse. L'exercice est sécuritaire et efficace pour augmenter la force musculaire en DM1, mais pour l'instant, les mécanismes biologiques sous-jacents demeurent inconnus. L'étude pilote des travaux présentés dans ce mémoire a montré des gains importants de la force musculaire et de la capacité fonctionnelle chez 11 hommes atteints de DM1 qui ont participé à un programme d'entraînement musculaire supervisé de 12 semaines. Dans le cadre de cette maitrise, afin d'identifier les mécanismes sous-jacents impliqués dans ces gains cliniques, des échantillons musculaires collectés chez les participants avant et après l'entraînement ont été étudiés. L'analyse protéomique a démontré que plusieurs fonctions moléculaires et processus biologiques ont été améliorés par le programme d'entraînement. Plus précisément, la modulation du protéome par l'exercice était liée au métabolisme énergétique, à la myogenèse, l'immunité, la contraction musculaire, la signalisation de l'insuline et l'apoptose. Ces résultats suggèrent que l'adaptation musculaire est possible en DM1 aux niveaux cliniques et biologiques. Finalement, l'identification de biomarqueurs musculaires par la protéomique pourrait permettre de jeter les bases de la médecine de précision afin d'améliorer les soins thérapeutiques à venir en DM1. / Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is the most common myopathy in adults. It is a multisystemic disease affecting several systems such as the nervous, cardiac, digestive, endocrine systems, and in particular the skeletal muscle, on which my work focuses. Indeed, the skeletal muscle is severely weakened: affected individuals suffer from muscle atrophy and experience a progressive loss of maximum muscle strength. To counter these deficiencies, muscle strengthening is a promising therapeutic strategy. Exercise is safe and effective to increase muscle strength in DM1 but for now, the underlying biological mechanisms remain unknown. The pilot study of the works here presented showed significant gains in muscle strength and functional capacity of 11 men with DM1 who participated in a 12-week supervised strength training program. To identify the underlying mechanisms involved in these clinical gains, muscle samples collected from participants before and after training were studied. Proteomics analysis showed that several molecular functions and biological processes were improved by the training program. Specifically, the modulation of the proteome through exercise was related to energy metabolism, myogenesis, immunity, muscle contraction, insulin signaling, and apoptosis. These results suggest that muscle adaptation is possible in DM1 at the clinical and biological levels. Finally, the identification of muscle biomarkers by proteomics could lay the foundations of precision medicine to improve future therapeutic treatments in DM1.

Les thérapies génique et cellulaire sont à l'avant-garde de la recherche sur le traitement des dystrophies musculaires. La thérapie par transfert de myoblastes a été proposée comme traitement potentiel de ces dystrophies et les transplantations de myoblastes ont donné des résultats significatifs. Dans cette optique, une thérapie cellulaire autologue est à favoriser et cette approche implique une modification génétique ex vivo. Cette méthode nécessite une efficacité exemplaire du transfert, de l'implantation et de l'expression de l'ADN recombinant. Les myoblastes du muscle squelettique humain sont cependant plus ou moins réfractaires à certains vecteurs viraux. Nous avons donc procédé à l'étude de l'efficacité de vecteurs dérivés d'un rétrovirus, d'un lentivirus, d'un adénovirus et de virus adéno-associés, dans la transduction d'un transgène dans les myoblastes humains. Nous établissons que les vecteurs rétroviraux et lentiviraux démontrent un potentiel remarquable dans une perspective de thérapie génique ex vivo, dédiée à la musculature squelettique humaine. / Gene and cell therapies are at the forefront of research for the treatment of muscular dystrophies. Myoblast transfer therapy was proposed as a potential treatment for these diseases and myoblast transplantation experiments yielded significant results. In this approach, an autologous cell therapy would be preferable and this implies ex vivo gene therapy. However, gene delivery and expression must be optimal in this context and human myoblast is refractory to some viral vectors. For that reason, we have studied the transduction capacities, on such cells, of viral vectors derived from retrovirus, lentivirus, adenovirus and adeno-associated virus. We concluded that the retroviral and lentiviral vectors are the best suited for ex vivo gene therapy of human skeletal muscle cells dedicated to cell therapy.

Ce projet avait pour but de quantifier, chez cinquante jeunes ayant une déficience motrice cérébrale et marcheurs sans aide, 1) les relations entre la force de muscles du membre inférieur (fléchisseurs et abducteurs des hanches, fléchisseurs et extenseurs des genoux, fléchisseurs dorsaux et plantaires de la cheville) et les capacités locomotrices à la marche (test de marche de six minutes) ainsi que les capacités locomotrices plus exigeantes (10 meter Shuttle Run Test, Timed Up and Down Stairs Test) et 2) les relations entre ces capacités locomotrices et la participation dans les déplacements. Les fléchisseurs et abducteurs des hanches ainsi que les fléchisseurs plantaires ont été retenus comme facteurs explicatifs des résultats aux évaluations de capacités locomotrices. Les résultats pour les capacités locomotrices plus exigeantes expliquaient près de la moitié de la variance de la participation dans les déplacements alors que l'évaluation de la marche n'était pas retenue comme facteur explicatif.

La dysmorphie musculaire (DM) est une condition affectant majoritairement les hommes, caractérisée par la présence d'importantes insatisfactions en lien avec les muscles. Bien qu'elle soit encore peu connue, certains auteurs se sont déjà intéressés aux manifestations de la DM en les observant sous divers angles. Différentes propositions ont été mises de l'avant pour la conceptualiser, certains l'associant à un trouble obsessionnel compulsif, d'autres à un trouble du comportement alimentaire et, plus récemment, à une addiction à l'image corporelle. Toutefois, aucune donnée empirique n'existe à ce jour sur le lien entre la DM et l'addiction à l'image corporelle. L'objectif général du présent mémoire doctoral est d'examiner les liens entres les symptômes et les manifestations de la DM, les difficultés alimentaires et les symptômes d'addiction à l'image corporelle via la complétion de deux études. Dans le cadre de la première étude, dont l'objectif est de développer et valider un questionnaire permettant d'évaluer l'addiction à l'image du corps, 466 participants ont été recrutés au sein de la communauté universitaire (étudiants et employés) et ont rempli différents questionnaires, dont l'Inventaire d'addiction à l'image corporelle (IAIC). Les résultats indiquent que l'IAIC est un outil valide qui possède de bonnes qualités psychométriques et qui permet de mesurer efficacement les symptômes d'addiction à l'image corporelle. La deuxième étude avait comme objectif d'expliquer les symptômes de DM à partir des symptômes d'addiction à l'image corporelle en contrôlant pour les symptômes alimentaires et les symptômes psychologiques présents. Des hommes à risque de présenter des symptômes de DM (N=47) ont été recrutés et ont rempli différents questionnaires en lien avec la DM, les comportements alimentaires et les symptômes psychologiques. Les résultats montrent que les symptômes d'addiction à l'image corporelle sont en mesure de prédire les symptômes de DM au-delà des symptômes alimentaires et psychologiques. En bref, la présente étude apporte des appuis préliminaires au nouveau concept d'addiction à l'image corporelle de par le développement d'un outil permettant d'évaluer ce construit et la mise en lumière de l'importance que pourrait prendre les aspects addictifs dans les manifestations de la DM.

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.

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.

L’exposition à une situation d’hypokinésie induit une atrophie fonctionnelle et phénotypique du musclesquelettique. Différents mécanismes sont suggérés contribuer à ce phénomène de plasticité musculaire,incluant en particulier des modifications de l’homéostasie calcique et de la production d’espèces réactivesde l’oxygène qui, en relation avec certains processus inflammatoires, activeraient des voies d’apoptose etde protéolyse musculaire. Le présent travail a porté un intérêt spécifique à ces phénomènes dans le cadrede l’atrophie musculaire induite par une hypokinésie ainsi que dans la récupération après cessation de ceprotocole. À l’aide d’approches cellulaires nous montrons que l’extrusion du calcium cytoplasmique estconsidérablement ralentie dans les fibres musculaires atrophiées. Cet effet, lié au moins en partie à unecontribution altérée des mitochondries, pourrait jouer un rôle dans l’activation de voies protéolytiquescalcium-dépendantes. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l’évolution du niveau de stressoxydant et de l’expression de différentes cytokines ainsi que de marqueurs de la voie apoptotiquecaspase-dépendante et de la protéolyse musculaire au cours du phénomène de récupération après la fin del’hypokinésie. Les résultats montrent que le retour à la normale de la masse musculaire est facilité lors dela phase précoce (1-5 jours) de récupération via la modulation de l’apoptose mitochondriale et de laprotéolyse musculaire. Par contre le stress oxydant et la voie apoptotique impliquant TNF-a persistentjusqu’à 14 jours de récupération, alors que la masse musculaire est déjà reconstituée. / Exposure to hypokinesia induces a functional and phenotypic atrophy of skeletal muscle. Several types ofmechanisms have been suggested to contribute to this plasticity phenomenon, including changes inintracellular calcium handling and in production of reactive oxygen species which, together withinflammatory processes, would activate muscle apoptosis and proteolysis pathways. The present workspecifically focussed on these mechanisms within the framework of a model of hypokinesia-inducedatrophy and of recovery from this atrophy. Measurements on isolated muscle cells revealed that the rateof myoplasmic calcium extrusion was considerably reduced in atrophied muscle fibres. This effect whichappears to be, at least in part, related to an altered mitochondrial contribution, may play a pivotal role inthe activation of calcium-dependent proteolysis pathways. We then studied the time course of changes inoxidative stress as well as in the expression level of several cytokines and proteins specifically involvedin proteolysis and caspase-dependent apoptotic pathways, along the course of recovery from atrophy. Ourresults demonstrate that, at early stages (1-5 days) of recovery, muscle re-growth is mediated via themodulation of mitochondrial-driven apoptosis and muscle proteolysis. In contrast, oxidative stress and theTNF-a related apoptotic pathway remain activated until late stages (14 days) of recovery, at a time whenmuscle mass has already recovered.

Avec le besoin de développer un organe artificiel remplaçant le doigt humain dans le cas d'un déficit et la nécessité de comprendre le fonctionnement de ce système physiologique, un modèle physique inverse du système doigt, permettant de chercher les activations neuronales à partir du mouvement, est nécessaire. Malgré le grand nombre d'études dans la modélisation de la main humaine, presque il n'existe aucun modèle physique inverse du système doigt majeur qui s'intéresse à chercher les activations neuronales. Presque tous les modèles existants se sont intéressés à la recherche des forces et des activations musculaires. L'objectif de la thèse est de présenter un modèle neuromusculo-squelettique du système doigt majeur humain permettant d'obtenir les activations neuronales, les activations musculaires et les forces musculaires des tous les muscles agissants sur le système doigt d'après l'analyse du mouvement. Le but de ce type des modèles est de représenter les caractéristiques essentielles du mouvement avec le plus de réalisme possible. Notre travail consiste à étudier, modéliser et à simuler le mouvement du doigt humain. L'innovation du modèle proposé est le couplage entre la biomécanique et les aspects neurophysiologiques afin de simuler la chaine inverse complet du mouvement en allant des données dynamiques du doigt aux intentions neuronales qui contrôlent les activations musculaires. L'autre innovation est la conception d'un protocole expérimental spécifique qui traite à la fois les données sEMG multicanal et les données cinématiques d'après une procédure de capture de mouvement. / With the need to develop an artificial organ replacing the human finger in the case of a deficiency and the need to understand how this physiological system works, an inverse physical model of the finger system for estimating neuronal activations from the movement, is necessary. Despite the large number of studies in the human hand modeling, almost there is no inverse physical model of the middle finger system that focuses on search neuronal activations. Al most all existing models have focused on the research of the muscle forces and muscle activations. The purpose of the manuscript is to present a neuromusculoskeletal model of the human middle finger system for estimating neuronal activations, muscle activations and muscle forces of all the acting muscles after movement analysis. The aim of such models is to represent the essential characteristics of the movement with the best possible realism. Our job is to study, model and simulate the movement of the human finger. The innovation of the proposed model is the coupling between the biomechanical and neurophysiological aspects to simulate the complete inverse movement chain from dynamic finger data to neuronal intents that control muscle activations. Another innovation is the design of a specific experimental protocol that treats both the multichannel sEMG and kinematic data from a data capture procedure of the movement.