La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est une maladie chronique se situant au 4e rang mondial en terme de mortalité et qui affecte près d’un demi-million de personnes au Québec. Les patients avec une MPOC présentent une détérioration progressive de leur fonction respiratoire, associée notamment à des épisodes de toux et de dyspnée de plus en plus invalidante. La diminution de la tolérance à l’effort, du statut fonctionnel et de la qualité de vie sont des conséquences habituelles de la maladie. Parmi les nombreuses répercussions systémiques caractéristiques de la MPOC, la diminution de la force des muscles locomoteurs est un meilleur prédicteur de mortalité que la fonction respiratoire seule. Son évaluation fait à ce titre partie des recommandations internationales de prise en charge des patients avec une MPOC. Malgré ces recommandations, l’évaluation de la fonction musculaire n’est pas systématique dans les milieux cliniques. Les objectifs de ce mémoire sont donc de faire un état des connaissances recueillies pendant mon cheminement post-gradué et de présenter les résultats d’un projet de recherche visant à 1) évaluer les propriétés métrologiques (fidélité test-retest et validité de construit) et la faisabilité d’un protocole standardisé d’évaluation de la force maximale volontaire isométrique du quadriceps avec un dynamomètre manuel commercial fixé (CMVi-DM) chez des patients avec une MPOC, et 2) déterminer les associations entre la CMVi-DM du quadriceps et la capacité fonctionnelle de ces patients (évaluée avec le test composite Short Physical Performance Battery [SPPB]). Le protocole standardisé de CMVi-DM a démontré une excellente fidélité test-retest et une bonne validité de construit avec les mesures obtenues avec un dynamomètre informatisé (mesure-étalon). Les CMVi-DM étaient faiblement associées avec les sous-composantes de vitesse de marche et d’équilibre du SPPB, mais pas avec le temps pris pour compléter le test de cinq levers de chaise du SPPB ni le score total du test. Ces résultats permettent de conclure qu’un protocole standardisé d’évaluation de la CMVi-DM procure des valeurs reproductibles et valides chez les patients canadiens avec une MPOC, mais que l’évaluation de la force isométrique du quadriceps ne permet pas de statuer sur la capacité fonctionnelle des patients

La myopathie centronucléaire autosomique dominante (MCN-AD) est une maladie congénitale rare liée à des mutations principalement retrouvées dans le gène dynamine-2. La majorité des patients atteints de MCN-AD présente une évolution lentement progressive, avec une perte de masse et de force musculaire. A ce jour, aucune thérapie n’est disponible pour la MCN-AD. Des interventions thérapeutiques visant à limiter la progression et la sévérité de l’atteinte musculaire ainsi qu’à améliorer la qualité de vie des patients, sont donc nécessaires. Nous faisons l’hypothèse qu’une hypertrophie induite par l’invalidation de la myostatine (mstn), régulateur négatif majeur de la masse musculaire, pourrait être bénéfique pour la souris modèle de cette pathologie (KI-Dnm2R465W/+), permettant notamment le maintien de la masse et de la force musculaire. Nous avons généré un modèle doublement muté résultant du croisement de souris KI-Dnm2R465W/+ myopathe avec des souris KO-mstn hypermusclées. Notre étude démontre que l'inactivation du gène mstn permet une amélioration de la masse et du volume musculaire, limite la perte de force et de motricité. Nos données suggèrent également que cette amélioration est majoritairement due à une diminution du niveau d’expression de certains acteurs impliqués dans le système catabolique ubiquitine-protéasome. De plus, nous montrons une accélèration de la diminution de la fréquence des anomalies histologiques caractéristiques de la myopathie chez les souris KI-Dnm2R465W/+. Nous proposons que ces anomalies pourraient être dues à une altération de la structure et/ou de la fonction mitochondriale. / Autosomal dominant centronuclear myopathy (AD-CNM) is a rare congenital muscle disease caused by mutations predominantly found in the dynamin 2 gene (DNM2). The clinical features generally reported are progressive muscle atrophy and weakness. To date, no treatment is available. The mouse model for AD-CNM harboring a mutation of the dynamin-2 gene (KI-Dnm2R465W/+) reproduces some of the human clinical features, notably muscle atrophy and weakness. Mstn, is a master negative regulator of skeletal muscle mass. We hypothesized that inactivation of mstn could limit muscle atrophy and weakness reported in the AD-CNM mouse model (KI-dnm2R465W/+). To test this hypothesis, we intercrossed KI-Dnm2R465W/+ mice with mice inactivated for mstn (KO-mstn) to generate a double mutated lineage (KIKO). The present study demonstrates that mstn gene inactivation allows for an improvement of muscle weight and volume, prevents muscle weakness and motor skill alterations. Our data also reveal that inactivation of mstn essentially downregulates some actors implicated in the catabolic ubiquitin-proteasome system. Furthermore, we show that inactivation of mstn decreases the frequency of of histological abnormalities characteristical in KI mice. We hypothesize that these abnormalities could be due to an alteration of mitochondrial function and network. The perspective to this work is to verify this hypothesis in the mouse model, which will contribute to a better understanding of the physiopathological mechanisms and can open new insight in the therapeutical approach to AD-CNM.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

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

L'analyse de l'activité électromyographique (EMG) corrélative de l'imagerie motrice (IM) et l'effet de l'entraînement mental sur l'amélioration et le recouvrement de la force musculaire permettent de mieux comprendre les mécanismes nerveux de l'IM et l'importance du contenu de l'image mentale. Une activité EMG subliminale a en effet été enregistrée lors de l'IM, validant l'hypothèse d'une inhibition incomplète de la commande motrice. Elle était modulée selon l'intensité de l'effort mental et le régime de contraction, comme lors d'une contraction physique. Ces données renforcent l'équivalence physiologique entre IM et exécution réelle. Les programmes d'entraînement et de réhabilitation intégrant l'IM s'appuient sur ces données théoriques. L'amélioration de la force musculaire était significativement plus importante suite à un entraînement combinant répétitions physiques et mentales, comparativement à une pratique physique seule, même si l'effet ne concernait que certains groupes musculaires. Ce travail démontre également l'efficacité d'un entraînement par IM, lorsqu'il est associé à des soins de kinésithérapie, après rupture du ligament croisé antérieur ou brûlure de la main. L'IM jouerait un rôle prépondérant dans l'activation des programmes moteurs et faciliterait la récupération fonctionnelle. L'IM peut donc être considérée comme un complément bénéfique aux programmes d'entraînement et de réhabilitation dans le développement et le recouvrement des fonctions motrices

L'estimation de la force générée par un muscle est importante dans les études biomécaniques et pour les applications cliniques. Puisque cette force ne peut pas être mesurée directement, le signal électromyographique de surface (SEMG), reflétant le niveau d'activation musculaire, est utilisé pour quantifier la force développée. Cependant, tous les facteurs, contrôlant une contraction isométrique, n'influencent pas la force et le SEMG simultanément. Le but de ce travail de thèse est donc de développer un modèle de simulation conjointe du SEMG et de la force, afin d'étudier la relation EMG-force. Dans ce but, nous avons d'abord développé une nouvelle méthode de simulation de la force musculaire à partir d'un modèle d'EMG existant. Le modèle complet a été testé pour le choix de la stratégie de recrutement et l'influence de la durée de la consigne. Puis, nous avons utilisé une méthode de Monte Carlo pour étudier la sensibilité du modèle aux différents paramètres physiologiques d'entrée. Deux critères existants (relations EMG-force et force-variabilité de force) ainsi qu'un nouveau critère (erreur entre la consigne de force et la force générée), ont été utilisés pour optimiser les paramètres avec une consigne de force constante. Ce nouveau critère a ensuite été utilisé avec une consigne de force variable (sinusoïdale ou triangulaire), afin d'obtenir les plages optimales des paramètres. Enfin, pour évaluer notre modèle, nous avons réalisés des expérimentations et une simulation pour le biceps. Les résultats montrent que notre modèle EMG-force est capable de simuler qualitativement les comportements réels du biceps pour les contractions isotoniques et anisotoniques.

L'électrostimulation est une méthode de mieux en mieux comprise en physiologie humaine. D'un autre côté, la rupture du tendon d'Achille amène chez la personne l'ayant subi une perte de force et de volume chronique. L'objet de ce projet fut d'observer si la force et le volume d'une jambe peuvent être améliorés avec l'aide d'un entraînement en électrostimulation. 9 sujets divisés en deux groupes (expérimental = 6, témoin = 3) ont subit un pré-test où fut mesurée leur force de contraction concentrique, excentrique et isométrique lors du mouvement de flexion plantaire. Le volume de la jambe fut également mesuré par la prise de la circonférence du mollet au niveau du ventre des gastrocnémiens. Le groupe expérimental a suivi un entraînement en électrostimulation des fléchisseurs plantaires d'une seule jambe à une fréquence de 50 Hz, 5 secondes de travail, 15 secondes de repos pendant 15 minutes. L'entraînement eu lieu 3 fois par semaine durant 8 semaines. Le groupe témoin ne suivit aucun entraînement particulier durant les 8 semaines. Un test identique au pré test fut repassé 4 semaines (test intermédiaire) après le début de l'entraînement (ou du non-entraînement pour le groupe témoin). L'ensemble des mesures de force et de volume (post-test) fut repris après les 8 semaines d'entraînement (ou de non entraînement pour le groupe témoin). Une analyse comparative de la force et du volume des deux jambes avant et après la période de 8 semaines fut effectuée pour les deux groupes. Nous avons observé une augmentation significative de force concentrique et isométrique pour la jambe entraînée par électrostimulation du groupe expérimental. Aucun autre gain de force ne fut significatif pour les autres groupes. Aucun gain de volume ne fut significatif pour aucun groupe. Ces résultats laissent croire que l'électrostimulation peut améliorer la force d'une jambe et que cette technique pourrait être employée pour aider ceux ayant subi une rupture du tendon d'Achille. D'autres recherches sont nécessaires sur des personnes ayant subi une rupture du tendon d'Achille pour observer si un gain de volume serait possible et si les paramètres de stimulation pourraient être améliorés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Électrostimulation, Rupture tendon d'Achille, Triceps sural, Force.

Depuis 2002, le travail policier a connu de grands changements et le véhicule est désormais le principal lieu de travail des patrouilleurs. Le travail nécessite l'utilisation d'un nombre grandissant d'équipements techniques dans des véhicules de plus en plus petits, ce qui se répercute sur le confort et la santé des patrouilleurs. L'Organisation répertorie des problèmes de lombalgies (18 % des accidents de l'Organisation), ainsi que des inconforts au bas du dos chez 37% des patrouilleurs. Les guides d'aménagement d'autos-patrouille existants offrent des pistes méthodologiques sur l'approche à adopter, mais n'offrent pas d'informations précises sur l'impact des choix de conception. Cette étude vise à i) analyser le travail des patrouilleurs à bord des véhicules pour montrer l'impact des aménagements sur les postures de travail, le confort et l'efficacité des patrouilleurs, ii) documenter les avantages et limites de différents aménagements de véhicules et iii) identifier des pistes permettant d'améliorer la conception des véhicules. La méthodologie a consisté à faire i) une analyse ergonomique du travail des patrouilleurs en milieu municipal et autoroutier avec les trois modèles de véhicule (n = 9), ii) une analyse comparative de l'aménagement des véhicules de quatre corps policiers municipaux, iii) un questionnaire sur l'appréciation du confort des véhicules de patrouille (n = 943) et iv) une analyse du cône de visibilité et des zones d'atteinte selon la position du patrouilleur dans l'habitacle. Les résultats montrent que le travail des patrouilleurs alterne entre des activités variables (conduite de véhicule, travail de bureau et prise d'informations) et sollicitantes cognitivement et physiquement, et que le véhicule exacerbe ces contraintes. La standardisation des aménagements et le positionnement des équipements favorisent les contraintes posturales, car leur design engendre de la variabilité d'un modèle de véhicule à l'autre. Les caractéristiques des véhicules, comme la hauteur du tableau de bord et la forme des fenêtres, i) modulent la position du conducteur et les zones d'atteinte, ii) occasionnent de l'obstruction visuelle et iii) engendrent des postures contraignantes pour le dos. Plusieurs contraintes liées aux équipements sont observées: i) obstruction visuelle causée par l'ajout du cinémomètre sur le tableau de bord, ii) clavier d'urgence sans repères tactiles iii) rangements difficiles d'accès, iv) éclairage inadapté au travail de bureau, v) sièges inadaptés au travail de bureau et au port du ceinturon et du gilet pare-balles et vi) cloison qui engendre de l'obstruction visuelle et empêche les grands de se positionner convenablement dans l'habitacle. Les recommandations visent l'amélioration des guides d'aménagement, un choix d'équipements en meilleure adéquation avec le travail des patrouilleurs et la mise en place d'une démarche de conception centrée sur l'activité des patrouilleurs qui regrouperait plusieurs services de police. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement, Auto-patrouille, Véhicule, Ergonomie, Patrouille policière, Poste travail mobile, Véhicule.

Thèse doctorat : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : Strasbourg 1 : 2006. / Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 26 p.