L'optimisation de la performance sportive et sa fascinante complexité suscitent l'intérêt et la passion des scientifiques qui tentent depuis des décennies de percer les mystères de la machine humaine. Cette curiosité entourant les multiples facteurs pouvant permettre l'atteinte de niveaux d'excellence a donné lieu à l'émergence de recherches s'intéressant à des thématiques diversifiées comme l'optimisation des méthodes d'entraînement et de récupération ainsi que l'impact potentiel des aides ergogéniques. Dans les dernières années, une nouvelle stratégie vint s'ajouter à cette liste et sollicita l'attention de la communauté sportive, le préconditionnement ischémique (ischemic preconditioning, en anglais, IPC). Cette technique consiste à induire des épisodes d'ischémie et de reperfusion via la compression de brassards positionnés sur les membres inférieurs et/ou supérieurs. Cette méthode, initialement testée pour ses effets protecteurs sur le myocarde, rendrait différents tissus du corps, incluant le muscle squelettique, plus résistants aux effets d'une réduction indésirable d'oxygénation telle que retrouvée durant l'exercice maximal ou dans des environnements hypoxiques. En fait, l'IPC agit par l'entremise d'une diversité de mécanismes et de réponses physiologiques vasculaires, métaboliques et neurales. Ceci suggère que l'IPC pourrait non seulement être considéré comme une aide ergogénique, mais pourrait également s'intégrer à différents contextes, encore peu examinés, permettant une optimisation globale de la performance sportive. Ainsi, le présent travail de thèse s'inscrit dans une logique d'optimisation générale de la performance aérobie en évaluant l'intérêt d'utiliser l'IPC à différents moments clés du calendrier annuel des sports d'endurance. Le projet #1 de cette thèse a évalué l'efficacité ergogénique de l'IPC en situation de compétition en altitude. Un devis randomisé contrôlé a permis de démontrer que l'IPC améliore la performance chronométrique et la puissance mécanique développée lors de contre-la-montre (CLM) de 5 km effectués à des altitudes simulées faible (~1200 m) et modérée (~2400 m), comparativement à une manœuvre placébo. L'effet était plus marqué en altitude modérée avec une amélioration concomitante de la perception de l'effort, de la saturation pulsée en O₂ (S[indice p]O₂) et de la désaturation musculaire, suggérant une optimisation de la réponse oxydative avec l'amplification de l'hypoxémie artérielle après l'IPC. Au cours du projet #2, nous nous sommes intéressés à la récupération des capacités physiologiques et de la performance aérobie maximale aérobie chez l'athlète. À l'aide d'un devis randomisé contrôlé, nous avons démontré que l'IPC s'avère tout aussi efficace que l'électrostimulation neuromusculaire ou la récupération active pour maintenir la performance aérobie maximale lors de deux CLM de 5 km répétés à moins d'une heure d'intervalle. Les trois modalités de récupération ont par ailleurs induit des effets similaires sur la perfusion musculaire, l'élimination des déchets métaboliques et les réponses physiologiques pendant l'effort. Suite à ces deux premiers projets sur l'impact aigu de l'IPC, il devenait nécessaire d'examiner davantage les effets chroniques sur la performance en endurance. Le projet #3 a utilisé un devis avant-après avec groupe témoin pour démontrer que l'ajout de l'IPC avant des entraînements de sprints par intervalles (SIT), effectués pendant 4 semaines, optimise les adaptations à l'entraînement. En effet, seul le groupe combinant l'IPC et le SIT avait une amélioration de l'indice de fatigue au test de Wingate, de la performance au CLM de 5 km, du volume sanguin musculaire et de l'extraction d'O₂ musculaire. L'évaluation des marqueurs sanguins n'a pas mis en évidence d'effet de l'IPC sur l'angiogenèse, la réponse hypoxique ou la fonction immunitaire chez ces athlètes entraînés. En somme, ces projets de recherche ont mis en évidence le potentiel aigu et chronique de l'IPC pour améliorer la performance aérobie. Cette technique non invasive semble particulièrement efficace avant un effort en altitude modérée et lors d'une application chronique combinée à l'entraînement de haute intensité. L'IPC représenterait également une option supplémentaire pour les athlètes d'endurance en période de récupération. Les données physiologiques des trois études indiquent que l'amélioration de la performance aérobie est corrélée à des changements de la perfusion sanguine et d'extraction musculaire d'O₂, suggérant que l'IPC agit essentiellement sur les réponses et les adaptations périphériques. / The fascinating complexity of athletic performance has aroused the interest and passion of the scientific community which has tried to unravel the mysteries surrounding human performance for decades. This curiosity and the multiple factors associated with this quest resulted in a diversity of research themes including the optimization of training and recovery methods, as well the identification and potential impact of ergogenic aids. Recently, a new strategy has gained the attention of the sports community, ischemic preconditioning (IPC). This technique alternates episodes of muscle ischemia and reperfusion by the compression of cuffs around the lower and/or upper limbs. Originally studied for its clinical relevance in myocardial infarction, this technique may render different tissues within the body, including the skeletal muscle, more resistant to subsequent ischemic-hypoxic insults such as those found during maximal effort or hypoxic environment exposure. Indeed, IPC operates via various mechanisms and vascular, metabolic and neural physiological responses. The complexity of this phenomenon underlies the potential of IPC integration in a diversity of contexts, still poorly investigated, to improve sports performance. Thus, this thesis is focused on the global optimization of aerobic performance through the utilization of IPC during key moments of endurance athletes' training and competition schedule. Project #1 evaluated the ergogenic potential of IPC for competition at altitude. A randomized crossover study demonstrated that IPC enhances time to complete 5-km cycling time trials (TT) and power output at simulated low (~1200 m) and moderate (~2400 m) altitudes compared to a SHAM procedure. IPC has a more convincing impact at 2400 m than at 1200 m, and was associated with a lower perception of effort and an increase in pulse O₂ saturation (S[subscript p]O₂) and peripheral O₂ extraction at this altitude suggesting an optimization of the oxidative response with the increase of arterial hypoxemia. During project #2, we focused on the post-exercise recovery of physiological abilities and maximal aerobic performance in athletes. A randomized controlled design demonstrated that IPC is as effective as neuromuscular electrical stimulation or active recovery to maintain performance during two 5-km TT interspaced by less than 1 hour of recovery. The three recovery modalities induced similar effects on muscle perfusion, metabolic by-products clearance, and physiological responses during exercise. After the previous studies investigating the acute responses to IPC, there was a scope to examine the potential chronic effects of this technique. Project #3 used a randomized controlled trial to investigate if the addition of IPC before sprint-interval training (SIT), performed for 4 weeks, induced greater training adaptations. Indeed, IPC combined to SIT was the only condition shown to increase fatigue resistance during a Wingate test, completion time during a 5-km TT, muscle blood volume and O₂ extraction. Blood markers analyse did not reveal any effect of IPC on angiogenesis, hypoxic signaling and immune function in endurance athletes. In summary, these projects highlight some of the acute and chronic effects of IPC on aerobic performance. This non-invasive technique was particularly relevant for maximal exercise at moderate altitude and after its combination with chronic high-intensity interval training. IPC also represents an alternative for endurance athletes to promote recovery. The physiological data from these studies indicate an association between performance enhancement and perfusion and muscle O₂ extraction changes, suggesting that IPC essentially influenced peripheral responses and adaptations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/70369 |
| Date | 05 August 2022 |
| Creators | Paradis-Deschênes, Pénélope |
| Contributors | Joanisse, Denis R., Billaut, François |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxi, 206 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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