Thèse Thomas Rupp (Montpellier 1) 25/09/08

Thomas Rupp soutiendra sa thèse le 25 spetembre prochain à 14h à l'UFR STAPS de Montpellier sur le thème:

Responsabilité de la commande motrice centrale dans la fatigue neuromusculaire



Le jury sera composé de:

M. Bengt KAYSER, PU, Université de Genève, Suisse Rapporteur

M. Guillaume MILLET, PU, Université de Saint-Étienne, France Rapporteur

Mme Caroline NICOL, MCU, Université de Marseille, France Examinatrice

M. Reinhard GREBE, PU-IG, Université d’Amiens, France Examinateur

M. Stéphane PERREY, MCU-HDR, Université Montpellier I, France Directeur



RESUME

La part de la fatigue centrale expliquant une moindre performance motrice dans le contexte d’exercices de courte durée (e.g., < 15 min) est encore peu documentée et fait débat. Ce travail de thèse se proposait d’étudier dans quelle mesure un exercice épuisant de courte durée peut être régulé voire limité par des mécanismes d’adaptation de la commande motrice centrale. Nous avons mené à bien ce projet chez des sujets sportifs entraînés, dans le cadre : i) d’un exercice incrémental de pédalage mené jusqu’à épuisement (étude I), ii) d’une contraction isométrique des fléchisseurs plantaires à 40% de leur force maximale volontaire menée jusqu’à épuisement, en normoxie et en hypoxie (étude II). L’exploration non-invasive des niveaux d’oxygénation du tissu cérébral et musculaire squelettique au cours de l’exercice, par spectroscopie dans le proche infrarouge (NIRS) nous a permis d’apprécier les modulations hémodynamiques tissulaires induites par les tâches fatigantes. Leurs implications directes dans l’arrêt de l’exercice ont été discutées au regard de l’évaluation conjointe d’indices neuromusculaires de la production de force. Nous avons ainsi pu identifier la part respective des mécanismes centraux (étages spinal et supra-spinal) et périphériques dans l’incapacité à maintenir des contractions ou un niveau de force prescrit. Les principaux résultats suggèrent des altérations hémodynamiques cérébrales importantes au cours de l’exercice maximal global. Ceci témoigne du rôle majeur des niveaux d’oxygénation cérébrale comme proxy de la commande centrale motrice dans la limitation de l’exercice maximal global. Par ailleurs, lorsque l’exercice épuisant n’impliquait qu’un groupe musculaire localisé comme le triceps sural, aucune dysfonction hémodynamique cérébrale (en termes d’oxygénation tissulaire) n’a été mise en évidence en condition normoxique. Pourtant l’évaluation neuromusculaire associée révélait une altération déterminante de la capacité du système nerveux central à activer maximalement les muscles. Cette dernière était attribuable à une nette diminution de l’excitabilité spinale du pool motoneuronal en plus d’une probable déficience supra-spinale de la commande volontaire. Enfin, malgré de faibles différences d’oxygénation tissulaire cérébrale et musculaire observées en hypoxie, les contributions centrales (spinale et supra-spinale) et périphériques à l’épuisement lors d’un exercice localisé étaient similaires à la condition normoxique.

Pour conclure, en combinant diverses méthodologies investiguant la fatigue, ce travail de thèse souligne la responsabilité de la commande motrice centrale dans la limitation de l’exercice épuisant de courte durée.

Mots clés : commande motrice centrale, fatigue, excitabilité réflexe spinale, muscle, performance, spectroscopie dans le proche infrarouge (NIRS), neurostimulation.