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Study of the mechanisms involved in the regulation of O2 consumption kinetics during exercise
Sonia Conde Alonso est originaire d’Espagne où elle a obtenu une spécialisation de nutrition et diététique ainsi qu’un bachelor d’infirmière. Après avoir travaillé comme infirmière en France et en Angleterre durant plusieurs années, elle est retournée dans son pays pour se lancer dans un nouveau bachelor en sciences du sport. Elle est arrivée en Suisse en 2013 afin de poursuivre ses études avec un Master en performance sportive. Sonia Conde Alonso a obtenu son doctorat en physiologie du sport le 18 juin 2021.
Lors d’un exercice à une intensité au-dessous du seuil ventilatoire 1 (V1), la réponse fondamentale de la cinétique de la consommation de dioxygène (V̇O2) s’élève de manière mono-exponentielle, atteignant un état stable après quelques minutes. Cependant, lors de l’exercice à une charge de travail constante au-dessus de V1, la cinétique de V̇O2 est caractérisée par un début de l’état stable retardé et une deuxième augmentation de V̇O2 superposée à la réponse initiale de V̇O2. Cette augmentation lente de V̇O2 est appelée la composante lente (V̇O2sc).
Il a été proposé que cet excès de V̇O2, reflet de l’inefficacité musculaire, provienne principalement des muscles exercitant; cependant, à ce jour, les mécanismes putatifs à cette augmentation sont toujours mal compris. Plusieurs théories ont été proposées, parmi lesquels : a) la combinaison de processus liés à la fatigue nécessitant un recrutement supplémentaire de fibres pour compenser les fibres déjà fatiguées, et b) l’influence potentielle des différents profils métaboliques de différentes populations de types de fibres.
Le but de cette thèse est de clarifier et de nourrir le débat sur les causes de V̇O2sc, en particulier pour ces deux derniers paradigmes. Trois expérimentations ont été réalisées pour mesurer la concordance et les interférences de différentes cinétiques de fibres musculaires et la fatigue musculaire avec la V̇O2sc.
Les résultats de cette thèse sont les suivants :
- Lors d’un exercice difficile, l’altération des propriétés neuromusculaires des extenseurs du genou (reflétant les processus de fatigue) n’a été significativement réduite qu’après 20-30 min d’exercice, alors que la V̇O2sc avait fini de croitre. Ce résultat suggère qu’une relation temporelle entre la fatigue et la V̇O2sc ne semble pas exister et, par conséquent, le développement de la fatigue n’est pas une condition essentielle pour le développement de la V̇O2sc.
- La fonction neuromusculaire évaluée à l’aide d’une stimulation double (Ddb, 100 Hz) pendant l’exercice d’extension du genou n’a pas été altérée dans le domaine difficile. En revanche, dans le domaine intense, la diminution significative de la force maximale et du taux maximal de développement de la force lors de la Ddb, reflétaient des processus de fatigue et étaient partiellement corrélées au développement de V̇O2sc relatif. Par conséquent, les résultats suggéraient que la V̇O2sc dans les domaines difficiles et intenses n’est pas le produit d’un mécanisme identique.
- Afin de construire une nouvelle courbe combinant les principes de Henneman et de superposition, les trois courbes de transitions (repos-modérée, modérée-difficile et difficile-intense) ont été alignées dans le temps et sommées. Les résultats ont montré que globalement les paramètres de la cinétique de la courbe reconstruite n’étaient pas significativement différents d’une transition depuis le repos à un exercice d’intensité intense. Cela suggère que le recrutement supplémentaire de fibres n’était pas présent et que l’apparition de V̇O2sc est au moins liée, sinon le résultat, des différentes propriétés métaboliques des fibres musculaires.
Ces résultats évidence, lors de l’exercice chez l’homme, que les processus de fatigue représentés par des altérations des propriétés neuromusculaires ne sont pas une condition sine qua non pour le développement de la V̇O2sc dans le domaine difficile, et que l’apparition du V̇O2sc pourrait être le résultat des différents propriétés métaboliques des fibres musculaires.