Objectif

« En 1971, il fallait 3 minutes aux adolescents pour parcourir 800 mètres. Aujourd’hui, 4 minutes sont nécessaires pour accomplir le même trajet ».

Ces données alarmantes issues de la Fédération Française de Cardiologie confirment bien l’augmentation des comportements sédentaires des enfants et des jeunes adultes.

Face à cette augmentation du niveau de sédentarité chez ces populations, ce projet aura comme premier objectif de développer et valider un protocole simple de mesure de fatigabilité chez des enfants et des jeunes adultes (i.e. test de fatigue en chaise isométrique). La fatigabilité, qui peut se définir comme le taux de variation d’un indicateur physique ou perçu au cours d’une tâche motrice et/ou cognitive, est un bon indice de la condition physique d’un individu et peut refléter son niveau de sédentarité.

Le second objectif de ce projet sera de comprendre les mécanismes neuromusculaires de la fatigabilité induite par ce test spécifique, en analysant notamment les signaux électriques qui émanent du muscle lors de l’activité physique (i.e. électromyographie de surface).

Protocole

Population :

48 sujets seront répartis en 4 groupes (12 sujets par groupes).

Trois des quatre groupes seront distingués selon le niveau de maturation des sujets, qui auront entre 10 et 21 ans. Ces trois groupes seront constitués selon la classification des stades de Tanner, un questionnaire d’auto-évaluation permettant de classifier l’évolution des stades de maturation selon deux critères : le développement des organes génitaux (volume des testicules et du scrotum, taille du pénis) et des poils pubiens (présence plus ou moins importante). Un groupe fera référence au stade 1 prébubère), un autre groupe aux stades 3-4 et enfin un autre groupe au stade 5.

Un groupe additionnel, qui ne sera pas soumis aux questions relatives à la classification de Tanner, sera distingué et inclura des adultes entre 25 et 35 ans.

Design :

Tous les patients de cette étude réaliseront les mêmes évaluations. Chaque sujet devra se rendre au laboratoire lors de deux visites séparées de 4 à 10 jours.

Uniquement lors de la première visite, le sujet sera interrogé (hormis les sujets adultes, i.e. > 25 ans) sur le développement de sa pilosité (les sujets les plus jeunes classés en stade 1 seront accompagnés de leurs parents afin de les aider à répondre à ce questionnaire) afin de permettre de les classifier selon les stades de Tanner.

Par la suite, le sujet réalisera un test de fatigabilité, qui sera similaire pour les visites 1 et 2. La réalisation du test de fatigabilité lors des visites 1 et 2 aura été précédée d’un échauffement standardisé pour tous les participants. Le sujet réalisera ensuite le test de fatigabilité dit de la chaise isométrique. Dos au mur, bras le long du corps et cuisses parallèles au sol (avec un angle de genou qui sera rigoureusement contrôlé pour être constamment à 90°), le sujet devra maintenir la position pendant un temps imposé (et standardisé pour tous les participants) par l’expérimentateur. Ce temps augmentera au fur et à mesure du test. Une fois le temps écoulé, il sera demandé au sujet de se relever et de réaliser i) un squat jump (i.e. le sujet part d’une position fléchie avec l’angle de genou à 90° et aura comme consigne de sauter le plus haut possible sans réaliser de flexion supplémentaire au préalable) et ii) un test de lever de chaise.

Une fois ces deux exercices effectués, le sujet retrouvera la position de chaise isométrique, et ainsi de suite jusqu’à que le sujet ne soit plus capable de maintenir cette position sur le temps imposé.

Critères d’évaluation

Squat jump

La hauteur de saut (en cm) mesurée lors du squat jump sera un des critères d’évaluation principal. Cette hauteur de saut sera mesurée à l’aide d’une tablette connectée (IPad Air, Apple) et de l’application MyJump. Cette hauteur de saut sera calculée via la donnée de temps de vol (i.e. temps (en s) entre le moment de la phase de décollage et d’atterrissage) selon l’équation suivante :

h = t2*1.22625

Où h est la hauteur de saut en mètre, et t le temps de vol en seconde

Les données issues de cette application nous permettront également de calculer une valeur de puissance musculaire, qui viendra compléter la mesure de hauteur de saut pour informer sur l’état de fatigue des sujets à la fin de chaque période d’exercice.

Lever de chaise

L’application Sit-to-stand développée et validée par le Dr Ruiz-Cardenaz, collaborateur sur ce projet, permettra de mesurer le temps mis pour réaliser cette tâche de lever de chaise, ainsi que la puissance et la vitesse développée lors de cet exercice fonctionnel.

La vitesse verticale se calculera selon l’équation suivante :

V = d/t

Où V est la vitesse verticale, d la longueur du femur et t le temps mis pour se lever de la chaise.

La puissance développée lors de cet exercice se calculera selon l’équation suivante :

Pmoy = 2.773-6.228*t + 18.224*d

Où Pmoy est la puissance moyenne développée, d la longueur du femur et t le temps mis pour se lever de la chaise.

Temps d’endurance et perception de l’effort

Le temps d’endurance sera également enregistré afin de compléter ces données expérimentales (i.e. temps cumulé (en s) de tous les paliers complétés). Il sera également demandé aux patients de coter leur perception à l’effort durant l’exercice fatigant.

Electromyographie de surface

Cette étude mesurera les données électromyographiques (i.e. l’activité électrique musculaire enregistrée par des électrodes de recueil) de deux des quatre muscles qui composent le quadriceps (i.e. le vaste latéral et le vaste médial). Cette analyse un peu plus mécanistique des causes de la fatigue nous parait primordiale à considérer dans ce projet afin de comprendre comment ce test impact les capacités physiologiques des individus pour, par la suite, adapter et individualiser les interventions qui en émaneront.

Porteur projet

• Robin SOURON, MCF, Université de Toulon, Laboratoire J-AP2S
• Mathieu GRUET, MCF, Université de Toulon, Laboratoire J-AP2S

Partenaires

• Dr Juan Diego Ruiz-Càrdenaz, Université Catholique de Murcie, Espagne

Financement(s)

Appel à projet 2020 de l’Université de Toulon – Volet Recherche