Mozkové reakce během cvičení v hypoxii (CERVOX)

V klasickém paradigmatu fyziologie cvičení však kardiorespirační kapacita a svalová únava určují hranici tolerance cvičení. Existují však experimentální situace, kdy omezení cvičebního výkonu nelze pomocí tohoto klasického paradigmatu vysvětlit, a je proto nutné hledat alternativu. Nedávné výzkumy zdůrazňují změny spojené s cvičením v mozku, např. změny mozkové perfuze, mozkové oxygenace a dráždivosti neuronů. Některé výsledky také naznačují, že za některých stavů centrální nervový systém nedokáže adekvátně pohánět motoneurony, tj. tzv. centrální únava. Nicméně fenomén centrálního omezení na cvičení a jeho základní neurofyziologické mechanismy jsou stále ještě objasněny. Cerebrální metabolismus a neurohumorální reakce během únavného cvičení jsou proto prozkoumány, aby bylo možné navrhnout nové paradigma schopné vysvětlit omezení cvičení. Mezi podmínkami, kdy se klasické paradigma omezení výkonu při cvičení nezdá, že by vyhovovalo skutečným pozorováním, se cvičení v hypoxickém prostředí jeví jako zvláště náročné. Některé údaje skutečně naznačují, že cerebrální odpověď na zátěž může být u hypoxie ve srovnání s normoxií podstatně modifikována.

V tomto projektu se proto výzkumníci zaměřují na vyhodnocení vlivu hypoxie na adaptaci mozku na cvičení u zdravého člověka. Cílem je zejména zhodnotit neurofyziologickou odpověď mozku na únavné cvičení, včetně mozkové perfuze a okysličení, mozkové aktivace, kortikální excitability a také výsledného motorického příkazu při inhalaci normoxických nebo hypoxických směsí plynů. K naplnění těchto cílů budou využity komplementární metodické přístupy při zátěži jak normoxických, tak hypoxických stavů: funkční magnetická rezonance (fMRI) bude použita k hodnocení mozkové aktivace, perfuzní zobrazování arteriální spin značení (ASL) metoda nukleární magnetické rezonance bude hodnotit regionální cerebrální perfuze, blízko infračervená spektroskopie (NIRS) umožní měření mozkové oxygenace, měření motorického evokovaného potenciálu v reakci na transkraniální magnetickou stimulaci (TMS) zhodnotí kortikální excitabilitu, měření úrovně centrální aktivace (hodnotí TMS) a elektromyografické (EMG) signály vyhodnotí příkaz motoru. Kromě toho, aby se zohlednil účinek svalové hmoty zapojené během cvičení a trvání hypoxické expozice, bude posouzena adaptace mozku na cvičení v hypoxii pro motorický úkol zahrnující malé (addukce palce) nebo velké (extenze kolen, ergometrie cyklu) svalové skupiny. stejně jako při akutní (<1 hodina) nebo prodloužené hypoxické expozici (několik hodin: 6 hodin). Tento multitechnický přístup bude možný prostřednictvím tohoto společného projektu mezi třemi partnery, odborníky na vyšetřování mozkových funkcí a fyziologii cvičení (Institut Fédératif de Recherche 'RMN Biomédical et Neurosciences' Univerzita Josepha Fouriera a Univerzitní nemocnice, Grenoble; Laboratoř 'Fyziologie cvičení', Univerzita nemocnice, St Etienne; „Laboratoř účinnosti a nedostatečnosti motoru“, Univerzita Montpellier I, Montpellier).

Vyšetřovatelé předpokládají, že hypoxie by zvýšila cerebrální poruchy spojené s daným únavným cvičením, tj. vyvolala by větší snížení mozkové krve a okysličení mozku, větší snížení kortikální dráždivosti a centrální aktivace, stejně jako větší snížení centrálního velení, a to zejména při je zapojena velká svalová hmota, stejně jako při prodloužené hypoxické expozici.

Tento projekt si klade za cíl obnovit naši vizi omezení výkonu lidského cvičení a také naše chápání tolerance cvičení za hypoxemických podmínek. Poslední je relevantní pro sportovní a výškovou medicínu zabývající se cvičením a tolerancí nadmořské výšky, stejně jako pro onemocnění charakterizovaná hypoxémií a nesnášenlivostí cvičení, jako jsou respirační onemocnění, jako je například chronická obstrukční plicní onemocnění.