Entraînement aux vibrations de tout le corps sur les performances fonctionnelles des personnes âgées atteintes d'arthrose du genou

Déclaration éthique: Cette étude a été réalisée conformément aux recommandations des principes éthiques pour la recherche impliquant des humains (résolution 196-96 du Conseil national de la santé du ministère brésilien de la santé) et du comité d'éthique de l'Université fédérale de Jequitinhonha et des vallées de Mucuri. Tous les sujets ont donné leur consentement éclairé écrit conformément à la Déclaration d'Helsinki. Le protocole a été approuvé par le comité d'éthique de l'Université fédérale de Jequitinhonha et des vallées de Mucuri (protocole n° 046.08).

Conception : Il s'agit d'un essai contrôlé randomisé dans lequel les variables ont été évaluées 24 h avant et 24 h après un programme d'entraînement de 12 semaines. Pour l'attribution des participants, une randomisation de rapport 1:1 a été effectuée à l'aide d'enveloppes opaques pour la dissimulation de l'attribution. Pour minimiser les risques de biais, les enquêteurs ont utilisé les méthodes suivantes : a) enveloppes opaques, scellées et numérotées en série ; b) les enveloppes ont été ouvertes séquentiellement après que le nom du participant et les détails aient été écrits sur l'enveloppe ; c) les enveloppes ont été conservées dans un endroit fermé et sécurisé. La séquence d'attribution a été dissimulée au chercheur inscrivant et évaluant les participants. Un seul chercheur effectuant la randomisation était au courant de l'assignation des groupes.

Sujets : Les participants ont été recrutés par la clinique de physiothérapie et par des références médicales. Pour participer à l'étude, les participants devaient répondre aux critères d'inclusion suivants : femmes âgées de plus de 65 ans ; ne pas utiliser d'hormonothérapie substitutive ; diagnostiqué avec l'arthrose dans au moins un genou conformément à l'American College of Rheumatology. La sévérité de la kOA a été classée radiographiquement selon l'échelle de Kellgren et Lawrence (grades 0-4, 0 étant normal et 4 représentant une OA sévère). Une classification de grade 2 (ostéophytes définis et rétrécissement possible de l'espace articulaire) a été utilisée comme seuil pour déterminer l'arthrose du genou. D'autres critères d'inclusion comprenaient les éléments suivants : aucune blessure récente au genou ; aucune exigence d'aide à la marche ; et aucune procédure de réadaptation au cours des trois mois précédents. Les participants ont été exclus s'ils avaient des maladies orthopédiques, neurologiques, respiratoires ou cardiaques aiguës ou s'ils avaient un déficit cognitif tel que déterminé par le mini-examen de l'état mental.

Sur les 125 personnes âgées dépistées pour l'éligibilité, 15 femmes âgées remplissaient les critères, ont subi un prélèvement sanguin au repos (8h00) puis ont participé au test IQMS. Par la suite, les participants ont été répartis dans l'un des deux groupes : 1) le groupe de vibration, dans lequel les participants ont effectué un entraînement d'exercices de squat en association avec WBV (VG ; n = 7) ; ou 2) le groupe d'exercices, dans lequel les participants ont effectué un entraînement d'exercices de squat sans vibration (EG ; n = 8).

Procédures : Les données cliniques et démographiques ont été recueillies auprès des participants à l'aide d'une grille d'évaluation. Avant le début du programme d'intervention de 12 semaines, un échantillon de sang a été prélevé à 8h00 sur les volontaires de tous les groupes, suivi d'une évaluation isométrique de la force musculaire du quadriceps (IQMS). Vingt-quatre heures après la période d'intervention, les volontaires des deux groupes ont été réévalués. Ces procédures ont été réalisées pour éviter tout effet du rythme circadien sur le statut hormonal et les performances de l'IQMS. Les tests ont été effectués par un examinateur expérimenté qui était aveugle à l'attribution du groupe.

Le programme d'intervention consistait à effectuer des exercices de squat avec (VG) ou sans (EG) vibration de tout le corps, trois fois par semaine un jour sur deux.

Échauffement : avant chaque séance d'entraînement, les participants se sont échauffés sur un cycle stationnaire à 70 % de la fréquence cardiaque maximale prévue pour l'âge de chaque sujet et ont été surveillés à l'aide d'un moniteur de fréquence cardiaque Polar (Polar F4, Kempele, Finlande) pendant 10 minutes. Immédiatement après, les participants du groupe VG ont été placés dans une position avec leurs pieds écartés de 28 cm (14 cm à droite et 14 cm à gauche du centre du stimulus vibratoire) et étaient prêts à commencer les exercices de squat sur le plate-forme vibratoire, tandis que les participants du groupe EG ont effectué la même procédure sans vibration.

Exercices de squat : L'intensité de l'entraînement aux exercices de squat a été systématiquement augmentée dans les groupes de vibrations et d'exercices au cours de la période d'entraînement en augmentant le nombre de répétitions (6 x 20 secondes à 8 x 40 secondes) et en réduisant le temps de repos (40 à 25 secondes) . Lors de chaque répétition d'exercice, l'examinateur demandait au volontaire d'effectuer 3 secondes de flexion isométrique du quadriceps à 60º et 3 secondes de flexion isométrique du quadriceps à 10º. L'angle de 60º a été mesuré chez chaque volontaire à l'aide d'un goniomètre universel avant de commencer la série d'exercices, et une barrière a été placée au niveau de la région fessière pour limiter le degré de flexion du genou. Les participants des deux groupes ont été placés en position avec leurs pieds écartés de 28 cm.

Vibration globale du corps : Pour les participants du groupe VG, un modèle commercial de plateforme de vibration a été utilisé (FitVibe, GymnaUniphy NV, Bilzen, Belgique). Dans ce groupe, l'accélération a également été augmentée en faisant varier la fréquence de vibration (35-40 Hz). Les paramètres mécaniques de stimulation de la vibration étaient les suivants : une fréquence de 35 à 40 Hz, une amplitude de 4 mm et une accélération allant de 2,78 à 3,26 G. La plate-forme a fourni une vibration sinusoïdale verticale. Avant de commencer la collecte de données, les valeurs d'accélération de la plate-forme ont été vérifiées à l'aide de l'accéléromètre Mega (Acceleration Measuring Kit ZPP1-3D-147BC, Southampton, Royaume-Uni).

Pour mesurer l'accélération sur les axes horizontal et vertical, deux accéléromètres (Acceleration Measuring Kit ZPP1-3D-147BC, Southampton, Royaume-Uni) ont été fixés à une distance de 14 cm du centre de vibration de la plate-forme. Le signal a été amplifié électroniquement et a été stocké. Ce signal a été obtenu à une fréquence de 1000 Hz et a été envoyé pour analyse informatique. Chaque accéléromètre a été étalonné à l'aide de deux points d'étalonnage et en appliquant le zéro et la gravité, la gravité terrestre est de 1 G (9,81 m/s2). Pour obtenir les vraies valeurs d'accélération de la plate-forme, les valeurs de la gravité terrestre ont été soustraites le long de l'axe vertical du signal total reçu afin que l'accélération de la plate-forme commence à 0 m/s2. Les données ont été transférées vers un ordinateur à l'aide du logiciel Megawin, et l'accélération moyenne et maximale de chaque échantillon sur chaque axe a été analysée à l'aide du logiciel Matlab. Chaque fréquence utilisée a été mesurée sur 60 secondes. Dans l'étude pilote, la fiabilité inter-examinateurs s'est avérée élevée, avec un coefficient de variation de 1,05 %.

Les participants ont suivi une formation sur la plate-forme vibrante pieds nus pour éviter tout effet d'amortissement dû à des chaussures différentes. De plus, une distance prédéterminée des pieds (14 cm à droite et 14 cm à gauche du centre de vibration de la plate-forme) a été définie pour garantir que chacun des membres inférieurs reçoive la même quantité de stimulation vibratoire. De plus, dans le but de maintenir le contrôle du centre de gravité du corps derrière la base du support, le positionnement de la colonne vertébrale, des bras et de la tête et le type de squat (simulant le mouvement d'assise sur une chaise) ont été standardisés.

Force isométrique du muscle quadriceps (IQMS) : L'IQMS a été évaluée par la contraction isométrique volontaire maximale des extenseurs du genou (MVIC) mesurée à l'aide de la cellule de charge. Pour cette évaluation, le participant était positionné sur une chaise de flexion-extension (Home Sport, modèle Master Top, Belo Horizonte, Brésil) et adoptait une posture assise avec un tronc droit et les hanches fléchies à 90º. Le membre à tester était positionné à 60° de flexion du genou (évalué individuellement par goniométrie du genou), et le levier de résistance était positionné sur la jambe distale.

La cellule de charge a été correctement calibrée et positionnée près de l'extension de la jambe perpendiculairement au sol pour l'acquisition du signal lors des tests de force musculaire isométrique (Miotec - Équipement biomédical, Porto Alegre, Brésil). La cellule de charge était connectée au logiciel MIOTOOL 400 qui transmettait les valeurs isométriques de la force musculaire à un ordinateur. Le test MVIC a été effectué pendant 6 secondes avec 1 minute entre les séries et en répétant trois séries par jambe.

Avant le test, les participants se sont échauffés pendant 10 minutes sur un vélo stationnaire (Stone Fitness, 2001, Huntertown, États-Unis), ce qui a stimulé la fréquence cardiaque (FC) à 70 % de la FC maximale estimée selon l'âge, mesurée avec le utilisation des moniteurs cardiaques Polar (Polar F4, Kempele, Finlande). Cette procédure a été effectuée pour réduire le risque de blessure pendant les tests.

Le coefficient de corrélation intra-classe (ICC) pour l'IQMS était de 0,98 (IC à 95 % : 0,94-0,99).

Analyse du BDNF par ELISA : Pour le traitement du plasma, des échantillons de sang périphérique de 10 mL ont été prélevés dans la veine antécubitale en utilisant des techniques aseptiques et de l'héparine comme anticoagulant. Le sang a été immédiatement centrifugé deux fois à 3000 g pendant 10 min, et le plasma a été maintenu congelé à -70°C jusqu'au dosage. Les taux plasmatiques de BDNF ont été mesurés en double à l'aide de kits ELISA pour BDNF (BDNF DuoSet, R&D Systems) conformément aux instructions du fabricant ; la limite de détection était de 10 pg/mL.