Efficacité de la restriction du flux sanguin pendant le cyclisme aérobie

Conception expérimentale et taille de l'échantillon : Cette étude est un essai contrôlé randomisé avec cinq groupes de 11 participants chacun (N = 55). La taille de l'échantillon a été estimée avec GPower à l'aide d'un plan de mesures répétées à 5 groupes au sein et entre les groupes avec trois visites de suivi (0, 3, 6 semaines) donnant une puissance supérieure à 80 %, dont 10 % d'attrition ou de données manquantes. Population : Des adultes en bonne santé âgés de 21 à 35 ans seront recrutés. Le recrutement sera aussi proche que possible d'un nombre égal de femmes et d'hommes pour tous les groupes, car la participation des femmes aux études d'intervention évaluant l'efficacité de la formation BFR a été documentée comme ne dépassant pas 17 %. D'autres critères de participation à l'étude seront l'engagement dans les séances d'entraînement et de test, le fait d'être en bonne santé et la familiarisation avec l'activité physique et l'exercice, y compris la conduite d'un vélo stationnaire. Les participants seront exclus s'ils présentent l'un des éléments suivants : 1) avoir subi une blessure musculo-squelettique des membres inférieurs ou du bas du dos au cours des trois derniers mois, 2) toute contre-indication aux tests d'exercice aérobique tels que déterminés par l'American College of Sports Medicine [12 ], 3) toute contre-indication à l'entraînement à la restriction du débit sanguin, 4) respecter ou dépasser les directives d'exercice recommandées par l'ACSM concernant l'exercice aérobique 5 fois/semaine pendant > 20 minutes et l'exercice de renforcement > 2 jours/semaine [12], et 5) grossesse pour les participantes (autodéclarée). Chaque participant devra lire et signer un document de consentement éclairé approuvé par le comité d'examen institutionnel avant de s'inscrire à l'étude et à tout test effectué. Les 55 participants des cinq groupes de 11 participants seront randomisés à l'aide d'un générateur de nombres aléatoires. Les cinq groupes seront randomisés comme suit : 1) contrôle (Con), 2) 60 % d'occlusion bilatérale BFR (60BILAT), 3) 80 % d'occlusion bilatérale BFR (80BILAT), 60 % d'occlusion unilatérale BFR (60UNIT) et 80 % Occlusion BFR unilatérale (80UNIT).

Instrumentation et résultats : L'équilibre sur une jambe sera mesuré à l'aide d'un Balance System SD (Biodex Medical Systems, Inc, Shirley, NY). Cet appareil mesure l'équilibre multidirectionnel statique et dynamique à l'aide du système de notation d'erreur d'équilibre validé (BESS) en mesurant le balancement les yeux fermés dans les conditions suivantes : 1) surface ferme à deux jambes, 2) surface ferme à une jambe, 3) surface ferme en position tandem, et 4) répéter les tests précédents sur une surface en mousse (instable). L'équilibre et la stabilité posturale sont des éléments fondamentaux de la performance sportive et des activités de la vie quotidienne, ce qui rend son évaluation impérative pour mesurer les changements au cours de différentes conditions telles que les blessures, la fatigue, les commotions cérébrales, etc. En outre, des preuves récentes suggèrent que l'entraînement BFR améliore l'équilibre dans les activités fonctionnelles, mais la seule preuve concerne la population des personnes âgées. La stabilité du genou sera mesurée lors d'une descente à une jambe à 5 répétitions à partir d'une plate-forme de marche de 30 cm avec un système de capture d'analyse de mouvement à 10 caméras (taux d'échantillonnage de 120 Hz) (Qualisys AB, Göteborg, Suède) synchronisé avec une connexion sans fil système d'électromyographie (EMG) (Trigno, Delsys, Inc., Natick, MA). Les données EMG seront collectées via trois électrodes préamplifiées (Ag) (Trigno, Delsys Inc., Natick, MA ; bande passante : 450 ± 50 Hz > 80 dB/dec ; bruit de canal global : <0,75 uV) bilatéralement à partir du vaste médian , droit fémoral et vaste latéral à 2 kHz et filtré à travers un filtre Butterworth de 2e ordre. La stabilité du genou est un résultat essentiel en rééducation car elle est la base d'un bon alignement pour prévenir les blessures [14], tandis que l'activation musculaire est l'une des principales contraintes à l'instabilité du genou, aidant à prévenir les blessures. Étant donné qu'il existe des preuves montrant que l'entraînement BFR augmente le recrutement musculaire et l'activation musculaire par l'utilisation de l'EMG, il est impératif de déterminer si ces améliorations se traduisent par un meilleur contrôle moteur et une meilleure stabilité du genou pendant les activités fonctionnelles. La force musculaire des quadriceps et des ischio-jambiers sera mesurée avec un dynamomètre isocinétique (System 4 Pro, Biodex Medical Systems, Inc, Shirley, NY) à des vitesses de 60° et 180° degrés par seconde. Le dynamomètre sera calibré selon les recommandations du fabricant. Plusieurs enquêtes ont trouvé des améliorations de la force isocinétique après l'entraînement BFR. Par conséquent, l'évaluation de la force musculaire via un dynamomètre isocinétique permettra de faire des comparaisons entre l'étude et la littérature actuelle. La capacité aérobie sera mesurée au cours d'un protocole d'ergomètre à vélo dans un ergomètre stationnaire (Velotron, Quarq Technology, Spearfish, SD) connecté à un analyseur de gaz (TruOne 2400, Parvomedics, Salt Lake City, UT) pour l'évaluation de la consommation d'oxygène [VO2 (ml/min)]. Il s'agit d'un résultat exploratoire, car l'exercice aérobie dans un exercice de cycle pendant 15 minutes ne devrait pas améliorer les performances métaboliques cardiovasculaires. Cependant, Abe et al 2010 ont rapporté des améliorations de VO2max avec un protocole similaire à cette étude de 15 minutes de vélo avec des brassards BFR. Ainsi, en évaluant la VO2, l'étude sera en mesure de déterminer s'il y a un bénéfice à l'entraînement BFR pendant l'exercice aérobie et de comparer nos résultats aux petites preuves de cyclisme avec des brassards BFR.

Procédures : Après avoir consenti à la participation, les informations démographiques et anthropométriques seront enregistrées. Après les mesures, les participants seront équipés de marqueurs rétroréfléchissants selon le modèle Qualisys CAST, en utilisant des marqueurs rétroréfléchissants double face hypoallergéniques appropriés pour les marqueurs individuels et des bandages élastiques avec velcro pour les plâtres rétroréfléchissants. Le placement des électrodes EMG suivra une configuration standardisée précédemment publiée par Ortiz et al. Pour minimiser les effets de la fatigue dans l'exécution des tâches, l'ordre des tests restera constant dans l'ordre suivant : 1) BESS, 2) abaissement d'une jambe, 3) tests isocinétiques et 4) capacité aérobie. Pour le BESS, l'ordre des tests se fera selon le protocole affiché sur l'écran de l'ordinateur de la plateforme. Les participants effectueront tous les tests les yeux fermés pendant 20 secondes avec 10 secondes de repos entre les conditions. Chaque participant effectuera d'abord les trois conditions stables (double jambe, simple jambe, tandem) suivies des mêmes conditions après avoir placé un coussin en mousse de 6 cm d'épaisseur sur la plate-forme d'équilibre. Une note spéciale pour les participants du groupe BFR à une jambe sera rédigée, indiquant quelle jambe a été utilisée pour les brassards BFR. La descente sur une jambe sera effectuée à partir d'un pas de 30 cm pour trois répétitions de 5 pas par jambe, en alternant les jambes. Chaque participant se tiendra d'abord sur la marche avec les deux pieds sur la marche. Au commandement "go", ils lèveront la jambe correspondante et descendront en touchant le sol (plaque de force) avec la jambe non porteuse et reviendront à la position d'origine. Ce processus sera exécuté en continu cinq fois consécutives. Le mouvement de Valgus sera suivi avec le système de mouvement tridimensionnel et l'EMG à travers l'intégralité des cinq époques de temps de position à une jambe. Le valgus sera mesuré au point où le participant touche la plaque de force. Le valgus et l'amplitude EMG (RMS) les plus élevés des trois essais intermédiaires seront pris en compte pour l'analyse. Une note spéciale pour les participants du groupe BFR à une jambe sera rédigée, indiquant quelle jambe a été utilisée pour les brassards BFR. Pour les analyses de fatigue, la moyenne des cinq essais d'analyse de mouvement et la fréquence entière du signal EMG seront prises en compte pour l'analyse. L'évaluation de la force musculaire des quadriceps et des ischio-jambiers suivra l'évaluation par étapes. Chaque participant sera assis dans le dynamomètre en fonction de positions standardisées. La jambe droite sera testée en premier, suivie de la gauche. Pour les participants du groupe BFR à une jambe, une note spéciale sera rédigée indiquant quelle jambe a été utilisée pour les brassards BFR. Le protocole standardisé défini par l'ordinateur du dynamomètre sera suivi avec 60˚ et 180˚ par seconde. Un échauffement de familiarisation de trois à cinq répétitions à chaque vitesse sera effectué avant le test à chaque vitesse, suivi d'une minute de repos. Un total de cinq contractions sera effectué à 60˚/seconde et 10 répétitions à 180˚/seconde. La capacité aérobie sera évaluée à l'aide d'un protocole standardisé d'ergomètre à cycle maximal. Le VO2 max, le pic de VO2 et la fréquence cardiaque seront mesurés directement à partir de l'analyseur métabolique au cours de ce protocole. Après 10 minutes de repos pour obtenir une fréquence cardiaque de repos, les participants commenceront à pédaler à 70 tr/min avec une charge de 25 Watts. La fréquence cardiaque (FC) sera surveillée en continu en temps réel et la fréquence cardiaque à la fin des trois premières minutes sera utilisée pour déterminer d'autres augmentations de charge. Le test se poursuivra jusqu'à ce que le participant atteigne un ou plusieurs des critères suivants : atteint 80 % de sa fréquence cardiaque prévue en utilisant la formule de réserve de fréquence cardiaque ; (([220-âge] - fréquence cardiaque au repos) x 80 %) + fréquence cardiaque au repos, atteint un RER > 1,0, ou il y a un nivellement de la courbe d'oxygène. Intervention : Groupe témoin : le groupe témoin effectuera 15 minutes de vélo dans un ergomètre stationnaire à 70 tr/min trois fois par semaine pendant six semaines. Les sujets porteront un moniteur de fréquence cardiaque polaire tout au long de l'entraînement pour enregistrer leur réponse en fréquence cardiaque pendant les 15 minutes d'entraînement. Groupes BFR : les quatre groupes BFR effectueront le même entraînement que le groupe témoin tout en utilisant les brassards BFR. Ce programme d'entraînement suit les recommandations pour le cyclisme stationnaire tout en portant des brassards BFR de 45 à 60 minutes par semaine. Chaque participant du groupe BFR subira le protocole défini par Delfi (Delfi Medical Innovations, Inc., Vancouver BC, Canada), consistant à placer le brassard BFR dans la partie supérieure de la cuisse alors que le participant est couché sur le dos sur une table contre la gravité pour déterminer l'occlusion complète puis dériver le pourcentage d'occlusion souhaité (60% ou 80%).

Analyse des données : Les données seront examinées pour la normalité, l'homoscédasticité et les valeurs aberrantes. Des tests t indépendants seront effectués pour comparer les variables démographiques (âge, poids, taille, IMC) entre les groupes. Une ANOVA à mesures répétées intra- et inter-groupes (5) par temps (3) avec interactions sera utilisée pour comparer les groupes pour tous les résultats d'intérêt. Des analyses post-hoc seront utilisées pour suivre les différences significatives entre les groupes, le temps et l'interaction groupe par temps.