Hypoxie intermittente et contrôle de l'équilibre

Procédure:

Il s'agit d'une étude de conception croisée qui nécessite 2 visites (à au moins 1 semaine d'intervalle). Quinze adultes plus jeunes et 15 adultes plus âgés seront recrutés. Les participants seront assignés de manière pseudo-aléatoire pour recevoir soit une hypoxie intermittente soit un simulacre lors de la première visite, puis basculeront pour recevoir un simulacre ou une hypoxie intermittente lors de la 2ème visite.

Au cours de chaque visite, les participants effectueront d'abord des évaluations de la marche et de l'équilibre (PRE), suivis du protocole d'hypoxie intermittente (ou simulacre), puis effectueront à nouveau des évaluations de la marche et de l'équilibre (POST). Le temps total est d'environ 2,5 heures pour chaque visite.

Évaluations de l'équilibre et de la marche Le processus de consentement et les évaluations de l'équilibre et de la marche auront lieu au BEL 530.

Pendant les évaluations de l'équilibre et de la marche, les participants seront invités à porter des shorts et une chemise ajustés pour un positionnement précis du marqueur. Environ 39 marqueurs réfléchissants seront attachés à des emplacements cibles sur le corps des individus (la tête, les bras, les poignets, les mains, le tronc, le bassin, les jambes et les pieds) selon le modèle de marche plug-in Vicon Full-Body.

Un membre de l'équipe d'étude fixera des électrodes de surface sur les muscles tibial antérieur et soléaire pour enregistrer les schémas d'activation musculaire avec un système d'électromyographie (EMG) sans fil (Delsys Inc., Natick, MA). Ensuite, un membre de l'équipe d'étude aidera le participant à porter un harnais de sécurité qui sera attaché à une poutre de support aérienne.

Pour l'évaluation de l'équilibre, les participants se tiendront sur le tapis roulant avec leurs pieds écartés de la largeur des épaules. Un essai debout silencieux de 30 secondes sera enregistré. Ensuite, les participants seront invités à maintenir une posture droite lorsque le tapis roulant se déplace vers l'avant ou vers l'arrière à des moments inconnus (debout perturbé). Le tapis roulant se déplacera d'environ 3 cm. D'après notre expérience précédente, cette distance est suffisante pour déclencher une réponse sans induire de chute. Trois changements de tapis roulant vers l'avant et 3 vers l'arrière seront livrés dans un ordre aléatoire. Enfin, les participants seront invités à fermer les yeux et à répéter les essais de position debout calme et de position perturbée. Un système de capture de mouvement Vicon Nexus à 10 caméras (Vicon, Oxford Metrics, Royaume-Uni) sera utilisé pour enregistrer la cinématique du corps entier. Les forces de réaction au sol sous chaque ceinture seront enregistrées. Une main courante est située de chaque côté du tapis roulant.

Pour les évaluations de la marche, les participants marcheront sur le tapis roulant à leur vitesse de marche confortable et rapide. La vitesse confortable sera déterminée en augmentant graduellement la vitesse du tapis roulant jusqu'à ce que le participant confirme qu'il atteint sa vitesse de marche régulière confortable. La vitesse rapide sera déterminée en augmentant progressivement la vitesse du tapis roulant jusqu'à ce que le participant confirme qu'il atteint la vitesse maximale à laquelle il peut marcher en toute sécurité. Un essai de marche de 30 secondes sera enregistré pour chaque vitesse.

Après l'évaluation de l'équilibre et de la marche, un membre de l'équipe de test accompagnera le participant au laboratoire de physiologie de l'exercice clinique BEL819 pour effectuer une hypoxie intermittente (ou simulacre).

Hypoxie intermittente L'hypoxie intermittente sera réalisée dans le laboratoire de physiologie de l'exercice clinique BEL819. Une hypoxie intermittente est pratiquée en routine dans ce laboratoire (protocoles IRB 2017090015, 2018110129, 2019070088 et 202005018). L'hypoxie intermittente consistant en un nombre limité (5-10/jour) d'épisodes courts (4-10 min) d'hypoxie légère (niveaux d'oxygène entre 10-12%) conduit à des réponses physiologiques bénéfiques cumulatives et soutenues. Les données préliminaires recueillies au Laboratoire de Physiologie Clinique de l'Exercice montrent qu'une fraction d'oxygène de 11±1% correspond à une saturation artérielle en oxygène de 80±2% chez les individus d'âge moyen. Les participants seront assis pendant tout le protocole de respiration. L'air hypoxique sera inhalé à travers un masque relié à une valve à deux voies non réinspiratoire, elle-même reliée à une poche à gaz non diffusante de 5 litres (Hans Rudolph, Inc, USA). Le sac de réinhalation sera connecté à un réservoir de gaz certifié de qualité médicale contenant 11 % d'oxygène et un équilibre d'azote. Le protocole d'hypoxie intermittente consistera en huit cycles de 4 minutes de respiration d'air hypoxique entrecoupés de cycles normoxiques de respiration d'air ambiant. Après quatre minutes d'hypoxie, les participants seront remis à respirer l'air ambiant jusqu'à la resaturation, ce qui prend environ une minute. Une fois que la saturation artérielle en oxygène atteint les niveaux de base, les participants seront remis à respirer de l'air hypoxique, commençant le prochain cycle hypoxique. Contrairement à l'exposition hypoxique chronique, les risques associés à une exposition hypoxique aiguë de trois cycles de 4 minutes sont minimes et aucun événement indésirable n'a été signalé pendant l'hypoxie intermittente chez nos participants.

Pendant la condition fictive, de l'air comprimé (21 % d'oxygène) provenant d'un réservoir de gaz sera livré tout au long du protocole au lieu de 11 % d'oxygène. Les participants ne recevront pas d'informations sur la condition (hypoxie intermittente ou simulacre) qu'ils éprouvent pendant les essais.

Échange gazeux pulmonaire Les mesures respiration par respiration des échanges gazeux pulmonaires telles que le volume d'oxygène et de dioxyde de carbone, la fréquence respiratoire, le volume courant, la ventilation minute et la fraction d'oxygène inspiré seront déterminées à partir d'un pneumotachomètre (Ultima Cardio2, MGC Diagnostics, MN, USA) tout au long de l'hypoxie intermittente. Le pneumotachomètre sera monté entre le masque et la valve anti-réinspiration du circuit respiratoire. Le pneumotachomètre, l'embout buccal et la valve sans réinspiration seront désinfectés dans une solution d'eau de Javel à 10 % pendant 60 minutes et rincés abondamment à l'eau du robinet pendant 5 minutes entre chaque utilisation. Chaque participant aura un masque facial qui ne sera utilisé que par lui.

Hémodynamique Une forme d'onde artérielle obtenue par pléthysmographie digitale du majeur de la main gauche sera enregistrée en continu (NOVA, Finapres Medical Systems, Amsterdam, Pays-Bas) pendant l'hypoxie intermittente. La pression artérielle systolique, diastolique et moyenne, la fréquence cardiaque, le volume d'éjection systolique, le débit cardiaque et la résistance périphérique totale seront dérivés de la forme d'onde artérielle, une méthode qui a été validée par rapport aux mesures invasives [9]. Toutes les données seront enregistrées dans LabChart (Powerlab, ADInstruments Inc., CO, USA) pour une analyse ultérieure.

Saturation artérielle en oxygène La saturation artérielle en oxygène sera surveillée en continu par oxymétrie de pouls (NOVA, Finapres Medical Systems, Amsterdam, Pays-Bas) tout au long de l'hypoxie intermittente. La sonde de l'oxymètre de pouls sera appliquée sur l'index de la main gauche.

Après une hypoxie intermittente (ou fictive), un membre de l'équipe de test escortera le participant vers BEL530 pour effectuer une évaluation de l'équilibre et de la marche. Après l'évaluation, un membre de l'équipe de test retirera les électrodes et les marqueurs du participant.