Effet de l'entraînement musculaire inspiratoire sur le diaphragme et l'épaisseur musculaire de la paroi ab-domiminale avec la densité hépatique gras chez les femmes âgées: un essai contrôlé randomisé (IMT AND ELDERL)

1. Introduction Le processus de vieillissement conduit à diverses déficiences dans plusieurs systèmes physiologiques, y compris les systèmes musculo-squelettiques et respiratoires. L'une des principales conséquences de ce processus est la baisse de la force musculaire globale, qui affecte directement la capacité fonctionnelle et la capacité d'un individu à effectuer des activités de vie quotidiennes. Bien que cette réduction de la masse musculaire et de la force ne soit pas directement associée à une maladie spécifique, elle devient plus prononcée chez les adultes âgés souffrant de problèmes de santé qui limitent la mobilité (Rodrigues et al., 2018). La faiblesse musculaire respiratoire à elle seule est considérée comme un facteur limitant significatif de la forme physique et peut entraîner des résultats cliniques, notamment une altération de la fonction pulmonaire, une force musculaire réduite et une dyspnée (Alvarenga et al., 2018).

   Des études antérieures ont rapporté que l'exercice physique offre un large éventail d'avantages pour les adultes âgés, notamment des améliorations de la capacité fonctionnelle, des réductions des taux d'infection, une forme cardiovasculaire améliorée, une amélioration de la qualité des fibres musculaires et des améliorations globales de la qualité de vie (Brito et al., 2011; Santiago et al., 2018). Il a été démontré que l'exercice aérobie exerce des avantages systémiques, notamment des améliorations de la force musculaire respiratoire. De plus, une activité physique régulière induit des réponses anti-inflammatoires locales et systémiques, offrant des effets protecteurs contre les pathologies inflammatoires chroniques liées à l'âge (Silva et al., 2011, Can et al., 2019).

   Dans ce contexte, l'amélioration de la fonction respiratoire par des interventions ciblées est vitale pour maintenir l'indépendance et diminuer les charges de santé dans les populations vieillissantes. Ces dernières années, l'IMT a attiré une attention croissante en raison de son double rôle dans l'amélioration des performances sportives et l'amélioration de la capacité fonctionnelle chez les adultes âgés (Hajghanbari et al., 2013; Illi et al., 2012; Bostancı et al., 2019; Manifield et al., 2021; Yılmaz et al., 2022). L'IMT est une approche d'entraînement en résistance impliquant une charge respiratoire à intensité modérée, généralement à 40 à 60% de la pression inspiratoire maximale. Il est effectué sur de courtes durées tout en apportant des améliorations significatives de la force musculaire et de l'endurance (McConnell, 2013). Les protocoles à domicile sont généralement constitués de séances de respiration menées deux fois par jour, cinq à sept jours par semaine (Rodrigues, Dal Lago et Da Silva Soares, 2021a).

   La pratique et la sécurité de ces programmes à domicile rendent IMT particulièrement adapté aux populations âgées, y compris celles qui ont des restrictions de mobilité. L'IMT a été baissé la pression artérielle chez les adultes âgés souffrant d'hypertension systolique (Craighead et al., 2021), d'améliorer la fonction autonome cardiaque (Rodrigues et al., 2018), réduit la suractivité sympathique et améliorer le tonus vagal au repos chez les individus atteints d'apnéa obstructive de l'apnée du sommeil (Ramos-Barrera et al., 2020; Rodrigues et al., 2021b, 2023). En outre, l'IMT a été identifié comme une intervention non pharmacologique qui améliore la fonction de diaphragme, soutient l'équilibre postural, augmente la stabilité du tronc, facilite le retour veineux et réduit finalement le risque de chutes (Ferraro et al., 2019;

   Avec l'âge avancé, plusieurs changements liés à l'âge se produisent dans le système respiratoire, notamment une réduction de la conformité à la paroi thoracique, une diminution du recul élastique du parenchyme pulmonaire, une diminution de la force musculaire respiratoire et une réponse émoussée aux anomalies d'échange de gaz (Manifield et al., 2021). Ces altérations sont associées à une diminution de la capacité d'exercice, à une altération des performances de marche et à une qualité de vie réduite chez les adultes âgés (Aznar-Lain et al., 2007; Imd et al., 2013). La baisse de la fonction musculaire respiratoire rend les individus âgés plus vulnérables aux maladies et handicaps; Par conséquent, le renforcement de ces groupes musculaires est crucial pour réduire les risques de morbidité et de mortalité (Huang et al., 2011). Malgré cela, les stratégies d'exercice respiratoire spécifiques, telles que l'IMT, restent sous-utilisées dans les efforts de promotion de la santé gériatrique.

   Bien que les exercices musculaires périphériques puissent produire des gains partiels dans la fonction musculaire respiratoire, des améliorations plus prononcées ont été observées lorsque ces exercices sont soutenus par une formation spécifique au muscle inspiratoire (De Farias Mello et al., 2024). Dans la littérature, le diaphragme a joué un rôle actif non seulement dans la fonction respiratoire mais aussi dans le contrôle de l'équilibre postural. En augmentant la pression intra-abdominale, le diaphragme contribue à la stabilisation vertébrale et, en coordination avec les muscles abdominaux, soutient l'équilibre (Hodges et Gandevia, 2000; Ferraro et al., 2019). Dans ce contexte, l'imagerie par échographie peut être utilisée pour mesurer l'épaisseur du muscle abdominal, et une corrélation positive entre l'épaisseur musculaire et la force a été rapportée (Muraki et al., 2013; Strasser et al., 2013).

   Des études antérieures se sont principalement axées sur les effets de l'IMT sur la performance respiratoire, la mobilité du diaphragme et la capacité fonctionnelle dans les populations âgées (Souza et al., 2014; Caders et al., 2010; Enright et al., 2006). Bien que ces études aient systématiquement rapporté des améliorations des pressions inspiratoires et de l'épaisseur du diaphragme, elles n'ont pas abordé de manière complets les changements dans AWMT ou exploré les résultats systémiques tels que la stéatose hépatique. De plus, la plupart des recherches disponibles ont examiné séparément les résultats fonctionnels ou structurels, laissant une lacune dans la compréhension des deux effets de l'IMT sur les indicateurs de santé musculo-squelettique et métabolique. Notre étude diffère des travaux antérieurs en ce qu'il évalue non seulement l'épaisseur du diaphragme et l'AWMT mais aussi la densité de graisse hépatique (FLD) en utilisant la tomodensitométrie chez les femmes âgées. Cette approche combinée fournit de nouveaux informations sur la façon dont une intervention IMT à court terme peut influencer à la fois la structure musculaire et la santé métabolique. Pour combler cet écart, la présente étude visait à étudier les effets d'une intervention IMT de quatre semaines sur l'épaisseur du diaphragme et l'AWMT, ainsi que le FLD, dans cette population. Nous avons émis l'hypothèse que l'IMT conduirait à des améliorations significatives de ces résultats, soutenant ainsi son rôle de stratégie complète pour préserver à la fois la capacité fonctionnelle et la santé métabolique chez les femmes vieillissantes.

2. Matériaux et méthodes 2.1. Participants Cette étude a été menée comme un essai de prétest randomisé parallèle et prétest-post-test suivant les directives de consort. Avant la participation, toutes les personnes ont reçu des informations détaillées sur l'étude et ont donné un consentement éclairé écrit à la suite des principes éthiques décrits dans la Déclaration d'Helsinki. L'étude a été conçue selon les principes de la Déclaration d'Helsinki et a été approuvée par le comité d'éthique de la recherche scientifique de l'Université d'Istanbul Aydın (réunion du 20 février 2025, numéro 2025/2). La taille de l'échantillon a été calculée à l'aide du logiciel G * Power (version 3.1.9.2) sur la base des valeurs d'épaisseur de diaphragme (DT) rapportées dans des études précédentes (Holtzhausen et al., 2018), avec une erreur alpha de 0,05, une erreur bêta de 0,2 et une taille d'effet moyen (F = 0,25 ou un ETA partiel Squared = 0,06). Compte tenu de la conception de l'étude, un taux d'abandon d'environ 50% a été prévu. En conséquence, une taille d'échantillon de 20 participants (n = 10 par groupe) a été initialement déterminée. Cependant, pour minimiser les problèmes potentiels, il a été décidé d'inclure un total de 30 participants en ajoutant 50% de participants supplémentaires à chaque groupe. En fin de compte, quatre participants ont été exclus parce qu'ils ne répondaient pas aux critères d'inclusion, et l'étude a été achevée avec 26 participants. Les deux groupes participant à l'étude étaient constitués de femmes âgées en bonne santé résidant dans une maison de soins spéciaux, à la retraite de la vie professionnelle et à des niveaux similaires d'activité sportive.

Les critères d'inclusion ont été définis comme des femmes de 60 à 80 ans (post-ménopausale), qui étaient indépendantes dans les activités de la vie quotidienne, ont démontré une fonction cognitive adéquate pour suivre les instructions, n'avaient pas de lésion musculo-squelettique au cours des six mois précédents, étaient des non-fumeurs et avaient eu des images thoraciques ou abdominales de routine obtenues pour les indications cliniques et utilisées dans cette étude. Les critères d'exclusion comprenaient une maladie cardiovasculaire ou pulmonaire incontrôlée telle qu'une insuffisance cardiaque ou une exacerbation de la BPCO / asthme, une hypertension incontrôlée, une infection hépatique chronique diagnostiquée, une infection respiratoire aiguë au cours des quatre dernières semaines, une participation à une formation respiratoire ou à une résistance structurée au cours des six derniers mois, la chirurgie thoraco-abdominale ou l'hypothèse, l'utilisation de médicaments pour affecter les muscles ou la chirurgie thoracoabolique ou l'hypre Corticostéroïdes systémiques, agents anabolisants ou médicaments hépatotoxiques, conditions orthopédiques ou neurologiques sévères limitant la mobilité ou refus de participer.

2.2. Conception expérimentale Les femmes âgées de 60 à 80 ans ont été invitées à assister au laboratoire sur trois occa-siions distinctes. Au cours de la visite initiale, les procédures expérimentales ont été introduites et testées. Avant le début de l'expérience, chaque participant a été fourni avec une explication complète de la procédure IMT. Chaque participant a subi une période d'essai d'une semaine, au cours de laquelle il a été étroitement surveillé par un physiothérapeute expérimenté. La période d'essai concernait l'utilisation d'un dispositif d'entraînement musculaire respiratoire qui a été personnalisé pour répondre aux exigences spécifiques de chaque participant. Au cours de la deuxième visite, une série de mesures avant la formation a été prise et enregistrée. Les tests comprenaient des évaluations de l'AWMT, de l'épaisseur du diaphragme (DT) et (FLD), qui ont toutes été menées sous la supervision d'un radiologue. Après le programme de formation IMT de quatre semaines, des mesures finales ont été obtenues lors de la visite finale (figure 1).

Figure 1. Conception expérimentale. 2.3. Mesure de la composition corporelle La hauteur des participants a été mesurée au 0,1 centimètre le plus proche en utilisant un compteur de hauteur standard (SECA 769, SECA, Hambourg, Allemagne) tout en se tenant pieds nus contre un mur. Le poids corporel a été mesuré au 0,1 kilogramme le plus proche à l'aide d'une échelle numérique (Beurer, modèle GS27). Le poids corporel des participants a été mesuré en kilogrammes (kg) sans chaussures et tout en portant un short et un t-shirt pour minimiser l'influence sur les résultats lorsque nous regardons les moyennes des participants à l'étude, pour le groupe IMT, l'âge était de 67,69 ± 9,25 ans, la hauteur était de 159,5 ± 4,3 cm et le poids était de 70,77 ± 3,65 kg. Alors que pour le groupe témoin, l'âge moyen était de 68 ± 8,40 ans, la hauteur était de 157,85 ± 3,05 CM, et le poids était de 69,46 ± 2,22 kg (tableau 1).

2.4. Analyse de la densité hépatique Dans cette étude, les images CT ont été préférées car les participants avaient déjà des tomodensitogrammes thoraciques ou abdominaux sous-fermés dans le cadre de leurs soins cliniques de routine. Aucune imagerie supplémentaire n'a été réalisée à des fins de recherche. Ainsi, les données cliniques existantes ont été utilisées, évitant une exposition supplémentaire sur les radiations. L'imagerie a été réalisée en utilisant une définition de Siemens Somatom comme un scanner 128 CT pendant la phase inspiratoire après des instructions respiratoires standardisées (Ma et al., 2017). La densité hépatique a été mesurée à partir d'une région parenchymateuse homogène sans lésions visibles dans le segment VIII adjacente à la veine hépatique moyenne, tandis que les épaisseurs de diaphragme et de muscle abdominal ont été évaluées sur des sites anatomiquement standardisés. Le périphérique a automatiquement calculé et enregistré le contenu des graisses hépatiques. Une valeur de graisse hépatique inférieure à 33 a indiqué une stéatose hépatique accrue (Speliotes et al., 2008).

2.5. Mesure de l'épaisseur de diaphragme (DT) Les mesures d'épaisseur des muscles de diaphragme ont été obtenues à partir d'images de tomodensitométrie calculées pour des raisons cliniques. Le dispositif cardiaque GE Revo Evo (Revolution Evo, Revolution Maxima, Revolution Frontier, Revolution HD, Revolution CT, GE Healthcare, WI, USA) a été utilisé pour l'imagerie. Un radiologue ayant une expertise en tomodensitométrie thoracique a effectué les mesures de l'épaisseur du muscle du diaphragme. Pendant la procédure d'imagerie, les sujets étaient en position couchée pendant la phase d'inspiration profonde. Des mesures d'épaisseur ont été obtenues au niveau du pôle supérieur du rein droit. Les mesures ont été prises perpendiculaires à l'axe du diaphragme, de la ligne médiane et de la ligne postérieure du corps vertébral. À ce stade, le muscle du diaphragme a été visualisé et son épaisseur a été mesurée.

2.6. Mesure de l'épaisseur des muscles de la paroi abdominale La présente étude a utilisé des données obtenues auprès des participants âgés de 60 ans et plus qui ont subi des tomodensitogrammes thoraciques ou abdominaux pour diverses indications cliniques. L'imagerie a été réalisée à l'aide d'un dispositif de tomodensitométrie, modèle Revo EVO de General Electric. Avant de subir des procédures d'imagerie, les participants ont été invités à effectuer des exercices de respiration. Le jour de l'imagerie, les participants ont été positionnés en décubitus dorsal sur la table de l'appareil. Après l'achèvement des paramètres de l'appareil, les participants ont été invités à prendre une profonde inspiration et à le maintenir immédiatement avant le début de l'imagerie (Ma et al., 2017). Les images considérées ont été obtenues pendant la phase d'inspiration. Dans cette étude, AWMT a été défini comme l'épaisseur des couches musculaires de la paroi abdominale (transversus abdominis, oblique interne et oblique externe), à ​​l'exclusion de la graisse sous-cutanée et d'autres tissus non contracles. Pour plus de simplicité, cette variable est ci-après appelée AWMT. Des mesures ont été prises au niveau des ailes iliaques supérieures, dans un plan perpendiculaire au plan musculaire au niveau de la ligne antérieure du corps vertébral.

2.7. L'entraînement musculaire inspiratoire (IMT) IMT a été effectué à l'aide de l'appareil PowerBreathe® (Power® Breathe Classic, IMT Technologies Ltd., Birmingham, Royaume-Uni). Le dispositif PowerBreathe® est un dispositif IMT de seuil de pression qui fournit une résistance pendant l'inhalation. L'utilisateur respire par un porte-parole contre une valve à ressort réglable, qui ne s'ouvre que lorsque la pression inspiratoire dépasse le seuil de jeu, renforçant ainsi les muscles inspiratoires au fil du temps (Kowalski & Klusiewicz, 2023). Après une période de familiarisation d'une semaine, le protocole IMT a été effectué deux fois par jour (matin et soir), cinq jours par semaine, pendant quatre semaines. Chaque session consistait en 30 cycles respiratoires, ce qui a entraîné un total de 60 cycles par jour. Avant l'entraînement, la résistance à l'appareil a été calibrée à 40% de la pression inspiratoire maximale de chaque participant (MIP), comme l'a rapporté Helikel et al. (2025) pour favoriser l'augmentation de la taille des muscles et de l'épaisseur. Le MIP a été réévalué chaque semaine et la résistance a été augmentée de 10%; La progression a été interrompue si les participants ont subi une tension excessive. Tous les participants ont pu compléter le protocole progressif sans interruption. Surtout, toutes les séances IMT ont été supervisées par un physiothérapeute agréé avec plus de cinq ans d'expérience clinique en réadaptation respiratoire, qui a fourni des instructions détaillées sur l'utilisation correcte du dispositif PowerBreathe®, a démontré des techniques de respiration appropriées et des erreurs de participants corrigées pendant les séances initiales. Les séances IMT du matin étaient prévues de 8h00 à 22h00, tandis que les séances du soir ont eu lieu entre 17h00 et 20h00.

2.8. Analyse statistique Les analyses statistiques ont été effectuées en utilisant SPSS (version 21.0 pour Windows, Chicago, IL, USA), avec un niveau de signification statistique fixé à 0,05. Le test de normalité de Shapiro-Wilk a été effectué pour déterminer la normalité de l'échantillon. Les différences pré-test et post-test ont été déterminées en utilisant un test t d'échantillons appariés et une analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA), avec des valeurs de différence post-test et de pré-test utilisées pour déterminer les différences entre les groupes. De plus, la taille de l'effet dans la comparaison des groupes appariés a été calculée à l'aide de G Hedges (Hedges, 1981). Il a également été interprété comme suit: 0-0.19 insignifiant, 0,20-0,59 Petit, 0,6-1.19 moyen, 1,20-1.99 grand et ≥2,00 très grand.