CERVOX : Hypoxie et fonction neuromusculaire
Introduction
Le cerveau et le système nerveux central sont particulièrement sensibles au manque d’oxygène. Les recherches sur le cerveau humain sont en plein développement mais requièrent souvent des outils et méthodes complexes. Afin d’étudier les effets de l’hypoxie sur la fonction neuromusculaire y compris à l’exercice physique, il est possible de simuler en laboratoire une exposition à l’altitude pendant plusieurs heures et d’en étudier les conséquences par des approches méthodologiques complémentaires.1
Enjeux
Etudier en laboratoire les effets d’une exposition hypoxique de plusieurs heures sur le système nerveux central et plus spécifiquement les réponses cérébrales à l’effort
Points clés
15 sujets volontaires
12h d’altitude simulée en laboratoire
4h d’effort sur ergocycle à 4300 m d’altitude
1 exploration cérébrale multimodale (IRM, TMS, NIRS)
Projet
15 sujets volontaires ont réalisé plusieurs sessions de tests de 12h en laboratoire en respirant des mélanges gazeux appauvris en oxygène simulant une altitude de 4300 m environ, soit au repos soit en effectuant 4 h de pédalage sur vélo. Pendant chacune de ces sessions, ont été mesurées la structure et la perfusion du cerveau par IRM, la fonction et la fatigue neuromusculaire par neurostimulation et l’oxygénation du cerveau et des muscles par spectroscopie proche infrarouge.
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Résultats
Ce projet a démontré que plusieurs heures d’inhalation d’un mélange gazeux hypoxique reproduisant la haute altitude modifie la structure et l’oxygénation du cerveau. De plus, il a été montré qu’une partie de la réduction des performances à l’effort en conditions hypoxiques était liée à la moindre oxygénation du cerveau qui induisait une altération de la commande motrice issue du cerveau, une fatigue dite centrale, en amont du muscle lui-même.
Ressources complémentaires
Cerebral perturbations during exercise in hypoxia - PubMed (inist.fr)
Time-dependent effect of acute hypoxia on corticospinal excitability in healthy humans - PubMed (inist.fr)
The effect of hypoxemia and exercise on acute mountain sickness symptoms - PubMed (inist.fr)
Tissue deoxygenation kinetics induced by prolonged hypoxic exposure in healthy humans at rest - PubMed (inist.fr)
Cerebral volumetric changes induced by prolonged hypoxic exposure and whole-body exercise - PubMed (inist.fr)
CO2 Clamping, Peripheral and Central Fatigue during Hypoxic Knee Extensions in Men - PubMed (inist.fr)
Neuromuscular Fatigue during Prolonged Exercise in Hypoxia - PubMed (inist.fr)