Le conditionnement hypoxique à l'effort chez la personne âgée // Exercise hypoxic conditioning in older individuals

L'hypoxie est un mécanisme physiopathologique bien connu du domaine médical. Une hypoxie sévère, chronique ou intermittente, peut induire des dommages cellulaires majeurs et requiert ainsi une prise en charge adaptée dans différents contextes pathologiques. L'hypoxie de moindre sévérité peut à l'inverse s'avérer être un stimulus physiologique induisant des réponses positives pour l'organisme. Les sportifs utilisent par exemple l'entraînement en altitude comme une méthode d'augmentation de leurs performances physiques. Un nouveau champ de recherche s'est ouvert ces dernières années visant à utiliser les adaptations induites par l'hypoxie modérée à des fins d'amélioration de la santé. Des travaux récents de notre laboratoire HP2 indiquent ainsi que par l'inhalation d'un mélange gazeux à fraction en oxygène réduite plusieurs fois par semaine pendant plusieurs semaines, une amélioration de la santé vasculaire et des réponses à l'effort physique peut être induite chez des personnes souffrant d'obésité. La combinaison d'un exercice physique et d'une exposition à l'hypoxie contrôlée semblent constituer une intervention prometteuse dans diverses populations en associant les bienfaits pour la santé de l'activité physique et du conditionnement hypoxique.
Ce travail de thèse se propose d'évaluer les effets vasculaires et fonctionnels d'un réentraînement à l'effort en condition hypoxique contrôlée chez des personnes âgées. Une première étude vise à comparer les réponses physiologiques aigues à une séance d'entraînement en hypoxie chez la personne âgée (60-80 ans) par comparaison à des sujets jeunes. L'oxygénation tissulaire et les réponses cardiorespiratoires à une séance de 45 min pédalage (à 75% de la fréquence cardiaque maximale ou 1 min effort max – 1 min repos passif) réalisée à 3000 m d'altitude simulée seront mesurées. Une seconde étude vise à évaluer l'effet d'un réentraînement à l'effort sur bicyclette ergométrique (3 séances par semaine pendant 8 semaines) en environnement normoxique (altitude de Grenoble 200 m) ou hypoxique (altitude simulée 3000 m) chez des personnes âgées (60-80 ans) sans pathologies chroniques. Le critère d'évaluation principale est la réactivité vasculaire cérébrale, les critères secondaires concernent la réactivité vasculaire périphérique, la pression artérielle sur 24h, les réponses à l'effort, la qualité du sommeil et la qualité de vie. Les hypothèses de ce travail de thèse sont les suivantes i) les réponses physiologiques aigues à l'effort en hypoxie à même intensité relative sont similaires chez la personne âgée et le sujet jeune, ii) un réentraînement à l'effort en condition hypoxique améliore la réactivité vasculaires cérébrale et systémique et la pression artérielle de façon supérieure à un réentraînement à l'effort en normoxie, et iii) un réentraînement à l'effort en condition hypoxique améliore les performances à l'effort, la qualité du sommeil et de vie de façon supérieure à une réentraînement à l'effort en normoxie.
Ces travaux de thèse auront lieu dans le contexte du nouveau Centre de Recherche en Santé Intégrée (CRESI) à Grenoble dans lequel notre laboratoire aménage en 2025. Ce centre de recherche offrira un contexte optimal de réalisation de ces recherches physiologique et clinique par le doctorant, en combinant des plateformes de recherche sur l'exercice physique et l'hypoxie (salles d'exploration à l'effort et vasculaire, salle de réentraînement à l'effort hypoxique), l'expertise physiopathologique des équipes du laboratoire et la présence du Centre d'Investigation Clinique pour le support de recherche clinique. Ces travaux doivent à la fois permettre l'évaluation d'une modalité originale d'exercice physique en condition d'hypoxie contrôlée susceptible d'être appliquées dans diverses populations à des fins préventives et thérapeutiques, et également de développer notre connaissance des mécanismes vasculaires sous-jacents au vieillissement et au conditionnement à l'effort et à l'hypoxie.
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Hypoxia is a well-known pathophysiological mechanism in the medical field. Severe hypoxia, whether chronic or intermittent, can induce major cellular damages and therefore requires appropriate management in different pathological contexts. Less severe hypoxia, on the other hand, can be a physiological stimulus that induces positive responses in the body. Athletes, for example, use altitude training as a method of increasing their physical performance. A new field of research has opened up in recent years aimed at using the adaptations induced by moderate hypoxia to improve health status. Recent work in our HP2 laboratory indicates that, in obese patients, inhaling a gas mixture with a reduced inspired fraction of oxygen several times a week for several weeks can lead to an improvement in vascular health and in responses to physical exercise. The combination of physical exercise and exposure to controlled hypoxia appears to be a promising intervention in various populations by combining the health benefits of physical activity and hypoxic conditioning.
The aim of this PhD is to evaluate the vascular and functional effects of exercise training in controlled hypoxic conditions in elderly subjects. The aim of the first study is to compare the acute physiological responses to a hypoxic training session in the elderly (aged 60-80) with those in young subjects. Arterial and tissue oxygenation and cardiorespiratory responses to a 45 min pedaling session (at 75% of maximum heart rate or 1 min max effort - 1 min passive rest) carried out at a simulated altitude of 3000 m will be measured. The second study aims to assess the effect of an exercise training program on a cycle ergometer (3 sessions per week for 8 weeks) in a normoxic (Grenoble altitude 200 m) or hypoxic (simulated altitude 3000 m) environment in elderly people (60-80 years) without known chronic pathologies. The primary endpoint is cerebrovascular reactivity, while the secondary endpoints are peripheral vascular reactivity, blood pressure over 24 hours, responses to exercise, quality of sleep and quality of life. The hypotheses of this PhD are as follows i) the acute physiological responses to exercise in hypoxia at the same relative intensity are similar in the elderly and young subjects, ii) exercise training in hypoxic conditions improves cerebral and systemic vascular reactivity and blood pressure to a greater extent than exercise training in normoxia, and iii) exercise training under hypoxic conditions improves exercise performance, sleep quality and quality of life to a greater extent than exercise training under normoxic conditions.
This PhD work will take place in the context of the new Centre de Recherche en Santé Intégrée (CRESI) in Grenoble into which our HP2 laboratory is moving in 2025. This research center will provide an optimal setting for the PhD student to carry out this physiological and clinical research, combining physical exercise and hypoxia research platforms (exercise and vascular exploration rooms, hypoxic exercise training room), the pathophysiological expertise of the HP2 laboratory teams and the presence of the Clinical Investigation Centre for clinical research support. The aim of this research is to evaluate an original form of physical exercise in controlled hypoxic conditions that could be applied in a variety of populations for preventive and therapeutic purposes, and also to develop our knowledge of the vascular mechanisms underlying ageing and conditioning to exercise and hypoxia.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

216 ISCE - Ingénierie pour la Santé la Cognition et l'Environnement

Le candidat devra présenté une formation de niveau Master 2 avec un bon niveau de compétences en démarche de la recherche et en physiologie humaine, y compris de l'exercice. Des compétences méthodologiques dans l'élaboration et la mise en œuvre de protocoles de recherche clinique ainsi que des compétences en termes d'analyses et de traitement de données seront appréciées. Une bonne connaissance de l'anglais scientifique ainsi que des compétences rédactionnelles sont également attendues.
The candidate will have a Master 2 level education with a good level of skills in research methodology and human physiology, including exercise physiology. Methodological skills in the development and implementation of clinical research protocols as well as skills in data analysis and processing will be appreciated. A good knowledge of scientific English and good writing skills are also expected.