Le 'blood flow restriction' (BFR) : une méthode innovante pour potentialiser l'effet du réentrainement à l'exercice dans la BPCO ? // Blood Flow Restriction: a novel approach to potentiate the effects of rehabilitative exercise training in COPD?

Contexte
L'exercice physique associé à une restriction partielle du flux sanguin (BFR), obtenue par l'application de garrots à la racine d'un membre, induit une réduction de l'apport en oxygène aux tissus (sang artériel) ainsi qu'une limitation de l'élimination des déchets métaboliques (sang veineux) générés pendant l'effort. Réalisé à des intensités modérées (généralement entre 20 et 40 % de la charge maximale pour une répétition, ou 1RM), l'entraînement avec BFR permet d'améliorer la force, la masse musculaire et l'endurance musculaire, tant chez des individus sains que chez des patients. Ces adaptations sont d'une ampleur comparable à celles obtenues par un entraînement en résistance traditionnel (RT), généralement pratiqué à des intensités plus élevées (65 à 75 % de 1RM), malgré une charge d'exercice 2 à 3 fois inférieure. Cette efficacité pourrait s'expliquer par une accumulation similaire de lactate au cours de l'exercice avec BFR, atteignant des concentrations typiques d'un exercice de haute intensité, et susceptibles de favoriser les adaptations musculaires. Dans cette optique, le BFR apparaît comme une stratégie de réentraînement particulièrement prometteuse chez les individus déconditionnés.

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), au-delà des manifestations respiratoires telles que la dyspnée, se caractérise fréquemment par une dysfonction musculaire périphérique. Étroitement liée au pronostic vital, cette dysfonction se manifeste par une diminution de la masse, de la force et de l'endurance musculaires, accompagnée d'une fatigabilité accrue, contribuant à l'intolérance à l'effort observée chez ces patients. L'entraînement en résistance constitue une approche thérapeutique reconnue au sein des programmes de réhabilitation respiratoire pour lutter contre l'atrophie et la perte de force musculaire. Toutefois, la nécessité de soulever des charges relativement lourdes rend ce type d'entraînement souvent mal supporté par les patients atteints de BPCO. Dans ce contexte, l'entraînement avec BFR représente une alternative particulièrement pertinente pour cibler les altérations musculaires de cette population.

Objectifs / Hypothèses
L'objectif principal de cette étude est d'élucider les mécanismes musculaires à l'origine des adaptations induites par l'entraînement avec restriction du flux sanguin (BFR), ainsi que les bénéfices fonctionnels qui en découlent, chez des patients atteints de BPCO.
Nous faisons l'hypothèse que l'entraînement en résistance avec BFR (RT-BFR) permettra d'obtenir des gains comparables en termes de force, de masse musculaire et d'endurance musculaire à ceux observés avec l'entraînement traditionnel, tout en étant mieux toléré en raison d'une intensité d'exercice significativement réduite.
Par ailleurs, nous postulons que le BFR, en augmentant localement les concentrations intracellulaires de métabolites tels que le lactate, favorise les adaptations musculaires par l'activation conjointe de voies classiques de signalisation (notamment Akt/mTOR, MurF1, MyoG) et de mécanismes épigénétiques (tels que l'acétylation et la lactylation des protéines histones) en lien avec ce métabolite.
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Background
Physical exercise combined with partial blood flow restriction (BFR), using cuffs applied at the root of a limb, reduces tissue oxygen supply (arterial blood) and the clearance of metabolic wastes (venous blood) generated during exercise. When applied at intensities of approximately 20–40% of one-repetition maximum (1RM), BFR training leads to improvements in strength, muscle mass, and muscular endurance in both healthy individuals and patients. These adaptations are of comparable magnitude to those achieved with traditional resistance training (RT, typically 65–75% 1RM), despite the exercise intensity being 2 to 3 times lower. This effect may be explained by a similar accumulation of lactate during BFR, which, reaching concentrations normally observed during high-intensity exercise, may enhance muscle adaptations. In this context, BFR appears to be a promising strategy for retraining deconditioned individuals.

While chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is notably characterized by dyspnea (breathing discomfort), muscle dysfunction is also a frequently encountered manifestation in these patients. Strongly correlated with survival in this condition, muscle dysfunction involves not only a decrease in muscle mass, strength, and endurance but also increased fatigability, making COPD patients particularly exercise intolerant. Resistance training (RT), traditionally used in pulmonary rehabilitation, is an effective exercise modality to combat strength loss and muscle atrophy. However, because it requires lifting relatively heavy loads, it is often poorly tolerated by these patients. In this context, BFR appears to be a particularly suitable alternative to address muscle dysfunction in COPD.

Objectives / Hypotheses
The main objective of this project is to clarify the muscular mechanisms involved in adaptation to blood flow restriction (BFR) training and the associated functional benefits in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).
We hypothesize that BFR resistance training (RT-BFR) will lead to similar gains in strength, muscle mass, and muscular endurance as traditional RT, despite significantly lower exercise intensity and therefore better program tolerability.
Additionally, we hypothesize that BFR, by locally increasing intracellular metabolite, such as lactate concentrations, promotes muscle adaptations by activating both classical signaling pathways (e.g., Akt/mTOR, MurF1, MyoG, etc.) and epigenetic mechanisms (e.g., acetylation and lactylation of histone proteins) associated with this metabolite.
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Début de la thèse : 03/11/2025

Other public funding

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

Université Grenoble Alpes

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

Candidat(e) Nous recherchons un(e) candidat(e) hautement motivé(e), disposant de solides compétences théoriques et techniques. Il ou elle devra faire preuve d'un réel enthousiasme pour le projet ainsi que pour le domaine de recherche en général. Une expérience pratique dans au moins un des domaines suivants est attendue : tests d'exercice, évaluation de la fonction musculaire, évaluation vasculaire ou biochimie musculaire. Idéalement, le/la candidat(e) sera titulaire d'un diplôme en Sciences du Sport avec une spécialisation en Activité Physique Adaptée et Santé (Master 2 ou équivalent – STAPS, parcours APA-S de préférence). Compétences Le/la candidat(e) devra posséder des compétences méthodologiques en conception et mise en œuvre de protocoles expérimentaux, incluant l'analyse de données, leur traitement ainsi que la rédaction scientifique. Les compétences techniques requises incluent : l'évaluation de la fonction neuromusculaire, la mesure de la capacité aérobie (CPET), l'évaluation de la fonction vasculaire et la biochimie musculaire. Une formation spécifique pourra être dispensée, mais la maîtrise préalable d'au moins l'une de ces techniques serait un atout. Langues : maîtrise du français, bon niveau d'anglais (compréhension écrite, rédaction et expression orale).
Candidate We are looking for a highly motivated candidate with good theoretical and technical skills. The candidate should be enthusiast for the project and the general field of research and is expected to have hand-on experience in at least one of the following areas: exercise testing, assessment of muscle function, vascular assessment or muscle biochemistry. Ideally, the candidate would have a Sport Sciences degree with the Adapted Physical Activity and Health specialization (Master 2 or equivalent – STAPS, ideally curriculum in APA-S). Skills The candidate would need to have methodological skills in the development and implementation of experimental protocols, including data analysis, processing, and scientific writing. Required technical skills include neuromuscular function, CPET measurement, assessment of vascular function, muscle biochemistry. Training will be provided but it would be an asset if the candidate were to already master at least one of these techniques. Languages: proficient in French, good level in English (reading, writing and speaking).