Les recherches de l'équipe Exercice-Hypoxie

En 2011 le groupe Exercice-Hypoxie a été créé au sein du Laboratoire HP2. Supervisé par Samuel Vergès, il regroupe des chercheurs, enseignants-chercheurs (en particulier issus de la filière STAPS), des hospitalo-universitaires experts de la physiologie de l’exercice et de l’hypoxie, ainsi que des post-doctorants, doctorants et autres étudiants de différentes filières universitaires.

Dans nos sociétés occidentales, la prévalence accrue de plusieurs pathologies chroniques (apnée du sommeil, obésité, diabète, etc.) va de pair avec une modification profonde des modes de vie, en particulier concernant la quantité d’activité physique réalisée quotidiennement. La réduction de l’activité physique de nos contemporains est un facteur majeur favorisant la survenue et le développement de pathologies chroniques à retentissements cardiovasculaires et métaboliques.

Par ailleurs, une moindre disponibilité en oxygène (l’hypoxie) est associée à la fois à l’environnement d’altitude et à certaines pathologies et est particulièrement susceptible d’interagir avec la réalisation d’un effort physique qui nécessite un apport en oxygène suffisant, en particulier aux muscles.

La recherche de l’équipe Exercice-Hypoxie gravite autour d’un axe principal : l’étude des capacités et limitations à l’effort du patient pour approfondir le diagnostic et son suivi ainsi que la mise en œuvre d’interventions à visée préventive ou thérapeutique basées sur le réentraînement à l'effort. Plus spécifiquement, l’équipe se concentre sur :

• l’impact de l’hypoxie, depuis le sujet sain en altitude jusqu’au contexte des limitations à l’effort du patient et de sa prise en charge,
• l’étude des mécanismes physiologiques et physiopathologiques, à la fois délétères ou protecteurs (conditionnement hypoxique), induits par une exposition systémique ou locale à l’hypoxie.

L’équipe fait ainsi appel à plusieurs modèles expérimentaux que ce soit :

• chez le rongeur exposé à l’hypoxie et entraîné à l’exercice,
• chez le sujet sain exposé à une hypoxie aiguë (au repos ou à l’effort, à l’éveil ou nocturne) ou prolongée lors d’un séjour en haute altitude,
• pour des protocoles de recherche clinique dans plusieurs pathologies chroniques.

Plusieurs projets sont conduits en commun avec les 2 autres équipes du laboratoire qui apportent leurs spécificités expérimentales ou cliniques. Différentes approches sont mises en œuvre pour étudier plus spécifiquement la fonction neuromusculaire (neurostimulation électrique et magnétique, électromyographie, spectroscopie proche infrarouge, IRMf, etc.), le métabolisme (mesure des échanges gazeux à l’effort, spectroscopie RMN 31P, etc.) ainsi que le système cardiovasculaire (variabilité sinusale, échocardiographie, etc.).

Les résultats issus de l’équipe Exercice-Hypoxie ces dernières années ont permis une meilleure compréhension des mécanismes limitant la performance à l’effort que ce soit :

• chez le sujet sain en conditions spécifiques (telles que l’hypoxie ou l’ultra-endurance),
• chez le patient atteint d’une pathologie chronique (apnée du sommeil, obésité, BPCO, pathologies neuromusculaires, etc.).

L’étude des effets d’une exposition hypoxique aiguë ou prolongée chez le sujet sain sur la fonction neuromusculaire et le cerveau a donné lieu à des publications importantes contribuant à une meilleure compréhension des effets systémiques d’un moindre apport en oxygène.

Enfin, notre équipe a démontré les effets de modalités d’entraînement à l’exercice et musculaire spécifiques (par exemple l'entraînement des muscles respiratoires) susceptibles de contribuer à une meilleure prise en charge des pathologies chroniques.

L’équipe Exercice-Hypoxie ambitionne de contribuer à une meilleure compréhension des effets aigus et chroniques de différentes modalités d’exercice et d’exposition hypoxique dans le but :

• d’une part d’identifier les mécanismes d’intolérance à l’effort et les effets délétères de l’hypoxie chez le patient,
• d’autre part de permettre une utilisation de l’entraînement à l’exercice et du conditionnement hypoxique à visée préventive ou thérapeutique dans les pathologies chroniques.

La détermination des effets doses ou seuils de l’exposition à l’hypoxie et à l’exercice est un des enjeux importants pour les années à venir.