Vous êtes ici: UNIL > Institut des sciences du sport de l'Université de Lausanne > Recherche > GRISSUL > Recherche sciences de la vie

Les principales thématiques de recherche en sciences de la vie

La performance dans les locomotions sportives implique de produire et d'utiliser l'énergie de manière optimale sur une distance ou une durée généralement connue. L'activité contractile nécessite alors un approvisionnement continu et suffisant en énergie. Les épreuves sportives inférieures à 75 sec requièrent une contribution importante des métabolismes anaérobies à la fourniture énergétique. A l'opposé, la performance lors des épreuves sportives très longues dépend pour une part non négligeable de facteurs psychologiques, nutritionnels, musculo-squelettiques voire thermorégulateurs, minimisant les aspects énergétiques per se. Traditionnellement, la capacité de performance aérobie d'un athlète peut être considérée comme largement déterminée par différentes caractéristiques importantes des métabolismes aérobies:

  • la consommation maximale d'oxygène (VO2max)
  • les valeurs sous-maximales correspondant aux seuils métaboliques (seuils lactiques ou cardiorespiratoires)
  • l'économie

 Cette approche classique a été critiquée et il semble maintenant que le "poids" relatif de ces facteurs est variable selon les conditions, l'expérience ou les stratégies anticipatrices. Des approches plus récentes mettent en avant la cinétique des réponses à l'exercice et la complexité des coordinations et feedbacks périphériques ainsi que leur intégration au niveau central.

Dès lors d'autres facteurs deviennent prépondérants pour comprendre l'efficience motrice:

  • la rapidité d'ajustement de la VO2 à la demande en ATP au début de l'exercice
  • la cinétique de perfusion et d'oxygénation musculaire
  • le niveau d'activation musculaire et les régulations nerveuses au niveau spinal et supraspinal
  • les coordinations inter-musculaires
  • la variabilité des réponses cardio-vasculaires (fréquence cardiaque, débit cardiaque, pressions
    artérielles) et leur régulation par le système nerveux autonome (SNA)

La réponse dynamique à l'exercice et notamment l'ajustement de la VO2 à une nouvelle demande énergétique (i.e., transition repos - exercice sousmaximal d'intensité modérée et intense) représente un des facteurs responsables de la tolérance à l'exercice et détermine la performance, chez l'homme. En effet, une réponse plus lente dans l'ajustement de la VO2, qui oblige à une plus grande sollicitation de la phosphorylation au niveau des substrats, induit une plus grande perturbation de l'homéostasie et, donc, une diminution de la tolérance à l'exercice. Ceci a été rapporté chez le sujet déconditionné, pathologique ou âgé. De plus, la rapidité d'ajustement de la cinétique de la VO2 semble être un paramètre plus sensible aux adaptations induites par l'entraînement en endurance par rapport aux autres paramètres de l'aptitude physique aérobie (e.g., VO2max) chez le sujet jeune ou âgé. Ces résultats montrent donc que la cinétique de la VO2 peut représenter un outil important pour l'évaluation fonctionnelle du métabolisme oxydatif chez l'homme. De plus, les réponses dynamiques (e.g., la répartition des substrats dans la fourniture d'énergie ou la réactivation parasympathique) lors de la récupération post-exercice peuvent donner des informations complémentaires à celles qui sont obtenues pendant l'exercice concernant l'aptitude physique et les adaptations à l'entraînement chez le sujet sportif, sédentaire et pathologique.

A côté de ces considérations purement métaboliques, la performance est également dépendante de la capacité de production de force musculaire, et plus particulièrement de la force musculaire qu'un athlète peut développer en un temps donné (puissance mécanique musculaire). Celle-ci résulte de la masse musculaire mobilisable et de la capacité à utiliser efficacement l'énergie produite. Ainsi, des facteurs non seulement métaboliques mais également mécaniques, interagissent pour produire le mouvement et déterminer la performance chez l'homme.

De plus, la "fatigue mentale" a été envisagée très tôt comme une alternative aux limites purement métaboliques. De nombreuses études ont mis en évidence des limitations dans l'activation par le système nerveux central (SNC) des motoneurones (e.g. fatigue centrale). Cependant les relations entre cette fatigue centrale et les changements neurophysiologiques musculaires sont extrêmement débattus. L'accumulation ou la déplétion de substances (e.g. neurotransmetteurs) dans le cerveau ont été proposées comme sous-jacents à la fatigue centrale. En parallèle l'activité EEG ou le niveau d'oxygénation cérébrale ont aussi été proposés comme déterminant le niveau d'activation ou les coordinations motrices.

Les axes de recherche au sein des disciplines scientifiques que sont la physiologie de l'exercice, la biomécanique et la psychologie expérimentale sont:

TOP ^

TOP ^

Dans sa globalité, notre équipe de recherche propose en référence à la littérature scientifique, de penser aux modalités d’activité physique adaptées aux différents types de population saine et/ou pathologique. Ces programmes spécifiques permettent d’optimiser les effets d’une pratique régulière sur les aptitudes physiques et sur les fonctions cardiovasculaires, neuro-musculaires et neurophysiologiques. Le choix, en fonction du public, du type, de la fréquence, de la durée et de l’intensité des activités physiques, est déterminant dans la prescription et dans l’individualisation de l’entraînement physique et de la thérapie motrice. Ce dernier aspect représente une nouvelle perspective scientifique dans l’optimisation de l’exercice physique afin d’améliorer la santé et les aptitudes physiques des populations spécifiques.

Une de nos préoccupations est celui de la transposition des bienfaits obtenus par une pratique supervisée à une pratique spontanée et à long terme chez les différentes populations cibles. Quels sont les meilleurs descripteurs de l’activité physique et sont-ce les même pour toutes les populations? Dépense énergétique, fréquence cardiaque, variation de vitesse, calorimétrie indirecte, distance, intensité de l’exercice, type d’activité. Doit-on prendre en compte des relations individualisées entre FC, VO2, vitesse, mouvement et type d’activité? Les outils de quantification du niveau d’activité physique (GPS; capteurs inertiels: accéléromètres, gyroscope; questionnaires…) doivent être adaptés aux différentes populations en terme de simplicité d’utilisation, intégration (vêtements, téléphonie mobile), miniaturisation, esthétisme, ergonomie afin de rendre possible leur usage quotidien par le plus grand nombre. Le transfert de technologies ou méthodologies issues de la recherche biomédicale ou des sciences de l’entraînement sportif dans le champ de l’activité physique pour tous (e.g. cinétique de la VO2; variabilité cardiaque; etc.) constitue un champ de recherche appliquée extrêmement fécond. Ainsi nous postulons que les méthodes actuelles de 'sport pour tous' et de réentraînement n'ont pas toujours fait l'objet de validation scientifique. Des investigations visant à développer des méthodes d'entraînement ou des modalités d'autocontrôle de l'exercice adaptées aux différentes populations permettront de rendre l'activité physique plus agréable, de réduire le 'drop-out' ou les blessures, d'augmenter le taux d'activité physique spontanée et donc d'optimiser les effets globaux de toute pratique physique.

Nous investiguons aussi la performance sportive au niveau élite qui nécessite d'innover constamment aussi bien en terme de méthodes que d'équipements. Les modèles théoriques qui sous-tendent les méthodes d'entraînement sont en évolution permanente, influencés par l'évolution des connaissances biomédicales, elles-mêmes dépendantes des avancées des biotechnologies (génomique, imagerie, etc.). Ainsi des débats importants et des propositions innovantes [e.g. sur les modalités d'entraînement en altitude, la fatigue générale ou localisée, …] sont apparues au cours des dix dernières années. Récemment, des scientifiques ont élaboré des propositions pratiques qui sont reprises par le milieu sportif. Connaître précisément les réponses métaboliques et mécaniques en situation écologique (sur le terrain à l'entraînement et en compétition) est indispensable afin de faire évoluer les méthodes d'entraînement et induit un développement technologique spécifique [e.g. analyseur portable des échanges gazeux; système d'analyse des positions en sport collectif, GPS, capteurs inertiel, etc.). Ces développements technologiques (bio-engineering) dans les sciences du sport peuvent être transférés dans le champ clinique puisque le monitoring permanent des paramètres biologiques et mécaniques est nécessaire dans de nombreuses pathologies ou maladies dégénératives.


Recherche:
 dans ce site:
   
   
   
 Rechercher
Annuaires      Site map

Géopolis - CH-1015 Lausanne  - Suisse  -  Tél. +41 21 692 32 98  -  Fax  +41 21 692 32 93