• Le 30 janvier 2017

Nouvelle publication: Motor adaptations to unilateral quadriceps fatigue during a bilateral pedaling task

Brøchner Nielsen, NP., Hug, F., Guével, A., Fohanno, V., Lardy, J., & Dorel, S.

Scand J Med Sci Sports

Summary: The purpose of this study was to investigate how motor coordination adapts to unilateral fatigue during a constant-load bilateral pedaling task. We first hypothesized that a local quadriceps fatigue would not be compensated within the fatigued muscles and then, we aimed to determine whether this knee power decrease would be compensated by between-joints compensations within the ipsilateral leg and/or an increased contribution of the contralateral leg. Fifteen healthy volunteers were tested during pedaling at 350 W before and after a fatigue protocol consisting of 15 minutes of electromyostimulation on the quadriceps muscle (inducing a MVC decrease of 28.3%±6.8%.  These results show no adjustment of neural drive to the fatigued muscles and demonstrate no concurrent ipsilateral compensation by the non-fatigued muscles involved in the extension pedaling phase. Although interindividual variability was observed, findings provide evidence that participants predominantly adapted by compensating with the contralateral leg during its flexion phase. Both neural (between legs) and mechanical (between pedals) couplings and the minimization of cost functions (neural, energetic, mechanical) might explain these results.

Résumé : Le but de cette étude était de déterminer la manière dont le système nerveux central, durant un exercice sous-maximal de pédalage, adapte les coordinations musculaires en réponse à une fatigue locale induite unilatéralement. Nous émettions l'hypothèse qu'une perte de force du muscle quadriceps ne serait pas prioritairement compensée par des adaptations au sein même de ce muscle, engendrant ainsi une nécessité de compenser la perte fonctionnelle induite au niveau de l'extension genou par des adaptations au niveau des autres articulations de cette jambe ou de l'autre jambe. 15 sujets ont réalisé un exercice à 350 W avant et après un protocole d'électrostimulation induisant une perte de l'ordre de 30% de la force maximale du quadriceps.  Les résultats confirment que la perte de force n'est pas localement compensée pendant l'activité de pédalage, ni au niveau du muscle touché ni même au niveau des muscles et articulations adjacentes impliquées dans la phase d'extension. Le fait que la stratégie préférentielle choisie implique une augmentation de la participation de la jambe controlatérale dans sa phase de flexion supporte les théories selon lesquelles les coordinations musculaires répondent à des lois de contrôle multiples incluant à la fois la minimisation de « fonctions de coût » (énergétique, mécanique et/ou nerveux), mais aussi la prise en compte des contraintes spécifiques de la tache (orientation de la force externe en bout de chaine, transferts inter-segmentaires, couplage mécaniques et nerveux entre les deux jambes).

Cette étude a été financée par la Région Pays de la Loire (projet ANOPACy : http://www.anopacy.univ-nantes.fr/).

Contact : Sylvain Dorel / sylvain.dorel@univ-nantes.fr