Réponses hémodynamiques et métaboliques des muscles paravertébraux à l'exercice : influence de la lombalgie chronique et de la pratique d'activités physiques

Introduction: Paraspinal muscles are required continuously during daily tasks for trunk stabilization and mobilization. For this, aerobic metabolism muscle contribution is required. Chronic low back pain is characterized by a high level of fatigability and pain sensations in regard to paraspinal muscles. These symptoms may be attributed to an alteration in aerobic metabolism responses. Conversely, practising physical and sports activities (PSA) could improve these responses.Objective: The main objective was to determine the specificities in aerobic metabolism responses in regard to paraspinal muscles, in chronic low back pain patients following a functional restoration program and in healthy athletes.Method: Four studies have been conducted. Participants performed submaximal trunk extension exercises on an isokinetic dynamometer for five minutes, to assess paraspinal muscle aerobic metabolism responses to exercises. Chronic low back pain patients were paired with and compared to healthy individuals and followed during a functional restoration program, in which physical exercise was the main component. Also, healthy young individuals, with and without sport specialization, were compared with each other.Results/Conclusion: In chronic low back pain patients, the functional restoration program allows an acceleration in V̇O2, kinetics, an increase in paraspinal muscle oxygenation, and an increase in mechanical efficiency to exercise. In young athletes, the aerobic responses were also improved, and the changes in responses depended on the training modalities. Practicing SPA enhances the aerobic metabolism contribution during prolonged trunk extension exercise, in regard to paraspinal muscles. There was no difference in aerobic metabolism responses between the chronic low back pain patients and the healthy individuals, despite weak levels of maximal strength and high levels of muscle fatigability when exercising (for the chronic low back pain patients). Although the preliminary results did not attest to an alteration in aerobic responses in chronic low back pain patients, our results suggest that practising physical activities could limit paraspinal muscle fatigability, which could be a way to prevent injury and disappointing performances, by improving aerobic metabolism responses to exercise.Introduction : Les muscles paravertébraux interviennent en permanence dans les tâches de la vie quotidienne pour la stabilisation et la mobilisation du rachis. Cela nécessite la contribution du métabolisme aérobie musculaire. La lombalgie chronique est caractérisée par un haut niveau de fatigabilité et des sensations de douleur au regard des muscles paravertébraux, qui pourraient être en partie attribués à l’altération des réponses du métabolisme aérobie musculaire, tandis que la pratique d’activités physiques et sportives (APS) pourrait améliorer ces réponses Objectif : L’objectif général était de déterminer la spécificité des réponses du métabolisme aérobie des muscles paravertébraux chez des patients lombalgiques chroniques, avant et après un programme de restauration fonctionnelle, et chez différents athlètes en bonne santé. Méthode : Quatre études ont été menées. Chaque participant a effectué des exercices isocinétiques sous-maximaux d’extension du tronc pendant cinq minutes, afin d’évaluer les réponses du métabolisme aérobie des muscles paravertébraux à l’exercice. Des sujets lombalgiques chroniques ont été appariés et comparés à des sujets sains, puis suivis au cours d’un programme de restauration fonctionnelle, dont la principale composante était l’exercice physique. Des sujets jeunes et en bonne santé, sportifs et non sportifs, ont été comparés entre eux. Résultats/Conclusion : Chez les lombalgiques chroniques, le programme de restauration fonctionnel a permis une accélération des cinétiques de V̇O2, une augmentation de l’oxygénation musculaire, et une augmentation de l’efficience mécanique à l’exercice. Chez les jeunes sportifs, les réponses aérobies étaient aussi améliorées, et la modification de ces réponses était dépendante des modalités d’entrainement. Ces résultats suggèrent que la pratique d’APS améliore la contribution du métabolisme aérobie au cours d’un exercice prolongé d’extension du tronc, au regard des muscles paravertébraux. Il n’y avait pas de différence entre les réponses métaboliques et hémodynamiques à l’exercice des lombalgiques chroniques, et celles des sujets sains, malgré un faible niveau de force maximale, et un haut niveau de fatigabilité musculaire à l’exercice chez les lombalgiques chroniques. Bien que les résultats préliminaires ne témoignent pas d’une altération des réponses chez les lombalgiques chroniques, nos travaux suggèrent que la pratique d’activités physiques pourrait diminuer le niveau de fatigabilité des muscles paravertébraux, et ainsi limiter les risques de blessure et de contre-performance, en améliorant les réponses aérobies à l’exercice

Hemodynamic and metabolic responses to exercise in paraspinal muscles : influence of chronic low back pain and of the practice of physical activities

Introduction : Les muscles paravertébraux interviennent en permanence dans les tâches de la vie quotidienne pour la stabilisation et la mobilisation du rachis. Cela nécessite la contribution du métabolisme aérobie musculaire. La lombalgie chronique est caractérisée par un haut niveau de fatigabilité et des sensations de douleur au regard des muscles paravertébraux, qui pourraient être en partie attribués à l’altération des réponses du métabolisme aérobie musculaire, tandis que la pratique d’activités physiques et sportives (APS) pourrait améliorer ces réponses Objectif : L’objectif général était de déterminer la spécificité des réponses du métabolisme aérobie des muscles paravertébraux chez des patients lombalgiques chroniques, avant et après un programme de restauration fonctionnelle, et chez différents athlètes en bonne santé. Méthode : Quatre études ont été menées. Chaque participant a effectué des exercices isocinétiques sous-maximaux d’extension du tronc pendant cinq minutes, afin d’évaluer les réponses du métabolisme aérobie des muscles paravertébraux à l’exercice. Des sujets lombalgiques chroniques ont été appariés et comparés à des sujets sains, puis suivis au cours d’un programme de restauration fonctionnelle, dont la principale composante était l’exercice physique. Des sujets jeunes et en bonne santé, sportifs et non sportifs, ont été comparés entre eux. Résultats/Conclusion : Chez les lombalgiques chroniques, le programme de restauration fonctionnel a permis une accélération des cinétiques de V̇O2, une augmentation de l’oxygénation musculaire, et une augmentation de l’efficience mécanique à l’exercice. Chez les jeunes sportifs, les réponses aérobies étaient aussi améliorées, et la modification de ces réponses était dépendante des modalités d’entrainement. Ces résultats suggèrent que la pratique d’APS améliore la contribution du métabolisme aérobie au cours d’un exercice prolongé d’extension du tronc, au regard des muscles paravertébraux. Il n’y avait pas de différence entre les réponses métaboliques et hémodynamiques à l’exercice des lombalgiques chroniques, et celles des sujets sains, malgré un faible niveau de force maximale, et un haut niveau de fatigabilité musculaire à l’exercice chez les lombalgiques chroniques. Bien que les résultats préliminaires ne témoignent pas d’une altération des réponses chez les lombalgiques chroniques, nos travaux suggèrent que la pratique d’activités physiques pourrait diminuer le niveau de fatigabilité des muscles paravertébraux, et ainsi limiter les risques de blessure et de contre-performance, en améliorant les réponses aérobies à l’exercice.Introduction: Paraspinal muscles are required continuously during daily tasks for trunk stabilization and mobilization. For this, aerobic metabolism muscle contribution is required. Chronic low back pain is characterized by a high level of fatigability and pain sensations in regard to paraspinal muscles. These symptoms may be attributed to an alteration in aerobic metabolism responses. Conversely, practising physical and sports activities (PSA) could improve these responses.Objective: The main objective was to determine the specificities in aerobic metabolism responses in regard to paraspinal muscles, in chronic low back pain patients following a functional restoration program and in healthy athletes.Method: Four studies have been conducted. Participants performed submaximal trunk extension exercises on an isokinetic dynamometer for five minutes, to assess paraspinal muscle aerobic metabolism responses to exercises. Chronic low back pain patients were paired with and compared to healthy individuals and followed during a functional restoration program, in which physical exercise was the main component. Also, healthy young individuals, with and without sport specialization, were compared with each other.Results/Conclusion: In chronic low back pain patients, the functional restoration program allows an acceleration in V̇O2, kinetics, an increase in paraspinal muscle oxygenation, and an increase in mechanical efficiency to exercise. In young athletes, the aerobic responses were also improved, and the changes in responses depended on the training modalities. Practicing SPA enhances the aerobic metabolism contribution during prolonged trunk extension exercise, in regard to paraspinal muscles. There was no difference in aerobic metabolism responses between the chronic low back pain patients and the healthy individuals, despite weak levels of maximal strength and high levels of muscle fatigability when exercising (for the chronic low back pain patients). Although the preliminary results did not attest to an alteration in aerobic responses in chronic low back pain patients, our results suggest that practising physical activities could limit paraspinal muscle fatigability, which could be a way to prevent injury and disappointing performances, by improving aerobic metabolism responses to exercise

Benefits of a four-week functional restoration program in chronic low back pain patients and three-month follow-up: focus on paraspinal muscle aerobic metabolism responses to exercise

International audienceBackground: Chronic low back pain (CLBP) is a major health concern characterized by paraspinal muscle fatigability. This can be improved following a functional restoration program. Muscle fatigability can be related to impairment in aerobic metabolism responses. In this study, we investigated paraspinal muscles aerobic metabolism in CLBP patients before and after a functional restoration program, in order to determine if the enhancement in patients' condition following the program is associated to changes in metabolism responses.Methods: Twenty-two CLBP patients (11 women, 11 men; 41.6±1.8 years; 73.7±3.1 kg; 1.74±0.02 m) were evaluated before and after a 4-week functional restoration program, with exercise therapy as the main component. Three months later, 12 patients were seen for a follow-up visit. During each testing session, patients performed a five-minute isokinetic trunk extension exercise in measuring pulmonary gas exchanges and paraspinal muscle oxygenation. Mechanical efficiency and onset V̇O2 kinetics were also calculated, in addition to usual questionnaires and exercises designed to evaluate psychosocial and physical factors.Results: At the end of the program, paraspinal muscle oxygenation, mechanical efficiency, and the V̇O2 onset kinetics were improved (P<0.05). All measures remained stable during the three-month follow-up except for paraspinal muscle oxygenation, which deteriorated (P<0.05). Return-to-work was associated with the level of workday physical activities and to a decrease in fear-avoidance beliefs.Conclusions: At the end of the program, aerobic metabolism responses were improved in paraspinal muscles in patients. These improvements were not associated with return-to-work, which was primarily influenced by socio-psychological factor

Paraspinal muscle oxygenation and mechanical efficiency are reduced in individuals with chronic low back pain

Abstract This study aimed to compare the systemic and local metabolic responses during a 5-min trunk extension exercise in individuals with chronic low back pain (CLBP) and in healthy individuals. Thirteen active participants with CLBP paired with 13 healthy participants performed a standardised 5-min trunk extension exercise on an isokinetic dynamometer set in continuous passive motion mode. During exercise, we used near-infrared spectroscopy to measure tissue oxygenation (TOI) and total haemoglobin-myoglobin (THb). We used a gas exchange analyser to measure breath-by-breath oxygen consumption (V̇O2) and carbon dioxide produced (V̇CO2). We also calculated mechanical efficiency. We assessed the intensity of low back pain sensation before and after exercise by using a visual analogue scale. In participants with CLBP, low back pain increased following exercise (+ 1.5 units; p < 0.001) and THb decreased during exercise (− 4.0 units; p = 0.043). Paraspinal muscle oxygenation (65.0 and 71.0%, respectively; p = 0.009) and mechanical efficiency (4.7 and 5.3%, respectively; p = 0.034) were both lower in participants with CLBP compared with healthy participants. The increase in pain sensation was related to the decrease in tissue oxygenation (R2 = − 0.420; p = 0.036). Decreases in total haemoglobin-myoglobin and mechanical efficiency could involve fatigability in exercise-soliciting paraspinal muscles and, therefore, exacerbate inabilities in daily life. Given the positive correlation between tissue oxygenation and exercise-induced pain exacerbation, muscle oxygenation may be related to persisting and crippling low back pain

L’usage du cannabidiol dans le sport : une bonne idée ?

International audienceObjectives: In this paper, we wish to review the different properties of cannabidiol (CBD) that could be interesting for athletes. News: CBD is one of the most abundant phytocannabinoids, with ∆9-tetrahydrocannabinol, in Cannabis Sativa L. The World Anti-Doping Agency removed CBD from the list of prohibited substances in or out of competition since 2018. With this decision, athletes may be interested to use CBD products derived from Cannabis Sativa L.. Prospects and project: Preclinical studies highlighted anxiolytic, analgesic, anti-inflammatory, neuroprotective properties and also beneficial effects on sleep. This can make CBD interesting for the management of injury, commotion, anxiety and sleep disturbances in athlete population. However, if CBD appears relatively safe, it can induce side effects and mostly when using non-medicinal products. Conclusion: Unfortunately, scientific evidences are scarce and no clinical data are available to recommend appropriately CBD use in athlete population.Objectifs : Dans cet article, nous souhaitons faire le point sur les différentes propriétés du cannabidiol (CBD) potentiellement intéressantes pour le sportif. Actualités : Le CBD est, avec le ∆9-tetrahydrocannabinol, l’un des phytocannabinoïdes les plus abondants du Cannabis Sativa L. Avec la levée de l’interdiction en 2018 du CBD par l’Agence Mondiale Anti-dopage, il est probable que les sportifs se tournent davantage vers les produits au CBD dérivés du Cannabis Sativa L. Perspectives et Projets : Des études précliniques sur le CBD ont montré des effets anxiolytiques, analgésiques, anti-inflammatoires, neuroprotecteurs mais également sur le sommeil. Ces propriétés pourraient être intéressantes dans la gestion des blessures, des commotions, de l’anxiété et des troubles du sommeil. Si le CBD paraît être une molécule sûre, les effets secondaires indésirables existent bel et bien et notamment pour les produits non réglementés. Conclusion : Le manque de preuves scientifiques et le trop peu d’études cliniques appliquées aux sportifs ne permettent pas, pour le moment, de recommander l’utilisation du CBD aux athlètes

Neural Drive Impairment in Chronic Kidney Disease Patients Is Associated with Neuromuscular Fatigability and Fatigue

International audienceIntroductionChronic kidney disease (CKD) patients have a high degree of fatigue relating to neuromuscular symptoms. There is a lack of evidence regarding the etiology of neuromuscular fatigability in elderly CKD patients.MethodsInclusion criteria are as follows: age ≥60 yr, glomerular filtration rate (GFR) 60 mL·min−1·1.73 m−2 in controls. The fatigability protocol consisted in a submaximal handgrip task at 40% peak force. Fatigue was assessed using the Multidimensional Fatigue Inventory–20 items (MFI-20) and the Functional Assessment of Chronic Illness Therapy–Fatigue questionnaires. Peak rate of force development (RFDpeak, normalized: NRFDpeak) and rate of EMG rise (RER) were measured during explosive contractions; peak force and mean surface EMG were measured during maximum voluntary contractions. Multilevel models tested neuromuscular parameters adjusted for clinical and Multidimensional Fatigue Inventory–20 items subscales. Neuromuscular fatigability contribution to fatigue description was tested using model comparison.ResultsThe study included 102 participants; 45 CKD patients and 57 controls. CKD mainly affected the mental and the reduced motivation subscales of fatigue. CKD was associated with greater neuromuscular fatigability assessed using NRFDpeak (group–time interaction, −16.7 % MVF·s−1, P = 0.024), which increased with fatigue severity (P = 0.018) and with a higher rate of decrement in RER compared with controls (RER at 50 ms: β = −121.2 μV·s−1, P = 0.016, and β = −48.5 μV·s−1, P = 0.196, respectively). Furthermore, these patients show an association between the reduced motivation subscale and the RER (e.g., 30 ms: β = −59.8% EMGpeak·s−1, P < 0.001). Only peak force fatigability contributed to fatigue variance, whereas RFDpeak did not.ConclusionsIn CKD patients, the neuromuscular fatigability assessed using RFDpeak is related to an impairment in motor-unit recruitment or discharge rates, whereas only peak force fatigability was related to fatigue. This suggests that targeting exercise interventions might lessen fatigue and improve quality of life in CKD patients

Une application topique de cannabidiol pour accélérer la récupération musculaire après un exercice inducteur de dommages musculaires

International audienc