Institut Régional de Formation aux Métiers de la Rééducation et Réadaptation Pays de la Loire.
54, rue de la Baugerie - 44230 SAINT- SÉBASTIEN SUR LOIRE
Vadrot Clément
Mémoire UE28 Semestre 10
Année scolaire : 2020-2021
RÉGION DES PAYS DE LA LOIRE
Le Blood Flow Restriction training et son application dans le cadre de la prise en charge d’une rupture du tendon
d’achille : une revue systématique de la littérature
AVERTISSEMENT
Les mémoires des étudiants de l’Institut Régional de Formation aux Métiers de la Rééducation et de la Réadaptation sont réalisés au cours de la dernière année de
formation MK.
Ils réclament une lecture critique. Les opinions exprimées n’engagent que les auteurs.
Ces travaux ne peuvent faire l’objet d’une publication, en tout ou partie, sans l’accord des auteurs et de l’IFM3R.
Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance envers mon directeur de mémoire qui a su m’accorder sa disponibilité et ses précieux conseils. Son implication et ses compétences m’ont permis d’aiguiller ma réflexion durant toute l’élaboration de ce travail de recherche.
Je présente tous mes remerciements à l’ensemble de l’équipe pédagogique de l’IFM3R pour la qualité de la formation et à tous les intervenants pour leur accompagnement lors de mon cursus de professionnalisation. Les opportunités et les connaissances transmises m’ont fait acquérir des compétences professionnelles et personnelles inestimables.
Je dédie ce mémoire à ma famille, qui n’a cessé de m’encourager et de me soutenir pendant l’intégralité de ma scolarité, et sans qui la réalisation de tous mes projets n’aurait jamais pu voir le jour.
Enfin, je remercie mes amis et toutes ces belles personnes rencontrées pour avoir marqué ces études de moments de joie et de souvenirs inoubliables.
Introduction : Étant un sujet très en vogue ces dernières années, le Blood Flow Restriction training est une méthode d’entraînement de plus en plus utilisée dans le cadre de la réadaptation. Du fait des divers avantages corporels démontrés tout en minimisant les contraintes exercées aux différents tissus du corps humain, ce mécanisme de renforcement pourrait se présenter comme une alternative intéressante au traitement conventionnel sans compromettre la cicatrisation d’un tendon lésé.
L’objectif de cette revue de littérature est d’identifier si la thérapie par restriction sanguine possède des bénéfices significatifs par rapport à un traitement conservateur dans la cadre de la prise en charge d’une rupture de tendon d’achille.
Matériel et Méthodes : Une revue systématique de la littérature a été réalisée à l’aide de quatre bases de données (Pubmed, Pedro, Science Direct et Google Scholar). Au regard des critères d’éligibilité établis au préalable, il a été réalisé une sélection des publications facilement interprétable à l’aide d’un diagramme de flux PRISMA. Les références retenues suite à ce processus, qui étaient chacune des rapports de cas, ont été soumises à une évaluation méthodologique à l’aide de deux outils d’évaluation spécifiques à ce type d’investigation. Finalement, nous avons décidé d’inclure ces 3 études au sein de notre travail, qui s’en est suivi par une synthèse et une analyse critique des résultats collectés.
Résultats : Diverses modalités d’évaluations objectives et subjectives ont été utilisées dans les différentes études et des résultats favorables significatifs en terme de force, d’épaisseur musculaire, de douleur et de perception de l’effort ainsi que de fonction ont été obtenus.
Conclusion : Malgré que des résultats prometteurs ont été recueillis lors de l’application d’un protocole BFR dans la prise en charge d’une déchirure du tendon d’achille, le faible niveau de preuve des investigations analysées et le nombre minime de cas étudiés ne permettent pas de statuer quant à l’efficience de son utilisation. Des recherches supplémentaires de plus haut niveau de preuve, sur des populations élargies et utilisant des outils d’évaluation fiables et valides sont nécessaires d’être réalisées à l’avenir.
Mots clés
• Entraînement par restriction sanguine
• Rupture du tendon d’achille
• Rééducation
• Thérapie physique
Introduction : Blood Flow Restriction Training is a very popular training method in recent years and is increasingly used in rehabilitation. Because of the various benefits to the body that have been demonstrated while minimizing the stress on the various tissues of the human body, this strengthening mechanism could be an interesting alternative to conventional treatment without compromising the healing of an injured tendon. Thus, the purpose of this literature review is to identify whether blood restriction therapy has significant benefits compared to conservative treatment in the management of an achilles tendon rupture
Methods : A systematic review of the literature was performed using four databases (Pubmed, Pedro, Science Direct and Google Scholar). Based on the previously established eligibility criteria, a selection of publications was made that could be easily interpreted using a PRISMA flow chart. The references retained following this process, which were each case reports, were subjected to a methodological evaluation using two evaluation tools specific to this type of investigation. Finally, we decided to include these 3 studies in our work, which was followed by a synthesis and critical analysis of the results obtained.
Results : Various objective and subjective evaluation methods were used in the various studies and significant favorable results in terms of strength, muscle thickness, pain and perception of effort as well as function were obtained.
Conclusion : Although promising results have been obtained from the application of a BFR protocol in the management of an achilles tendon tear, the low level of evidence from the investigations reviewed and the small number of cases studied do not allow for a determination of the efficiency of its use. Additional research with higher levels of evidence, larger populations, and reliable and valid assessment tools are needed in the future.
Key words
• Blood Flow Restriction training
• Achilles tendon rupture
• Rehabilitation
• Physical therapy
1. Introduction ...1
2. Cadre conceptuel ...2
2.1. Origines ... 2
2.2. Définition ... 2
2.3. Mécanismes physiologiques ... 2
2.3.1. Mécanismes primaires ... 3
2.3.2. Mécanismes secondaires ... 5
2.3.3. Adaptations musculaires ... 7
2.4. Bénéfices corporelles et modalités d’entraînement... 8
2.4.1. Augmentation de la force et hypertrophie musculaire ... 8
2.4.2. Amélioration des facteurs cardio-vasculaires et respiratoires ... 9
2.4.3. Bénéfices sur la densité minérale osseuse ... 10
2.4.4. Mise en application sous différentes modalités ... 10
2.5. Aspect sécuritaire ... 12
2.5.1. Généralités ... 12
2.5.2. Limitations du BFR ... 12
2.5.3. Traitement individualisé ... 15
2.6. Paramètres d’occlusion ... 16
2.7. Mise en application pratique... 19
2.8. Applications cliniques ... 22
3. Problématique et question de recherche ... 26
4. Méthodologie de recherche ... 26
4.1. Critères PICO ... 27
4.2. Bases de données et équations de recherches ... 27
4.3. Critères d’éligibilité... 28
4.4. Sélection des publications ... 29
4.5. Évaluation méthodologique... 30
5. Résultats et analyse des résultats... 31
5.1. Présentation des publications retenues ... 31
5.2. Caractéristiques des publications ... 31
5.3. Présentation des résultats ... 35
6. Discussion ... 38
6.1. Analyse critique et interprétation des résultats ... 38
6.2. Analyse méthodologique ... 42
6.3. Identification des limites de la revue de littérature et des références ... 43
6.4. Perspectives professionnelles... 45
6.4.1. Évaluation de la 1RM et application pratique ... 45
6.4.2. Rapport bénéfices/risques ... 47
6.4.3. Coûts/efficacité ... 47
6.4.4. Études en cours ... 48
7. Conclusion ... 50 Références bibliographiques ...
Annexes ... I à VI
1. Introduction
Pendant de nombreuses années, il a été pensé que seul l’entraînement à haute résistance effectué à plus de 65-70% de la Répétition Maximale (1RM) était nécessaire pour obtenir des gains de force et d’hypertrophie musculaire dans les programmes de renforcement. (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) L’apparition récente du mécanisme BFR dans les différents protocoles d’entraînement a remis en question cette théorie. Plusieurs études de haut niveau de preuve ont démontré que cette thérapie pouvait présenter des avantages significatifs sur la force et le volume musculaire lorsqu’elle est couplée à des exercices de résistances à faibles charges (inférieurs à 50% de la 1RM) sur tout type de population, voire même similaires à un programme de renforcement lourd. (4)(5)(6)(7)
Le Blood Flow Restriction Training repose sur une restriction partielle du flux sanguin artériel et de l’occlusion complète de la circulation veineuse via un système de garrot placé proximalement sur le membre. (4)(9)(10)(11)Son objectif est de favoriser le développement musculaire tout en minimisant les dommages qu’un exercice conventionnel engendre aux tissus conjonctifs et aux articulations. (5)(6) Cette méthode d’entraînement innovante apparait donc comme une stratégie efficace dans des situations de contre-indications à l’entraînement de force, où des charges et des intensités trop importantes ne peuvent être tolérées. (2)(5)(6)(8)(10)(12)
C’est ainsi qu’au cours de la dernière décennie, un intérêt croissant est porté à l’entraînement par occlusion vasculaire au sein de la littérature scientifique. (7)(10)(12)(13) Il a été dénombré plus d’un millier d’articles de recherche évaluant son efficacité et son innocuité dans différents domaines d’application, plus particulièrement dans les milieux de réadaptation physique et de performances sportives. (10)
Les ruptures du tendon d’achille sont des blessures musculo-squelettiques courantes avec une incidence en constante évolution ces dernières années, s’expliquant probablement par une pratique sportive généralisée (14)(15)(16). Bien qu’il existe différents choix d’intervention possibles, il est régulièrement retrouvé des déficits fonctionnels invalidants, pouvant persister des années après la blessure. Pour pallier à ces faits, il est remarqué l’essor considérable de nouvelles méthodes de traitements, dont la mise en application d’un protocole par occlusion vasculaire durant la prise en charge rééducative de ces pathologies.
À l’issue de ce travail de recherche, nous avons fait le choix d’explorer les connaissances scientifiques établies à ce jour sur les différents mécanismes physiologiques et bénéfices corporelles de cette thérapie. Après avoir adopté un regard critique concernant l’aspect sécuritaire et sur les différentes modalités de mise en œuvre pratique et clinique du BFR, nous avons décidé de rédiger une revue de littérature sur l’utilisation de cette formation dans la prise en charge d’une déchirure du tendon d’achille.
2. Cadre conceptuel 2.1. Origines
En 1966, alors qu’un jeune lycéen nommé Yoshiaki Sato assiste à une cérémonie bouddhiste, il sent ses jambes s’engourdir suite au maintien prolongé de la position dos droit, genoux au sol. Il décrit cette sensation d’inconfort et de gonflement similaire à celle qu’il a l’habitude de ressentir lorsqu’il effectue des exercices intenses de soulèvements de mollets. Il émet plusieurs hypothèses et développe une méthode d’entraînement avec une restriction du flux sanguin. Essayant de peaufiner un maximum son protocole, il est victime d’une embolie pulmonaire l’année suivante, causée par un épuisement musculaire suite à une occlusion totale de ses membres inférieurs. C’est en 1973, qu’il est sujet à un accident de ski et se retrouve grièvement blessé ; multiples traumatismes aux genoux et aux chevilles.
Pour des raisons personnelles, il refuse de se faire opérer et demande à se faire plâtrer. À l’aide de sa technique de renforcement, il parvient à éviter l’atrophie musculaire (phénomène naturel consécutif de l’immobilisation) et au contraire, ses muscles se sont hypertrophiés pendant qu’une cicatrisation osseuse et ligamentaire optimale a été obtenue, ce qui a surpris tous les médecins. Il fignole sa méthode de renforcement jusqu’en 1983 où il généralise la formation « Kaatsu Training » à un usage public. Sato dépose une demande de brevet à la fin de l’année 1994 qui est confirmée par le bureau des Brevets du Japon en 1997, puis par l’Europe et l’Amérique peu de temps après afin de promouvoir sa thérapie de manière sécuritaire. (6)(11)(17)
2.2. Définition
Bien que la thérapie par restriction sanguine possède de nombreuses appellations telles qu’entraînement Kaatsu (« Kaatsu training), Blood Flow Restriction training (BFR), Exercice sous Occlusion Vasculaire (« Vascular Occlusion Exercise ») ou encore Entraînement de Force à l’Ischémie (« Ischemic Strengh Training »), ce mécanisme de renforcement repose sur un seul principe
clairement établi.
Il se définit par la mise en place d’un système de pression mécanique externe au niveau de la partie proximale du Membre Inférieur (MI) ou Supérieur (MS), limitant l’afflux sanguin à une extrémité bien précise. Ce mécanisme de compression doit obligatoirement maintenir l’écoulement artériel à un flux minimum, tout en occluant le retour veineux ; c’est pourquoi des pressions inférieures à la valeur d’occlusion sanguine totale sont appliquées. (3)(4)(9)(10)(11)
2.3. Mécanismes physiologiques
En regard de la littérature actuelle, le développement musculaire engendré par le BFR ne semble pas tout à fait expliqué. Il a été démontré à de multiples reprises que les deux principaux mécanismes impliqués sont la tension mécanique et le stress métabolique. (3)(4)(5)(10)
Étant donné que le niveau de tension mécanique est généralement faible avec un exercice de résistance BFR (inférieur à 50% 1RM), il semble logique que nous nous interrogions quant à l’ampleur
de son implication dans ce mécanisme. (4) De ce fait, le stress métabolique a été suggéré comme le principal stimulus moteur de ce processus, et est théorisé pour activer de nombreux mécanismes secondaires sous-jacents. (4)(7)(10) Des recherches antérieures suggèrent que certains de ces mécanismes sont davantage médiés par la tension mécanique plutôt que par le stress métabolique, ce qui remet en question nos interrogations. (4)(5)
Nous pouvons en déduire qu’il existe des effets additifs entre la tension mécanique et le stress métabolique, et qu’ils sont aussi importants l’un que l’autre pour agir de manière synergique. (3)(4)(9) Cette association permet de médier les nombreux mécanismes secondaires associés, induisant une augmentation de la force, de l’hypertrophie et de l’angiogenèse via des actions autocrines et/ou paracrines. (4)(6)(7)
2.3.1. Mécanismes primaires 2.3.1.1.Stress métabolique
Le simple fait d’occlure partiellement et de manière continue le flux sanguin artériel et veineux à un membre induit une diminution de l’apport en oxygène : cela entraine une hypoxie aigüe ainsi qu’une acidité intramusculaire (baisse du pH sanguin). (4)(18)(19) Dès lors, il se crée un niveau élevé de stress métabolique (5)(6)(7)(10), défini par une accumulation de métabolites lors de la réalisation d’un effort musculaire. (4) Durant l’exécution d’un exercice BFR à faible intensité, ou même au repos, de nombreuses adaptations locales et systémiques sont recueillies, et apparaissent comme bénéfiques pour le système musculo-squelettique. (10)
- Augmentation de la concentration sanguine en lactates
De telles accumulations métaboliques induiraient potentiellement une augmentation élevée de la concentration de lactate (6)(7), et plus particulièrement des niveaux de lactates sanguins, plasmatiques et cellulaires des fibres musculaires. (3)
De manière à établir un lien entre accumulation métabolique et croissance musculaire, une étude menée par Goto et al. (4) a comparé deux programmes à haute résistance (3 à 5 séries de 10 répétitions à 75% 1RM) avec des temps de repos différents chez 27 sujets de sexe masculin. Le premier programme n’incluant aucun temps de repos entre les séries effectuées a révélé un accroissement significatif des concentrations sanguines en lactates par rapport au programme incluant 30 secondes de repos entre chaque série qui avait pour objectif de limiter l’accumulation métabolique. Un gain manifeste de la surface transversale musculaire a également été recueilli dans le programme sans repos après 12 semaines d’entraînement, contrairement au protocole avec repos qui lui n’a observé aucune différence de ce type.
Kim et al. (3) ont comparé 2 programmes de renforcement musculaire du haut du corps sur une population de patients non-entraînés, l’un comprenant des résistances élevées et l’autre des faibles charges associées au BFR (50% d’occlusion). Des bénéfices similaires dans le couple, le gonflement
musculaire et les concentrations en lactates sanguins ont été rapportées pour les 2 types de renforcement. Sur le long terme, aucune différence significative n’a été rapportée sur les changements de la taille musculaire. Ces résultats sont en adéquation avec une revue de littérature réalisée par Centner et al. (13) sur une population plus âgée (sujets de plus de 50 ans), qui a mis en évidence une élévation de la concentration de lactate après un exercice sous occlusion vasculaire à faible charge par rapport à l'exercice à haute charge.
L’augmentation du niveau de lactate, attribuable à des niveaux élevés de stress métabolique suite à un exercice sous restriction sanguine, semble être en lien avec une amplification du volume et la force musculaire, notamment par le biais de son rôle prépondérant dans la régulation de l’hormone de croissance. (20)
- Production d’hormones de croissance
Suite à la création d’un environnement hypoxique en résultante aux condensations métaboliques intramusculaires engendrées par un exercice BFR, les équipes de Pearson (4) et de Vopat (6) nous indiquent qu’il y aurait la mise en place d’un métabolisme anaérobie. Il se produirait une stimulation des facteurs de croissance anabolisants et de la signalisation intracellulaire d’un point de vue systémique et local, responsable de la croissance du muscle squelettique. (3)(4)(5)(6)(11)(13)(19) Plusieurs investigations ont très bien démontré cette production hormonale, en particulier celle menée par Fry et al. (21). Cette-ci s’est attardée sur la production systémique des personnes âgées en comparant un programme de résistance à faible charge avec BFR à un groupe contrôle chez une population de 7 patients ; une augmentation significative de 9 fois supérieure de l’hormone de croissance GH a été dénotée dans le groupe étudié. De leur côté, Takarada et al. (22) ont recueilli dans leur enquête un taux d’hormones de croissance 290 fois plus élevé au sein d’une population de 6 jeunes athlètes masculins (20 à 22 ans) ayant réalisé un protocole de renforcement BFR couplé à des résistances légères par rapport à un groupe témoin. Les équipes de Takano et al. (23) ont également retrouvé parmi 11 hommes âgées de 26 à 45 ans (34 +/- 6 ans) en bonne santé des proportions importantes de l’hormone IGF-1 lors de la réalisation d’un exercice sous occlusion. L’augmentation des niveaux d’hormones secrétées en lien avec l’accumulation des métabolites peut être également à l’origine des effets hypertrophiques provoqués par l’entraînement sous l’occlusion. Cela pourrait s’expliquer par l’effet anabolique résultant de la production des hormones, qui conduirait à une synthèse prépondérante des protéines musculaires, en relation avec la croissance musculaire post- exercice. (4) En contradiction avec ces résultats, les équipes de West (24) et de Mitchell (25) ont rapporté des évolutions nulles du taux de GH suite la réalisation de divers programmes BFR. Pearson (4), Vopat (6) et leurs collègues ont spécifié que les proportions considérables d’hormones anabolisantes systémiques ne seraient en réalité pas assimilées à une élévation de la production des protéines musculaires ou à des modifications hypertrophiques sur le long terme, et que les hormones localisées induites par le stress mécanique seraient elles-mêmes à l’origine de ce processus.
Actuellement, il est impossible de justifier pour quelles raisons les facteurs localisés induits par la tension mécanique semblent prépondérants alors que ceux-ci demeurent moindres durant l’exercice sous occlusion. Leur participation aux adaptations hypertrophiques est par conséquent remise en cause, ce qui justifie la réalisation de future investigations.
2.3.1.2. Stress mécanique
De nombreuses recherches rapportent que la tension mécanique, définie par le stress impliqué des différentes forces (tension, compression, torsion), agit comme le mécanisme principal de la croissance musculaire dans l’entraînement. (4) L’American College of Sport Medecine indique que le renforcement à hautes charges (et donc avec un stress mécanique élevé) est connu pour induire des processus mécaniques, métaboliques et hormonaux conduisant à une série d’événements intracellulaires. Ces derniers auront pour rôle de réguler l’expression des gènes et la synthèse des protéines. (19) Malgré qu’il soit activé à faible niveau lors de l’exercice de résistance au BFR (6), Pearson et Hussain (4) nous informent qu’il possède une charge toute aussi importante dans ce processus en activant également certains mécanismes théorisés sans pour autant les induire dans une large mesure.
Ces deux mécanismes travaillent en synergie, et le stress métabolique apparait comme prépondérant afin de compenser la faible mais nécessaire activation de la tension mécanique.
2.3.2. Mécanismes secondaires
Les études s’intéressant aux mécanismes sous-jacents relatifs aux adaptations musculaires du mécanisme BFR se font rares. De plus, ces concepts ne sont pas bien définis et leur compréhension fait encore défaut. Nous savons que chacun des mécanismes principaux décrits précédemment vont être responsables de l’activation de processus communs. Ils seront stimulés de manière plus ou moins importante selon le dispositif en question sans connaitre précisément l’ampleur de leur incidence. Le peu d’enquêtes retrouvées quant à la physiologie de cette thérapie se sont principalement portées sur des populations jeunes et n’ont aucunement comparé un protocole BFR à faibles charges à un protocole de force. L’identification que nous allons réaliser des mécanismes secondaires apparait comme très pragmatique et purement théorique, et toute conclusion définitive ne peut être réalisée momentanément. (3)(4)(5)(6)(10)(11)(13)(18)
2.3.2.1. Hyperémie et gonflement intracellulaire
Étant donné que l’application du mécanisme BFR occlut complètement le retour veineux, il se produit une accumulation de sang qui serait responsable d’une hyperémie réactive (11)(18) : ce phénomène est théorisé comme étant un élément majeur aux effets induits par l’exercice BFR. (6) La hausse du flux sanguin induirait un gonflement intracellulaire (3)(4)(5)(7)(13)(18), et favoriserait une synthèse protéique importante dans de nombreux types de cellules tels que les hépatocytes, les ostéocytes et les fibres musculaires. (6) L’amplification du volume cellulaire menacerait l’aspect structurel du
cytosquelette et provoquerait un remaniement de sa structure. Il serait observé une extension des parois cellulaires et permettrait de justifier la croissance des tissus. (11)
2.3.2.2.Mécanotransduction
La mécanotransduction se caractérise par la procédure durant laquelle l’énergie mécanique est transformée en signaux chimiques par l’intermédiaire du complexe sarcolemme-mécanorécepteur.
(26) Ce processus interviendrait dans la synthèse de nouvelles protéines via des mécanismes anaboliques et cataboliques musculaires et s’exprimerait par la diminution de l’ARN messager de la myostatine. (18) Bien que plusieurs études ont théorisé que ce mécanisme demeurait important pour la croissance musculaire dans un exercice BFR (3)(4)(13), aucune d’entre elles n’a réellement prouvé si sa contribution est essentielle aux bénéfices exposés étant donné la moindre tension mécanique exercée lors de cet entraînement.
2.3.2.3.Espèces réactives de l’oxygène
De nombreux articles de recherche examinant les différents facteurs qui contribuent à l’ampleur de l’hypertrophie ont mis en évidence l’importance de la production aigüe d’espèces réactives de l’oxygène (ROS). Celles-ci possèderaient la particularité de médier les adaptations anaboliques qui se produisent suite à un exercice (4), et seraient produites de manière accrue dans un environnement hypoxique locale (3)(5)(11)(13). Il a été proposé par divers auteurs que la production élevée de ROS durant la pratique d’un exercice sous occlusion vasculaire serait un mécanisme phare de la croissance des tissus musculaire. (27)(28)
Cependant, Pearson et al. (4) nous indiquent que les preuves au sujet de la contribution de ce mécanisme dans l’hypertrophie musculaire sont controversées. Des études antérieures ont démontré qu’au contraire aucune différence significative de la production de ROS n’a été dénotée suite à un exercice BFR, remettant en cause la théorie énoncée. Ce mécanisme fait encore défaut dans la littérature existante.
2.3.2.4.Actions autocrines/paracrines
Il a été suggéré que l’action des mécanismes primaires sur les mécanismes secondaires favoriserait l’activation des voies de signalisation autocrines et paracrines. Ce processus permettrait une synthèse protéique abondante (action autocrine par stimulation des voies anaboliques et cataboliques) et la multiplication prolifique de cellules souches myogéniques (action paracrine par excitation, prolifération et association des cellules satellites) ; il en découlerait une croissance musculaire abondante. (3)(4)(6)(11)(18) Le développement de ces 2 mécanismes requiert de vastes explications spécifiques qui ne sont pas l’objet de la revue actuellement réalisée, mais que nous pouvons très bien apercevoir dans le travail réalisé par Pearson et son équipe. (4)
2.3.3.Adaptations musculaires - Rappels :
Une Unité Motrice (UM) correspond à l’ensemble des fibres musculaires innervées par un seul et même motoneurone. Il est important de noter que ces UM sont regroupées sous forme de deux catégories : les UM lentes et les UM rapides. Ces dernières ont la particularité de produire un niveau de force important mais atteignent leur seuil de fatigabilité plus rapidement, contrairement aux UM lentes qui produisent moins de force mais possèdent un seuil de fatigabilité bien plus tardif. (29) Selon le principe d’Henneman, autrement nommé le « principe de taille », les UM lentes (petites) sont recrutées avant les UM rapides (grosses) lors d’un effort musculaire. (30)
Un tableau permet de classifier les différents types de fibres musculaires (I oxydatives, IIa mixtes et IIx rapides glycolytiques) selon leur caractéristiques structurelles, énergétiques et contractiles (cf. tableau I). (31) Le recrutement des grandes fibres de type II, possédant un diamètre relativement plus grand et un seuil de stimulation plus élevé, sera à privilégier afin d’augmenter la masse musculaire et la force.
En effet, ce sont les fibres qui se sont avérées les plus sensibles à une hypertrophie musculaire. (3)(4)(6)
Tableau I : Tableau récapitulant les différentes fibres musculaires (oxydatives, mixtes et glycolytiques) en fonction de leurs caractéristiques anatomiques et physiologiques. (31)
- Recrutement des fibres
Lors d'un exercice de résistance, le recrutement des UM et par conséquent des fibres musculaires respecte le « principe de taille » (4)(6). Cependant, et conformément à l'entraînement à l'occlusion, les fibres à contraction rapide sont recrutées rapidement même si l'intensité est faible, et ne tiennent donc pas compte du principe de taille. (3)
Une étude (32) menée sur un groupe de 12 jeunes hommes (20 à 23 ans) en bonne santé au sujet d’un programme de formation BFR de 2 semaines à 20% de 1RM a clairement mis en évidence les faits
exposés. Le recrutement des fibres de type I s’élevait seulement à 5,9% contrairement à celui des fibres de type II qui était de 27,6%. Les équipes d’Hwang (3), Vopat (6), Centner (13), Abe (32) ont avancé que le manque d’apport en oxygène dans le cadre d’un exercice BFR à faible intensité provoquait une fatigue précoce des fibres de type I, engendrant un recrutement progressif des UM rapides. Celles-ci, puisant l’essentiel de leur énergie par la voie glycolytique, sont alors préférentiellement recrutées dans un environnement hypoxique. À l’aide de l’électromyographie, plusieurs études ont démontré qu’il se produisait une augmentation du recrutement des fibres musculaires de type II. (3) Une étude identifiée par Vopat et al. (6) a également rapporté une stimulation de 1,8 fois supérieure du recrutement musculaire lors d’un exercice BFR à faible intensité que le volume-contrôle correspondant.
Selon Lixandrão et al. (1), il est nécessaire de prendre des précautions par rapport à la proposition de cette théorie. L’étude menée par Cumming et al. (33) a constaté une augmentation prépondérante des fibres de type 1 lors du renforcement par restriction sanguine. En outre, bien que de nombreux auteurs sont persuadés que la croissance musculaire induite par le BFR est expliquée en partie par un recrutement accru de fibres de type II (3)(4)(5)(6)(11)(18)(19), il reste important de préciser qu’il n’y a également pas autant de fibres musculaires qui sont recrutées dans un exercice de résistance à l’occlusion vasculaire que celui à haute intensité (4). La tension mécanique semble être le facteur le plus important pour le recrutement de ce type de fibres musculaires.
Hwang et Willoughby (3) nous informent qu’il est nécessaire d’effectuer des recherches supplémentaires, notamment dans l’objectif de prouver qu’il existe un lien direct entre l’augmentation du recrutement des fibres rapides pendant la formation BFR et la croissance musculaire.
2.4. Bénéfices corporelles et modalités d’entraînement
La plupart des revues systématiques et articles étudiés a rapporté de nombreux effets bénéfiques suite à l’utilisation du BFR. Il est nécessaire d’éclairer ces bénéfices sur le plan musculaire, mais également sur d’autres composantes.
2.4.1. Augmentation de la force et hypertrophie musculaire
Concernant les adaptations musculaires, les avis se confrontent et la littérature semble controversée à ce sujet. (1)(2)(13). Même si certaines études ont rapporté des gains de force et d’hypertrophie similaires à un exercice à charges lourdes (9)(11)(12)(18), la plupart de celles-ci semblent s’accorder sur une augmentation semblable de l’hypertrophie, mais un gain de force moindre, et ce conformément aux différentes modalités de renforcement. (1)(2)(4)(5)(6)(7)(8)(11)(12)(13) Lixandrão et al. (1) nous informent que même en ajustant les modérateurs potentiels tels que la spécificité du test, la largeur du brassard, la pression d’occlusion absolue et la méthode de prescription, les gains de force ont été systématiquement plus élevés pour le programme à résistances élevées. Il est intéressant de noter que la totalité des études retenues a mis en évidence une plus grande efficacité d’un
programme de renforcement à faible résistance couplé au BFR (de 20% à 50% 1RM) comparé à un programme de renforcement à faible résistance seul.
Ce gain de force inférieure à un programme de renforcement à hautes charges pourrait s’expliquer par différents mécanismes. Les adaptations fonctionnelles de la force sont généralement médiées par des facteurs neuraux comme par exemple une augmentation de l’activation musculaire, mais peuvent l’être également par des facteurs structurels comme l’hypertrophie musculaire. (13) Or, lors de l’exécution d’un exercice à faible charge, la commande neuronale semble insuffisante (13), contrairement aux charges d’entraînement élevées qui favoriseraient une adaptation nerveuse centrale plus importante. (7)(18) Il est également théorisé que le fait de soulever des charges lourdes de manière régulière pourrait expliquer une 1RM majorée lors de l’évaluation de la force musculaire (1)(18)
2.4.2.Amélioration des facteurs cardio-vasculaires et respiratoires
Lors de l’exécution d’un exercice BFR, il se produit une augmentation spontanée de la réponse sympathique autonome et une réduction de la réponse parasympathique ; ce phénomène est nommé le « réflexe de pression à l’exercice ». (34) Cet automatisme, provoqué par l’interconnexion centrale des différents récepteurs aux fibres nerveuses, est responsable de la modification de différents paramètres cardiovasculaires. Ce mécanisme serait à l’origine d’une augmentation importante de la pression artérielle (7), du métaboréflexe musculaire (vasoconstriction) (7)(12) et d’une réponse exagérée de la résistance vasculaire périphérique (6). Il est nécessaire que les différents facteurs cardiovasculaires soient vérifiés et analysés avant toute exécution de la thérapie BFR.
Le manque de reperfusion des différents tissus compromet le retour veineux. Il se produit une augmentation (7) du volume systolique, qui accroit la demande cardiovasculaire ; l’indice de demande d’oxygène du myocarde devient alors trois fois plus élevé. Il en résulte une élévation importante de la Fréquence Cardiaque (FC) (11)(12).
Dès lors qu’une activité aérobique faible à modérée ou un renforcement musculaire à charges faibles est réalisé et associé au BFR, des adaptations physiologiques des composantes vasculaires et pulmonaires sont présentées. (5) Du fait d’un apport sanguin plus élevé au système musculaire, une amélioration des performances en résulte et peut s’expliquer par une augmentation des capacités d’aérobie et d’endurance. Une accentuation du flux sanguin, de l’apport d’oxygène et de l’angiogenèse suite à un exercice BFR semblent bénéfiques pour la fonction vasculaire (6).
Une hausse des performances d’endurance musculaire et cardiorespiratoire a également été retrouvée (7)(11), et est très bien relatée par Vopat et al. (6) Dans leur revue, il est observé des majorations légères mais significatives des capacités d’aérobie maximale et d’anaérobie de l’ordre de 11,6% et de 2,5%. Lau et son équipe (10) ont retrouvé une amélioration de la VO2max. Malgré des résultats prometteurs, il existe à ce jour trop peu d’études s’intéressant aux effets de l’entraînement d’endurance BFR. (7)
2.4.3.Bénéfices sur la densité minérale osseuse
Des revues se sont intéressées aux effets de cette modalité de renforcement sur le métabolisme osseux (2) et ont permis d’en faire ressortir certains bénéfices. Des adaptations favorables de la densité osseuse et de son renouvellement ont été démontrées (10)(11)(13) malgré de faibles contraintes exercées sur les différents tissus. Hughes et al. (5) nous rapportent qu’après 6 semaines d’utilisation d’un protocole de renforcement BFR, une augmentation des concentrations de phosphatase alcaline osseuse a été relevée et serait à l’origine d’un remodelage osseux amplifié. Il a été également dénoté une amélioration du taux de guérison chez des personnes souffrant d’une fracture ostéochondrale.
(11) Ce type de renforcement possèderait un réel impact sur la santé osseuse, et pourrait être réalisé dans le cadre de la prévention et du traitement des maladies osseuses dégénératives telles que la polyarthrite rhumatoïde, l’ostéoporose, un myélome, un lymphome, etc. (5)(13)
2.4.4.Mise en application sous différentes modalités
- Lutte contre la fonte musculaire
Il est bien connu qu’un muscle strié squelettique s’habitue à son environnement et s’adapte en permanence aux contraintes qu’on lui induit. Dès qu’il est mis dans une situation de stress, il va compenser en se renforçant musculairement tandis que s’il est mis dans un état de désuétude, il va être amené à s’atrophier. (6) Dans le cadre d’une rééducation post-opératoire ou d’une pathologie ne permettant aucune ou très peu de travail musculaire, diverses études se sont intéressées à l’impact du mécanisme BFR et ont prouvé son efficacité dans un objectif de limitation d’amyotrophie musculaire et de perte de force. L’utilisation de la formation par restriction sanguine peut être utilisée de manière sécuritaire suite à une chirurgie et indépendamment de toute contraction musculaire.
(6)(9)(10)(18) Malgré des résultats favorables, Rolff et son équipe précisent qu’aucun évitement complet de l’atrophie ne peut être obtenu. (8)
- Complément d’un travail aérobique
L’utilisation du Blood Flow Restriction couplée à une activité aérobique d’intensité faible ou modérée a démontré de nombreux avantages. Plusieurs revues systématiques nous rapportent une augmentation du volume musculaire mais également de la force musculaire. (2)(6)(7)(9)(18) Même si cet exercice ne semble pas aussi efficace que le BFR couplé à des exercices de faible intensité, cela permettrait de limiter les stress mécanique, hémodynamique et perfectif. Son usage serait pertinent pour des populations présentant des déficiences physiques importantes. (2)
- Couplage avec la marche
Il a été prouvé que l’exercice à la marche sur le long terme est bénéfique pour le développement musculaire. Lorsque celui-ci est couplé au mécanisme BFR, des avantages supplémentaires significatifs sont identifiés (3)(4)(13) et sont dépendants directement de l’intensité choisie. Slysz et al (35) ont mis en évidence dans leur méta-analyse des gains de force plus considérables lorsque l’intensité de la
marche est plus élevée (supérieur à 70 mètres par minute) que lorsque celle-ci est moindre. Bien que des augmentations de la fonction physique et de la compliance veineuse chez des sujets âgés non- entraînés ont été retrouvées, aucune étude n’a permis d’objectiver une amélioration de la capacité aérobie. (13) Pour ces différentes raisons, cette forme d’entraînement semble intéressante pour une population de sujets plus âgée.
- Efficacité chez les personnes âgées
Après l’âge de 30 ans, une diminution de 3 à 8% de la masse musculaire squelettique et donc de la force musculaire tend à s’installer chaque décennie (36) ; ce phénomène est appelé la sarcopénie. (37) Il est nécessaire de limiter sa progression sous peine de présenter des conséquences fonctionnelles et métaboliques majeures, en lien avec un risque important de chutes et de mortalité. (38) La prise en charge suggérée pour lutter contre l’apparition progressive de ce phénomène s’axe principalement sur l’exercice physique. Dans certaines situations telles que des maladies coronariennes, des troubles musculo-squelettiques ou du diabète sucré, il est impossible d’effectuer un programme de renforcement musculaire à charges lourdes. (13)
Les études examinant les effets de l’exercice sous restriction sanguine sur les personnes âgées sont rares et les résultats mesurés se concentrent souvent sur la force et l’hypertrophie musculaire (2)(13) Toutefois, quelques investigations ont été menées et permettent d’en tirer des conclusions intéressantes. Clarkson et al. (2) nous ont démontré qu’une formation BFR couplée à un programme de résistances légères peut être considérée comme un stimulus équivalent voire plus important que les autres modalités BFR ou des prescriptions d’exercices traditionnels dans un objectif d’amélioration de la fonction physique. (2)(13) Une revue systématique (6) a également révélé une augmentation du volume et de la force musculaire chez une population de personnes âgées lors d’un entraînement BFR couplé à des exercices sous résistances légères.
L’éxécution d’un entraînement BFR semble être une alternative intéressante pour maintenir ou améliorer les caractéristiques musculaires d’une population âgée. Il en résulterait une conservation de la fonction physique optimale, et serait étroitement liée au maintien d’une force convenable. (2) Aucune étude n'a été identifiée comparant les effets de cette modalité d’entraînement sur la masse musculaire à un entraînement léger sans restriction.
- Augmentation des performances chez les athlètes
De récentes études ont démontré que de nouveaux domaines de pratique peuvent être potentiellement applicables au mécanisme BFR, ce qui encourage les chercheurs à creuser leurs recherches. (6) C’est l’exemple du gain de popularité de l’intégration d’un programme de formation BFR en complément des routines d’entraînement traditionnelles : bien que des enquêtes plus sophistiquées ont besoin d’être conduites, des résultats sont apparus prometteurs pour une amélioration des performances athlétiques, et en particulier dans les milieux d’athlétisme. (6)(9)(11)
2.5. Aspect sécuritaire 2.5.1. Généralités
L’utilisation de l’entraînement par occlusion vasculaire et son efficacité ont beaucoup été étudiées, mais la littérature semble bien moins vague au sujet de son innocuité. (11) L’idée d’occlure de manière temporaire le flux sanguin d’une extrémité peut souvent induire une inquiétude chez les pratiquants, remettant en question l’aspect sécuritaire de cette thérapie. Toutefois, une grande partie de ces croyances semblent infondées. (6)(9)
Bien qu’il y ait la présence de contre-indications précises, peu d’effets indésirables ont été retrouvés dans les recherches à ce jour. Même si la sécurité hémodynamique a bien été décrite dans deux essais contrôlés randomisés menés par les équipes de May (39) et Barili (40), il existe actuellement un manque d’études prospectives, justifiant la mise en place d’enquêtes supplémentaires pour assurer la sécurité et la validité des résultats. (5)(7)(12)(41)
2.5.2. Limitations du BFR 2.5.2.1. Contre-indications
Dès lors qu’une prescription appropriée et que les contre-indications relatives à l’entraînement par restriction sanguine sont prises en compte, il existe peu de chances d’être sujet à des événements indésirables. Rolff et al. (8) évoquent les principales contre-indications qui sont à prendre en compte : thromboembolie veineuse, antécédents cardio-vasculaires importants, infections des extrémités touchées, lymphadénectomie, carcinomes ou tumeurs et les médicaments augmentant le risque de coagulation. Les travaux réalisés par Bond et son équipe (42) permettent d’ajouter de la précision en cataloguant la totalité des contre-indications potentielles à l’exécution d’un exercice BFR (cf. Figure 1).
Figure 1 : Liste non-exhaustive des contre-indications possibles de l’entraînement BFR en lien avec le risque d’apparition de thrombose veineuse chez des patients qui ont subi une opération orthopédique. (42)
Il a été établi la directive suivante (10) : si le patient ne possède aucune des contre-indications citées et qu’il est capable de tolérer un exercice de renforcement à hautes charges, alors il est fort probable que ce dernier puisse supporter l’entraînement Kaatsu. Il reste important de retenir que des recherches supplémentaires sont essentielles car certaines contre-indications se révèlent controversées. (12)
2.5.2.2. Risques potentiels
Quatre revues systématiques de haut niveau de preuve (7)(8)(13)(18) ont identifié le mécanisme BFR comme un stimulus sûr pour des populations d’âges mixtes, et l’apparition de complications suite à son utilisation comme rare. Vopat et al. (6) indiquent même que le taux d’effets indésirables ne s’est pas signalé plus important que celui d’un entraînement à haute résistante. Pour exemple, une enquête nationale japonaise réalisée en 2006 (N = 1300) a mis en évidence que malgré la présence de dangers potentiels, l’apparition d’effets indésirables retrouvés régulièrement n’étaient finalement que temporaires. Les événements les plus courants étaient une hémorragie sous-cutanée (13%), des paresthésies sensorielles (1,3%) et des étourdissements (0,3%). (43)
Il semble tout de même important de citer les problèmes de sécurité en lien avec l’utilisation de brassards de compression qui sont le plus couramment retracés (3)(4)(8)(11)(44) et les plus dangereux pour la santé :
- Lésions cutanées
- Dégradations des muscles striés (lésions musculaires) et DOMS (Delayed Onset Muscular Soreness) causés par des demandes métaboliques et des lésions ischémiques-reperfusion potentielles avec effets local ou systémique
- Irritations nerveuses périphériques caractérisées par des paresthésies au niveau des cuisses lors des exercices, en lien avec une augmentation de la douleur perçue
- Thromboembolie veineuse
- Augmentation des facteurs cardiovasculaires et en particulier celui de la pression artérielle Mattocks et al. (9) nous informent que ce mécanisme d’entraînement est associé des lésions
musculaires minimes.
Les causes sous-jacentes identifiées comme l’origine de ces complications sont des pressions de brassard surabondantes, des largeurs restreintes du brassard, des gradients de pression excessifs sous les poignets et l’utilisation abusive de la congestion sanguine. (8)
2.5.2.3. Rhabdomyolyse et événements thrombolytiques
Parmi la littérature scientifique actuelle, peu de cas d’événements thrombolytiques et de rhabdomyolyse ont été signalés. Celle-ci est définie par un syndrôme clinique résultant de lésions musculaires squelettiques et de la libération de substances potentiellement toxiques dans l’articulation, caractérisé par des douleurs et faiblesses musculaires. (6)(11)(12) Selon une enquête
réalisée récemment (2018) sur un total de 115 praticiens utilisant l’entraînement par occlusion, seulement 3% d’entre eux ont relevé un épisode de rhabdomyolyse tandis que 0,8% ont été contraints à une péripétie thrombolytique dans leur pratique. (45) Une observation menée au Japon à plus grande échelle a retracé un rapport d’1 cas sur 12 642 de rhabdomyolyse et un taux de 0,0006% (7 cas sur 12642) sur le développement d’une thrombose veineuse profonde. (43) Pour le moment, les chercheurs sont dans l’incapacité de déterminer si le mécanisme BFR est la cause d’apparition de cet épisode thrombotique ou si ce dernier est associé à un autre facteur.
Les résultats favorables exposés peuvent s’expliquer par le fait que l’entraînement Kaatsu augmente le potentiel fibrinolytique (action de dissoudre la fibrine et les thrombus) sans pour autant que la coagulation et les réponses inflammatoires ne soient affectées. (6)(11) L’utilisation de ce mécanisme inhiberait la formation de ces caillots, voire même les diminuerait. (10)
- Précautions supplémentaires
Une analyse approfondie des personnes ayant des risques élevés de développer des lésions nerveuses est inéluctable. Il sera important de détecter les symptômes d’une surpression du brassard qui pourrait entraîner des modifications de perception, notamment le développement de paresthésies au niveau des membres occlus. Les populations les plus à même de développer ce genre de complications sont les diabétiques qui possèdent un risque relatif de perturbations nerveuses plus important que la population générale lors de l’exécution d’un exercice BFR. Une surveillance de la glycémie de ces derniers est recommandée, et une contre-indication formelle de l’entraînement par restriction est indiquée chez les patients présentant un diabète mal maitrisé. (11)
Avant toute réalisation d’un programme d’entraînement BFR, les patients présentant des antécédents ou des risques d’événements cardiovasculaires doivent être dépistés rigoureusement. Une telle examination permettrait d’éviter l’apparition d’événements indésirables chez des populations possédant des pathologies cardiaques comme de l’hypertension ou des maladies artérielles périphériques (exemples : arythmies, accident vasculaire cérébral, infarctus du myocarde, etc.).
(6)(7)(34) De plus, il est impossible de déterminer quels sont les effets à long terme de l’entraînement BFR sur la régulation cardiovasculaire et sur l’insuffisance veineuse chronique. Dans l’attente de ces futures données, les praticiens doivent être conscients des risques potentiels que pourrait entraîner cette méthode de renforcement sur ce type de population. (6)(9)(11)
Dès lors qu’un entraînement BFR est réalisé, il est obligatoire d’être en capacité d’identifier les facteurs d’apparition de la rhabdomyolyse. Il est bien connu que la pratique d’un effort physique extrême et d’une diminution de l’apport sanguin dans une partie du corps peuvent être à l’origine de cette pathologie. L’apparition d’une faiblesse et de douleurs musculaire importantes, une modification de la couleur des urines et la manifestation de signes de malaise doivent être nécessairement détectés lors de l’exécution d’un exercice sous occlusion. La surveillance d’autres facteurs d’apparition tels qu’un apport calorique trop faible, un traumatisme musculaire (lésion par compression/écrasement
par exemple) ou des antécédents médicaux particuliers seront indispensables à prendre en considération également. L’exercice inhabituel peut de même être la cause de l’apparition de rhabdomyolyse. Une détection précoce d’un ou plusieurs de ces différents facteurs de risques conduira à l’établissement d’un avis médical spécifique et d’une interruption de la formation si nécessaire.
Il en est de même pour les groupes de patients ayant un risque augmenté d’apparition d’épisode thrombotique ; une inspection minutieuse doit être entièrement effectuée. Vopat et al. (6) conseillent d’éviter d’effectuer au maximum ce type d’entraînement pour cette population, ou de porter une surveillance étroite et le maintien de restrictions de compression du brassard basses si un exercice BFR est tout de même mis en place. (11)
Il est important de spécifier que la plupart des études ont été menées sur des pratiquants jeunes en bonne santé. En raison du risque plus élevé d’apparition d’événements cardiovasculaires indésirables, d’épisodes thrombotiques et de lésions musculaires chez un groupe de patients plutôt que dans groupe d’individus en bonne santé, il est difficile à ce jour de fournir une généralisation de la pratique du BFR pour une population donnée. Effectivement, aucun transfert entre les individus ne peut être réalisé car les caractéristiques de chacun sont différentes. Des explorations supplémentaires doivent être conduites à l’avenir avec des collectifs de patients bien plus étendus pour déterminer dans quelle mesure la formation BFR peut entraîner des dommages aigus ou chroniques chez les personnes à risque. (2)(7)(12)(13)
2.5.3.Traitement individualisé - Intérêts
L’utilisation de différents protocoles d’entraînement (modalités d’exercices, répétitions, pressions et tailles de manchons, durées, etc.) qui varient en fonction de la population visée et de ses objectifs rend difficile la rédaction d’indications spécifiques pour une catégorie donnée. Afin que le mécanisme BFR puisse se mettre en place dans un contexte clinique, l’élaboration d’un traitement personnalisé à l’individu apparait obligatoire et permettra de limiter l’apparition de potentiels événements secondaires indésirables tels que nommés précédemment. (1)(2)(6)(7)(8)(10)(11)(18)(44) Comme il est indiqué dans notre référentiel de compétences, le Masseur-Kinésithérapeute possède un rôle dans
« la détermination des conditions nécessaires au bon déroulement de l’intervention ; « le dépistage et analyses des situations susceptibles d’entraîner des dysfonctions et des déficiences chez la personne » et « prévenir des mesures appropriées aux situations d’urgence en masso-kinésithérapie en références aux normes, protocoles existants et à la prévention des risques ». (46)
- Mise en place d’un outil de prévention
La prise en considération des aspects de sécurité de la formation BFR repose sur une évaluation médicale complète, comprenant les antécédents personnels, médicaux, sociaux et familiaux de l’individu. La littérature préconise d’identifier les populations les plus à risques avant toute exécution
d’une formation BFR. (7) C’est pour ces différentes raisons que Kacin et al. (11) citent la présence de lignes directrices générales à son application et ont par conséquent mis au point un outil de dépistage (cf. Annexe 1). Ce dernier accorde une attention majeure sur la circulation sanguine local ou le système cardiovasculaire au sens large.
Dans l’objectif de bénéficier d’un mécanisme de renforcement efficace et sécurisé, cet outil permet aux Kinésithérapeutes et au personnel non médical (préparateurs physiques, coachs sportifs, etc.) d’effectuer une investigation primitive rigoureuse tout en minimisant le risque d’apparition de complications. Malgré qu’une décision médicale ne peut-être émise que par un professionnel, la conception précise et la compréhension facilitée de ce dispositif permet au corps non médical d’évaluer les capacités d’un athlète à réaliser cet exercice ou non.
Pour estimer qu’un individu est en mesure d’effectuer un exercice BFR, un total de 18 questions lui est posé. Ces dernières permettront d’évaluer si ses antécédents et ses activités de vie quotidiennes peuvent être en lien avec une augmentation du risque d’apparition d’effets secondaires indésirables lors de la pratique de ce type de renforcement. Le questionnaire est séparé en 2 parties, la première évaluant les risques dits « absolus » et la seconde mesurant les risques dits « relatifs ». Au moment où la présence d’un facteur de risque absolu est identifiée, aucun entraînement sous occlusion ne peut être effectué et l’individu se voit alors écarté du programme. Si aucun de ces facteurs n’est retrouvé, la seconde partie du formulaire est entamée et les facteurs de risques relatifs sont examinés. Si un de ces derniers est suspecté, il est nécessaire de réorienter le pratiquant vers un médecin et de recueillir son avis quant à la mise en place d’entraînement BFR.
2.6. Paramètres d’occlusion
L’objectif du manchon de compression est d’oblitérer l’afflux veineux temporairement tout en conservant un écoulement artériel continu, ce qui permettra de maintenir une pression externe suffisante sur la partie proximale du membre (inférieur ou supérieur). (6) Dans la littérature actuelle, il existe un manque de descriptifs et de détails au sujet des caractéristiques techniques du mécanisme BFR, et plus particulièrement au sujet des garrots et des systèmes de pressions utilisés. (11) Pour déterminer le degré d’occlusion final pour la réalisation d’un exercice BFR, la pression occlusive devra tenir compte de certaines caractéristiques particulières. (6)(9)(11)
- Aspects dimensionnels
La largeur du brassard va largement dépendre de la pression d’occlusion. Il est fréquemment cité que des poignets de tailles plus importantes nécessiteront des pressions absolues inférieures, et que des manchons plus étroits impliquent une hausse de la pression requise afin d’obstruer de manière identique le flux sanguin. Lixandrão et son équipe (1) nous indiquent que de nombreuses études effectuées ont retrouvé des gains similaires sur le développement musculaire lors de l’utilisation de brassards larges et étroits (avec des pressions ajustées en conséquence). L’idée est de retenir que les
circonférences du brassard n’influencent aucunement les adaptations musculaires du mécanisme BFR, et que des brassards plus abondants semblent oblitérer davantage le flux sanguin à une pression donnée. (1)(9)(18) Une prescription individualisée semble essentielle pour éviter toute apparition de pressions incohérentes (surestimée ou sous-estimée).
- Type de brassard
De nombreux systèmes de garrots sont utilisés au sein même du nombre considérable d’études réalisées sur le BFR. Cependant, aucune revue systématique n’a relevé les différences de réponses intramusculaires provoquées par les divers mécanismes d’occlusion. (11) Mattocks et al. (9) nous indiquent tout de même que les 2 matériaux de manchettes les plus utilisés sont l’élastique et le nylon.
Bien qu’il existerait une augmentation de la pression d’occlusion artérielle au repos lors de l’application d’un brassard élastique, cette différence serait comblée lors de la réalisation de l’exercice. Des recherches supplémentaires sont indispensables concernant l’utilisation de matériaux de compression.
Néanmoins, quelques recommandations ont été établies à ce sujet. Tegtbur et al. (7) préconisent l’utilisation du manchon identique entre celui ayant réalisé la mesure et celui utilisé lors de l’exercice.
En effet, des largeurs de brassards différentes seraient à l’origine de pressions d’occlusions finales dissemblables, qui pourraient modifier les résultats. Van der Spuy (47) et son équipe ont également proposé l’application de manchons de compression constitués d’un rembourrage doux et sans plis, et plus précisément de brassards élastiques extensibles à 2 couches. Ceux-ci offriraient une meilleure protection que des manchons sans rembourrage, et permettrait de limiter l’apparition d’événements secondaires cutanés et sous cutanés (brûlures par frottements, pincements, etc.).
Il n’existe sur le marché que deux dispositifs médicaux BFR qui sont répertoriés par la FDA (Agence Américaine des produits alimentaires et médicamenteux) garantissant une sécurité optimale et un traitement individualisé : le système Smart Cuffs et l’unité Delfi. C’est pour cette raison que Lau et son équipe (10) recommandent l’utilisation spécifique d’une de ces unités et l’obtention d’une certification pour mettre en place un exercice BFR dans un domaine clinique.
- Circonférence et composition des membres
Il est également important de prendre en considération les caractéristiques corporelles du sujet dans la détermination de la pression occlusive. Il a été démontré que des membres plus massifs nécessiteront des pressions plus importantes afin d’atteindre l’occlusion artérielle adéquate. Les membres supérieurs étant plus petits, il a été suggéré que ceux-ci requièrent des pressions de restrictions moins importantes, et donc des brassards moins larges (3 à 5cm) tout en conservant un stimulus de restriction adapté. De cette façon, des manchons plus petits permettraient d’effectuer des mouvements de plus grande amplitude. (9)(18)
Figure 2 : Photographies illustrant l’application du brassard sur les membres supérieurs (A) et inférieurs (B) (6)
- Pression d’Occlusion Artérielle
Pour déterminer la pression d’occlusion adéquate à l’exécution d’un exercice BFR, la méthode fréquemment utilisée repose sur un pourcentage de la Pression d’Occlusion Artérielle (POA) d’un individu, définit comme la pression minimale nécessaire pour oblitérer totalement l’afflux sanguin vers un membre au repos. Pour mesurer cette dernière, le praticien vient gonfler d’une part un brassard de tensiomètre qu’il aura placé au préalable sur l’extrémité proximale du membre à occlure, et positionner une sonde Doppler d’une autre part sur l’artère radiale du bras ou dorsale du pied. Au moment où plus aucune impulsion n’est identifiée par le thérapeute, le brassard est relâché lentement et l’enregistrement de la POA est réalisé lorsque le pouls revient. Cette méthode est considérée comme étant la plus précise et la plus spécifique à l’individu, permettant à chacun des protagonistes de percevoir un stimulus similaire et de réduire un maximum l’apparition d’effets indésirables.
Étant donné qu’il existe une différence significative de circonférence entre les membres inférieurs et supérieurs, Mattocks et al. (9) nous informent que la pression d’occlusion finale obtenue pour les jambes ne devra pas être déterminée selon la POA calculée à l’aide de l’artère brachiale. Il semble important de spécifier que cette manipulation sera à réaliser à chaque séance BFR et pour chaque membre, car la POA peut évoluer de jour en jour et différer d’un côté à l’autre. (6)(10)
De sorte à quantifier précisément la POA et de prévenir l’introduction de potentiels biais dans la réalisation de ces manipulations, des dispositifs de contrôle ajustant de manière automatique, instantanée et précise la rétention vasculaire ont été développés récemment et sont vivement conseillés d’un point de vue clinique. (48)
Une autre méthode utilisée, demeurant moins explicite, se base sur l’usage d’équations de régression qui sont propres à chaque largeur de brassard et prenant en compte différents facteurs, tels que les circonférences, les longueurs des membres, le sexe, etc. (49) Les résultats collectés ne sont valables que pour les manchons de compression étudiés et ne sont pas nécessairement applicables sur d’autres brassards. (9)
- Pression occlusive et charge
De nombreuses recherches ont étudié et comparé différentes pressions d’occlusion dans le but de déterminer celle qui permettrait d’induire les plus importants bénéfices sur le développement musculaire. Counts et al. (50) ont réalisé une étude sur des sujets sains dans laquelle ils ont comparé 2 protocoles de renforcement musculaire couplés au BFR, l’un réalisé à 40% de restriction, l’autre à 90% de restriction. Des effets équivalents concernant la masse, la force et l’endurance musculaire sont ressortis après 8 semaines d’intervention. De leur côté, Vopat et al. (6) ont retrouvé 3 études confrontant des protocoles identiques avec des pressions différentes ; des bénéfices musculaires légèrement plus importants ont été relevés lors de l’utilisation de pressions inférieures (100 mmHg) par rapport à des pressions plus élevées (160 et 270 mmHg). Bien que des récentes études ont également présenté des résultats similaires avec des pressions très basses (50 mmHg), la pression d’occlusion minimale reste à l’heure actuelle indéterminée. (6) Les équipes de Dankel (18) et Lixandrão (1) en ont conclu que dès qu’une pression de restriction suffisamment grande est appliquée, des effets d’entraînement anaboliques élevées sont induits. (7) Il n’est donc pas nécessaire d’augmenter la pression d’occlusion car aucune adaptation supplémentaire ne sera observée.
Le pourcentage optimal de la POA est le fruit de plusieurs discussions. Les auteurs ont tendance à recommander l’entraînement BFR avec une pression restreinte comprise entre 40% et 80% mesurée initialement, couplée à une résistance comprise entre 20 et 40% de la 1RM. Tegtbur (7) et Vopat (6) conseillent d’appliquer des pressions de restriction plus faibles de façon à minimiser l’apparition d’effets secondaires indésirables tout en présentant des bénéfices similaires. Des occlusions vasculaires excessives peuvent également s’apparenter à une hausse inutile des fonctions cardiaques et algiques, pouvant être insoutenables pour des personnes moins tolérantes. (1)(6)(7)(9)
Il reste important de spécifier que la prescription s’adaptera aux capacités de l’individu. Si ce dernier n’est pas capable d’exécuter un exercice contre résistance à 30% de la 1RM ou que l’exercice BFR est couplé à la marche, il sera nécessaire d’accentuer le pourcentage d’occlusion dans le but de collecter des effets similaires à un programme de rééducation conventionnel. (9) Au contraire, si nous sommes dans le cas où le patient ne présente pas ou très peu de comorbidités, des pressions plus intenses peuvent être utilisées, car ces dernières seraient potentiellement à l’origine d’une plus grande activation musculaire, et s’avérer bénéfiques pour des adaptations amplifiées à long terme. (1)
2.7. Mise en application pratique
Dès lors que nous utilisons des dispositifs médicaux spécifiques au sein d’une pratique clinique, nous constatons souvent des prix onéreux à l’achat de ces appareils. Plusieurs études se sont intéressées à la mise en application du mécanisme BFR dans un cadre un peu plus pratique et diminuerait ces coûts.
Bien qu’il est impossible de régler quantitativement des pressions à l’aide d’élastiques, et donc d’obtenir des valeurs non-spécifiques inférieures à la POA, ce mécanisme s’est identifié comme sûr et des bénéfices sur le développement musculaire ont été rapportés. Deux enquêtes ont confronté
chacune 2 protocoles de renforcement musculaire contre faibles charges, l’un couplé au BFR, l’autre sans. Il a été retrouvé des gains significatifs de la force dans le groupe expérimental par rapport au groupe contrôle. Néanmoins, aucune étude n’a confronté un protocole BFR individualisé à un BFR pratique. Malgré des résultats encourageants ainsi qu’une application abordable et simplifiée, aucune recommandation générale ne peut être réalisée concernant les effets du BFR pratique. (6)
- Système tourniquet
La question de l’application d’un système de tourniquet ajustant de manière précise la pression du brassard lors de l’exécution de contractions musculaires est controversée dans la littérature. Tegtbur et al. (7) nous indiquent que le réglage de l’occlusion du manchon pendant l’exercice ne semble pas essentiel. Dès lors qu’une contraction musculaire de type concentrique est réalisée, son volume se voit augmenter de plus de 50% par rapport à sa valeur fixée au repos (cf. figure 3). Ceci s’explique par la hausse importante des forces intramusculaires s’exerçant dans le muscle pendant l’exercice, ces dernières étant majorées sous le site de compression du brassard. Il en découle une accentuation des forces d’étirement et de cisaillement sur les tissu cutanés et sous-cutanés, susceptibles d’entraîner l’apparition d’événements indésirables. Cela pourrait justifier la mise en œuvre de pressions plus basses lors d’un exercice BFR. C’est pour ces différentes raisons que les propos de Kacin et al. (11) vont à l’encontre de cet avis en proposant l’utilisation d’un système de régulation rapide et précis des pressions occlusives. Les exercices de renforcement en complément du mécanisme BFR pourront alors s’effectuer de manière sûre et efficace.
Figure 3 : Graphique représentant les modifications périodiques de la pression du manchon de compression (en mmHg) par rapport au temps (en secondes) au cours de 10 contractions de type concentriques/excentriques lors de l’exécution d’un exercice d’extension de genou contre résistance (20% 1RM), sans régulation de pression. La courbe A expose les variations d’une restriction de 100 mmHg, alors que la courbe B illustre celles d’une occlusion de 150 mmHg.
(11)
