Résumé
Objectif du projet
Le but du projet est d’améliorer les connaissances fondamentales du vieillissement musculaire en relation avec les données biomécaniques et fonctionnelles, et ainsi d’améliorer la remobilisation des personnes âgées après immobilisation traumatique ou chirurgicale et de guider éventuellement leur rééducation future. Les principales questions posées sont :
- Est-il possible d’utiliser des biomarqueurs du vieillissement musculaire pour évaluer l’état physiologique et la capacité de régénération des muscles de personnes âgées ?
- Peut-on corréler les niveaux de ces biomarqueurs avec les résultats d’une évaluation fonctionnelle de la motricité?
- Peut-on prévoir les effets d’une rééducation fonctionnelle à partir de l’analyse de ces biomarqueurs chez des sujets entraînés ? 

 

Les évaluations non invasives seront réalisées en pré-opératoire, ainsi qu’à plusieurs phases post-opératoires. Les protocoles de mesure seront adaptés en fonction des muscles étudiés (vastus lateralis à la cuisse et muscles du cou).
Cette partie du projet nécessite la conception et la validation de systèmes de mesure adaptables sur dynamomètre isocinétique pour quantifier la force musculaire. L’équipe travaille actuellement sur la mise au point d'un tel système pour les muscles cervicaux. Ces protocoles devront tenir compte de la spécificité des mouvements générés par les différents groupes musculaires étudiés.
L’évaluation fonctionnelle comportera des mesures électromyographiques de surface (paramètres temporels, spectraux et vitesse de propagation des potentiel d'action d'unité motrice) et biomécaniques (couples de force, relation couple–vitesse angulaire, viscosité…).
Enfin, l'architecture du muscle vastus lateralis sera étudiée par échographie. Ceci permettra de mettre en évidence les modifications de la pennation des fibres musculaires, de leurs variations de longueur en fonction de l'intensité de la contraction du degré d'étirement, et d'établir un lien entre les modifications architecturales, la mécanique et les propriétés cellulaires musculaires de ces patients âgés.
Pour la cuisse, des paramètres morphologiques classiques (surfaces de section transversale) seront également mesurés par échographie.
Pour le rachis, la morphologie musculaire sera étudiée par IRM. Ces données permettront de réaliser une reconstruction 3D de la musculature cervicale et de participer à la conception d’un modèle prédictif du comportement de la mécanique musculaire du rachis cervical développé au Laboratoire de Biomécanique de l’ENSAM (UMR CNRS 8005).

 

Analyse de la capacité de régénération musculaire
L'analyse des biopsies permettra de déterminer des caractéristiques classiques des fibres musculaires (taille, type, densité capillaire) ainsi que le nombre de cellules satellites disponibles, identifiées sur coupes par des marqueurs spécifiques (en collaboration avec le Pr Lars-Eric Thornell, Université d'Umeå en Suède). Cette phase expérimentale apportera des indications sur l’histoire de la régénération musculaire. Les approches expérimentales décrites ci-dessus seront utilisées pour comparer des muscles et des cellules isolées de ces muscles provenant de patients et de contrôles, ainsi que de sujets entraînés (sportifs).