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Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire



Tibana RA, de Almeida LM, Frade de Sousa NM, Nascimento DdC, Neto IVdS, de Almeida JA, de Souza VC, Lopes MdFTPL, Nobrega OdT, Vieira DCL, Navalta JW and Prestes J.
 
 
Deux jours d’entrainement de CrossFit® a engendré une diminution significative des cytokines anti-inflammatoires sans affecter la puissance musculaire. Malgré le fait que la performance musculaire ne semble pas être affectée, il est recommandé d’inclure un jour d’entrainement de faible intensité ou de repos afin de minimiser les effets délétères sur le système immunitaire.
 
Mots clé : Inflammatory response, weight training, extreme condition, muscle power.
 
Introduction

Le CrossFit® est une méthode d’entraînement caractérisée par l’exécution d’exercices fonctionnels incluant des mouvements issus du power lifting, de l’haltérophilie ou encore de la gymnastique. Ceux-ci sont réalisé de manière combinée lors d’un entrainement de haute intensité avec peu ou pas de temps de récupération.
Ce type d’entrainement a déjà fait l’objet d’investigations minutieuses concernant le risque élevé de surcharge physiologique.
Des études récentes ont constaté qu’un entrainement à haute intensité avec un temps de repos restreint conduisait à une augmentation significative du taux de myoglobine, interleukine-6, créatine kinase, lactate et cortisol.
De plus, Navalta et al ont rapportés que la répétition d’exercices de haute intensité (travail intermittent 3 jours consécutifs) entrainait une destruction significative des lymphocytes CD4+, CD8+ et CD19+ après le troisième jour. Afin de minimiser les remaniements au niveau du système immunitaire ils suggèrent l’incorporation d’un jour de repos après deux jours d’entrainement intermittent.
Tuan et al ont soumis des sportifs confirmés à un exercices de course sur tapis de 30 minutes à 85% de VO2max pendant 3 jours consécutifs. Ils ont constaté, suite à cet entrainement de haute intensité, une altération du métabolisme énergétique cellulaire accompagnée par une propension accrue de l’apoptose et une augmentation du facteur de nécrose tumorale alpha.
 
L’objectif de la présente étude était d’analyser les effets de 2 sessions d’entrainement de Crossfit® (CFBT) sur la puissance musculaire, la concentration en IL-6, IL-10, osteoprotégérine (OPG), lactate et glucose.
 
Méthode

Cette étude a été réalisé afin de comparer les effets de deux séances de CFBT sur les cytokines, les réponses métaboliques et neuromusculaires chez des adultes entrainés.
Neuf membres de la communauté CrossFit® (âgés de 26,7 ± 6,6 ans, BMI 78,8 ± 13,2 kg, expérience de 2,5 ± 1,2 ans) ont terminé deux protocoles expérimentaux espacés de 24 heures et composés d’exercices de force et de puissance, de mouvements de gymnastique et d’exercices métaboliques.
La session d’entrainement devait être réalisé le plus rapidement possible sans compromettre la technique d’exécution.
Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire

La concentration sérique de l’IL-6, IL-10 et l’OPG a été mesuré avant, immédiatement et 24 heures après l’entrainement du jour 1 et immédiatement, 24 et 48 heures après celui du jour 2.
Le lactate et le glucose ont été évalué avant et immédiatement après chaque session.
La valeur pic et moyenne de puissance ont été obtenu pour chaque répétition (back squat 50% 1RM) en utilisant un transducteur de position linéaire.
 

Résultats



Bien que les deux séances d’exercices aient entraîné une augmentation significative des concentrations sanguines de lactate et de glucose, la première session d’entrainement a provoqué une augmentation significativement plus importante que la seconde.
Les séances d’entrainement ont engendré des changements statistiquement significatifs (P ≤ 0,05) sur la concentration en IL-6, IL-10, IL-10/IL-6 et OPG.
  • IL-6 a significativement augmenté immédiatement après la première (P = 0,009) et la deuxième séance (P = 0,045). Cependant, 24 heures après chaque session, la concentration en IL-6 n’était pas statistiquement différente (P > 0,05) par rapport aux données initiales.
  • IL-10 a présenté une augmentation immédiate statistiquement significative seulement après la première session d’entrainement (P = 0,046).
  • Une diminution statistiquement significative du ratio IL-10/IL-6 (P ≤ 0,05) fut constaté après chaque session.
  • Une tendance à la baisse du ratio IL-10/IL-6 (P = 0,066) a été observé immédiatement après la seconde séance d’entrainement par rapport à la première. Celui-ci revenant à des valeurs normales 24 heures après l’intervention.
  • La concentration en OPG 48 heures après l’intervention était significativement plus faible que lors de l’évaluation initiale (P = 0,012).
En comparant la réponse aux entrainements, il n’y avait pas de différence significative entre les deux séances concernant les cytokines et l’OPG.
L’augmentation du taux de cytokines n’a pas engendré de perturbation sur la puissance musculaire 24 heures après l’intervention.
Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire

Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire

Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire

Deux jours d’entrainement de CrossFit® consécutif affect les cytokines pro et anti-inflammatoire et l’ostéoprotégérine sans altérer la puissance musculaire

Discussion



L’augmentation statistiquement significative de la concentration en IL-6 (∼6 pg/mL) et en lactate (1.20 ± 0.41 à 11.84 ± 1.34 et 0.94 ± 0.34 à 9.05 ± 2.56 mmol/l) constaté dans la présente étude est comparable avec les résultats de Heavens et al. qui ont rapporté une augmentation d’IL-6 en post effort immédiat (∼3 pg/mL) et ceux de Szivak et al. qui ont observé une augmentation immédiate de la concentration de lactate (∼14 mmol/).
Cependant ces deux études ciblaient une population non expérimentée et les données ne portaient que sur une seule session d’entrainement.
En réponse à un exercice long de haute intensité les taux d’IL-6 peuvent augmenter jusqu’à 100 fois (Ostrowski et al., 2000; Suzuki et al., 2003; Reihmane et al., 2013).
Initialement, l’IL-6 était considérée comme une réponse inflammatoire induite par les dommages musculaires suivant un exercice physique (Bruunsgaard et al., 1997), mais quand il a été constaté que la production d’IL-6 pouvait être affectée par la biodisponibilité des hydrates de carbone (Nieman et al., 2003) il a été suggéré qu’elle pourrait également jouer un rôle dans l’apport énergétique musculaire (Petersen and Pedersen, 2005).
L’interleukine-10 est une cytokine anti-inflammatoire libérée localement et ayant pour rôle d’inhiber l’activation des macrophages.
Dans la présente étude, une augmentation significative du taux d’IL-10 a été observé immédiatement après la première séance d’entrainement (44 ± 52%). Cependant, aucune différence significative, par rapport aux données initiales, ne fut constaté par la suite (P > 0,05).
Etonnamment, il a été observé une diminution du ratio IL-10/IL-6 de ∼ 50% des valeurs initiales 24 et 48 heures après l’intervention. Ce qui démontre une rupture de l’équilibre entre les cytokines pro et anti-inflammatoires.
OPG fait partie de la famille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale (TNF) qui se lie à deux ligands, l’activateur du récepteur nucléaire Kappa-B ligand (RANKL), une cytokine clé pour la différenciation des ostéoclastes, et un ligand lié à l’induction de l’apoptose (TRAIL), impliqué dans la surveillance immunitaire.
Les données cliniques confirment que l’OPG est une cytokine active impliquée dans de nombreuses pathologies (ostéoporose, arthrite, calcifications vasculaires, cancer osseux) (Sasso et al., 2015). Par contre, son implication lors de l’exercice physique reste conflictuelle.
Perreira et al. n’ont constaté aucune variation du taux d’OPG, de cytokines pro et anti inflammatoire après un entrainement en résistance.
Mezil et al. ont constaté une augmentation rapide du taux de cytokines pro-inflammatoires suite à un entrainement de haute intensité (IL-1a: 40,3%; IL-1b: 41,3%; IL-6: 70%; et TNF-a: 76%) suivi d’une diminution 24 heures plus tard. Une augmentation de 13,5% de la concentration d’OPG fut observée 5 minutes après l’entrainement suivi d’une diminution progressive à 1 et 24 heures suivant l’intervention. Ils ont également observé une corrélation positive entre le pourcentage de diminution de l’OPG et l’IL-10.
 

Conclusion



Deux jours d’entrainement de CrossFit® a engendré une diminution significative des cytokines anti-inflammatoires sans affecter la puissance musculaire. Malgré le fait que la performance musculaire ne semble pas être altérée, il est recommandé d’inclure un jour d’entrainement de faible intensité ou de repos afin de minimiser les effets délétères sur le système immunitaire.
 

Article original


Tibana RA, de Almeida LM, Frade de Sousa NM, Nascimento DdC, Neto IVdS, de Almeida JA, de Souza VC, Lopes MdFTPL, Nobrega OdT, Vieira DCL, Navalta JW and Prestes J (2016) Two Consecutive Days of Crossfit Training Affects Pro and Anti-inflammatory Cytokines and Osteoprotegerin without Impairments in Muscle Power. Front. Physiol. 7:260. doi: 10.3389/fphys.2016.00260 
 
Référence :
Bruunsgaard,H.,Galbo,H.,Halkjaer-Kristensen,J.,Johansen,T. L.,MacLean,D. A.,andPedersen,B.K.(1997).Exercise-inducedincreasein seruminterleukin- 6 inhumansisrelatedtomuscledamage. J.Physiol. 15,833–841.doi: 10.1113/jphysiol.1997.sp021972 Chamari,K.,andPadulo,J.(2015).‘Aerobic’and‘Anaerobic’terms usedin exercisephysiology:acriticalterminologyreflection. SportsMed. 1,1–4.doi: 10.1186/s40798-015-0012-1 Cormie,P.,McCaulley,G.O.,Triplett,N.T.,andMcBride,J.M.(2007). Optimalloadingformaximalpoweroutputduringlower-bodyresistance exercises.Med.Sci.SportsExerc. 39,340–349.doi:10.1249/01.mss.0000246993. 71599.bf Goodwin,M.L.,Harris,J.E.,Hernández,A.,andGladden,L.B.(2007). Bloodlactatemeasurementsandanalysisduringexercise:aguidefor clinicians. J.DiabetesSci.Technol. 1,558–569.doi:10.1177/1932296807001 00414 Heavens,K.R.,Szivak,T.K.,Hooper,D.R.,Dunn-Lewis,C.,Comstock,B.A., Flanagan,S.D.,etal.(2014).Theeffectsofhighintensityshort restresistance exerciseonmuscledamagemarkersinmenandwomen. J.StrengthCond.Res. 28,1041–1049.doi:10.1097/JSC.0000000000000236 Kliszczewicz,B.,Quindry,C.J.,Blessing,L.D.,Oliver,D.G., Esco,R.M.,and Taylor,J.K.(2015).Acuteexerciseandoxidativestress:CrossFit(TM) vs. treadmillbout. J.Hum.Kinet. 47,81–90.doi:10.1515/hukin-2015-0064 Mezil,Y.A.,Allison,D.,Kish,K.,Ditor,D.,Ward,W.E.,Tsiani, E., etal.(2015).Responseofboneturnovermarkersandcytokinestohigh- intensitylow-impactexercise. Med.Sci.SportsExerc. 47,1495–1502.doi: 10.1249/MSS.0000000000000555 Moore,K.W.,deWaalMalefyt,R.,Coffman,R.L.,andO’Garra,A.(2001). Interleukin-10andtheinterleukin-10receptor. Annu.Rev.Immunol. 19, 683–765.doi:10.1146/annurev.immunol.19.1.683 Navalta,J.W.,Tibana,R.A.,Fedor,E.A.,Vieira,A.,andPrestes,J.(2014). Threeconsecutivedaysofintervalrunstoexhaustionaffectslymphocytesubset apoptosisandmigration. BiomedRes.Int. 2014:694801.doi:10.1155/2014/ 694801 Nieman,D.C.,Davis,J.M.,Henson,D.A.,Walberg-Rankin,J.,Shute,M.,Dumke, C.L.,etal.(2003).Carbohydrateingestioninfluencesskeletal musclecytokine mRNAandplasmacytokinelevelsaftera3-hrun. J.Appl.Physiol.(1985). 94, 1917–1925.doi:10.1152/japplphysiol.01130.2002 Ostrowski,K.,Schjerling,P.,andPedersen,B.K.(2000).Physicalactivityand plasmainterleukin-6inhumans–effectofintensityofexercise. Eur.J.Appl. Physiol. 83,512–515.doi:10.1007/s004210000312 Padulo,J.,Laffaye,G.,Chaouachi,A.,andChamari,K.(2015).Benchpressexercise: thekeypoints. J.SportsMed.Phys.Fitness 55,604–608. Pereira,G.B.,Tibana,R.A.,Navalta,J.,Sousa,N.M.,Córdova, C.,Souza, V.C.,etal.(2013).Acuteeffectsofresistancetrainingoncytokinesand osteoprotegerininwomenwithmetabolicsyndrome. Clin.Physiol.Funct. Imaging 33,122–130.doi:10.1111/cpf.12004 Petersen,A.M.W.,andPedersen,B.K.(2005).Theanti-inflammatoryeffectof exercise. J.Appl.Physiol. 98,1154–1162.doi:10.1152/japplphysiol.00164.2004 Reihmane,D.,Jurka,A.,Tretjakovs,P.,andDela,F.(2013).IncreaseinIL-6,TNF- a, andMMP-9,butnotsICAM-1,concentrationsdependsonexerciseduration. Eur.J.Appl.Physiol. 113,851–858.doi:10.1007/s00421-012-2491-9 Sasso,G.R.,Florencio-Silva,R.,Simões,R.S.,Baracat,M.C.,SoaresJúnior, J.M.,andBaracat,E.C.(2015).Elevatedserumosteoprotegerinlevelsin women:friendorfoe? Rev.Assoc.Méd.Bras. 61,524–529.doi:10.1590/1806- 9282.61.06.524 Suzuki,K.,Nakaji,S.,Yamada,M.,Liu,Q.,Kurakake,S.,Okamura,N., etal.(2003).Impactofacompetitivemarathonraceonsystemiccytokine andneutrophilresponses. Med.Sci.SportsExerc. 35,348–355.doi: 10.1249/01.MSS.0000048861.57899.04 Szivak,T.K.,Hooper,D.R.,Dunn-Lewis,C.,Comstock,B.A.,Kupchak,B.R., Apicella,J.M.,etal.(2013).Adrenalcorticalresponsestohigh-intensity,short rest,resistanceexerciseinmenandwomen. J.StrengthCond.Res. 27,748–760. doi:10.1519/JSC.0b013e318259e009 Tibana,R.A.,Almeida,L.A.,andPrestes,J.(2015).Crossfit R  risksorbenefits? Whatdoweknowsofar? Rev.Bras.CiênciaMov. 23,182–185.doi: 10.18511/0103-1716/rbcm.v23n1p182-185 Tibana,R.A.,Farias,D.L.,Nascimento,D.C.,Silva-Grigoletto,M.E.,andPrestes, J.(2016).Correlationofmusclestrengthwithweightliftingperformancein Crossfit R practitioners. Rev.AndaluzaMed.Deporte. [Epubaheadofprint]. Tuan,T.C.,Hsu,T.G.,Fong,M.C.,Hsu,C.F.,Tsai,K.K.,Lee, C.Y.,etal.(2008). Deleteriouseffectsofshort-term,high-intensityexerciseonimmunefunction: evidencefromleucocytemitochondrialalterationsandapoptosis. Br.J.Sports Med. 42,11–15.doi:10.1136/bjsm.2006.029314


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