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BLOOD FLOW RESTRICTION TRAINING

Comment duper le système nerveux central au profit du muscle




Introduction:

En tant que kinésithérapeute notre mission est d’aider les personnes à faire ce qu’elles aiment, qu’il s’agisse d’un athlète évoluant au plus haut niveau de compétition ou quiconque désirant rester actif. Nous nous considérons comme des éducateurs et essayons de proposer à nos patients des modalités ayant passé les étapes du temps et de la recherche afin de leur permettre d’obtenir le meilleur résultat possible.
L’entrainement sous restriction vasculaire (BFRT) est apparu dans les années soixante au Japon. Cette méthode tend à se généraliser par l’intérêt croissant que lui accorde la médecine sportive depuis une dizaine d’années, permettant de faire avancer la recherche, de créer des protocoles précis, d’évaluer et de comprendre les effets de cette méthode. Les principes sont simples. Par l’application d’un garrot pneumatique à la racine d’un membre, on engendre une restriction partielle de la circulation artérielle et totale de la circulation veineuse. La réduction de l’apport en oxygène au niveau musculaire provoque un stress métabolique local amenant le système nerveux central à penser que la tâche réalisée est intense, engendrant une myriade d’avantages.

Un système musculaire de qualité est primordial. La perte de force est un facteur de risque majeur de diverses pathologies, dont l’impact sur la qualité de vie est considérable.
Dans ce contexte, l’ACSM recommande des charges de 60-70% de la 1RM pour développer la force musculaire et de 70-85% dans un objectif d’hypertrophie. Cependant, pour de nombreux sujets, de telles charges sont inenvisageables. Les charges sont donc souvent adaptées afin d’éviter tout effet délétère au détriment de l’efficacité.

Recommandations de sécurité:

Hughes et al. dans une méta-analyse récente rapportent, qu’en respectant les modalités d’application, le BFRT ne présente pas plus de risques qu’un entrainement traditionnel.
Il est donc nécessaire de développer une approche individualisée afin de minimiser les risques pour le patient et accroître son efficacité.
Il existe plusieurs variables qui auront un impact direct sur le niveau de pression à appliquer lors du BFRT. Il s’agit de la circonférence du membre, de la pression sanguine, du genre, des origines ethniques et du type de manchon utilisé. De par ces variables, une évaluation personnalisée devra être réalisée. Une technique récente utilisée par l’Association of Perioperative Registered Nurses consiste à évaluer le Limb Occlusion Pressure (LOP) à l’aide d’un doppler. Le LOP correspond à la pression minimale requise pour réaliser une occlusion complète. Une fois cette valeur acquise L’entrainement devra respecter des niveaux de pression variant entre 60 à 80% et 40 à 50% du LOP au niveau respectivement du membre inférieur et supérieur.

Malgré le fait que les accidents soient rares, il est important de veiller à ce que le sujet ne présente aucune contre-indication à la pratique du BFRT.

Le tableau de stratification du risque ci-dessous donne les éléments nécessaires à cette prise de décision. Le BFRT étant proscrit si le score est supérieur ou égale à 4 points.

Modalités d’application:

Dans le cadre clinique, Loenneke et al. ont proposé un modèle de progression d’utilisation du BFR au cours d’une réhabilitation. Ce modèle comporte 3 étapes.

1. Application passive.
Cette première modalité de travail a deux objectifs :
- Limiter l’atrophie induite par l’inactivité.
- Permettre une acclimatation au BFR chez des sujets déconditionnés.
Ce protocole se réalise de manière passive, il n’a pas pour objectif d’améliorer les capacités musculaires mais de limiter le déconditionnement.
- Takarada et al (2000) ont rapporté une diminution de l’atrophie de 12% après ligamentoplastie du LCA suite à l’application bi-quotidienne du BFR entre Le 3ème et 14ème jour post-opératoire.
- En 2019 Barbalho et al ont constaté une diminution de la fonte musculaire des membres inférieurs de 6,5% chez des patients comateux lors d’une application quotidienne couplée à de la mobilisation.

2. Entrainement en endurance.
Première étape visant à optimiser les capacités physiques de manière précoce tant dans un objectif de reconditionnement pour une personne âgée ou en réhabilitation avec un sportif de haut niveau (Conceicao, Centner). Il se réalise par l’application du BFR lors d’un exercice aérobique à faible intensité (40% du VO2Max) tel que la marche ou le vélo. Malgré un niveau d’intensité minime de nombreux effets positifs sont rapportés.
- Augmentation de force et volume (Abe, Ozaki).
- Amélioration de la performance lors de tests fonctionnels (Clarkson).
- Amélioration du VO2Max (Abe, Bennett).
- Amélioration de la compliance vasculaire (Ozaki).

3. Entrainement musculaire à faible résistance.
L’objectif est le développement des capacités de forces et l’hypertrophie musculaire. Cette dernière modalité pourra être mise en pratique dès le début du travail de renforcement. En plus de l’effet local, le travail musculaire couplé au BFR aura une action systémique favorisant la synthèse protéique et collagénique, la santé osseuse et cardio-vasculaire, l’angiogenèse, ...
Plusieurs essais randomisés contrôlés et méta analyses ont rapporté que l’entrainement à faible résistance avec BFR produisait une réponse hypertrophique similaire a un entrainement à charge élevée. Cette constatation semble être due au fait que ces deux stratégies d’entrainement engendrent les mêmes mécanismes physiologiques.
- Augmentation de la production d’hormones de croissance (Takarada).
- Synthèse protéique (mTOR) (Camera).
- Prolifération des cellules satellites (Bellamy).
- Recrutement des unités motrices a haut seuil d’activation (Takarada).

Conclusion:

L’entrainement a charge élevée reste le gold standard de l’entrainement musculaire notamment pour les avantages supplémentaires qu’il procure sur le remodelage tendineux et la densité osseuse (Eriksen). Cependant, dans la pratique clinique, de telles charges ne pourront être appliquées en cas de déconditionnement important ou d’intolérance face aux contraintes qui seront imposées au système ostéo-articulaire. Dans ce contexte, le BFRT s’avère être un outil efficace en tant que substitut à l’entrainement à charge lourde.

Références:

- AORN Recommended Practices Committee. Recommended practices for the use of the pneumatic tourniquet in the perioperative practice setting. AORN J 2007;86:640–55.
- Abe et al. Effects of low-intensity walk training with restricted leg blood flow on muscle strength and aerobic capacity in older adults. J Geriatr Phys Ther 33: 34–40, 2010.
-American College of Sports Medicine. Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc 2009;41:687–708.
-Hughes et al. (2017). Blood flow restriction training in clinical musculoskeletal rehabilitation: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med, 51 (13), 1003-1011.
-Barbalho et al. (2019). Addition of BFR to passive mobilization reduces the rate of muscle wasting in elderly patients in the intensive care unit: a within-patient randomized trial. Clinical rehabilitation , 33 (2), 233-240.
-Bellamy et al. (2014). The acute satellite cell response and skeletal muscle hypertrophy following resistance training. PloS one, 9 (10), e109739.
-Bennett et al. (2019). Effects of Blood Flow Restriction Training on Aerobic Capacity and Performance: A Systematic Review. The Journal of Strength & Conditioning Research, 33 (2), 572-583.
-Camera et al. (2010). Early time course of Akt phosphorylation after endurance and resistance exercise. Medicine and science in sports and exercise, 42 (10), 1843-1852.
-Centner et al. (2019). Effects of BFRT on muscular strength and hypertrophy in older individuals: a systematic review and meta-analysis. Sports Medicine, 49 (1), 95-108.
-Clarkson et al. (2017). BFR walking and physical function in older adults: A randomized control trial. Journal of science and medicine in sport, 20 (12), 1041-1046
-Conceição et al. (2019). Exercise with BFR: an effective alternative for the non-pharmaceutical treatment for muscle wasting. Journal of cachexia, sarcopenia and muscle.
-Eriksen et al. (2019). Load magnitude affects patellar tendon mechanical properties but not collagen or collagen cross-linking after long-term strength training in older adults. BMC geriatrics, 19 (1), 30.
-Loenneke et al. (2012). Blood flow restriction: an evidence based progressive model. Acta Physiologica Hungarica, 99 (3), 235-250.
-Ozaki et al. Effects of 10 weeks walk training with leg blood flow reduction on carotid arterial compliance and muscle size in the elderly adults. Angiology. 2011;62(1):81–6. 
-Takarada et al. (2000). Applications of vascular occlusions diminish disuse atrophy of knee extensor muscles. Medicine and science in sports and exercise, 32 (12), 2035-2039.
-Takarada et al. (2000). Rapid increase in plasma growth hormone after low-intensity resistance exercise with vascular occlusion. Journal of applied physiology, 88 (1), 61-65.



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