Blood Flow restriction training en réadaptation clinique musculosquelettique : Une revue systématique et méta-analyse
Introduction
Les effets dégénératifs de l'atrophie musculaire peuvent être observés après des lésions Musculosquelettiques (MSK) aiguës et chroniques ayant entrainé un traitement ou une immobilisation prolongés (ex : fractures ou lésions ligamentaires) (1). La perte de force est un facteur de risque majeur de l'arthrose, pathologie MSK la plus courante responsable de la réduction de la fonction (3) et de la qualité de vie des patients (4), affectant environ 250 millions d'adultes dans le monde (5). La faiblesse musculaire est également de plus en plus évidente chez les populations saines comme les adultes plus âgés en raison de la sarcopénie.
La stimulation de la force et l’hypertrophie nécessitent généralement une résistance supérieure à 70% de la répétition maximale (RM) (15), et des études comparatives transversales suggèrent que ces gains sont plus importants avec un entrainement en renforcement avec charges lourdes (Heavy Load Resistance =HLR) qu’avec avec charges légères (Low Load Resistance = LLR) (18).
Ces dernières années, des recherches ont démontré que l’entrainement avec faible charge mais avec restriction du flux sanguin (LL-BFR) peut produire une hypertrophie et des gains de force significatifs, (19-22) en utilisant des charges faibles : dès 30% 1RM (23).
Le renforcement LL-BFR peut donc être un outil de rééducation MSK cliniquement pertinent compte tenu qu’il n’entraine pas les contraintes articulaires élevées que l’on peut retrouver dans le renforcement avec charges lourdes, ainsi que de la praticité que ce mode d’entrainement peut offrir. Mais à ce jour, l'efficacité de l’entrainement LL-BFR dans la rééducation des MSK n'a pas été pleinement examinée.
Les principaux objectifs de cette revue étaient de réaliser une méta-analyse afin d’examiner l'efficacité de l’entrainement LL-BFR dans la réhabilitation des MSK ainsi qu’une analyse systématique pour examiner la qualité des études en mettant l'accent sur une application sûre et efficace du BFR.
Méthode
Une recherche documentaire examinant l’entrainement BFR dans la réadaptation clinique des MSK a été réalisée sur les bases de données suivantes sur la période du 1er janvier 1990 au 31 mars 2016 : SPORTDiscus (EBSCO), PubMed et Science Direct.
Les études devaient nécessairement inclure le BFR associé à l'entraînement physique. Seuls les essais contrôlés randomisés comparant l'entraînement LL-BFR à l’entrainement HLR sans BFR ont été inclus dans la méta-analyse.
Résultats
La recherche dans la base de données a produit 1502 articles. Après analyse du titre et du résumé, 171 ont été évalués pour l'admissibilité. A partir de cette sélection, 20 et 13 études ont été incluses dans les dernières analyses systématiques et méta-analyses, respectivement (figure 2).
Méta-analyse
Huit études ont comparé l’entrainement LL-BFR au même entrainement sans BFR et ont eu des données extraites pour la méta-analyse :
L’entrainement au LL-BFR a eu un effet modéré sur l'augmentation de la force musculaire chez les individus souffrant d'une faiblesse MSK comparé au LL (g de Hedges = 0,523, IC 95% 0,263 à 0,784, p <0,001, figure 3).
Cinq études ont comparé l’entrainement LL-BFR à l’entrainement HLR et ont eu des données extraites pour la méta analyse :
L'entraînement HLR a eu un effet modéré sur l'augmentation de la force musculaire par rapport à l’entrainement LL-BFR (g de Hedges = 0,674, IC 95% 0,296 à 1,052, p <0,001, figure 4).
L'entraînement HLR a eu un effet modéré sur l'augmentation de la force musculaire par rapport à l’entrainement LL-BFR (g de Hedges = 0,674, IC 95% 0,296 à 1,052, p <0,001, figure 4).
Analyse systématique
Les études ont porté sur des personnes atteintes d’arthrose du genou (41, 49 50), de lésions ligamentaires (42,51 ,52), de myosite sporadique (53) et d'adultes plus âgés sensibles à la sarcopénie (26 27 54-64).
La charge d'entraînement de l'exercice BFR allait de 10% à 30% 1RM pour l'exercice de renforcement et 45% de la réserve de FC à 67m / min-1 pour les exercices aérobie et de marche.
Le BFR a été obtenu en utilisant soit des brassards pneumatiques ou des bandages élastiques. La pression occlusive entre les études variait de 60 à 270 mmHg.
La durée de l'entrainement BFR allait de 2 à 16 semaines, avec une fréquence de 2 à 6 séances d'entraînement par semaine.
Méta-Analyse
Les résultats indiquent que l'entraînement LL- BFR peut produire de plus grandes réponses dans la force musculaire que l’entrainement LL seul. À l'heure actuelle, les gains de force semblent être moins importants que ceux obtenus avec un entrainement à charge lourde HLR, ce qui est conforme aux recherches antérieures. (36 62)
Ainsi, l’entrainement en LL-BFR peut être utilisé comme outil de réadaptation clinique progressif dans le processus de retour à l'exercice à charge lourde.
A l'heure actuelle, aucune littérature n'identifie un mécanisme clair pour expliquer comment l’entrainement en LL-BFR peut stimuler une plus grande augmentation de la force dans les populations cliniques (41). Elle pourrait être liée à une hypertrophie et des adaptations neurales semblables à celles observées lors des entrainements HLR. Cependant, avec l'exercice BFR, ces mécanismes pourraient être activés par la combinaison de la tension et de l'hypoxie.
Outre la force musculaire, certaines études individuelles ont démontré après LL-BFR une augmentation supérieure par rapport au LL seule au niveau :
Cela reflète les résultats de la littérature portant sur des cohortes saines et athlétiques (20. 21 23 24).
De plus, des études comparant le LL-BFR au HLR chez les personnes présentant une MSK a révélé des augmentations similaires du CSA musculaire (60 62 63) ce qui concorde avec les recherches antérieures. (40)
Analyse systématique
Les résultats de l'analyse systématique de toutes les études d'entraînement sur l'exercice examinant le BFR dans la réadaptation clinique de MSK ont démontré qu'une grande majorité des études ne rapportent aucun événement indésirable au BFR (26, 27, 42, 50, 52, 56, 58 60-62).
Elle rapporte aussi que beaucoup ne corrigent pas et n'individualisent pas le stimulus occlusif et la charge d'entraînement. (26, 27, 41, 49, 54, 56, 58, 61, 64)
L'examen des données extraites concernant MSK et les mesures de résultats fonctionnels a révélé que le LL-BFR est efficace pour améliorer les aspects physiologiques en plus de la force musculaire (26 27 35 55 57 64 66) et qu’il n’empire pas les symptômes douloureux à l’exercices (41,49)
Problèmes de sécurité liés au BFR
Malgré les inquiétudes liées à une hémodynamique perturbée et aux lésions de reperfusion ischémique, (67, 68) l’entrainement BFR a été revue en profondeur (69 70) et dans le cadre d’une mise en œuvre correcte n’a montré aucun risque plus élevé que les modes d'exercices traditionnels (71).
Bien que les blessures résultant de ce type d’entrainement semblent rares (44), il est important que les praticiens excluent les causes potentielles de rhabdomyolose, telles que les infections et l'immobilisation prolongée (76) avant de mettre en œuvre l'entraînement, et incluent des mesures de marqueurs de dommages musculaires (par exemple, la créatine kinase sérique) pendant toute la période d'entraînement.
Implantation efficace du BFR training
La littérature actuelle souligne un manque d’individualisation dans la mise en place du BFR, en lien avec une recherche de sécurité et d’efficacité de la technique.
Par exemple, les cuisses larges nécessiteraient une pression supérieure pour un même degré d’occlusion que les cuisses plus fines (77).
Autre exemple, il existe un manque de progression et de réévaluation de la charge en fonction des patients.
Loenneke et al. (83) ont alors proposé une approche progressive du BFR en quatre étapes :
L'entraînement en force est important pour de nombreuses populations cliniques pendant la rééducation des MSK. Cette étude démontre que le LL-BFR peut fournir une approche plus efficace que l'approche à faible charge et plus tolérable que l’approche avec charges lourdes. La prescription individualisée d'entraînement LL-BFR peut fournir un substitut comparable à l'entraînement en charge lourde tout en minimisant la douleur pendant l'entraînement. (41, 50, 51, 92)
Le BFR peut faciliter l'engagement précoce dans l’entrainement de force à faible charge avec un stress articulaire limité pour un large éventail de populations cliniques.
Comme discuté dans cette étude, la recherche future devra se pencher sur une approche individualisée et progressive pour faciliter l'efficacité et la sécurité de l’entrainement BFR.
Hughes L, Paton B, Rosenblatt B, et al. Br J Sports Med Published Online First: [please include Day Month Year]. doi:10.1136/ bjsports-2016-097071
Bibilographie
1 Thomas AC, Wojtys EM, Brandon C, et al. Muscle atrophy contributes to quadriceps weakness after anterior cruciate ligament reconstruction. J Sci Med Sport 2016;19:7–11.
2 Petterson SC, Barrance P, Buchanan T, et al. Mechanisms underlying quadriceps weakness in knee osteoarthritis. Med Sci Sports Exerc 2008;40:422–7.
3 Palmieri-Smith RM, Thomas AC, Karvonen-Gutierrez C, et al. Isometric quadriceps strength in women with mild, moderate, and severe knee osteoarthritis. Am J Phys Med Rehabil 2010;89:541–8.
4 Papalia R, Zampogna B, Torre G, et al. Sarcopenia and its relationship with osteoarthritis: risk factor or direct consequence? Musculoskelet Surg 2014;98:9–14.
- Populations cliniques et entrainement BFR
Les études ont porté sur des personnes atteintes d’arthrose du genou (41, 49 50), de lésions ligamentaires (42,51 ,52), de myosite sporadique (53) et d'adultes plus âgés sensibles à la sarcopénie (26 27 54-64).
La charge d'entraînement de l'exercice BFR allait de 10% à 30% 1RM pour l'exercice de renforcement et 45% de la réserve de FC à 67m / min-1 pour les exercices aérobie et de marche.
Le BFR a été obtenu en utilisant soit des brassards pneumatiques ou des bandages élastiques. La pression occlusive entre les études variait de 60 à 270 mmHg.
La durée de l'entrainement BFR allait de 2 à 16 semaines, avec une fréquence de 2 à 6 séances d'entraînement par semaine.
- Variables mesurées
- La force musculaire maximale
- La taille et le volume musculaire
- La fonction physique
- Les événements indésirables lié à la BFR
Discussion
Méta-Analyse
Les résultats indiquent que l'entraînement LL- BFR peut produire de plus grandes réponses dans la force musculaire que l’entrainement LL seul. À l'heure actuelle, les gains de force semblent être moins importants que ceux obtenus avec un entrainement à charge lourde HLR, ce qui est conforme aux recherches antérieures. (36 62)
Ainsi, l’entrainement en LL-BFR peut être utilisé comme outil de réadaptation clinique progressif dans le processus de retour à l'exercice à charge lourde.
A l'heure actuelle, aucune littérature n'identifie un mécanisme clair pour expliquer comment l’entrainement en LL-BFR peut stimuler une plus grande augmentation de la force dans les populations cliniques (41). Elle pourrait être liée à une hypertrophie et des adaptations neurales semblables à celles observées lors des entrainements HLR. Cependant, avec l'exercice BFR, ces mécanismes pourraient être activés par la combinaison de la tension et de l'hypoxie.
Outre la force musculaire, certaines études individuelles ont démontré après LL-BFR une augmentation supérieure par rapport au LL seule au niveau :
- du volume musculaire (26)
- du CSA à la fois sur les membres inférieurs (26-27 42) et les membres supérieurs (61).
Cela reflète les résultats de la littérature portant sur des cohortes saines et athlétiques (20. 21 23 24).
De plus, des études comparant le LL-BFR au HLR chez les personnes présentant une MSK a révélé des augmentations similaires du CSA musculaire (60 62 63) ce qui concorde avec les recherches antérieures. (40)
Analyse systématique
Les résultats de l'analyse systématique de toutes les études d'entraînement sur l'exercice examinant le BFR dans la réadaptation clinique de MSK ont démontré qu'une grande majorité des études ne rapportent aucun événement indésirable au BFR (26, 27, 42, 50, 52, 56, 58 60-62).
Elle rapporte aussi que beaucoup ne corrigent pas et n'individualisent pas le stimulus occlusif et la charge d'entraînement. (26, 27, 41, 49, 54, 56, 58, 61, 64)
L'examen des données extraites concernant MSK et les mesures de résultats fonctionnels a révélé que le LL-BFR est efficace pour améliorer les aspects physiologiques en plus de la force musculaire (26 27 35 55 57 64 66) et qu’il n’empire pas les symptômes douloureux à l’exercices (41,49)
Problèmes de sécurité liés au BFR
Malgré les inquiétudes liées à une hémodynamique perturbée et aux lésions de reperfusion ischémique, (67, 68) l’entrainement BFR a été revue en profondeur (69 70) et dans le cadre d’une mise en œuvre correcte n’a montré aucun risque plus élevé que les modes d'exercices traditionnels (71).
Bien que les blessures résultant de ce type d’entrainement semblent rares (44), il est important que les praticiens excluent les causes potentielles de rhabdomyolose, telles que les infections et l'immobilisation prolongée (76) avant de mettre en œuvre l'entraînement, et incluent des mesures de marqueurs de dommages musculaires (par exemple, la créatine kinase sérique) pendant toute la période d'entraînement.
Implantation efficace du BFR training
La littérature actuelle souligne un manque d’individualisation dans la mise en place du BFR, en lien avec une recherche de sécurité et d’efficacité de la technique.
Par exemple, les cuisses larges nécessiteraient une pression supérieure pour un même degré d’occlusion que les cuisses plus fines (77).
Autre exemple, il existe un manque de progression et de réévaluation de la charge en fonction des patients.
Loenneke et al. (83) ont alors proposé une approche progressive du BFR en quatre étapes :
- BFR seul pendant les périodes de repos au lit.
- BFR combiné à un exercice de marche à faible charge de travail.
- BFR combinée à un exercice de résistance à faible charge.
- LL-BFR combiné à un exercice à charge élevée.
Conclusion
L'entraînement en force est important pour de nombreuses populations cliniques pendant la rééducation des MSK. Cette étude démontre que le LL-BFR peut fournir une approche plus efficace que l'approche à faible charge et plus tolérable que l’approche avec charges lourdes. La prescription individualisée d'entraînement LL-BFR peut fournir un substitut comparable à l'entraînement en charge lourde tout en minimisant la douleur pendant l'entraînement. (41, 50, 51, 92)
Le BFR peut faciliter l'engagement précoce dans l’entrainement de force à faible charge avec un stress articulaire limité pour un large éventail de populations cliniques.
Comme discuté dans cette étude, la recherche future devra se pencher sur une approche individualisée et progressive pour faciliter l'efficacité et la sécurité de l’entrainement BFR.
Article d’origine
Hughes L, Paton B, Rosenblatt B, et al. Br J Sports Med Published Online First: [please include Day Month Year]. doi:10.1136/ bjsports-2016-097071
Bibilographie
1 Thomas AC, Wojtys EM, Brandon C, et al. Muscle atrophy contributes to quadriceps weakness after anterior cruciate ligament reconstruction. J Sci Med Sport 2016;19:7–11.
2 Petterson SC, Barrance P, Buchanan T, et al. Mechanisms underlying quadriceps weakness in knee osteoarthritis. Med Sci Sports Exerc 2008;40:422–7.
3 Palmieri-Smith RM, Thomas AC, Karvonen-Gutierrez C, et al. Isometric quadriceps strength in women with mild, moderate, and severe knee osteoarthritis. Am J Phys Med Rehabil 2010;89:541–8.
4 Papalia R, Zampogna B, Torre G, et al. Sarcopenia and its relationship with osteoarthritis: risk factor or direct consequence? Musculoskelet Surg 2014;98:9–14.
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