Restriction du flux sanguin

Primo rédacteur: Dorian Le Moan 2023

Définition : 

La technique de restriction du flux sanguin, ou Blood Flow Restriction, a été mise au point au Japon par Yoshiaki Sato vers 1960. Le processus a commencé par une auto-expérimentation, Sato utilisant la technique pour se remettre d'une fracture de la jambe. L'exercice anciennement appelé Kaastsu a ensuite gagné en popularité et est apparu dans la recherche (Sato, 2005).

L'exercice BFR est de plus en plus utilisé comme méthode d'entraînement alternative pour les personnes dans l’incapacité (blessure, rééducation) d'effectuer des protocoles d'exercices aérobiques ou de résistance traditionnels (Freitas et al., 2021). Le BFR n’est pas limité aux jeunes individus en bonne santé, mais également aux personnes d'âge moyen et aux personnes âgées (Abe et al., 2006).

L'étude la plus importante et la plus complète qui a examiné la sécurité et l'efficacité de l'exercice BFR a été réalisée au Japon en 2005 (Nakajima et al., 2006). Les auteurs ont conclu que l'exercice BRF était une méthode d'entraînement sûre pour les athlètes, les individus en bonne santé et les personnes avec diverses conditions physiques (Nakajima et al., 2006).

Cette méthode fait partie du panorama des méthodes d’entraînement en hypoxie (Girard et al., 2017). Dans la programmation vivre en bas et s’entraîner en haut (LLTH) elle est qualifiée d’hypoxie localisée car elle cause une limitation de la disponibilité de l’oxygène aux groupes musculaires actifs avec une augmentation de l’utilisation de la filière anaérobie et de la restriction de circulation des sous-produits métabolites, piégés dans la zone contrainte (Suga et al., 2010, 2010). La création de cet environnement anaérobie intramusculaire est un phénomène qualifié de « stress métabolique ». La limitation de l’afflux sanguine dans les muscles actifs crée une adaptation vasculaire pour palier à cette dette d’oxygène (Suga et al., 2010).

Application pratique : 

Une diversité de dispositifs sont utilisés pour restreindre le flux sanguin, ils varient d'une étude à l'autre et ont évolué au fil du temps (KAATSU et KAATSU-mini ; Hokanson Rapid Cuff Inflation System ; et Delfi Medical Innovations Systems). Mais encore, des bandes élastiques ou wraps, beaucoup plus abordables et largement disponibles à la vente en ligne et ne nécessitent que peu ou pas de formation, mais ont le potentiel d'être trop serrées par ceux qui ne sont pas familiers avec la théorie de l'exercice BFR. Il est conseillé de ne pas utiliser ces dispositifs.

L'individualisation pendant l'exercice BFR se base sur l’utilisation de pourcentages de la pression d'occlusion artérielle totale pour un membre, elle est mesurée par échographie Doppler. Les résultats ont indiqué que le débit sanguin diminuait de manière non linéaire et par paliers, mais qu'il était relativement constant entre 40 % de l'occlusion totale et 80 % de l'occlusion totale. Cela a conduit la plupart des protocoles à utiliser 50 % de la pression d'occlusion totale comme pression d'exercice standard pour la plupart des études (Mouser et al., 2017).

Bénéfices généraux : 

L’utilisation de cette méthodologie démontrent des paramètres positifs de performance neuromusculaire, aérobie et anaérobie (Abe et al., 2006; Sudo et al., 2016), une augmentation de la taille et de la force musculaires, de l'endurance musculaire, de la puissance musculaire (Wilk et al., 2022). Cependant, la quantification de ces adaptations dépende fortement du niveau et du mode de restriction et du mode d'exercice.

En raison de l'occlusion du retour veineux, les métabolites sont piégés et s'accumulent localement dans le groupe musculaire actif. Les exercices de résistance combinés aux BFR induisent des altérations métaboliques robustes en termes d'accumulation de plusieurs sous-produits métaboliques (lactate, phosphate inorganique, ions hydrogène) (Suga et al., 2010). Une accumulation excessive cause une diminution du couple excitation-contraction ce qui induit une diminution de la production de force (Westerblad et al., 2002).

Des résultats contradictoires ont été rapportés jusqu'à présent, des études démontrant que l'exercice BFR intermittent (brassards dégonflés au repos) ne semble pas diminuer la réponse physiologique induite par l'exercice (Freitas et al., 2021) tandis que d'autres montrent le contraire (Suga et al., 2010)

Entraînement en résistance : 

Un protocole typique consiste généralement en 4 séries de 30-15-15-15 répétitions (Scott et al., 2015). Les avantages de cet exercice à faible charge sont que les contraintes mécaniques exercées sur les articulations sont plus faibles en raison des charges plus faibles (20 % 1RM contre 70 % 1RM ou plus) et du volume d'exercice globalement plus faible (charge × nombre total de répétitions). Il convient de noter que les répétitions effectuées jusqu'à l'échec se sont également révélées efficaces pour induire certaines adaptations neuromusculaires (temps de repos : 30 s à 2 min) (Jessee et al., 2019)

Effet sur l’aérobie: 

L'entraînement BFR peut fournir un stimulus important pour améliorer la condition aérobie, avec un V̇O2max plus élevé améliorant la récupération entre les sprints en augmentant la recapture de Pi et la resynthèse de la phosphocréatine. Les déterminants périphériques de la V̇O2max, notamment la densité capillaire et mitochondriale, sont également améliorés par l'entraînement BFR. L'amélioration de la densité mitochondriale après un entraînement aérobie et anaérobie par rapport à un entraînement sans BFR reflète une plus grande capacité oxydative musculaire (Salzmann et al., 2021).

Effet sur l’anaérobie : 

Dans cette condition d’entraînement, il faut pouvoir trouver un compromis entre maximiser le stimulus physiologique et minimiser la diminution de la performance durant l’entraînement. Des pressions de brassard modérées (40-50% AOP) sont probablement nécessaires pendant l’entraînement en haute intensité parce que des pressions plus élevées réduisent la qualité de l'entraînement.

Les bénéfices durant ce type d’effort est une augmentation de la capillarisation musculaire ce qui permet d’avoir une distance réduite pour la diffusion d’oxygène entre les capillaires sanguins et les fibres musculaire. Cette réduction de la distance permet aussi une meilleure capacité d’extraction des sous-produits métabolites (Wilson et al., 2013) afin de mieux réguler le pH sanguin.

De plus, l’hypertrophie musculaire permet d’augmenter les stocks de glycogène intramusculaire ce qui permet de reporté le passage depuis la glycolyse anaérobie vers le métabolisme aérobie. Cela permettrait de maintenir un taux de régénération d’ATP plus rapide pour mieux répondre aux demandes d’un exercice de haute intensité.

Bibliographie

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Girard, O., Brocherie, F., & Millet, G. P. (2017). Effects of Altitude/Hypoxia on Single- and Multiple-Sprint Performance : A Comprehensive Review. Sports Medicine, 47(10), 1931‑1949. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0733-z

Jessee, M. B., Buckner, S. L., Mattocks, K. T., Dankel, S. J., Mouser, J. G., Abe, T., & Loenneke, J. (2019). Blood flow restriction augments the skeletal muscle response during very low-load resistance exercise to volitional failure. Physiology International, 106(2), 180‑193. https://doi.org/10.1556/2060.106.2019.15

Mouser, J. G., Ade, C. J., Black, C. D., Bemben, D. A., & Bemben, M. G. (2017). Brachial blood flow under relative levels of blood flow restriction is decreased in a nonlinear fashion. Clinical Physiology and Functional Imaging, 38(3), 425‑430. https://doi.org/10.1111/cpf.12432

Nakajima, T., Kurano, M., Iida, H., Takano, H., Oonuma, H., Morita, T., Meguro, K., Sato, Y., Nagata, T., & Kaatsu Training Group. (2006). Use and safety of KAATSU training:Results of a national survey. International Journal of KAATSU Training Research, 2(1), 5‑13. https://doi.org/10.3806/ijktr.2.5

Salzmann, K., Sanchez, A. M. J., & Borrani, F. (2021). Effects of Blood Flow Restriction on O2 Muscle Extraction and O2 Pulmonary Uptake Kinetics During Heavy Exercise. Frontiers in Physiology, 12, 722848. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.722848

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Scott, B. R., Loenneke, J. P., Slattery, K. M., & Dascombe, B. J. (2015). Exercise with Blood Flow Restriction : An Updated Evidence-Based Approach for Enhanced Muscular Development. Sports Medicine, 45(3), 313‑325. https://doi.org/10.1007/s40279-014-0288-1

Sudo, M., Ando, S., & Kano, Y. (2016). Repeated blood flow restriction induces muscle fiber hypertrophy. Muscle and Nerve, 55(2), 274‑276. https://doi.org/10.1002/mus.25415

Suga, T., Okita, K., Morita, N., Yokota, T., Hirabayashi, K., Horiuchi, M., Takada, S., Omokawa, M., Kinugawa, S., & Tsutsui, H. (2010). Dose effect on intramuscular metabolic stress during low-intensity resistance exercise with blood flow restriction. Journal of Applied Physiology, 108(6), 1563‑1567. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00504.2009

Westerblad, H., Allen, D. G., & Lännergren, J. (2002). Muscle Fatigue : Lactic Acid or Inorganic Phosphate the Major Cause? Physiology, 17(1), 17‑21. https://doi.org/10.1152/physiologyonline.2002.17.1.17

Wilk, M., Krzysztofik, M., Filip, A., Zajac, A., Bogdanis, G. C., & Lockie, R. G. (2022). Short-Term Blood Flow Restriction Increases Power Output and Bar Velocity During the Bench Press. Journal of Strength and Conditioning Research, 36(8), 2082‑2088. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003649

Wilson, J. M., Lowery, R. P., Joy, J. M., Loenneke, J. P., & Naimo, M. A. (2013). Practical Blood Flow Restriction Training Increases Acute Determinants of Hypertrophy Without Increasing Indices of Muscle Damage. Journal of Strength and Conditioning Research, 27(11), 3068‑3075. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e31828a1ffa