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Résumé

Cette étude décrit un protocole d’essai contrôlé randomisé visant à évaluer les effets aigus du volume d’exercice de force sur la sensibilité à l’insuline chez les personnes obèses.

Résumé

Une séance aiguë d’exercices de musculation (SE) améliore la sensibilité à l’insuline (IS) pendant plusieurs heures ; cependant, les effets du volume de l’ES (c’est-à-dire le nombre d’ensembles) n’ont pas été étudiés de manière approfondie. Bien qu’il soit intuitif qu’une certaine SE est meilleure que rien, et que plus est mieux que d’autres pour l’amélioration de la SI, les séances à volume élevé peuvent être difficiles à réaliser pour les populations malades, en particulier les adultes obèses, pour qui même une marche rapide peut être difficile. Ce protocole détaille un essai clinique randomisé visant à évaluer les effets aigus de l’ES sur le SI chez les adultes obèses. Les critères d’inclusion sont l’indice de masse corporelle >30 kg/m2), l’obésité centrale (tour de taille >88 cm et >102 cm pour les femmes et les hommes, respectivement) et l’âge >40 ans. Les participants se familiariseront avec le SE (7 exercices ciblant les principaux groupes musculaires) et effectueront ensuite trois séances dans un ordre aléatoire : séance 1 - séance à volume élevé (3 séries/exercice) ; séance 2 - séance à faible volume (1 série/exercice) ; Séance 3 - Séance de contrôle (pas d’exercice). L’alimentation sera contrôlée la veille et le jour des séances. Les séances se termineront la nuit et un test de tolérance au glucose par voie orale sera effectué le lendemain matin, à partir duquel plusieurs indices de l’IS seront dérivés, tels que l’aire sous la courbe (ASC) du glucose et de l’insuline, l’indice de Matsuda, l’indice de Cederholm, l’indice IS musculaire et l’indice de Gutt. Sur la base d’études pilotes, nous prévoyons une amélioration de ~15 % de l’IS (ASC de l’insuline et indices de Matsuda et de Cederholm) après la séance à volume élevé, et une amélioration de ~8 % après la séance à faible volume par rapport à la séance témoin. Cette étude profitera aux personnes qui trouvent les séances d’ES à volume élevé difficiles, mais qui visent tout de même à améliorer leur SI en investissant 1/3 de leur temps et de leurs efforts.

Introduction

Bien que les effets chroniques de la musculation sur la sensibilité à l’insuline aient été démontrés à plusieurs reprises 1,2,3, même une séance aiguë d’exercices de musculation peut améliorer l’action de l’insuline jusqu’à 48 h4. Cet effet a été démontré chez les patients en bonne santé 5,6,7,8, obèses 9, âgés 10, résistants à l’insuline 4 et patients atteints de diabète sucré de type 2 11. D’autres n’ont pas signalé d’effets positifs 12,13,14,15,16,17, et on ne sait pas pourquoi ces différences se produisent.

Dans une revue narrative récente18, il a été suggéré que le volume d’exercices de musculation (le nombre de séries par exercice) est essentiel pour améliorer la sensibilité à l’insuline. Par exemple, une revue systématique et une méta-analyse récentes ont démontré que les séances composées de 21 séries ou plus entraînaient une amélioration plus importante de l’action de l’insuline par rapport aux séances de moins de 21 séries19. Cependant, seules des preuves limitées provenant de la littérature soutiennent directement cette notion. Par exemple, un volume d’exercice plus fort (30 séries) a amélioré le métabolisme du glucose plus que un volume plus faible (10 séries)20. Mais il convient de noter que cette étude a mis en œuvre des exercices de musculation de type circuit, ce qui limite la comparaison avec les exercices de musculation traditionnels. Dans une autre étude, une meilleure sensibilité à l’insuline a été observée après un protocole d’exercice de force de 32 séries par rapport à un protocole de 8 séries21. Cependant, le degré d’effort après les séries n’a pas été rapporté, et il était probablement plus élevé après le protocole à volume élevé. Ceci est important car le degré d’effort (ou la proximité d’une défaillance musculaire concentrique, caractérisée comme l’incapacité de poursuivre la série en raison d’un échec dans le mouvement concentrique d’une répétition donnée) a également été considéré comme une variable importante pour améliorer le métabolisme de l’insuline et du glucose18. Ainsi, le peu d’études disponibles sur le sujet, ainsi que leurs limites méthodologiques, empêchent d’autres inférences concernant les effets du volume d’exercices de force sur la sensibilité à l’insuline.

Un autre point intéressant lorsque l’on discute du volume d’exercices de musculation est qu’il est intrinsèquement lié à l’engagement de temps. Un volume d’exercice plus faible, de par sa conception, signifie moins de temps passé dans la salle de sport. Parmi les raisons pour lesquelles vous n’adhérez pas à un programme d’exercices, le manque de temps figure en tête de liste22. Ainsi, une séance d’exercices de musculation à faible volume qui améliore efficacement la sensibilité à l’insuline signifie moins d’engagement de temps23 et pourrait entraîner une meilleure observance à long terme. De plus, les sentiments subjectifs, tels que l’auto-efficacité (auto-perception de la capacité d’accomplir quelque chose) et les sensations de plaisir et d’amusement (jouissance), sont également liés à l’adhésion à l’exercice24,25,26. Il est raisonnable de supposer que les gens pourraient se sentir plus confiants et profiter davantage de leur expérience d’exercice lorsqu’ils effectuent une séance d’exercice de force à faible volume qui se traduit par une amélioration de la santé.

Pour combler les lacunes de la littérature résumées ci-dessus, nous décrivons un protocole pour un essai clinique randomisé, contrôlé et croisé dont l’objectif principal est d’évaluer les effets du volume d’exercices de force sur la sensibilité à l’insuline chez les personnes obèses. Comme objectif secondaire, nous évaluons les effets du volume d’exercices de force sur les sentiments subjectifs (auto-efficacité, affection et plaisir).

Le protocole décrit ici un essai clinique randomisé, contrôlé, à 3 voies, croisé. L’ordre chronologique du protocole comprend : une évaluation préalable à la participation des antécédents médicaux et des mesures anthropométriques (masse corporelle, taille, tour de taille et composition corporelle) ; un rendez-vous avec la nutritionniste certifiée de l’équipe ; une période de familiarisation avec les exercices de musculation et les questionnaires sur les sentiments subjectifs ; l’évaluation de la force dans chaque exercice ; attribution aléatoire de l’ordre des séances ; l’exécution des 3 séances (espacées de 7 à 28 jours), qui sont immédiatement suivies par la réponse aux questionnaires sur les sentiments subjectifs ; un test de tolérance au glucose par voie orale (OGTT) le lendemain matin ; et l’analyse des données. La figure 1 illustre la conception du protocole.

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Figure 1 : Plan de l’étude. Un organigramme de la méthodologie de l’essai est suivi ici. 1 : Sujets obèses (indice de masse corporelle [IMC] >30 kg/m2 ; tour de taille >102/88 cm) ; 2 : Évaluations anthropométriques et familiarisation ; affectation aléatoire à 3 : séance d’exercices de musculation à volume élevé (21 séries), 4 : séance d’exercices de musculation à faible volume (7 séries) ou 5 : journée de contrôle ; 6 : repas standard après les séances ; 7 : sommeil et jeûne de nuit ; 8 : test de tolérance au glucose par voie orale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Protocole

Obtenir l’approbation éthique de l’étude en soumettant le protocole de l’étude et le document de consentement éclairé au comité d’examen institutionnel (CISR) local ou au comité local d’éthique de la recherche (CER). L’étude ne peut commencer qu’après l’approbation de l’IRB ou du REC. Les résultats présentés ci-dessous proviennent d’une étude pilote, pour laquelle les sujets ont signé un consentement éclairé écrit avant l’inscription. Après l’approbation de l’IRB ou du REC, enregistrez prospectivement le protocole dans un référentiel public, comme Clinical Trials (https://clinicaltrials.gov). Si votre pays dispose d’un référentiel national, enregistrez-y le protocole (par exemple, au Brésil, il y a les essais cliniques brésiliens (https://ensaiosclinicos.gov.br). La présente étude a été approuvée par la CISR locale (numéro de certificat CAAE 63190422.0.0000.5108) et a été enregistrée prospectivement dans un registre d’essais cliniques (ReBEC #RBR-3vj5dc5 https://ensaiosclinicos.gov.br/rg/RBR-3vj5dc5).

1. Sélection et préparation des bénévoles

  1. Calculer la taille de l’échantillon requis pour les essais
  2. Sélectionnez les sujets qui : sont obèses (indice de masse corporelle >30 kg/m2) ; avoir une obésité centrale (tour de taille > 102/88 cm chez l’homme/la femme) ; sont âgés de >40 ans ; sont capables d’effectuer des exercices de musculation.
  3. Exclure les sujets qui : présentent des signes, des symptômes ou la présence de diabète ou de toute autre maladie métabolique, d’une maladie cardiovasculaire, d’une maladie cérébrovasculaire, d’une maladie rénale, d’une maladie respiratoire et d’une maladie ostéoarticulaire27 ; déclarer utiliser tout médicament susceptible d’influencer les résultats escomptés (y compris les contraceptifs oraux28) ; signaler l’utilisation de stéroïdes anabolisants ; si vous êtes enceinte ou avez l’intention de le devenir au cours de l’étude ; Décrivez l’apport en compléments alimentaires connus pour affecter les performances physiques, tels que la caféine, la bêta-alanine, la créatine et le bicarbonate de sodium29.
  4. Obtenez la signature du participant dans le consentement éclairé et conservez-le dans un casier privé.

2. Mesurez la composition corporelle du participant

  1. Pour cette étude, évaluez la composition corporelle au moyen d’une absorptiométrie à rayons X à double énergie, en suivant les instructions du fabricant pour l’analyse de la masse grasse, de la masse sans graisse. Cependant, toute autre méthode établie (c.-à-d. Bod Pod, pesée sous l’eau, pli cutané) peut être utilisée.

3. Contrôle diététique

  1. Prenez rendez-vous avec le nutritionniste certifié de l’équipe de recherche pour expliquer aux participants comment consigner leur régime alimentaire de 3 jours (2 jours de semaine, 1 week-end).
  2. Élaborer un plan alimentaire avec la nutritionniste en fonction des besoins énergétiques et des apports alimentaires des participants, afin d’assurer une alimentation isocalorique la veille et le jour des séances30.

4. Familiarisation

  1. Demandez aux participants d’effectuer 5 séances de familiarisation, espacées d’au moins 2 jours.
    1. Séance de familiarisation 1
      1. Expliquez au participant la forme de levage : amplitude de mouvement, durée des phases concentriques et excentriques (~ 3 s de durée totale de répétition) dans chacun des 7 exercices de musculation (1 - squat à la barre hexagonale ; 2 - développé couché ; 3 - presse à jambes ; 4 - traction latérale ; 5 - extension des jambes ; 6 - presse à épaules ; 7 - flexion des jambes).
      2. Expliquez au participant comment évaluer son effort en fonction de l’échelle OMNI-RES30.
      3. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 min en marchant sur un tapis roulant à ~3-4 km/h.
      4. Demandez au participant d’effectuer 3 séries de 8 répétitions dans chacun des 7 exercices qu’il juge faciles ou entre les niveaux 3 et 4 selon l’échelle OMNI-RES.
      5. Prévoyez 90 à 120 s de récupération entre les séries et les exercices.
    2. Séance de familiarisation 2
      1. Expliquez au participant comment répondre à l’échelle d’affection31,32, à l’échelle de plaisir de l’activité physique (PACES)32,33 et à l’échelle d’auto-efficacité 34.
      2. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection avant la séance de familiarisation.
      3. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 minutes en marchant sur un tapis roulant à 3-4 km/h.
      4. Demandez au participant d’effectuer 3 séries de 8 répétitions dans chacun des 7 exercices, qu’il juge difficiles ou entre les niveaux 5 et 7 selon l’échelle OMNI-RES.
      5. Prévoyez 90 à 120 s de récupération entre les séries et les exercices.
      6. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection, au PACES et à l’échelle d’auto-efficacité après la séance de familiarisation.
    3. Séance de familiarisation 3
      1. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection avant la séance de familiarisation.
      2. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 min en marchant sur un tapis roulant à ~3-4 km/h.
      3. Demandez au participant d’effectuer 3 séries de 8 répétitions dans chacun des 7 exercices, qu’il juge difficiles, ou entre les niveaux 7 et 9 selon l’échelle OMNI-RES.
      4. Prévoyez 90 à 120 s de récupération entre les séries et les exercices.
      5. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection, au PACES et à l’échelle d’auto-efficacité après la séance de familiarisation.
    4. Séance de familiarisation 4
      1. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection avant la séance de familiarisation.
      2. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 minutes en marchant sur un tapis roulant à 3-4 km/h.
      3. Demandez au participant d’effectuer 3 séries de 8 répétitions dans chacun des 7 exercices, qu’il considère comme difficiles et extrêmement difficiles ou entre les niveaux 9 et 10 selon l’échelle OMNI-RES.
      4. Prévoyez 90 à 120 s de récupération entre les séries et les exercices.
      5. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection, au PACES et à l’échelle d’auto-efficacité après la séance de familiarisation.
    5. Séance de familiarisation 5
      1. Demandez au participant d’imiter les tests de force (voir les détails à l’étape 5). L’intervalle entre les séances de familiarisation peut aller jusqu’à 7 jours et peut être programmé en fonction de la présence de douleurs musculaires d’apparition retardée.
        REMARQUE : Cette dernière séance de familiarisation a pour but de familiariser les participants avec les tests de force. Il est extrêmement important dans cette étude d’avoir une période de familiarisation approfondie 1) pour s’assurer que le participant peut effectuer les séries à l’échec concentrique ou très près decelui-ci 18, et 2) pour éviter l’effet négatif des lésions musculaires sur la sensibilité à l’insuline35,36,37.

5. Tests de force (8 répétitions maximum)

  1. Effectuez les tests de force (8 répétitions maximum [RM]) dans chacun des 7 exercices pour un total d’au moins 72 h (mais pas plus de 7 jours) après la dernière séance de familiarisation.
    1. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 minutes en marchant sur un tapis roulant à 3-4 km/h.
    2. Demandez au participant d’effectuer 1 série avec une faible charge (12 répétitions, 40 % à 50 % de RM, 3 à 4 sur l’échelle OMNI) avant chaque exercice.
    3. Ajustez le poids à la charge prévue à laquelle le participant sera en mesure d’effectuer 8, mais pas 9, répétitions avec une bonne forme. Enregistrez cette charge.
    4. Si le participant est incapable d’effectuer 8 répétitions en raison d’une perte de bonne forme, d’une défaillance musculaire concentrique, ou si le participant arrête volontairement la série en raison de la fatigue, réduisez la charge de 5 à 10 %, laissez-le se reposer pendant 3 à 5 minutes et faites une autre tentative.
    5. Si le participant est capable d’effectuer 9 répétitions, augmentez la charge de 5 à 10 %, laissez-le se reposer pendant 3 à 5 minutes et faites une autre tentative.
    6. Répétez les étapes 5.1.4 et 5.1.5 jusqu’à ce que le participant soit capable d’effectuer 8 mais pas 9 répétitions et d’enregistrer la charge.
      REMARQUE : Pour éviter la variabilité entre les évaluateurs, le même membre de l’équipe de recherche doit effectuer des tests de force avec tous les participants.
    7. Effectuez les tests dans le même ordre que les exercices décrits ci-dessus : 1 - squat à la barre hexagonale ; 2 - développé couché ; 3 - presse à jambes ; 4 - lat pulldown ; 5 - extension de jambe ; 6 - presse à épaules ; 7 - flexion des jambes, en laissant au moins 3 minutes entre les exercices.
      REMARQUE : Basez la charge prévue sur les performances de la cinquième séance de familiarisation, lorsque les tests de résistance seront imités. Pour éviter une fatigue excessive, il est optimal de trouver la charge de 8 RM lors de la première tentative de chaque exercice, mais 2 tentatives sont acceptables.

6. Attribution aléatoire des sessions

  1. Imprimez des séquences aléatoires avec les chiffres 1, 2 et 3 qui représentent respectivement le volume élevé, le volume faible et le contrôle, et insérez chacune d’entre elles dans une enveloppe opaque numérotée séquentiellement et scellez les enveloppes.
  2. Ouvrez les enveloppes pour révéler l’ordre des séances après les tests de force.
    REMARQUE : L’étape 6.1 doit être effectuée par un collaborateur de recherche qui n’est pas directement impliqué dans la collecte des données ou qui n’est pas responsable de l’ouverture des enveloppes.

7. Collecte de données à l’aveugle

  1. Demandez au participant de ne pas divulguer la séance qu’il a effectuée la veille aux employés du laboratoire clinique où l’OGTT sera effectué.
  2. Demandez à un collaborateur de recherche, qui n’est pas directement impliqué dans la collecte et l’analyse des données, de saisir deux fois les données de l’OGTT dans des feuilles de calcul distinctes à l’aide de codes pour masquer l’identité du participant et la session effectuée.
    REMARQUE : En raison des caractéristiques inhérentes à cette conception d’étude (exercice), il n’est pas possible d’aveugler à la fois le participant et le thérapeute.

8. Séances d’exercice

  1. Séance 1 - volume élevé
    1. Demandez au participant de ne pas faire d’exercice d’intensité modérée à élevée pendant au moins 2 jours avant la séance.
    2. Demandez au participant de suivre le régime prescrit par la nutritionniste la veille et le jour de la séance. Le dernier repas est à 18h30
    3. Demandez au participant de se présenter au gymnase à 19 h 30.
    4. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection avant la séance d’exercice à 19 h 55.
    5. Demandez au participant d’effectuer un échauffement de 5 minutes en marchant sur un tapis roulant à 3-4 km/h.
    6. Demandez au participant d’effectuer 3 séries avec autant de répétitions que possible (jusqu’à l’insuffisance musculaire concentrique ou jusqu’à ce que le participant arrête volontairement la série) dans chacun des 7 exercices avec la charge du test 8 RM et notez le nombre de répétitions dans chaque série.
    7. Demandez au participant d’évaluer son effort en fonction de l’échelle OMNI-RES après chaque série et chaque record. Prévoyez 120 s de récupération entre les séries et les exercices.
    8. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection, au PACES et à l’échelle d’auto-efficacité après avoir terminé la séance.
    9. Demandez au participant d’ingérer le repas d’après-séance entre 21h00 et 21h30 et demandez-lui de ne rien ingérer d’autre (à l’exception de l’eau) jusqu’au lendemain matin, lorsque l’OGTT sera effectué, et renvoyez-le chez lui.
  2. Séance 2 - faible volume
    1. Répétez les étapes 8.1.1 à 8.1.3. Demandez au participant de répondre à l’échelle d’affection à 20 h 35. Répétez l’étape 8.1.5.
    2. Demandez au participant d’effectuer 1 série avec autant de répétitions que possible (jusqu’à l’échec musculaire concentrique ou jusqu’à ce que le participant arrête volontairement la série) dans chacun des 7 exercices avec la charge du test 8 RM et notez le nombre de répétitions dans chaque série.
    3. Répétez les étapes 8.1.7 à 8.1.9
  3. Session 3 - journée de contrôle
    1. Répétez les procédures de 8.1.1 à 8.1.4.
    2. Positionnez le participant dans chaque exercice/équipement pendant 30 s (en imitant la période active réglée), mais demandez-lui de ne pas effectuer de contraction musculaire (ou simplement de rester immobile dans l’exercice/l’équipement).
    3. Répétez l’étape 8.3.2 pour 3 fausses séries pour les 7 exercices (imitation de la séance 1, mais sans aucune contraction musculaire).
    4. Répétez les étapes 8.1.7 à 8.1.9

9. OGTT et analyse des données

  1. Demandez aux participants de se présenter au laboratoire entre 7h00 et 7h30.
  2. Prélever un échantillon de sang à jeun tel que décrit auxpoints 38,39.
  3. Demandez aux participants d’ingérer 75 g de glucose dans une solution de 300 ml. Prélevez des échantillons de sang 30 min, 60 min, 90 min et 120 min après l’ingestion de glucose.
  4. Mesurer la glycémie et la concentration sérique d’insuline dans tous les échantillons de sang comme décrit auxpoints 38,39. Données de tracé à partir d’OGTT.
  5. Calculer a) l’ASC pour le glucose et l’insuline en suivant la règle trapézoïdale40 ; b) l’indice de sensibilité au glucose et à l’insuline par voie orale41 ; c) l’indice de sensibilité à l’insuline Matsuda42 ; d) l’indice de Cederholm43 ; e) l’indice de sensibilité musculaire à l’insuline44,45 ; f) l’indice de Gutt46 ; g) l’indice47 d’Avignon et al. ; et h) l’indice48 de Stumvoll et al.

10. Analyse statistique

  1. Analysez les données en aveugle à l’aide de feuilles de calcul codées de l’étape 7.2.
  2. Exprimez les données sous forme de moyenne et d’écart-type. Évaluez la normalité des données à l’aide du test de Shapiro-Wilk. Pour les données normalement distribuées, analysez les données avec des analyses de variance à un facteur, si un effet principal significatif est observé, utilisez le test de Tukey post hoc.
  3. Pour les données non paramétriques, utilisez le test de Kruskal-Wallis ou le test de Friedman. Considérez la signification lorsque les valeurs de p sont inférieures à 0,05.
  4. Affichez l’allocation une fois que toutes les statistiques sont exécutées.

Résultats

La figure 2 montre des réponses représentatives (tirées d’une étude pilote) pour le glucose (figure 2A) et l’insuline (figure 2B) au cours de l’OGTT. Habituellement, les pics de glycémie et d’insuline sont observés à 30 min de mesure, suivis d’une diminution constante jusqu’à 120 min de mesure. Plus le pic de glucose est bas, meilleur est le résultat, ce qui indique une inhibition de la production hépatique de ...

Discussion

Cet article détaillait les étapes d’un essai contrôlé randomisé qui visait à évaluer les effets du volume d’exercices de force sur la sensibilité à l’insuline chez les adultes obèses. Les essais contrôlés randomisés sont les meilleurs protocoles de recherche pour établir la cause et l’effet d’un traitement de manière impartiale49,50. Plus précisément, dans cette étude, nous utiliserons un modèle croisé, ce qui signifie que chaque suj...

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.

Remerciements

Cette étude est soutenue par le Conseil national pour le développement scientifique et technologique (CNPQ : Grant#407975/2018-7 et # 402091/2021-3) et par l’Agence d’État pour la recherche et le développement du Minas Gerais (FAPEMIG : Grant# APQ-00008-22). Les bailleurs de fonds n’ont joué aucun rôle dans la conception de cette étude et ne jouent aucun rôle dans la conduite de l’étude, l’interprétation des données ou la communication des résultats. Cette étude est basée à l’Université Fédérale des Vallées de Jequitinhonha et de Mucuri (Diamantina-MG, Brésil) qui fournit l’équipement et l’espace (DXA, salle de musculation, équipement de musculation, etc.) nécessaires à la conduite de la recherche.

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
dual-energy X-ray absorptiometryGEDXA, Lunar, iDXA Advancedfor assessing body composition
G*Power program Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Germanyversion 3.1.9.6for calculating sample size

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