In team sports, characterising fatigue is complex, with the underlying processes (e.g., metabolic energy supply, intramuscular accumulation of metabolic by-products, hyperthermia, dehydration) developing as match proceeds to ultimately manifest as a decline in physical performance. Using acute and chronic manipulations of environmental stress (i.e., heat or hypoxia) and unique tools (i.e., instrumented sprint treadmill, 45-m long hypoxic marquee), the main intention of this work was to better understand the neurophysiological and biomechanical manifestations of fatigue during repeated-sprint exercise. Our work first demonstrated the effect of heat stress on football matches outcomes. Next, we demonstrated during repeated treadmill sprints that (i) hot and hypoxic stresses do not accentuate the extent of fatigue-induced changes in running mechanics, (ii) alterations in RSA and associated neuro-mechanical responses with increase in hypoxia severity do not follow a monotonic (i.e., linear) pattern, and (iii) the rate of force development is not modified by hypoxia exposure. Lastly, we verified the putative benefit of the ‘repeated sprint training in hypoxia’ in a team- sport context and established the usefulness of the combination with ‘traditional’ hypoxic method, namely ‘live high-train low and high’, for inducing concomitant ‘aerobic’ and ‘anaerobic’ adaptive mechanisms via blood oxygen carrying-capacity improvement (i.e., haemoglobin mass gains) and muscle molecular up-regulations (i.e., hypoxia inducible factor- 1α subunit pathway and its target genes). In summary, our work provides deeper insights in the understanding of the neurophysiological mechanisms of fatigue resistance during repeated sprinting in the face of challenging environmental conditions and opens new frontiers in performance optimisation.
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En sports collectifs, la fatigue est un phénomène complexe, dont les processus sous-jacents (fourniture énergétique, accumulation de métabolites, hyperthermie, déshydratation) se développant au cours d’un match se manifestent par une baisse de performance physique. En manipulant le stress environnemental (chaleur ou hypoxie) de façon aigue ou chronique, à l’aide d’outils uniques (tapis de course instrumentée, tunnel hypoxique de 45 m de long), le but de ce travail est de mieux comprendre les manifestations neurophysiologiques et biomécaniques de la fatigue au cours de répétition de sprints. Notre travail a d’abord démontré l’effet de la chaleur sur les résultats de matchs de football. Ensuite, nous avons constaté qu’au cours de sprints répétés (i) l’ampleur des altérations mécaniques de la course ne diffère pas en condition chaude ou hypoxique, (ii) la baisse de performance et les réponses biomécaniques et neurophysiologiques associées à une augmentation du stress hypoxique ne suivent pas un pattern linéaire, et (iii) la capacité à développer la force rapidement n’est pas modifiée par la sévérité du stress hypoxique. Finalement, après avoir vérifié l'avantage de « l’entraînement de sprints répétés en hypoxie » dans les sports collectifs, nous avons développé et validé une nouvelle méthode d’entraînement – « vivre en altitude-s’entrainer au niveau de la mer et en altitude » – pour induire des gains aérobie et anaérobie concomitants via l’amélioration du transport d’oxygène dans le sang (augmentation de la masse en hémoglobine) et des adaptations moléculaires au niveau musculaire (activation du facteur inductible par hipoxie-1α et ses gènes cibles). En conclusion, notre travail a permis d’approfondir les connaissances des mécanismes neurophysiologiques de la résistance à la fatigue au cours de sprint répétés en référence à un stress environnemental et ouvre de nouvelles perspectives dans l’optimisation de la performance physique.