La plasticité mitochondriale à l'égard de l'oxydation de substrats, et sa participation à la transition métabolique ont été étudiées dans deux conditions: l'exposition chronique à l'hypoxie et l'entraînement en endurance, connues comme modulatrices de la préférence de substrats. Ainsi l'affinité pour le palmitoyl carnitine est augmentée par l'hypoxie et la restriction calorique alors qu'au contraire le flux maximal de palmitoyl CoA (PCoA) semble freiné par l'hypoxie. Quant aux effets de l'entraînement, malgré une amélioration du temps limite de course à intensité sous-maximale et une augmentation des capacités oxydatives globales, nous ne retrouvons pas de facilitation de l'oxydation du PCoA. Par ailleurs, on observe une augmentation des messagers PPAR-delta et d'UCP-3 en réponse à une exposition aigue à l'hypoxie. Le rôle de PPAR-delta sur la modulation de l'utilisation de substrats par la mitochondrie a aussi été envisagé en utilisant un agoniste pharmacologique de PPAR-delta, le GW 742. Celui-ci, permet d'améliorer l'efficacité catalytique du complexe enzymatique CPT-1 tout en limitant l'oxydation du pyruvate, également diminuée dans les muscles oxydatifs au cours de la restriction calorique. Le traitement par GW 742, s'il limite l'altération de l'efficacité catalytique de CPT-1 observée en hypoxie, ne permet pas de rétablir, un niveau d'oxydation en PCoA similaire à celui observé en situation contrôle. Le GW 742 s'est aussi montré capable de restaurer le flux en PCoA altéré par l'entraînement, même si la fonction du transport CPT-1 reste limitante devant l'augmentation du potentiel oxydatif induit par l'entraînement. Par ailleurs, nous n'avons pas retrouvé de relation étroite entre les variations d'affinité en PCoA et la performance aérobie sous-maximale, pourtant influencée par la capacité à oxyder préférentiellement les lipides. Enfin, la diminution du flux en pyruvate associée à l'augmentation de l'utilisation des acides gras à longue chaîne observée lors du traitement par GW 742 ou au cours de la restriction calorique pose la question du rôle joué par une cible particulière de PPAR-delta sur la mitochondrie, la protéine découplante UCP-3.

Objectif: Le but de cette recherche est de comparer deux outils de mesure pour évaluer l'aptitude aérobie chez des personnes âgées ne présentant aucune pathologie chronique. Méthodologie: Un total de 22 adultes (16 femmes et 6 hommes) avec une moyenne d'âge de 70.0 ± 5.8 ans (distribution de 58 à 79 ans) a complété le test de marche de 6 minutes (6MWT) et le test navette de marche (MISWT) sur une période de deux semaines. La fréquence cardiaque (HR) et le pic de consommation maximale d'oxygène ( V 0 2 peak) ont été mesurés à chaque test. La vitesse de marche et la distance parcourue pour les deux tests ont été comparées au pic de consommation maximale d'oxygène ( V 0 2 peak). Les critères d'inclusion pour les sujets incluaient: aucune maladie pulmonaire obstructive chronique, pas de diabète, pas de maladie cardiaque diagnostiquée, aucun problème orthopédique ou neurologique, pas de médicaments (bronchodilatateurs, B-bloquant) et pas de fumeur. Le déroulement des tests était supporté par un médecin en cas d'urgence. Résultats : Un total de 110 enregistrements pour ces tests fut enregistré. De fortes corrélations entre la vitesse de marche et le pic de consommation maximale d'oxygène ont été enregistrées (r=0.91 and r=0.89, respectivement, pour le 6 MWT et le MISWT). La moyenne des valeurs de pic de consommation maximale d'oxygène enregistrées était significativement plus élevée (p<0.05) lors du MSIWT (21.6 ± 5 . 3 ml*kg-l* min-l) que celle du 6MWT (18.9 ± 4.5 ml*kg- 1 * min-1 ). Il n'y a pas de différence significative entre les sexes. Conclusion : Le test marche navette (MSIWT) est un test qui permet d'évaluer plus précisément la consommation maximale d'oxygène des personnes âgées que le test 6MWT. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aptitude aérobic, Consommation d’oxygène, Épreuves d’évaluation, Personnes âgées.

L’effet de l’entraînement en aérobie (de différentes durée et intensité) sur l’apport énergétique (AÉ) est très bien documenté, dans la littérature. Il a été montré que certains facteurs, tels que le sexe, l’indice de masse corporelle, le niveau d’activité physique et les caractéristiques cognitives du participant peuvent influencer l’AÉ, à la suite d’une séance d’entraînement. Cependant, seulement deux études ont comparé l’effet aigu de l’entraînement en résistance et de l’entraînement en aérobie, dans un même devis, et aucune différence n’y a été observée. Les objectifs de la présente étude sont d’évaluer les différences aiguës, après 10 heures et après 34 heures, sur les plans de l’AÉ, de la dépense énergétique (DÉ) et de la compensation énergétique (CÉ), telles qu’elles sont occasionnées par deux modalités d’entraînement différentes (en aérobie et en résistance). Seize hommes et femmes modérément actifs ont participé à trois séances expérimentales réparties aléatoirement : une séance contrôle et deux séances d’exercice équicalorique (4 kcal/kg), soit une séance de résistance (70 % de 1RM) et une séance en aérobie (70 % de VO2peak). L’AÉ ad libitum a été mesuré en aigu (75 minutes), et au cours des 34 heures qui ont suivi la fin de la séance. La DÉ a été mesurée au cours de la même période, à l’aide d’un accéléromètre biaxial. Aucune différence, quant à l’AÉ, entre les différentes modalités n’a été mesurée immédiatement après l’exercice, après 10 heures et après 34 heures. Cependant, les hommes et les femmes ont réagi différemment aux deux modalités d’entraînement, en ce qui concerne l’AÉ aiguë. Plus précisément, l’AÉ des hommes, au cours du dîner, était supérieure dans le cadre de la séance en résistance par rapport à la séance en aérobie; cependant, cette différence disparaît à la fin de la journée. Aucune différence, sur les plans de la DÉ et de la CÉ, n’a été mesurée après 10 heures, non plus après 34 heures. Ces résultats montrent que les différentes modalités d’entraînement provoquent les mêmes effets sur la CÉ en aigus, à court terme (10 heures) et à long terme (34 heures), lorsque leur coût énergétique est le même. Cela dit, l’entraînement en résistance, tout comme l’entraînement en aérobie, ne cause un déséquilibre énergétique négatif qu’à court terme, puisque les effets de chacun disparaissent à la fin de la journée.

Dans un contexte industriel où les réactions d'oxydation sont réalisées dans des conditions qui ne satisfont pas toujours les principes de la chimie verte, notre groupe étudie des catalyseurs de structure N-hydroxyphtalimide (NHPI), pour l'oxydation aérobie de substrats organiques variés dans des conditions douces. Dans le but d'obtenir des catalyseurs plus actifs, deux familles d'analogues hautement substitués sur le noyau phtalimide ont été préparées, suivant deux nouvelles méthodologies de synthèse. La première consiste en la bis-ortho-métallation / silylation d'acides ortho-phtaliques non protégés, pour un accès très rapide à des analogues silylés du NHPI. Les premiers tests en catalyse d'oxydation aérobie montrent une influence intéressante des groupements silyles sur la stabilité de l'espèce active, via leur encombrement stérique, cela permettant une amélioration de l'activité catalytique. La seconde stratégie inclut une cyclotrimérisation [2+2+2] totalement intramoléculaire d'ène-diyne diesters, pour la construction d'un squelette bis-ortho-lactone pentacyclique innovant. Ces intermédiaires sont aisément transformés en 3,6-bis(2-hydroxyphényl)-4,5-diarylphtalimides, ces composés présentant une symétrie C2 et deux axes d'atropoisomérie. Le dédoublement des énantiomères a été effectué, dans la perspective d'obtenir des catalyseurs d'oxydation aérobie potentiellement énantiosélectifs. / In the chemical industry, oxidation reactions are not often performed in green chemistry conditions. Our group has been studying N-hydroxyphthalimides (NHPI) catalysts for the aerobic oxidation of various organic substrates in mild conditions. In order to obtain more active catalysts, two families of analogs, showing high substitution on the phthalimide core, have been prepared, following two new synthetic methodologies. The first one consists of the bis-ortho-metalation / silylation of unprotected ortho-phthalic acids, for the efficient access to silylated analogs of NHPI. Preliminary tests in aerobic oxidation catalysis show an interesting influence of the bulkiness of the silyl groups towards the active species, because of increases in catalytic activities. The second strategy includes a totally intramolecular [2+2+2] cyclotrimerization of ene-diyne diesters, affording an innovative pentacyclic bis-ortho-lactone scaffold. These intermediates are easily converted to 3,6-bis(2-hydroxyphenyl)-4,5-diarylphthalimides, which present C2 symmetry and two atropoisomeric axis. The resolution of both enantiomers has been performed, in order to access aerobic oxidation catalysts with potent enantioselective activity.

La consommation de boissons froides et l’utilisation de menthol par voie orale sont des moyens efficaces pour lutter contre des effets néfastes du climat chaud /humide sur la performance aérobie. Les buts de cette thèse étaient 1) de déterminer l’efficacité des effets cumulatifs de l’eau froide et du menthol sur la performance aérobie et 2) d'identifier la capacité de renforcer la performance par la combinaison du précooling interne et du percooling interne en environnement tropical. Les expérimentations étaient des exercices de contre-la-montre, en laboratoire ou en extérieur, dans lesquelles les sujets ont bu des boissons (i. E. , eau neutre, eau froide ou glace pilée) avec ou sans menthol. Les principaux résultats mettent en évidence que l'ingestion d'une boisson au menthol augmente la performanceet cette augmentation s’accentue en diminuant la température du liquide ingéré (étude 1). Cette glace pilée mentholée semble mieux conserver, en conditions écologiques, la capacité d’amélioration de la performance observée en laboratoire (étude 2). Une fois que la glace pilée mentholée est prise au cours de l’effort, l’adjonction pré-exercice d’un refroidissement par boisson froide devient inutile pour accroître davantage la performance (étude 3). Enfin, une boisson froide au menthol permet de limiter le stress psycho-physiologique durant l’exercice (étude 1 et 2). L’ingestion d’eau froide/mentholée ou de glace pilée/mentholée pendant l’exercice semble être une stratégie efficace pour améliorer la performance aérobie et peut être recommandée pour les athlètes lors de compétitions sportives sous climat chaud (sec ou humide). / Cold drink consumption and the use of menthol by mouth are effective ways to fight against harmful effects of hot and humid climate on aerobic performance. The aims of this thesis were 1) to determine the effectiveness of the cumulative effects of the cold water and the menthol on aerobic performance and 2) to identify the ability to enhance performance by combining internal precooling and internal percooling in a tropical environment. The experiments were time trial, in a laboratory or outdoors, in which subjects absorbed beverages (i.e., neutral water, cold water, ice-slurry) with or without menthol. The main results show that the ingestion of beverage/menthol increases exercise performance and this increase is accentuated while decreasing the temperature of ingested beverage (Study 1). The ice-slurry/menthol seems to be better in preserving, in ecological conditions, observed improvement of exercise performance in the laboratory (Study 2). When ice-slurry/menthol is absorbed in the effort, the precooling by adding cold drink becomes unnecessary to further increase the performance (Study 3). Finally, a cold beverage/menthol limits psychological and physiological stress during exercise (Study 1 and 2).The ingestion of cold water/menthol or ice-slurry/menthol during exercise appears to be an effective strategy to improve aerobic performance and is recommended for athletes in sports competitions in a hot climate (dry or wet).

L’effet de l’entraînement en aérobie (de différentes durée et intensité) sur l’apport énergétique (AÉ) est très bien documenté, dans la littérature. Il a été montré que certains facteurs, tels que le sexe, l’indice de masse corporelle, le niveau d’activité physique et les caractéristiques cognitives du participant peuvent influencer l’AÉ, à la suite d’une séance d’entraînement. Cependant, seulement deux études ont comparé l’effet aigu de l’entraînement en résistance et de l’entraînement en aérobie, dans un même devis, et aucune différence n’y a été observée. Les objectifs de la présente étude sont d’évaluer les différences aiguës, après 10 heures et après 34 heures, sur les plans de l’AÉ, de la dépense énergétique (DÉ) et de la compensation énergétique (CÉ), telles qu’elles sont occasionnées par deux modalités d’entraînement différentes (en aérobie et en résistance). Seize hommes et femmes modérément actifs ont participé à trois séances expérimentales réparties aléatoirement : une séance contrôle et deux séances d’exercice équicalorique (4 kcal/kg), soit une séance de résistance (70 % de 1RM) et une séance en aérobie (70 % de VO2peak). L’AÉ ad libitum a été mesuré en aigu (75 minutes), et au cours des 34 heures qui ont suivi la fin de la séance. La DÉ a été mesurée au cours de la même période, à l’aide d’un accéléromètre biaxial. Aucune différence, quant à l’AÉ, entre les différentes modalités n’a été mesurée immédiatement après l’exercice, après 10 heures et après 34 heures. Cependant, les hommes et les femmes ont réagi différemment aux deux modalités d’entraînement, en ce qui concerne l’AÉ aiguë. Plus précisément, l’AÉ des hommes, au cours du dîner, était supérieure dans le cadre de la séance en résistance par rapport à la séance en aérobie; cependant, cette différence disparaît à la fin de la journée. Aucune différence, sur les plans de la DÉ et de la CÉ, n’a été mesurée après 10 heures, non plus après 34 heures. Ces résultats montrent que les différentes modalités d’entraînement provoquent les mêmes effets sur la CÉ en aigus, à court terme (10 heures) et à long terme (34 heures), lorsque leur coût énergétique est le même. Cela dit, l’entraînement en résistance, tout comme l’entraînement en aérobie, ne cause un déséquilibre énergétique négatif qu’à court terme, puisque les effets de chacun disparaissent à la fin de la journée.

L’objectif de ce travail est de proposer un mécanisme réactionnel pour l’oxydation aérobie d’hydrocarbures lourds, alcanes et alcènes, catalysée par les nanoparticules d’or. La co-oxydation du stilbène et du méthylcyclohexane est utilisée comme réaction modèle afin de comprendre les nombreux mécanismes mis en jeu. Le criblage initial d’une large gamme de catalyseurs d’or nous permet de mettre en évidence des effets de support dans cette réaction et d’établir un cahier des charges bien défini pour l’élaboration d’un catalyseur de référence. Une méthode chimique simple est mise au point pour préparer un tel catalyseur. Ce catalyseur, optimisé pour les réactions en milieux organiques apolaires, est ensuite utilisé pour réaliser des études macrocinétiques en variant de nombreux paramètres expérimentaux : température, concentration des réactifs, quantité de catalyseur. Un intermédiaire réactionnel clef, l’hydroperoxyde de méthylcyclohexane, est identifié. Après dosage, l’étude de l’évolution de sa concentration au cours du temps dans les différentes conditions de réaction permet de valider le mécanisme réactionnel existant et de mieux comprendre l’importance de certaines étapes élémentaires / The aim of this work is to propose a mechanism for the gold-catalyzed aerobic oxidation of bulky hydrocarbons, alkanes and alkenes. The co-oxidation of stilbene and methylcyclohexane is used as a model reaction to study different mechanisms which can take place simultaneously. After an initial screening of different gold catalysts in this reaction, essential characteristics of a reference catalyst for organic reactions in apolar media are identified. Based on these requirements, a straight-forward, chemical bottom-up method is designed to prepare this reference catalyst. This catalyst is used for macro-kinetic studies of the co-oxidation by modifying experimental parameters, such as temperature, alkane/alkene ratio, and reactants initial concentration. One key reaction intermediate, 1-methylcyclohexyl hydroperoxide, is identified. After titration, following the evolution of the concentration of this intermediate with time under the various reaction conditions considered validates the existing mechanism and highlight the importance of some elementary steps of the co-oxidation

La performance en canoë-kayak de vitesse a été associée à la consommation maximale d'O2 (VO2max), au seuil lactate, ainsi qu'à l'aptitude anaérobie et à des qualités musculaires. Or, les particularités physiologiques du canoë-kayak de vitesse suggèrent que la composante périphérique du système aérobie, et plus particulièrement la capacité d'extraction d'O2 musculaire, serait un déterminant important de la performance. Une bonne compréhension des déterminants physiologiques de la performance est cruciale pour que les programmes d'entraînement et les tests utilisés pour le suivi des adaptations à l'entraînement chez les athlètes soient appropriés. Avec l'avènement d'appareils de spectroscopie dans le proche infrarouge portables et abordables, il est maintenant possible de mesurer les changements d'oxygénation musculaire (SmO2) de différents muscles actifs à l'effort. Ainsi, les objectifs des quatre articles inclus dans cette thèse étaient de caractériser les changements d'oxygénation musculaire à l'effort et en réponse à différents types d'entraînement afin de mieux comprendre le rôle des adaptations périphériques dans la performance en canoë-kayak de vitesse et d'explorer l'effet de différents types d'entraînement sur ces paramètres physiologiques et sur la performance. L'étude 1, examinant l'association entre les paramètres d'oxygénation musculaire et la performance au 200 m, 500 m et 1000 m, permet de conclure que l'extraction maximale d'O2 dans les muscles étudiés est le meilleur prédicteur de performance sur les trois distances, et suggère que l'extraction d'O2 est un meilleur prédicteur de performance que le VO2max en canoë-kayak de vitesse. Dans l'étude 2, l'évaluation de la réponse physiologique aiguë à diverses séances d'entraînement par intervalles indique que les séances d'entraînement par intervalles de sprint (SIT), comparativement aux séances d'entraînement par intervalles courts (HIIT), permettent d'induire les niveaux de SmO2 les plus faibles et d'accumuler le plus de temps à SmO2 faible, ce qui en ferait potentiellement un stimulus de choix pour générer des adaptations de la capacité d'extraction d'O2 musculaire. L'étude 3 visait à évaluer les changements d'oxygénation musculaire en réponse à un camp d'entraînement chez des athlètes élites, pour évaluer si l'entraînement actuellement prescrit chez les kayakistes suscite des adaptations périphériques. Suite au camp d'entraînement, l'amélioration de la performance sur 200 m et 1000 m était concomitante à une SmO2 réduite, suggérant une amélioration de la capacité d'extraction d'O2 chez les athlètes. Finalement, dans la dernière étude de cette thèse, l'effet d'un programme de SIT ou de HIIT sur les paramètres d'oxygénation musculaire et sur la performance au 200 m, 500 m et 1000 m a été mesuré, afin d'évaluer si les séances générant des niveaux de SmO2 faibles et soutenus présentaient un stimulus optimal pour l'amélioration de la capacité d'extraction d'O2. Le HIIT a permis d'améliorer la performance dans les trois contre-la-montre, alors que l'amélioration de performance était non significative après le SIT. Le VO2max était inchangé suite à l'entraînement, mais la désoxygénation maximale atteinte dans le contre-la-montre de 1000 m était accrue en réponse aux deux formes d'entraînement. Au 1000 m, l'amélioration de la performance avec l'entraînement était associée à l'augmentation de la désoxygénation maximale atteinte dans les muscles grand dorsal et vaste externe, spécialement dans le groupe HIIT. Alors que ces résultats ne supportent pas l'hypothèse que le SIT serait un meilleur stimulus pour générer des adaptations périphériques comparativement au HIIT, ils mettent en évidence la contribution des adaptations périphériques à la performance en kayak de vitesse. Ainsi, les résultats présentés dans cette thèse permettent une meilleure compréhension de la demande physiologique du canoë-kayak de vitesse et attestent du rôle des adaptations périphériques du système aérobie, et plus particulièrement de la capacité d'extraction d'O2 musculaire, comme déterminant physiologique de la performance. Ils permettent de confirmer que l'entraînement est associé à une augmentation de la capacité d'extraction d'O2, et que cette dernière est associée à l'augmentation de la performance. Devant ces résultats, il devient évident que l'entraînement des athlètes de canoë-kayak de vitesse devrait, entre autres, viser une optimisation des adaptations périphériques. La mesure des changements d'oxygénation musculaire à l'effort lors de tests, de séances d'entraînement et de contre-la-montre peut fournir une information précieuse sur le profil de l'athlète, permettre d'identifier les composantes physiologiques à optimiser chez l'athlète et d'évaluer sa réponse au programme d'entraînement, et serait un outil pertinent à ajouter au suivi effectué auprès des athlètes de canoë-kayak / Performance in sprint canoe-kayak has been associated with maximal O2 uptake (VO2max), lactate threshold, as well as anaerobic fitness and muscle qualities. However, the physiological peculiarities of sprint canoe-kayak suggest that the peripheral component of the aerobic system, and more precisely the muscle O2 extraction capacity, is an important determinant of performance. A good understanding of the key performance indicators is crucial to validate training programs and tests used to monitor training adaptations in athletes. With the advent of portable and affordable near infrared spectroscopy devices, it is now possible to measure changes in muscle oxygenation (SmO2) in different active muscles during exercise. Thus, the goals of the four articles included in this thesis were to characterize the changes in muscle oxygenation during exercise and in response to different types of training in order to better understand the role of peripheral adaptations in sprint canoe-kayak performance and explore the effect of different types of training on these physiological parameters and on performance. Study 1, examining the association between muscle oxygenation parameters and 200m, 500m and 1000m performance in provincial to international level canoe-kayak athletes, concludes that maximal O2 extraction in the muscles studied is the best predictor of performance over all three distances, and suggests that O2 extraction is a better predictor of performance than VO2max in sprint canoe-kayak. In Study 2, the evaluation of the acute physiological response to various interval training sessions indicated that sprint interval training (SIT), compared to short interval training (HIIT), induces the lowest SmO2 levels and cumulates the longest time at low SmO2, potentially making it a stimulus of choice to generate muscle O2 extraction adaptations, and therefore improve performance in sprint canoe-kayak. Study 3 assessed changes in muscle oxygenation in response to a 3-week training camp in a group of elite athletes, to assess whether the training usually prescribed to kayakers elicits peripheral adaptations. After the training camp, the improvement in performance over 200m and 1000m was concomitant with reduced SmO2, suggesting an improvement in O2 extraction capacity. Finally, in the last study of this thesis, the effect of a SIT or HIIT program on muscle oxygenation parameters and on performance over 200m, 500m and 1000m was measured, in order to assess whether sessions generating low and sustained levels of SmO2 present an optimal stimulus for improving O2 extraction capacity. HIIT improved performance in all three time trials, while performance improvements were trivial after SIT. VO2max was unchanged after training, but the maximum deoxygenation achieved in the 1000m time trial was increased in response to both training types. In the 1000m, the increase in performance with training was associated with the increase in maximal deoxygenation in the latissimus dorsi and vastus lateralis muscles, especially in the HIIT group. While these results do not support the hypothesis that SIT would be a better stimulus than HIIT to induce peripheral adaptations, they do highlight the important contribution of peripheral adaptations to sprint kayaking performance. Thus, the results presented in this thesis allow for a better understanding of the physiological demand of sprint canoe-kayak and attest to the role of peripheral adaptations, and more specifically of the muscle O2 extraction capacity, as a physiological determinant of performance. They confirm that training is associated with increased O2 extraction capacity, and that the latter is associated with increased performance. Given these results, it becomes clear that the training of sprint canoe-kayak athletes should aim at optimizing peripheral adaptations. Measuring changes in muscle oxygenation during exercise during tests, training sessions and time trials can provide valuable information on the athlete's profile, help identify the physiological components to be optimized and assess the athlete's response to the training program, and would be a valuable tool to add to the monitoring performed with canoe-kayak athletes.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Cette thèse s'est intéressée à l'influence du diabète de type 2 en soi, comparativement à certaines caractéristiques cliniques reliées à ce désordre métabolique, sur la physiologie intégrée du système cardiorespiratoire à l'exercice. Nous avons tout d'abord évalué si la modulation de la fonction cardiorespiratoire, à l'aide d'un bêtabloquant, influençait la consommation maximale d'oxygène (V02max ) des diabétiques de type 2 sans complications cardiovasculaires. Nous avons observé une réduction significative des réponses chronotrope, tensionnelle et ventilatoire suivant la prise du bêtabloquant, se traduisant par une diminution significative de 13 % de la V02max. Ensuite, nous nous sommes intéressés aux caractéristiques cliniques présentes chez des diabétiques de type 2 pouvant avoir une influence sur le système cardiorespiratoire et la V0 2 max de ces sujets. Nous avons observé que des anomalies relativement petites du contrôle glycémique n'affectaient pas la V02max des sujets diabétiques de type 2. Cependant, des niveaux d'hémoglobine glyquée élevés avaient un impact négatif sur la fonction pulmonaire à l'exercice, caractérisée par une ventilation-minute réduite lors d'un exercice sous-maximal. De plus, des niveaux de glucose à jeun élevés avaient un impact négatif sur le patron d'augmentation de la fréquence cardiaque lors d'un exercice incrémentiel. Nous avons aussi évalué l'impact d'une pression artérielle systolique élevée en réponse à un exercice maximal sur différents paramètres reliés à la capacité à l'exercice de sujets sédentaires ayant un diabète de type 2 sans maladie cardiovasculaire. Nous avons observé qu'une pression artérielle systolique élevée à l'exercice n'était pas associée à une V0 2 max réduite. Ensuite, nous avons évalué l'impact du diabète de type 2 en soi sur l'activité intégrée du système cardiorespiratoire au repos et à l'exercice ainsi que l'influence de la dysfonction diastolique du ventricule gauche sur la V0 2 max chez ce type de population. De fait, la V02max des sujets diabétiques de type 2 pourrait être initialement affectée par la présence d'une dysfonction diastolique du ventricule gauche et non par le diabète en soi. Enfin, nous avons observé que la présence d'une dysfonction diastolique du ventricule gauche pouvait être normalisée suite à un programme d'entraînement à l'exercice chez les diabétiques de type 2 sans complications cardiovasculaires. / Changes in human behavior have lead to an important rise in the incidence and prevalence of diabetes. Complications induced by diabetes have been associated with an increase in morbidity and a decline in life expectancy. This disease is also costly for our health care system. The numerous negative impacts of diabetes, which affect the cardiopulmonary system, an essential function for the accomplishment of physical activity, are well established in the literature. However, almost ail of these studies have used a reductionist approach, evaluating only one system or function at a time. Accordingly, the present work is an attempt to better understand the impact of type 2 diabetes per se, in comparison to some important clinical features associated with this metabolic disorder, with respect to the integrative physiology of the cardiopulmonary system during exercise.

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université de Lille 2 Droit et Santé, Lille, France / Le tableau clinique des patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique(MPOC) est caractérisé par une dysfonction des muscles locomoteurs, une intolérance à l'effort, ainsi qu'une dépendance fonctionnelle pouvant conduire à un syndrome de fragilité. L'utilisation des tests de terrain, tels que le test de lever de chaise d'une minute (1STS), s'est généralisée dans les milieux cliniques pour évaluer la tolérance à l'effort des patients, à défaut parfois d'une évaluation préalable, indispensable à leur validation et utilisation sécuritaire. De plus, nouvellement empruntés à la gériatrie clinique, la capacité fonctionnelle et le syndrome de fragilité ne sont encore que trop peu documentés dans la MPOC, et leur évaluation est rare dans un contexte de réadaptation respiratoire. Elle est pourtant nécessaire chez les patients présentant une intolérance à l'effort sévère, tels que les patients atteints d'insuffisance respiratoire chronique, pour qui les objectifs et les programmes de réadaptation respiratoire nécessiteraient davantage de personnalisation. Le premier objectif de cette thèse était d'évaluer les mécanismes musculaires, cardiorespiratoires et symptomatiques limitants la réalisation du 1STS chez des patients atteints de MPOC. Le second objectif était d'évaluer l'efficacité d'un programme de réadaptation respiratoire à domicile chez des patients atteints de MPOC et d'insuffisance respiratoire chronique, ainsi que l'impact du syndrome de fragilité physique sur l'efficacité et l'adhésion au programme de réadaptation. Les premiers travaux de cette thèse ont démontré que bien qu'il s'agisse d'un test de terrain, le1STS entraîne une réponse cardiorespiratoire quasi maximale chez les patients atteints de MPOC sévère. Par ailleurs, la mise en évidence d'un retard dans la récupération des paramètres cardiorespiratoires à la suite du 1STS, chez les patients atteints de MPOC, démontre la pertinence clinique de surveiller sa période de récupération. Bien que la principale limitation du 1STS semblait être cardiorespiratoire, la fatigue musculaire du quadriceps, présente chez plus de deux tiers des patients à la suite du 1STS, a pu également contribuer à la limitation de la performance au 1STS. Les travaux associés au deuxième objectif de cette thèse ont mis en évidence que le syndrome de fragilité physique affectait près de la moitié des patients atteints de MPOC et d'insuffisance respiratoire chronique, débutant une réadaptation respiratoire. Ces patients fragiles étaient caractérisés par une diminution de l'activité physique, de la tolérance à l'effort et de la capacité fonctionnelle par rapport à leurs homologues non-fragiles. Toutefois, la fragilité physique n'était pas un obstacle pour bénéficier de l'intervention à court et moyen termes. Par ailleurs, le programme de réadaptation respiratoire permettait l'amélioration du syndrome de fragilité chez plus de 80% des patients initialement fragiles. En conclusion, les travaux de cette thèse ont mis en évidence : i) L'utilité clinique des tests de terrain, tels que le 1STS, pour évaluer la tolérance à l'effort des patients atteints de MPOC ; et ii) L'importance d'évaluer la fragilité physique chez les patients atteints de MPOC et d'insuffisance respiratoire chronique afin de personnaliser l'approche de la réadaptation respiratoire et d'aider les patients à retrouver un état plus robuste après l'intervention. / The clinical portrait of patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is often characterized by limb muscle dysfunction, exercise intolerance, and functional dependence that may lead to a frailty syndrome. The use of field tests, such as the one-minute sit-to-stand (1STS), has become widespread in clinical settings to assess patients' exercise tolerance, sometimes lacking the prior assessment essential for their validation. Moreover, firstly developed in clinical geriatrics, the concepts of functional capacity and frailty syndrome have received little attention in COPD, and their evaluation is sparse in pulmonary rehabilitation settings. Yet, these evaluations are necessary inpatients with advanced disease, such as patients with chronic respiratory failure, for whom pulmonary rehabilitation goals and programs would require a more personalized approach. The first objective of this thesis was to evaluate the muscular, cardiorespiratory and symptomatic mechanisms limiting 1STS performance in patients with COPD. The second objective was to evaluate the effectiveness of a home-based pulmonary rehabilitation program on exercise tolerance, functional capacity and frailty syndrome in patients with COPD and chronic respiratory failure. The impact of physical frailty syndrome on the effectiveness and adherence to the pulmonary rehabilitation program was also assessed. First, despite being coined as a field exercise test, the 1STS elicit near maximum cardiopulmonary response and dynamic hyperinflation. Furthermore, the evidence of a delayed recovery in cardiorespiratory parameters following the 1STS in patients with COPD, demonstrated the clinical relevance of monitoring the recovery following 1STS. Although the main limiting mechanism during the 1STS appeared to be cardiorespiratory, quadriceps muscle fatigue, present in more than two thirds of the patients following 1STS, may also have contributed to limiting the performance during the 1STS. Secondly, the results demonstrated that physical frailty affected nearly half of COPD patients with chronic respiratory failure starting a pulmonary rehabilitation program. These frail patients were characterized by further decreases in physical activity, exercise tolerance and functional capacity compared to their non-frail counterparts. However, physical frailty was not a barrier to benefiting from the intervention in the short and medium term. Moreover, physical frailty was reverse in almost 80% of the patients who were frail prior to the program, shifting towards a more robust state. In conclusion, studies presented in the thesis highlighted: i) the clinical utility of field tests, such as the 1STS, to assess exercise tolerance in patients with COPD; and ii) the importance of assessing physical frailty in COPD patients with chronic respiratory failure to personalize the pulmonary rehabilitation approach, helping patients return to a more robust state after the intervention.