Les hormones thyroïdiennes sont essentielles au bon développement du système nerveux central. Ce dernier est très vulnérable à toute déficience en hormones thyroïdiennes, spécialement à la période périnatale précoce où il dépend entièrement du transfert de la part de la mère. Toute réduction du taux d’hormones thyroïdiennes chez la mère ou le retrait précoces du foetus par la naissance prématurée peut avoir d’importants effets néfastes sur la formation du cerveau de la progéniture à court et long terme. Malgré l’état actuel des connaissances concernant l’effet de la carence en hormones thyroïdiennes sur le développement et la fonction du système nerveux central, leur influence sur les circuits nerveux qui régulent le système cardio-respiratoire reste méconnue. Nous proposons que les hormones thyroïdiennes au cours de la période périnatale du rat soient nécessaires au bon développement du réseau neuronal responsable du contrôle cardio-respiratoire. Afin de tester cette hypothèse, nous avons reproduit un modèle d’hypothyroïdisme expérimental par l’exposition de la femelle sur l’entièreté de la gestation à l’agent anti-thyroïdien méthimazole (MMI). L’évaluation des effets sur la commande respiratoire centrale, la ventilation, la réponse à l’hypoxie et l’inhibition cardio-respiratoire par stimulation du chémoréflexe laryngé a été divisée sur différentes tranches d’âge (jours postnataux : P1-P4-P15). Le traitement de MMI réduit le rythme respiratoire produit centralement dans les premiers jours de vie. Un effet âge dépendant du traitement est présent sur la ventilation de l’animal entier et sa réponse à l’hypoxie. L’inhibition cardio-respiratoire est augmentée chez les animaux déficients en hormones thyroïdiennes lors de la stimulation du chémoréflexe laryngé. L’activation importante du système GABAergique est au coeur des conséquences observées. Enfin, nous proposons que les cellules de type «microglie» pourraient moduler le développement du réseau neuronal de contrôle respiratoire en réponse aux hormones thyroïdiennes. En culture cellulaire, ses fonctions sont augmentées par l’exposition à l’hormone T3 et l’effet dépend du micro-environnement. Nous concluons que les hormones thyroïdiennes sont nécessaires pour la mise en place du système nerveux de contrôle respiratoire et autonome. / Thyroid hormones are essential for the normal development of the central nervous system. The latter presents a high vulnerability to any thyroid hormones deficiency, especially in the early stages of perinatal development, when the mother is the only source for the foetus. At that time, any maternal hypothyroidism or premature birth can alter thyroid hormones supply and compromise brain functions on short and long term. Despite the current state of knowledge concerning the effect of thyroid hormone deficiency on the development and function of the central nervous system, their influence on the nervous circuits that regulate the cardiorespiratory system remains unknown. We propose that thyroid hormones during the perinatal period are necessary for the proper development of the neural network responsible for cardiorespiratory control. To test this hypothesis, we reproduced a model of experimental hypothyroidism by exposing the pregnant dams over the entire gestation to the anti-thyroid agent, methimazole (MMI). Effects of the treatment were evaluated on central respiratory command, ventilation, hypoxic response and cardiorespiratory inhibition by laryngeal chemoreflex stimulation, across multiple age groups (P1-P4-P15). MMI treatment reduces the central respiratory rhythm in the first days of life. An age-dependent effect was noted on whole animal ventilation and hypoxic response. Cardiorespiratory inhibition following laryngeal chemoreflex stimulation is increased in thyroid hormones deficient pups. The enhanced GABAergic system activation is a major player in the consequences observed here. Finally, we proposed that microglia could modulate development of the neuronal respiratory control network in response to thyroid hormones. Using cell culture, we demonstrated that their functions are increased by the exposure to T3 and the effect is mediated by the surrounding microenvironment. We conclude that thyroid hormones are necessary for the proper establishment of the respiratory and autonomic nervous control systems.

L'hypertension artérielle (HTA) d'effort chez des individus avec une tension artérielle (TA) de repos normale est associée à un risque augmenté de développer une HTA de repos et des anomalies de remodelage et de la fonction cardiaque. Cependant, la relation entre la TA à l'effort et les paramètres de remodelage et de fonction cardiaque chez une population avec une circonférence de taille élevée (≥80 cm femme, ≥94 cm hommes) et avec une TA de repos normale, en fonction des sexes est peu documentée. Ce projet de maîtrise a pour objectif de comparer les caractéristiques cardiométaboliques d'individus avec et sans HTA d'effort et évaluer la relation entre la TA maximale à l'effort et les paramètres de remodelage et de fonction cardiaque, pour chacun des sexes. Les paramètres de remodelage et de fonction cardiaque ont été évalués avec une échographie cardiaque, la TA maximale à l'effort a été mesurée lors d'une épreuve maximale d'effort cardiorespiratoire. Les participants ont été séparés selon la présence ou l'absence d'HTA d'effort, définie par une TA d'effort ≥90ᵉ percentile selon l'âge et le sexe. Un total de 158 participants (75% femmes) avec une circonférence de taille élevée et une TA de repos <140/90 mmHg ont été recrutés. Les résultats démontrent que les hommes et les femmes avec une HTA d'effort (23%) ont des paramètres de remodelage cardiaque plus altérés que ceux sans HTA d'effort et qu'une relation existe entre la TA maximale d'effort et les paramètres de remodelage cardiaque. Aucune relation n'a été démontrée avec les paramètres de fonction cardiaque. Les résultats présentés dans ce mémoire suggèrent que la TA à l'effort pourrait aider à identifier des individus plus à risque de développer un remodelage cardiaque défavorable, malgré une TA de repos normale. / Among normotensive males and females, an hypertensive response to exercise (HRE) is associated with the future risk of arterial hypertension (HTN) and abnormalities of cardiac remodeling and function. The aim of this work is to compare the cardiometabolic risk profile between individuals with high waist circumference (≥80 cm women, ≥94 cm men), with and without hypertensive response to exercise (HRE), and to evaluate the relationship between the maximal arterial blood pressure (BP) response during exercise and cardiac structure and function. To date, little is known about the relationship between individuals with and without HRE among individuals with abdominal obesity, according to each sex. The aim of this Master’s degree thesis was to compare the clinical characteristic of individuals with and without HRE and to evaluate the relationship between maximal blood pressure (BP) during effort and cardiac remodeling and function, according to each sex. Cardiac remodeling and function were assessed by echocardiography. The maximal BP during exercise was assessed during maximal cardiopulmonary exercise testing. Individuals were stratified according to the presence or absence of HRE defined by a maximal BP during effort ≥90ᵗʰ percentile according to sex and age. 158 individuals (75% women) with high waist circumference and normal resting BP (<140/90 mmHg) were recruited. Our results show that males and females with HRE have more abnormalities in cardiac remodeling than those without HRE and that a relationship exists between maximal BP response to exercise and cardiac remodeling. No difference and no relationship were observed for subclinical and clinical cardiac function. These results suggest that individuals with HRE are more at risk of developing adverse cardiac remodeling, even in presence of normal resting BP.

La capacité cardiorespiratoire est la composante primaire de la condition physique, elle englobe les systèmes: cardiovasculaire, pulmonaire, musculaire et mécanique, tous affectés en présence d’obésité sévère. L’interprétation de la capacité cardiorespiratoire chez l’obèse sévère est encore mal comprise du domaine scientifique. Jusqu’à maintenant, le seul traitement jugé efficace pour contrer l’obésité sévère est la chirurgie bariatrique. À la suite d’une chirurgie bariatrique, plusieurs paramètres influençant la capacité cardiorespiratoire sont modifiés. L’hétérogénéité des méthodes d’évaluation de cette dernière dans la littérature ne nous permet pas de statuer sur son effet. De plus, rien ne nous informe sur la prise en charge en activité physique suite à une chirurgie bariatrique. L’objectif général de ce mémoire était d’évaluer l’impact d’un programme d’entraînement structuré et supervisé sur la capacité cardiorespiratoire des patients ayant subi une chirurgie bariatrique, à partir de la mesure directe de la consommation d’oxygène au pic d’effort (VO2pic). Selon les évaluations effectuées, nous avons démontré que chez les obèses sévères le déterminant majeur de la VO2pic est la ventilation minute au maximum de l’effort. Suite à l’intervention, nous avons été en mesure de démontrer l’impact positif d’une intervention en activité physique sur la VO2pic des patients. Cet effet semblerait être causé par une meilleure gestion de la ventilation minute, possiblement en lien avec le maintien de la masse musculaire, dans le groupe intervention. Les résultats obtenus dans le cadre de cette maîtrise démontrent l’importance de la prise en charge en activité physique des individus ayant subi une chirurgie bariatrique. L’analyse approfondie de la littérature actuelle sur le sujet, combinée à nos résultats permet d’émettre des hypothèses fondées quant à la prescription idéale d’entraînement suivant une chirurgie bariatrique. D’autres recherches seront nécessaires afin de mieux comprendre les paramètres physiologiques impliqués, comme l’évaluation des propriétés physico-histochimiques de la masse musculaire. / Cardiorespiratory fitness is the primary element of a good physical condition. It regroups several systems: cardiovascular, pulmonary, muscular and mechanical, all of which are affected in the presence of severe obesity. The interpretation of the cardiorespiratory fitness among severe obese is still misunderstood. Up to now, the only effective treatment to counter severe obesity is bariatric surgery. Following a bariatric surgery, several parameters influencing cardiorespiratory fitness are affected. In the scientific literature, the heterogeneity of the evaluation methods to characterize cardiorespiratory fitness does not allow us to take position on its effect. In addition, there is no available information regarding the physical activity intervention following bariatric surgery. The general objective of this dissertation was to evaluate the impact of a structured and supervised training program on the cardiorespiratory fitness inpatients having been subject to bariatric surgery from the direct measure of their consumption of oxygen at the peak of effort (VO2peak). We have demonstrated that with severely obese individuals the major determinant of VO2peak was the pulmonary ventilation at maximum effort. Following the bariatric surgery, we were able to demonstrate the positive impact of a physical activity intervention on patients’ VO2peak. This effect seems to be caused by a better management of pulmonary ventilation, possibly linked to the maintained muscle mass in the intervention group. The results obtain in the context of this dissertation demonstrate the importance of the taking in charge in physical activity for individuals having been subject to bariatric surgery. A thorough analysis of the current literature, combined to our results, allows us to produce verified hypotheses regarding the ideal prescription of training following bariatric surgery. More research will be required in order to better understand the physiological parameters involved, such as the evaluation of physic-histochemical properties of muscle mass.

La leucémie est un cancer qui touche les cellules souches du sang. Il existe plusieurs types de leucémies, toutefois nous nous sommes intéressés à la leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) pédiatrique. L’anomalie se trouve au niveau des cellules souches lymphoïdes, et se développe de manière soudaine, en quelques jours ou quelques semaines. De nombreuses conséquences néfastes sont connues au niveau cardiorespiratoire, musculaire, de l'énergie et de l’activité physique d’enfants en fin de chimiothérapie. L’objectif premier de l’étude était de mesurer les capacités cardiorespiratoires et musculaires réelles d’enfants atteints d’une LLA à trois temps de la chimiothérapie : l’induction (T1), la consolidation 2 (T2) et l’entretien (T3). Un deuxième objectif était de tester la faisabilité d’une épreuve d’effort maximal cardiorespiratoire pendant ou après l’induction. Le protocole de l’étude comprenait une épreuve d’effort physique sur ergocycle pour évaluer la consommation maximale d’oxygène (V ̇ O2max) un questionnaire sur la qualité de vie et un sur l’activité physique. La force musculaire était évaluée par un audit des dossiers (N=16) de physiothérapie d’anciens patients et des participants à l’étude. Une patiente a complété le test V ̇ O2max aux T1 et T2, et s’est améliorée de 54,5% entre les deux tests, mais restait nettement sous les valeurs normales. Pour l’ensemble des données de force musculaire : force de préhension, moment de force des extenseurs du genou et des fléchisseurs dorsaux de la cheville, les valeurs étaient inférieures à celles d’enfants sains, et avaient diminuées entre l’induction et la consolidation 2. Les résultats de ce mémoire démontrent que certains enfants atteints d’une LLA présentent un déconditionnement cardiorespiratoire et musculaire dès l’induction. Elles démontrent également la faisabilité d’un exercice cardiorespiratoire soutenu après la phase d’induction. Ces données importantes serviront aux professionnels de la santé dans la mise en place d’interventions en activité physique adaptée aux capacités d’enfants atteints d’une LLA. / Leukemia is a blood cancer and can be expressed in many forms, but the main focus of this thesis will be on acute lymphoblastic leukemia (ALL) in the pediatric population. The anomaly develops in the lymphoid stem cells and the disease develops rapidly, within a few days to a few weeks. Leukemia and chemotherapy have been shown to have many deleterious on the children cardiorespiratory and muscular status, energy level and engagement in physical activity mainly reported for children in the last phase of chemotherapy. The first aim of our work was to collect data on their cardiorespiratory and muscular status during three phases of the chemotherapy: induction (T1), consolidation 2 (T2) and maintenance (T3). The second aim was to test the feasibility of maximal oxygen consumption test ((V ̇ O2max) during or post induction. The protocol comprised a (V ̇ O2max) test on ergocycle, a quality of life and physical activity questionnaires. Data on muscular strength was collected through auditing the physical therapy files (n=16) of past and current patients. One participant completed the T1 and T2 (V ̇ O2max) testing and showed a 54.5% increase from T1 to T2. Despite this improvement, her score at T2 was still poor compared to her expected value. Data collected on muscular strength were: grip strength, moments of force of the knee extensors and the ankle dorsiflexors. They all showed lower values than expected compared to normative value at T1 and a decline from T1 to T2. The results outlined in this thesis show that children with ALL may present with decreased cardiorespiratory and muscular fitness with an onset as early as induction chemotherapy. Nonetheless, the results showed that high intensity cardiorespiratory exercise was feasible post induction. The data are of importance as they will help health care professionals build physical activity interventions adapted to the physical capacities of children with ALL.

Le présent projet de recherche a été réalisé dans le but d'évaluer la contribution du tissu adipeux viscéral dans la relation entre la condition cardiorespiratoire (CCR) et certains paramètres du syndrome métabolique Les travaux réalisés ont permis d'évaluer la relation entre la condition cardiorespiratoire, le tissu adipeux viscéral et le profil de risque cardiométabolique dans un groupe de femme d'âge moyen. Il a été démontré que les femmes caractérisées par une faible CCR avaient significativement plus de tissu adipeux viscéral que celles caractérisées par une CCR élevée ainsi qu'un profil métabolique plus détérioré. Toutefois, après appariement sur la base de l'accumulation de tissu adipeux viscéral, plus aucune différence significative n'était observée au sein des femmes caractérisées par une CCR faible ou élevée. En somme, ces travaux suggèrent que l'accumulation de tissu adipeux viscéral pourrait être un élément central expliquant les liens entre la capacité cardiorespiratoire et les éléments du syndrome métabolique.

L'enfant prématuré présente à la naissance un système nerveux immature le prédisposant à des troubles de la respiration tels que l'apnée, caractérisée par un arrêt de la respiration. Les apnées sont traitées en clinique avec de la caféine qui peut être administrée pendant plusieurs semaines. Ce traitement est sûr et efficace et ne présente pas à court terme d'effets secondaires notables. Cependant, les effets à long terme sur le développement des fonctions nerveuses ont peu été étudiés. L'objectif de cet ouvrage est de déterminer, à l'aide d'un modèle animal, les conséquences d'un traitement néonatal à la caféine similaire à celui utilisé en clinique (NCT, 15 mg/kg/jour du 3ème au 12ème jour suivant la naissance) sur le contrôle respiratoire, la fonction cardiovasculaire et la régulation du sommeil des rats juvéniles et/ou adultes. Les deux premières études de cet ouvrage montrent que le NCT accentue la réponse ventilatoire à l'hypercapnie du rat juvénile en modifiant la fonction du récepteur Ai de l'adénosine. Elles démontrent également que le NCT altère le patron respiratoire du rat adulte et que cet effet est observé chez le mâle uniquement. La troisième étude montre que le NCT augmente l'activité respiratoire du nerf phrénique et modifie l'activité cardiaque en hypercapnie chez le rat adulte anesthésié. La quatrième étude s'intéresse à la réponse à l'hypoxie et montre que le rat adulte NCT présente une fréquence respiratoire plus élevée en réponse à l'hypoxie que le rat contrôle; un effet en partie dû à une surexpression du récepteur A2A de l'adénosine dans les corps carotidiens. La cinquième étude montre qu'en plus de présenter une ventilation plus élevée que le rat contrôle, le rat NCT a un sommeil plus court et plus fragmenté. Les travaux de cet ouvrage démontrent qu'une exposition à la caféine en période néonatale altère le développement de plusieurs fonctions vitales et que ces effets persistent jusqu'à l'âge adulte. Ces études marquent les premières étapes de la compréhension des effets à long terme bénéfiques et/ou délétères du traitement à la caféine chez l'humain.

Le principal objectif de ce travail est l’étude de l’influence de la pesanteur sur la mécanique <p>respiratoire et le contrôle de la respiration, ainsi que sur les interactions cardio-respiratoires pendant les différents stades du sommeil. <p><p>Le chapitre introductif présente le contexte général et les objectifs de la thèse. Des sections abordant le sommeil, la respiration, et l’interaction cardio-respiratoire y sont présentées, résumant l’état actuel des connaissances sur les effets de la pesanteur sur chacun de ces systèmes. <p>Dans le deuxième chapitre, l’expérience “Sleep and Breathing in microgravity”, qui constitue la source des données à la base de ce travail, est présentée en détail. <p>L’étude des signaux de longue durée requiert avant tout de disposer d’outils performants <p>d’analyse des signaux. La première partie de la thèse présente en détail deux algorithmes :un <p>algorithme de détection automatique d’événements respiratoires (inspiration / expiration) <p>basé sur des réseaux neuronaux artificiels, et un algorithme de quantification de l’amplitude <p>et de la phase de l’arythmie sinusale pendant le sommeil, utilisant la méthode des ondelettes. <p>La validation de chaque algorithme est présentée, et leur performance évaluée. Cette partie <p>inclut aussi des courtes introductions théoriques aux réseaux de neurones artificiels ainsi <p>qu’aux méthodes d’analyse temps–fréquence (Fourier et ondelettes). <p>Une approche similaire à celle utilisée pour la détection automatique d’événements respiratoires a été appliquée à la détection d’événements dans des signaux de vitesse du sang <p>dans l’artère cérébrale moyenne, mesures obtenues par Doppler transcrânien. Ceci est le <p>sujet de la thèse annexe. <p>Ces deux algorithmes ont été appliqués aux données expérimentales pour extraire des <p>informations physiologiques quant à l’impact de la pesanteur sur la mécanique respiratoire et <p>l’interaction cardio-respiratoire. Ceci constitue la deuxième partie de la thèse. Un chapitre <p>est consacré aux effets de l’apesanteur sur la mécanique respiratoire pendant le sommeil. <p>Ce chapitre a mis en évidence, pour tous les stades de sommeil, une augmentation de la <p>contribution abdominale en microgravité, suivi d’un retour progressif vers des valeurs observées avant le vol. L’augmentation initiale était attendue, mais l’adaptation progressive <p>observée ne peut pas être expliquée par un effet purement mécanique, et nous suggère la <p>présence d’un mécanisme d’adaptation central. Un deuxième chapitre présente les résultats <p>comparant l’arythmie sinusale pendant le sommeil avant le vol, en apesanteur et après le retour sur terre. Le rythme cardiaque pendant le sommeil dans l’espace présente une moindre <p>variabilité. Les différences NREM–REM observées sur terre pour les influences vagales et sympathiques sont accentuées dans l’espace. Aucun changement significatif n’est présent pour <p>le gain et la différence de phase entre les les signaux cardiaque et respiratoire en comparant <p>le sommeil sur terre et en apesanteur. <p>La dissertation termine par une discussion générale du travail effectué, incluant les prin- <p>cipales conclusions ainsi que les perspectives qui en découlent. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished