L’obésité augmente le risque de nombreuses maladies dont le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires, l’hypertension artérielle, les AVC (accident vasculaire cérébral), l’ostéo-arthrite, l’apnée obstructive du sommeil et plusieurs types de cancer. Le risque est d’autant plus grand en présence d’obésité sévère laquelle est un problème prévalent qui continue de croître. L’évaluation du risque cardiovasculaire chez des obèses sévères a déjà été évaluée au moyen du score de risque de Framingham. Bien que ce score ne soit pas validé pour cette population, il s’agit d’un outil qui peut résumer les changements des multiples facteurs de risque pour un même patient au fil du temps. La prise en charge de l’obésité inclus: 1) le changement des habitudes de vie, 2) le traitement pharmacologique et, 3) le traitement chirurgical. Ce dernier est le seul prouvé efficace à long terme chez les patients obèses sévères afin de permettre une perte de poids significative et la résolution des comorbidités associées à l’obésité dont l’apnée obstructive du sommeil, l’hypertension artérielle, le diabète de type 2 et la dyslipidémie. La dyslipidémie englobe les différentes anomalies du bilan lipidique. Il existe deux grands types de chirurgie bariatrique: 1) les chirurgies restrictives et, 2) les chirurgies mixtes. La résolution des comorbidités est variable selon le type de chirurgie pratiquée. L’objectif principal de ce mémoire était de comparer, par rapport à un groupe témoin, les effets sur le bilan lipidique d’un programme d’entrainement structuré entre les mois 3 et 6 d’une chirurgie bariatrique mixte ou restrictive. Nos travaux ont permis de démontrer qu’un programme d’entraînement supervisé de 12 semaines suivant une chirurgie bariatrique a un effet bénéfique additif sur les HDL sans avoir d’impact sur les autres paramètres du bilan lipidique (cholestérol total, ratio cholestérol total/HDL, apo-B, TG, LDL, non-HDL). Ce programme d’entraînement n’entraînait pas de bénéfice supplémentaire sur le risque cardiovasculaire estimé au moyen du score de risque de Framingham. / Obesity increases the risk of many health issues like type 2 diabetes, cardiovascular disease, high blood pressure, stroke, osteoarthritis, obstructive sleep apnea and many types of cancer. This risk is even higher facing severe obesity which is a prevalent health problem that continues to rise. Cardiovascular risk assessment in severely obese patients has already been measures in a few studies using the Framingham risk score. Even if this score has not been validated in this population, it remains a tool to express many risk factors evolution in a given patient over time. Global management of obesity include changes in health behaviors and pharmacological and surgical treatment. From now on, surgical treatment is the only effective treatment in severely obese patients to significantly achieved weight loss and the resolution of many comorbidities including sleep apnea, high blood pressure, type 2 diabetes and dyslipidemia. Dyslipidemia refers to any blood lipid alterations. Surgical treatment is divided in two classes of bariatric surgery that are the restrictive and hybrid procedures. Comorbidities resolution vary according to each specific procedure. The main objective of this study was to compare, with a control group, the effect of a supervised training program between the 3nd and the 6th month following bariatric surgery (either restrictive or hybrid) on blood lipids. We found that a supervised training program of 12 weeks following bariatric surgery was able to further increase HDL without having impact on the other blood lipids (total cholesterol, total cholesterol/HDL ratio, apo-B, TG, LDL and nonHDL). This training program did not further decrease the cardiovascular risk of patients as estimated by the Framingham risk score.

Fortin, Rousseau, Bourque, et Kirouac (1993) ont démontré que des sujets entraînés à produire des intervalles temporels de deux secondes allongent l'intervalle produit lorsqu'ils doivent effectuer en même temps une tâche de prospection mnémonique. Cet allongement les a amené à proposer que la production d'intervalles temporels était sous le contrôle de la mémoire à court terme (MCT). Par ailleurs, Rammsayer & Lima, (1992) suggèrent que les mécanismes supportant la discrimination de la durée diffèrent selon la durée des intervalles à discriminer. Des mécanismes cognitifs, comme la MCT, opéreraient pour des durées longues (1,000ms), alors que des mécanismes sensoriels opéreraient pour des durées courtes (100ms). La présente étude veut vérifier le rôle de la MCT dans la production d'intervalles de 1,000ms et moins. Douze sujets ont produit des séries de happes cadencées du doigt à des intervalles de 1,000, 500, et 250ms. Avant chaque série, ils mémorisaient un ensemble de 2 ou 5 lettres. Ils débutaient la série et des lettre-sondes apparaissaient à un rythme d'environ 1 à la seconde. Ils devaient compter le nombre de sondes faisant partie de l'ensemble mémorisé. Les résultats montrent que la durée produite augmente de façon significative en fonction de la taille de l'ensemble mémorisé pour les intervalles de500ms et 1,000ms et non pour l'intervalle de 250ms. Il semble que la production de frappes rapides ne soit pas sous le contrôle de la MCT.

La prévalence de l’obésité a augmenté de façon significative chez les enfants et les adolescents. Ceci contribue ainsi à détériorer leur santé cardiovasculaire et augmente leurs risques de souffrir de diabète de type 2. L’objectif de ce présent mémoire était d’étudier les effets d’un programme de changement des habitudes de vie (alimentation et activité physique) sur le risque d’adolescents obèses. Au total, 33 adolescents obèses âgés en moyenne de 14 ans ont été recrutés afin de participer à cette étude. Chaque sujet était suivi pendant une période de 16 semaines par une équipe multidisciplinaire. Les résultats indiquent qu’une intervention multidisciplinaire incluant un programme d’activité physique peut améliorer de façon significative le profil cardiométabolique d’adolescents obèses. Cependant, l’intervention qui a été proposée rencontre des limites quant aux effets huit mois plus tard sur les paramètres anthropométriques et métaboliques. / Obese youth experience comorbidities such as type 2 diabetes, metabolic syndrome and cardiovascular disease. As the prevalence of childhood obesity increases, health care professionals are confronted to the challenge of properly treating this condition. The objective of the present study was to assess the impact of a 16-week multidisciplinary intervention program on cardiometabolic in obese adolescents. Thirty-three obese adolescents from 11 to 16 years of age were selected to participate in this study. Each participant was followed by a multidisciplinary team and trained three sessions par week for 16 weeks. Results suggest that a multidisciplinary intervention which include exercise training may significantly improve cardiometabolic risk profile in obese adolescents. However, we found that anthropometric variables and cardiometabolic risk factors were returned to baseline levels only 8 months after the 16-week intervention program.

Pour établir les différentes composantes qui déterminent la dépense énergétique chez l'humain, on se base sur les procédures pratiques considérées comme référence (la calorimétrie indirecte, la méthode de l'eau doublement marquée) et/ou les méthodes prédictives (les différentes recommandations nutritionnelles). Cependant, pour des raisons principalement pratiques et économiques, la détermination des besoins énergétiques quotidiens chez les différentes populations est normalement faite en utilisant les méthodes prédictives. Dans une première étude de cette recherche, nous avons mesuré les besoins énergétiques quotidiens par calorimétrie indirecte de sujets jeunes et adultes, actifs et sédentaires pour comparer ceux-ci avec les valeurs estimées par les équations de prédiction proposées par les Recommandations sur la Nutrition pour les Canadiens (CDG, 1990) et les dernières recommandations présentées pour l'ensemble de la population des États-Unis et du Canada, les «Dietary Référence Intakes» (DRIs, 2002). À la suite de ces analyses, nous avons comparé les besoins énergétiques quotidiens mesurés par calorimétrie indirecte avec les valeurs estimées par les CDG (1990) et les dernières DRIs (2002) avant et après un programme de perte de poids. Nous avons également effectué une étude afin d'examiner la diminution du métabolisme de repos (RMR) reliée au vieillissement. Finalement, nous avons déterminé l'effet d'un exercice aigu et de moyenne intensité sur l'ingestion d'énergie et le choix des aliments chez les sujets sédentaires ayant un surplus de poids. Dans les faits, les valeurs mesurées de dépense d'énergie ont été plus basses que les valeurs prédites par les CDG (1990), mais plus élevées que celles estimées par les DRIs (2002) autant chez les sujets sédentaires que chez les actifs. Après le programme de perte de poids, les valeurs mesurées ont aussi été plus basses que les valeurs prédites avec les CDG (1990) tout comme celles des plus récentes DRIs (2002). Cependant, avec ces dernières recommandations, une petite surestimation semble toujours persister, ce qui pourrait s'expliquer par le fait que ces récentes recommandations nutritionnelles ne tiennent pas compte de l'impact de la perte de poids sur la thermogenèse adaptative. Nous avons aussi constaté que la diminution du métabolisme de repos lors du vieillissement est plus grande que celle prévue par les variations de composition corporelle en plus de quantifier cette diminution. Finalement, nos résultats ont démontré qu'un court exercice avant le repas n'a aucune influence significative sur l'ingestion d'énergie immédiatement après l'exercice.

La douleur ainsi que l’apprentissage moteur sont deux éléments importants à considérer en contexte de réadaptation. Même s’ils sont souvent abordés de manière isolée, des interactions ont été identifiées entre ces deux phénomènes. En effet, de nombreuses études montrent que les exercices de réadaptation musculaire pourraient réduire le développement de douleur pathologique. D’autre part, il semble que l’activité nociceptive pourrait altérer la plasticité du système moteur, une composante essentielle dans l’apprentissage d’une tâche motrice. Des recherches récentes ont aussi montré que la douleur pouvait interférer avec la plasticité du système moteur, même après que les signaux de douleurs se soient dissipés. Toutefois, ces observations ont été faites chez l’animal à la suite d’une lésion de la moelle épinière. De ce fait, la compréhension de cette interaction entre le système nociceptif et la plasticité motrice est assez limitée. Dans ce mémoire, l’effet d’un épisode de douleur passé sur la capacité d’apprentissage d’une tâche motrice a été évalué, chez le rat intact. Pour ce faire, nous avons élaboré une tâche dans laquelle les rats devaient apprendre à se déplacer d’un côté à l’autre d’un couloir sur des barres métalliques dont l’espacement pouvait être modifié. L’injection de substances inflammatoires à différentes durées d’action a permis d’identifier l’impact d’un épisode de douleur récent sur la capacité d’apprentissage d’une tâche motrice. Nos résultats montrent que, tout comme chez l’animal ayant une lésion de la moelle épinière, la douleur peut interférer avec l’apprentissage d’une tâche motrice même lorsque le système nerveux est intact. De plus, il semble que les déficits d'apprentissage moteur puissent également être influencés par la durée de l'épisode douloureuse antérieure. / Pain and motor learning are two important elements in rehabilitation context. Despite being mostly studied independently, important interactions exist between them in the context of spinal cord injury. Indeed, many studies show that rehabilitation exercises could reduce the development of pathological pain. On the other hand, it seems that the nociceptive activity could alter motor system plasticity. Recent studies have also shown that pain can interfere with motor plasticity, even when the acute pain signals have dissipated. However, these observations have mostly been made in animals following a spinal cord injury. As a result, this interaction between the nociceptive system and motor plasticity is poorly understood. In this master’s thesis, the effect of a prior pain episode on the motor learning ability was evaluated in neurologically intact rats. To do this, we trained rodents to walk on a custommade horizontal ladder. After initial training, the rats underwent a week-long rest, during which they were randomly assigned to a control group, or one out of two pain conditions. Nociceptive stimuli were then used to identify the impact of a prior pain episode on the motor learning ability. Our results show that pain can interfere with motor learning even in neurologically intact animals. Motor learning deficits also appear to be influenced by the duration of the previous pain episode. Taken together, these results suggest that previous pain episodes may negatively influence motor learning, and that the amplitude and duration of the learning disability is proportional to the duration of the prior pain episode.

La douleur peut exercer un effet inhibiteur sur l'excitabilité corticospinale. L'anticipation de la douleur et la douleur elle-même semblent également avoir des bases neuronales communes. Ce projet visait donc à caractériser l'effet de la douleur et de son anticipation sur l'excitabilité corticospinale. La stimulation magnétique transcrânienne a été utilisée pour mesurer l'excitabilité corticospinale chez 15 sujets sains. Cinq conditions expérimentales ont été testées à l'aide d'une thermode, soit une condition neutre, deux conditions d'anticipation (chaleur et douleur), ainsi que deux conditions d'application (chaleur et douleur). Seule la condition de douleur a produit une inhibition significative de la voie corticospinale. L'anticipation de la douleur n'a pas modifié de façon significative l'amplitude des réponses musculaires évoquées par la TMS. Le fait que la douleur faible et de courte durée puisse induire une inhibition motrice suggère que la douleur modérée peut interférer avec une fonction motrice optimale.

Il est reconnu que le travail posté est plus problématique lors des quarts de nuit puisque l'horloge interne s'adapte difficilement à l'horaire de nuit. On sait aussi que la présence de lumière matinale maintient l'horloge biologique synchronisée à un horaire diurne. Une adaptation rapide de l'horloge biologique endogène serait toutefois possible, dans certaines conditions, notamment sur des plateformes pétrolières dans la Mer du Nord. Plus particulièrement, les études réalisées dans de tels sites isolés partagent plusieurs caractéristiques telles que de longues rotations, une absence de lumière matinale et peu ou pas de responsabilités familiales et domestiques. L'objectif de la présente étude était d'évaluer si travailler sur de longues rotations dans un site isolé est suffisant pour favoriser une adaptation au travail de nuit en matière de sommeil et de vigilance, et ce, malgré la présence de lumière matinale. Un total de 70 mineurs travaillant dans une mine située dans le Grand Nord du Québec (62° Nord) furent évalués lors de 14 quarts consécutifs de 12 heures de jour et/ou de nuit. Les participants ont indiqué leur niveau de vigilance sur une échelle visuelle analogique quatre fois par quart de travail et ont porté un actigraphe 24 heures sur 24 pendant toute la durée de l'étude afin d'évaluer objectivement leur sommeil. Les résultats montrent que l'efficacité du sommeil était légèrement plus élevée durant les quarts de jour que durant les quarts de nuit (86,5 vs. 85,5, p<0,05), mais que la durée du sommeil n'était pas différente (6:34 vs. 6:44, n.s.). Pour les quarts de jour, les niveaux de vigilance sont demeurés stables pendant les 14 jours de la rotation avec le niveau le plus bas toujours observé au début du quart à 7 h 00. Pour les quarts de nuit, la vigilance au temps 1 (19 h 00) et au temps 2 (22 h 00) est demeurée inchangée, et ce, tout au long de la rotation. Comparativement au temps 1, une baisse significative de la vigilance fut observée au temps 3 (2 h 00) et au temps 4 (5 h 30) lors du premier quart de nuit. Une amélioration quotidienne significative a toutefois été notée et au final, un chevauchement entre les niveaux de vigilance au temps 3 et au temps 1 s'est produit au onzième quart, alors que cela ne s'est jamais produit pour le temps 4. En conclusion, les mineurs souterrains présentent une bonne qualité de sommeil malgré des preuves d'adaptation circadienne limitées en termes de vigilance nocturne. Il est probable que l'exposition des travailleurs sur les quarts de nuit à la lumière matinale ait empêché un ajustement complet de l'horloge circadienne. / It is well known that shift work is more difficult during night shifts because the internal biological clock adapts very little to the night schedule. It is also recognized that the presence of morning bright light keeps the internal clock synchronized to a daytime schedule. However, a rapid adaptation in terms of nocturnal vigilance levels has been reported by studies performed on oil platform workers in the North Sea. Such studies are characterized by long rotations, low family and domestic responsibilities, and no exposition to morning bright light. Our objective was to assess whether working on long rotations in an isolated mine site is sufficient to promote adaptation to night work in terms of sleep and vigilance despite an exposition to morning bright light after the nightshift. A total of 70 underground miners working in the Far North of Quebec (62°North) were assessed for 14 consecutive 12-hour day and/or night shifts. Participants indicated their level of vigilance on a visual analog scale four times per shift and continuously wore an actigraph to objectively assess their sleep. Results show that sleep efficiency was slightly higher during day shifts than during night shifts (86.5 vs. 85.5, p<0.05) while sleep duration did not differ (6:34 vs. 6:44, n.s.). For the day shift, vigilance levels remained stable across the 14 days with the lowest level always observed at the beginning of the shift (7h00). For the night shift, vigilance at Time 1 (19h00)and Time 2 (22h00) remained stable throughout the rotation. Compared to Time 1, a decline of vigilance was observed on Day 1 at Time 3 (02h00) and Time 4 (05h30). However, a significant daily improvement in vigilance was noted and towards the end of the rotation, on the eleventh shift, an overlap occurred between Time 3 and Time 1, whereas this never happened for Time 4. In conclusion, underground miners exhibited good sleep quality despite evidence of limited circadian adaptation in terms of nighttime vigilance. There is a distinct possibility that exposure to morning light prevented a greater adjustment of the circadian clock in underground miners.

Les travailleurs de nuit doivent être éveillés la nuit lorsqu'ils sont physiologiquement prédisposés au sommeil et tenter de dormir le jour alors qu'ils sont prédisposés à être actifs. En effet, le problème le plus souvent rapporté en présence de ce genre d'horaire est la somnolence excessive au travail, suivie par une difficulté à induire et à maintenir le sommeil pendant le jour. Ces problèmes dérivent du fait que l'horaire d'activité est inversé par rapport à l'horloge biologique. Celle-ci demeure synchronisée à un horaire diurne par l'alternance entre la lumière et l'obscurité. Il est possible de déplacer le rythme circadien en étant exposé à une lumière vive au cours de la nuit et en instaurant une période de noirceur le jour. À cause de la nature contraignante de cette méthode, il est peu probable qu'elle soit aisément adoptée par les travailleurs de nuit. Il est par contre reconnu que l'horloge biologique est plus sensible aux courtes longueurs d'onde du spectre de la lumière visible (bleu). Il devient donc possible de déplacer le cycle lumière/obscurité en augmentant seulement la quantité de courtes longueurs d'onde la nuit et en les bloquant le jour. Les objectifs généraux de cette thèse par articles scientifiques étaient donc de déterminer les effets du blocage des courtes longueurs d'onde, ainsi que l'applicabilité des stratégies de contrôle de l'exposition lumineuse dans un milieu de travail. Le premier article présenté dans cette thèse démontre que des lunettes à lentilles orangées empêchent la lumière vive d'influencer l'horloge biologique. Le deuxième article présente les résultats d'une semaine d'utilisation des lunettes à lentilles orangées le matin sur la vigilance au travail et le sommeil le jour chez des travailleurs de nuit permanents dans leur milieu de travail. Le troisième article, quant à lui, permet de voir l'effet d'une exposition additionnelle aux courtes longueurs d'onde combinée au port des lunettes à lentilles orangées sur la vigilance et le sommeil, mais aussi sur la phase de l'horloge biologique et la performance. Finalement, le quatrième article porte sur les conséquences l'utilisation des filtres orangés sur l'effet de la lumière sur la vigilance en fin de nuit.

La charge mentale est un concept très utile dans les domaines dont l’objet d’étude et d’analyse est le travail et la performance humaine. Typiquement, la charge mentale est mesurée à l’aide des mesures subjectives (c.-à-d. des questionnaires) ou par des mesures comportementales (c.-à-d. les actions des individus). La charge mentale peut également être mesurée à l’aide de l’activité physiologique périphérique (p.ex. l’activité cardiaque). Il est cependant difficile de déterminer la source de la charge mentale à l’aide des mesures physiologiques périphérique. En effet, les sous-dimensions de la charge mentale, comme l’exigence, l’effort, le stress et la fatigue, provoquent souvent des manifestations physiologiques similaires. En plus de cette problématique, les mesures physiologiques de la charge mentale sont trop souvent étudiées dans des contextes de laboratoire et trop rarement étudiées dans des milieux de travail réels. Il est donc crucial d’investiguer leur potentiel dans des contextes réels. Cette thèse vise donc à investiguer le potentiel diagnostique (le potentiel à déterminer la source) des mesures physiologiques périphériques de la charge mentale. Pour y arriver, une méthode combinant l’approches cognitive traditionnelle et l’apprentissage automatique est utilisée. La thèse rapporte les résultats de deux expériences : une première menée en contexte de laboratoire et une seconde menée dans une simulation de commandement et contrôle reproduisant un milieu de travail réel. Les résultats montrent que les mesures physiologiques périphériques peuvent prédire, avec une bonne précision, la sousdimension qui est à l’origine de la charge mentale en contexte de tâche simple. Bien que moins précise, il reste possible de faire cette prédiction dans des contextes de tâche réelle. Dans l’ensemble, cette thèse apporte plusieurs contributions essentielles afin de rendre possible les mesures physiologiques périphériques de la charge mentale dans les milieux de travail réels. / Mental workload stands out as a key concept as soon as human work and human performance is discussed. Mental workload is often measured using subjective questionnaires or behavioral cues. Peripheral physiological measures (e.g. heart rate) can also be used to measure workload. However, it is particularly difficult to determine the source of workload using peripheral physiological measures. Sub-divisions of mental workload, such as task load, mental effort, stress and fatigue, often trigger similar physiological reactions, blurring the diagnostic potential of physiological measures. Furthermore, physiological measures are too often investigated in laboratory settings, making it hazardous to determine their performance in real world settings. This thesis aims at investigating the diagnostic potential of peripheral physiological measures. A mixed methodology, combining traditional cognitive approach as well as machine learning techniques, is used. This thesis presents results of both a laboratory setting experimental as well as an ecological command and control simulation. Results show that peripheral measures can be used to predict, with high accuracy, the source of workload in laboratory settings. While not as accurate, results also show that it is possible to perform a diagnostic measure of workload in an ecological work simulation. This thesis contribute to improve the potential of peripheral physiological measures in real work settings.

Introduction : Les maladies cardiovasculaires constituent la principale cause de décès chez les patients atteints de maladie rénale chronique (MRC). Des facteurs de risque non traditionnels tel que la rigidité artérielle pourraient être en partie responsables de la surmortalité cardiovasculaire dans cette population. Il est reconnu que l’activité physique est associée à une rigidité artérielle plus faible chez les sujets sains. Or, l’impact de l’exercice sur la biomécanique des gros troncs artériels en MRC est peu étudié. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet d’un programme d’entraînement sur la rigidité artérielle chez des patients atteints d’insuffisance rénale chronique (IRC). Méthodes : Treize sujets sédentaires en IRC aux stades 3 et 4 ont été randomisés à un groupe témoin et un groupe avec entraînement de 12 semaines à domicile. Les mesures hémodynamiques ainsi que l’évaluation de l’index d’augmentation (AIx) aortique, de la vélocité de l’onde de pouls (VOP) carotido-radiale (c-r) et carotido-fémorale (c-f) ont été réalisées à 0 et 12 semaines. La pression artérielle pulsée centrale a été obtenue à l’aide de la tonométrie d’aplanation. Résultats : Les deux groupes ont des caractéristiques initiales à l’état basal similaires. Aucune différence significative n’a été décelée dans chacun des groupes suite au suivi de 12 semaines au niveau de la VOPc-r, VOPc-f, AIx aortique et pression pulsée. Conclusion : Le programme d’activité physique à domicile tel qu’administré dans notre étude n’a pas permis de modifier les différents paramètres de la rigidité artérielle et hémodynamiques chez des patients aux stades 3 et 4 de l’IRC. Cette étude pilote a permis d’explorer la faisabilité d’une étude plus importante évaluant le rôle de l’activité physique sur la santé vasculaire des patients en MRC. / Introduction: Cardiovascular diseases are the first cause of mortality in patients with chronic kidney disease (CKD). Non-traditional risk factors like arterial stiffness could be in part responsible for increased mortality in this population. It is known that physical activity is associated with less arterial stiffness in a healthy population. Nonetheless, the effects of physical activity on the biomechanical properties of big arterial vessels in a CKD population are unknown. The objective of this study is to evaluate the effects of a cardiovascular and muscular training program on arterial stiffness in a CKD population. Methods: Thirteen patients in CKD stage 3 and 4 were recruited and randomised in a control group and a group participating to 12 weeks of a home-based training. Measure of hemodynamic properties, aortic augmentation index (Aix), pulse wave velocity (PWV) carotid-femoral (c-f) and carotid-radial (c-r) were realised at baseline and at 12 weeks. Pulse pressure was obtained by applanation tonometry. Results : Baseline characteristics in both groups are similar. No significant differences were present neither in control group nor in training group regarding hemodynamic, VOPc-r, VOPc-f, aortic Aix and pulse pressure measures. Conclusion: Our study of a home-based training program on hemodynamic measures and arterial stiffness markers failed to demonstrate any change in CKD patients. This pilot study demonstrates the feasibility of a study evaluating the effects of physical activity on vascular health in patients with CKD.