Lintégrité de la structure et de la dynamique de la membrane plasmatique est essentielle à la fonction de la cellule. Cette intégrité peut être évaluée par la mesure de la fluidité membranaire globale, reflet de lensemble des mouvements des éléments membranaires au sein de la bicouche phospholipidique. Or lintégrité de la membrane est menacée, entre autre, par les modifications de la structure lipidique résultant de lipoperoxidations. Ces peroxidations lipidiques résultent des attaques radicalaires par des espèces oxygénées activées (EOA) produites lors dagression oxydante sur les acides gras membranaires. Nous posons lhypothèse que les conditions doxygénations extrêmes, qui peuvent être rencontrées lors dune anesthésie ou lors dun stress oxydant induit par lexercice chez le cheval, peuvent affecter la fluidité membranaire des érythrocytes et que ces variations peuvent être modulées par la modification de la structure membranaire du globule rouge par un supplément antioxydant oral adéquat. Lobjectif de ce travail est donc dévaluer les effets de différentes conditions doxygénation et doxydation in vitro (par contact avec différents mélanges gazeux), puis in vivo sous anesthésie générale (en faisant varier la fraction inspirée en oxygène) et à lexercice, et enfin dévaluer les effets dune supplémentation enrichie en acides gras de type oméga-3 sur la fluidité membranaire du globule rouge. Les faibles pressions partielles en oxygène dans le sang artériel (PaO2), obtenues in vitro par contact du sang avec un gaz anoxique et in vivo sous anesthésie par inspiration dair ambiant (<45mmHg et <60mmHg respectivement), nont pas eu deffet sur la fluidité ni sur la structure de la membrane érythrocytaire. On peut supposer que le stimulus est insuffisant ou que la protection de la membrane résulte dune capacité antioxydante du plasma et de défenses cellulaires suffisantes. Les pressions partielles élevées en oxygène dans le sang, obtenues in vitro par contact du sang avec de loxygène pur (PaO2>500mmHg), ont induit un stress oxydant modéré qui na pas affecté la structure phospholipidique de la membrane malgré la peroxidation des acides gras de type oméga-6. La fluidité membranaire na pas été affectée par ces facteurs. In vivo, les pressions partielles élevées en oxygène observées dans le sang (>200mmHg) ont été insuffisantes pour induire des peroxidations significatives et des modifications de la fluidité membranaire. En revanche, les valeurs élevées de PaO2 ont augmenté la sensibilité du sang à lhémolyse dans un premier temps, puis sa résistance 24 heures après un retour à la normoxie. Dans ces conditions aucun effet na été noté sur la viscosité du sang ni la perfusion musculaire. Par ailleurs, lexercice intense semble diminuer la fluidité membranaire du globule rouge chez le cheval de sport. Cette diminution sobserve dès 15 minutes après larrêt de lexercice et persiste 24 heures après. Il existe également des corrélations entre certains de ces marqueurs indirects et la fluidité membranaire. La supplémentation na pas eu deffet significatif direct sur lévolution de la fluidité membranaire observée au repos. Mais elle a pourtant influencé la structure de la membrane. En effet, la complémentation a induit une augmentation du pourcentage dacides gras de type oméga-3 contenus dans la membrane érythrocytaire ainsi que du ratio oméga-3/oméga-6 pendant la période de repos. Cela résulte de lincorporation sélective dans la membrane de lacide eicosapentaénoïque (EPA) et de lacide docosahéxaénoïque (DHA) apportés par voie orale. Mais aucune corrélation na été observée dans notre étude entre la composition en acides gras de la membrane et le marqueur de la fluidité membranaire. La supplémentation na pas eu deffet significatif direct sur lévolution de la fluidité membranaire observée à lexercice, mais en a limité la diminution immédiate. Il résulte des études menées que : les conditions doxygénation les plus extrêmes qui peuvent être rencontrées en conditions atmosphériques ne semblent pas affecter la fluidité de la membrane. En revanche, un exercice intense, associé à une demande énergétique accrue, peut induire une diminution de la fluidité membranaire en corrélation avec les marqueurs du stress oxydant. Des modifications de la structure membranaire en acides gras polyinsaturés à longue chaîne de type oméga-3 naffectent pas la fluidité membranaire mais modulent les effets du stress oxydant lors de lexercice. La fluidité membranaire des érythrocytes pourrait être considérée comme un marqueur direct du stress oxydant dans certaines conditions. Mais ce marqueur semble moins sensible et global que dautres marqueurs du stress cellulaire tels que le test dhémolyse ou la mesure de la concentration plasmatique de peroxydes lipidiques spécifiques. The maintenance of plasmatic membrane integrity is mandatory for cell function. This integrity can be assessed by the measurement of global membrane fluidity which is proportional to the whole rotational and lateral diffusion rates of membrane components within the phospholipid bilayer. Membrane integrity could be threatened by changes in lipid structure as a result of lipid peroxidation by free radical species during oxidative stress. We hypothesize that extreme oxygenation status present during anesthesia or during exercise-induced oxidative stress in the horse can alter erythrocyte membrane fluidity (EMF), and that these changes in fluidity depend on variations in erythrocyte membrane structure under the action of an appropriate oral anti-oxidant supplementation. The aims of the study was: to assess the effect(s) of various oxygenation and oxidative conditions firstly created in vitro (by contact between erythrocyte and different gaz mixtures), and secondly in vivo during general anesthesia (with varying inspired oxygen fractions) as well as during exercise. To assess the effects of an omega-3 fatty acid-enriched supplementation on EMF. Low partial oxygen pressures, both obtained in vitro and in vivo under anesthesia (respectively <45 and <60 mmHg) did not have any effect on EMF or membrane structure. Erythrocyte membrane may have been protected by an increase in plasmatic anti-oxidative capacity and cellular defenses. High partial oxygen pressures (>500 mm Hg) obtained in vitro induced a moderate oxidative stress which did not alter the phospholipidic structure of the membrane despite peroxidation of omega 6 fatty acids. Partial oxygen pressures obtained in vivo (>200 mm Hg) were unable to induce significant peroxidation and alteration in membrane fluidity. However, high PaO2 values initially increased sensitivity of blood to hemolysis, followed by a tendency towards resistance to hemolysis after 24hours. Intense exercise decreases EMF in the sports horse. This was observed as soon as 15 minutes after exercise and persisted during the recovery period 24 hours later. Correlations were found between oxidative stress indirect markers and membrane fluidity. Supplementation did not affect membrane fluidity but influenced membrane structure by increasing the pourcentage of omega-3 fatty acids and the omega3/omega6 ratio at rest. These changes resulted from selective incorporation into the membrane of orally provided EPA and DHA . However, we could not evidence a correlation between membrane composition and the marker of membrane fluidity (correlation-relaxation time Tc). During exercise, supplementation had no direct effect on variations of membrane fluidity but tapered its immediate decrease. In conclusion, our studies show that the most extreme conditions encountered under atmospheric conditions do not appear to affect EMF. However intense exercise combined with increased energetic requirements induces a decrease in EMF which correlates with variations in markers of oxidative stress. Modifications of membrane composition in long-chain omega-3 polyinsaturated fatty acids do not affect EMF but modulate oxidative stress during exercise. EMF could be a direct marker of oxidative stress under certain conditions but appears less sensitive and comprehensive than other markers of celllular stress such as the hemolysis test or the concentration in specific lipidic peroxidation products.

Thèse de doctorat : Sciences et techniques des activités physiques et sportives : Rennes 2 : 2007. / Bibliogr. f. 233-258.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 91-99.

Thèses (M.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1997. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1989. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 42-48. Publié aussi en version électronique.

La prise en charge des maladies cardiovasculaires vise à lutter contre les anomalies du système nerveux autonome cardiaque (SNA) en restaurant la balance sympatho-vagale avec l'aide de moyens pharmacologiques ou non pharmacologiques. Nous avons montré que l'exercice physique intermittent (EI) chez l'insuffisant cardiaque chronique (IC) permettait de majorer le tonus vagal. L'EI était plus efficace que l'exercice continu pour obtenir une réduction des arythmies. Dans un deuxième travail nous avons montré que l'électrostimulation musculaire des membres inférieurs chez l'IC permettait de réduire le tonus sympathique en lien avec une stimulation des afférences. Dans l'artériopathie oblitérante des membres inférieurs (AOMI) enfin, nous montrons que l'électrostimulation sensitive des membres inférieurs permettait d'améliorer la distance de marche via des mécanismes potentiellement sympatho-inhibiteur. / The management of cardiovascular disease is to fight against abnormal heart autonomic nervous system (ANS) by restoring sympatho-vagal balance with the help of pharmacological or non-pharmacological means. We have shown that intermittent exercise (IE) in patients with chronic heart failure (CHF) allowed to increase the vagal tone. The IE was more effective than continuous exercise for reducing arrhythmias. In a second work we have shown that electrical muscle stimulation of the lower limbs in CHF reduced sympathetic tone related to stimulation of afferents. In peripheral arterial disease (PAD) finally, we showed that the sensitive electrostimulation of lower limbs improved the walking distance via potentially sympatho-inhibitor mechanisms.

L’amyotrophie spinale infantile (SMA) est une maladie neurodégénérative rare, caractérisée par une perte progressive des motoneurones de la moelle épinière, et pour laquelle aucun traitement curatif n’est disponible. Cette maladie est causée par la mutation du gène SMN1 qui induit une diminution de l’expression de la protéine SMN. Depuis plusieurs des années, notre l’équipe examine les effets de l’exercice sur le développement ou le maintien de l’unité motrice dans des maladies neurodégénératives affectant spécifiquement le motoneurone. Ces études ont notamment permis de mettre en évidence que l’exercice physique pourrait avoir des effets bénéfiques pour l’amyotrophie spinale, dans un modèle de souris SMA de type 2 soumis à un exercice de course sur roue pendant 5 jours (Grondard et al., 2005). Dans notre étude, nous avons comparé les effets de deux programmes d’entraînement différents, d’une durée de 10 mois, basés sur un exercice de course ou sur un exercice de nage, sur des populations de souris SMA de type 3, la forme la moins sévère de la maladie. Dans nos conditions, la course est un exercice de faible intensité et de faible amplitude, mais qui induit plus de lésions musculaires, au contraire de la nage, comme le confirme les mesures de lactate et de créatine kinase circulants. Ces deux paramètres ont des valeurs anormalement hautes chez les souris SMA, suggérant des anomalies métaboliques et de fragilité musculaire, qui sont limitées par les deux programmes d’entraînement. Les analyses du comportement moteur indiquent également que les 10 mois d’entraînement améliorent significativement les capacités motrices des souris SMA, et notamment la résistance à la fatigue avec la nage. Comme attendu, la perte de 46% des motoneurones spinaux enregistrée à 12 mois chez les souris SMA sédentaires est significativement limitée par les deux types d’entrainement, mais avec des efficacités différentes sur les différentes sous‐populations de motoneurones spinaux. En effet, la course protège préférentiellement les motoneurones de faible surface et exprimant ERR‐β, assimilés à des motoneurones lents, et la nage les motoneurones de large surface et exprimant Chodl, assimilés à des motoneurones rapides. De manière surprenante, la neuroprotection induite par l’exercice est indépendante de l’expression de SMN dans la moelle épinière des souris SMA. Une étude de la forme et de la surface des jonctions neuromusculaires dans trois muscles du mollet, le soleus, le plantaris et le tibialis, et une étude du phénotype musculaire de ces mêmes trois muscles confirment le rôle bénéfique de l’entrainement mais aussi les effets différentiels des deux programmes, avec un effet plus important pour la nage. Les améliorations de l’unité motrice, induites par l’exercice, permettent un meilleur fonctionnement neuromusculaire, comme le suggère les mesures électrophysiologiques du muscle plantaire. Pris tous ensemble, ces résultats suggèrent qu’un exercice de nage, à haute intensité, dans des conditions anaérobies, et axé sur le recrutement des muscles extenseurs pourrait être bénéfique pour les patients SMA, notamment pour améliorer les capacités motrices et donc la qualité de vie des patients. / Objective: Spinal Muscular Atrophy (SMA) is a group of autosomal recessive neurodegenerative diseases differing in their clinical outcome, characterized by the specific loss of spinal motor‐neurons, caused by insufficient levels of SMN protein expression. No cure is presently available for SMA. While physical exercise might represent a promising approach for alleviating SMA symptoms, the lack of data dealing with the effects of different exercise types on diseased motor‐units still precludes the use of exercise in SMA patients. Methods: We have evaluated the efficiency of two long‐term physical exercise paradigms, either based on high intensity swimming or on low intensity running, in alleviating SMA symptoms in a mild type 3 SMA‐like mouse model. Results: We found that a 10‐month physical training induced significant benefits in terms of resistance to muscle damages, energetic metabolism, muscle fatigue and motor behavior. Both exercise types significantly enhanced motor‐neuron survival, independently of SMN expression, leading to the maintenance of neuromuscular junctions and skeletal muscle phenotypes, particularly in the soleus, plantaris and tibialis of trained mice. Most importantly, both exercises significantly improved neuromuscular excitability properties. Besides, all these training‐induced benefits are quantitatively and qualitatively related to the specific characteristics of each exercise, suggesting that the related neuroprotection is strongly dependent on the specific activation of some motor‐neuron subpopulations. Interpretation: Taken together, the present data show significant long‐term exercise benefits in a mild type 3 SMA context and provide important clues for designing rehabilitation programs in patients.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.