L'industrialisation et plus récemment l'informatisation ont relégué l'activité physique au rang des rubriques facultatives de l'activité humaine. La modernité n'a pas seulement favorisé une diminution de la pratique d'activité physique; elle a aussi introduit de nouvelles pratiques dans les activités quotidiennes. A titre d'exemple, l'augmentation rapide de l'usage de l'ordinateur a accru la présence du travail mental dans les habitudes de vie des individus. De plus, nul ne peut nier le constat relié à la diminution du temps de sommeil observée dans plusieurs pays au cours des dernières décennies. Puisque cette réalité est de plus en plus susceptible de se concrétiser dans un contexte d'économie du savoir, il est vraisemblable que l'humain sera désormais exposé à des stimuli qui s'apparentent davantage au stress neurogénique qu'à une grande sollicitation physique, comme cela pouvait être le cas par le passé. A cet effet, les résultats présentés dans cette thèse suggèrent de considérer le travail mental comme un stimulus hyperphagiant et le manque de sommeil comme un prédicteur de l'obésité. De plus, ces résultats amènent à reconsidérer la notion de sédentarité, qui inclut différentes activités dont l'impact sur le bilan d'énergie est très variable.

Une corrélation inverse a été rapportée entre l’indice de masse corporelle (IMC) et la condition physique (CP). Une faible CP prédispose à un plus grand niveau de sédentarité, d’où l’importance de développer des initiatives visant à améliorer la CP d’individus obèses. L'objectif de l'étude était d’évaluer les effets d’un programme d’intervention multidisciplinaire de 16 semaines sur la capacité aérobique et les habiletés motrices d’adolescents obèses. Trente-trois adolescents obèses (19 garçons et 14 filles) âgés de 11 à 16 ans ont participé à trois séances d’entraînement en endurance par semaine lors du programme. À la fin de l'intervention, une diminution significative de l’IMC et de la circonférence de taille (CT) a été observée en plus de l'augmentation significative des habiletés motrices. Toutefois, un retour aux valeurs de références a été observé pour l’IMC et la CT suite à la période de suivi. Alors que certains acquis en ce qui concerne les habiletés motrices ont été conservés. Ces résultats indiquent qu'une intervention multidisciplinaire, incluant un programme d’exercice physique, peut avoir un effet à long terme sur les habiletés motrices. / An inverse correlation has been reported between body mass index (BMI) and fitness. Low fitness represents a greater level of sedentariness, hence the importance of developing initiatives to improve the fitness of obese individuals. The objective of the study was to evaluate the effects of a 16-week multidisciplinary intervention program on aerobic capacity and motor skills of obese adolescents. Thirty-three obese adolescents (19 boys and 14 girls) aged from 11-16 years old participated in three sessions of endurance training per week during the program. At the end of the intervention, a significant decrease in BMI and waist circumference (WC) was observed in addition to a significant increase in motor skills. However, a return to reference values was observed for BMI and WC following the monitoring period, although some achievements regarding motor skills were preserved. These results indicate that a multidisciplinary intervention including an exercise program can have long term effects on motor skills.

Ce mémoire porte sur les effets d'un entraînement en endurance sur la régulation de l'équilibre énergétique chez la femme ménopausée sédentaire présentant un indice de masse corporelle variant de 30 à 35 kg/m2 . Outre une dépense de 150 kcal par jour, l'apport énergétique total n'a pas varié sur le plan quantitatif. Par contre, l'analyse qualitative des journaux alimentaires révèle une diminution de la consommation de fruits, d'aliments sucrés et gras mais une augmentation de celle en huiles suite à l'entraînement. La plus forte diminution de masse grasse est observée chez les femmes ayant le plus réduit leur consommation d'aliments gras. Notre programme de marche utilisé dans le but d'induire un équilibre énergétique négatif et donc une perte pondérale, n'a pas incité les participantes à opter pour des aliments sains mais plutôt à choisir des aliments à forte densité énergétique, probablement pour compenser la perte énergétique occasionnée par l'activité physique.

L'obésité constitue un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. L'obésité est influencée par plusieurs facteurs environnementaux et génétiques. Jusqu'à présent, la recherche a permis l'identification de plusieurs gènes et loci associés à l'obésité. Cependant, nos connaissances concernant les facteurs génétiques affectant les comportements et les apports alimentaires, ainsi que leur impact sur le développement de l'obésité, demeurent limitées. L'objectif général de cette thèse était d'étudier les déterminants génétiques des apports et des comportements alimentaires associés à l'obésité et de documenter leurs impacts chez les sujets de l'étude des familles de Québec. Différentes approches ont été utilisées afin de caractériser l'implication des facteurs génétiques sur les apports et les comportements alimentaires. Premièrement, un criblage génomique a été effectué sur l'apport énergétique total et les apports en macronutriments. Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées, incluant Ip35.3-p35.2, lp32.2, 3p25.2, 3q27.3, 5ql5 et 10pl5.3-pl4. Deuxièmement, plusieurs gènes candidats, sélectionnés pour leurs liens probables avec la régulation énergétique et l'obésité, ont été étudiés afin de vérifier leur association avec les apports et les comportements alimentaires. Deux polymorphismes du gène GAD2 ont été associés aux comportements alimentaires et aux apports alimentaires chez les femmes, de même qu'à un gain de poids supérieur sur une période de 6 ans. Le gène FTO a, quant à lui, été associé à l'adiposité, de même qu'aux apports et aux comportements alimentaires. Sélectionné suite à l'analyse d'un criblage génomique pour les comportements alimentaires, le gène OR7D4, a été associé à l'adiposité et à la restriction alimentaire. D'autres récepteurs olfactifs situés dans la même région ont également été associés aux comportements alimentaires et à l'adiposité. Finalement, nous avons entrepris l'interprétation d'un GWAS, pour lequel 44 variants et 29 régions chromosomiques ont été associés aux apports et aux comportements alimentaires. Les résultats des travaux présentés dans cette thèse suggèrent que plusieurs gènes candidats pour l'obésité influencent les apports et les comportements alimentaires chez les sujets de QFS. De plus, de nouveaux gènes et de nouvelles régions chromosomiques ont été identifiés. Finalement, l'implication des facteurs génétiques dans l'olfaction et leur impact sur les comportements et les apports alimentaires liés à l'obésité ont été soulignés.

La plus grande augmentation de la prévalence d'obésité au Canada se retrouve parmi les adolescents. L'obésité chez les jeunes est associée à des problèmes de santé pendant l'adolescence et, parce qu'elle augmente fortement les chances d'être obèse à l'âge adulte, elle est aussi associée à des problèmes de santé plus tard dans la vie. Il y a plusieurs facteurs responsables de cette épidémie d'obésité. Les comportements alimentaires sont un aspect associé avec le poids chez les adultes, et moins connus, chez les jeunes. Le Three-Factor Eating Questionnaire, qui mesure le niveau de restriction, désinhibition et la susceptibilité à la faim, est le questionnaire le plus utilisé en recherche pour évaluer les comportements alimentaires. Toutefois, ce questionnaire n'a pas été beaucoup utilisé chez les adolescents et il n'y a aucune étude qui a mesuré les sous-échelles de comportements alimentaires chez cette population. Cette étude avait comme objectif d'identifier les comportements alimentaires associés au poids corporel chez un groupe d'adolescents faisant partie de l'Étude des familles de Québec. Le contrôle rigide, la désinhibition et la susceptibilité aux émotions étaient positivement associés à l'indice de masse corporelle (IMC; p < 0.05). L'association entre l'IMC et le contrôle rigide était plus forte pour les filles tandis que l'association entre l'IMC et la désinhibition était plus forte chez les garçons. Pour comparer l'interaction entre les comportements alimentaires et le poids corporel, les adolescents ont été classifies en catégories selon leur niveau de contrôle rigide et leur désinhibition. Les adolescents qui présentaient les plus hauts scores pour ces deux comportements avaient un IMC plus élevé (p < 0.05). La restriction flexible n'était pas associée à l'IMC chez ce groupe d'adolescents. La susceptibilité à la faim était le seul comportement alimentaire qui était relié à l'apport calorique. Les adolescents avec un surplus de poids présentaient des niveaux de désinhibition et de contrôle rigide plus élevés que les adolescents de poids normal. Ces résultats démontrent l'importance d'évaluer ces comportements alimentaires chez les jeunes afin de développer des stratégies d'intervention efficace dans le traitement et la prévention de l'obésité.

Cette thèse présente trois essais sur l’économie de la santé de la population québécoise, y compris la santé des nouveau-nés. Elle introduit dans les analyses les outils de l’économétrie spatiale en apportant une attention particulière à la corrélation spatiale entre les caractéristiques socioéconomiques (notamment le revenu) et de la santé des individus (obésité) et des nouveau-nés. L’unité d’analyse c’est les secteurs de recensement et les individus vivants dans la province du Québec. Dans notre étude nous proposons une analyse beaucoup plus fine des déterminants du revenu et des résultats de santé chez les nouveau-nés. La principale motivation de notre recherche vient du fait qu’il est généralement admis que la consommation des services de santé et des biens néfastes pour la santé varient de façon significative avec le revenu des individus. Les individus plus riches ou plus pauvres auront tendance à consommer plus ou moins ces biens et services. Cependant, le revenu lui-même varie dans le temps et dans l’espace. Ces dimensions spatiales et temporelles doivent être prises en compte dans la modélisation des relations entre des caractéristiques démographiques, socioéconomiques et la santé des individus. L’introduction d’une analyse spatio-temporelle dans les questions d’économie de la santé nous permettra de tenir compte des corrélations spatiales et temporelles afin de mieux estimer et déterminer les raisons probables de la variation de nos variables d’intérêt selon l’échelle géographique des différentes études. D’un point de vue politique, cette approche permettra à l’avenir d’anticiper et de prendre des mesures préventives en ce qui concerne la santé de la population québécoise. La modélisation de l’état de santé innove en ce qu’elle intègre les caractéristiques de l’environnement immédiat des individus de même que les corrélations spatiales dans les caractéristiques inobservables. Ces deux volets des déterminants de la santé sont généralement négligés ou omis dans des études économiques et économétriques portant sur les questions de santé publique. L’objectif principal de cette thèse est donc d’introduire la modélisation des interactions spatiales dans l’analyse des questions de santé publique. L’idée étant que, comme le stipule la première loi de la géographie, tout interagit avec tout mais deux choses voisines ont plus de chances d’entrer en interaction que deux choses lointaines. Les chapitres de cette thèses ont liés par l’intégration d’une dimension spatiale dans l’analyse des corrélations. De façon spécifique, le premier chapitre s’intéresse à la relation entre l’obésité, mesuré à travers l’indice de masse corporelle (IMC) et les résultats du marché du travail (revenu et nombre d’heures travaillées) dans une perspective spatio-temporelle. Nous utilisons les données de l’Enquête Nationale sur la Santé de la Population (ENSP). Les résultats de ce chapitre nous permettent de constater la présence au Québec d’une corrélation entre le revenu des individus et ceux de leurs voisins. Cela montre l’influence spatiale que le voisinage a sur un individu. La non prise en compte de cet aspect aurait pu conduire à une conclusion incorrecte sur la relation entre le niveau de revenu et l’obésité. Ceci nous a également permis de tester séparément la présence des deux phénomènes spatiaux que sont l’auto régression et l’autocorrélation en modélisant explicitement le fait que les résidus peuvent être liés entre eux. L’on note également une sous estimation des effets marginaux du modèle non spatial par rapport au modèle spatial. Cette sous-estimation varie entre 5% et 17%. Un raffinement des estimations a donc été effectué grâce au modèle spatial. S’agissant de la relation entre obésité et les résultats du marché du travail, nos analyses permettent d’observer qu’au Québec, les personnes obèses travaillent plus d’heures que les personnes ayant un IMC normal. L’obésité n’a pas d’incidence sur le revenu des personnes qui y travaillent. Les modèles estimés utilisent des variables dépendantes continues. Le deuxième chapitre évalue la relation entre le revenu du secteur de recensement où vivent les mères et les résultats défavorables de naissance (prématuré et faible poids). Ce chapitre, au meilleur notre connaissance, se distingue de la littérature existante en ce sens qu’il utilise deux modèles différents : en plus d’un modèle probit bivarié spatial, nous utilisons également un modèle spatial SUR, qui est compatible avec l’introduction d’une variable spatiotemporelle décalée dans la modélisation. Notre analyse a été réalisée avec les données de nouveau-nés admis et nés à l’unité de néonatologie du Centre Hospitalier de l’Université Laval(CHUL). Nos résultats montrent l’existence d’une corrélation positive entre les nouveau-nés prématurés et ceux ayant un faible poids à la naissance au niveau individuel et au niveau des secteurs de recensements. L’introduction de la variable spatio-temporelle retardée dans la modélisation spatiale SUR montre que l’âge gestationnel décalé dans le temps et dans l’espace affecte positivement l’âge gestationnel des nouveau-nés. Les résultats montrent également que l’âge gestationnel et le poids d’un nouveau-né sont influencés positivement par ceux de leurs voisins. Cela montre l’influence spatiale que le voisinage a sur les mères. Le fait de ne pas prendre en compte l’effet de l’influence de comportements de certaines mères sur d’autre saurait pu entrainer l’omission d’éventuelles corrélations spatiales dans les caractéristiques inobservables qui influencent les résultats défavorables de naissance. Le fait que ces résultats aient été obtenus en estimant un modèle probit bivarié et un modèle spatial SUR indique la robustesse de la corrélation. Une comparaison des résultats du modèle probit bivarié spatial et du modèle spatial SUR a été effectuée. De plus, nous notons que, quel que soit le modèle utilisé dans l’étude, un faible niveau de revenu dans le secteur de recensement est associé à un risque élevé d’accouchement prématuré et de faible poids à la naissance. Le troisième chapitre traite de la probabilité des nouveau-nés de contracter des infections nosocomiales ou d’être victimes d’incidents médicaux lorsque leurs mères vivent dans la région métropolitaine de recensement du Québec. L’objectif de ce dernier chapitre est de savoir si l’environnement immédiat de la mère de l’enfant et ses caractéristiques peuvent expliquer les risques associés aux infections nosocomiales et aux incidents médicaux. Ces relations ont été peu analysées dans la littérature. La principale contribution de ce chapitre réside dans le fait que la littérature qui s’intéresse à cette question a très souvent omis de considérer l’impact de la proximité de certaines mères sur d’autres. Ces interactions pourraient avoir des effets sur les infections nosocomiales de leurs nouveau-nés. Nous effectuons notre analyse avec les données du chapitre précédent. Un modèle probit bivarié spatial a également été utilisé pour mieux capter la corrélation entre les incidents médicaux et les infections nosocomiales contractées parles nouveau-nés. Les résultats de ce chapitre nous permettent de constater que les facteurs a un niveau des secteurs de recensement qui ne sont pas observés et captés par les effets spatiaux n’influencent pas les infections nosocomiales et les incidents médicaux de façons connexes. Plus précisément, les secteurs de recensement où les nouveau-nés souffrent d’infections nosocomiales ne sont pas susceptibles d’avoir les mêmes nouveau-nés ayant subi des incidents médicaux. Les résultats montrent également que les prématurés et les nouveau-nés de faible poids à la naissance sont plus susceptibles de présenter à la fois des infections nosocomiales et des incidents médicaux. Les nourrissons transférés de la maternité à l’Unité de Soins Intensifs Néonatals (USIN) sont plus susceptibles de contracter une infection nosocomiale et d’expérimenter un incident médical. En outre, les enfants nés dans des secteurs de recensement à revenu élevé ont tendance à être moins vulnérables aux infections. / This dissertation presents three essays on the health economics of the Quebec population,including newborn health. It introduces the spatial econometrics tools into the analyses,paying particular attention to the spatial correlation between socioeconomic characteristics(notably income) and the health of individuals (obesity) and newborns. The unit of analysis is the census tracts and individuals living in the province of Quebec. In our study, we propose a much more refined analysis of the determinants of income and health outcomes among new borns. The main motivation for our research comes from the fact that it is generally accepted that the consumption of health services and goods that are harmful to health vary significantly with the income of individuals. Richer or poorer individuals will tend to consume these goods and services to a greater or lesser extent. However, income itself varies overtime and space. These spatial and temporal dimensions need to be taken into account when modelling the relationships between demographic, socioeconomic and health characteristics of individuals. The introduction of spatial and temporal analyses into health economics issues will allow us to take into account spatial and temporal correlations in order to better estimate and determine the likely reasons for the variation in outcomes of interest across at different geographic scales. From a policy perspective, this approach will allow to anticipate and take preventive measures in the future with respect to the health of the population of Quebec.Health status modelling is innovative in that it integrates the characteristics of individuals ’immediate vicinity as well as spatial correlations in unobservable characteristics. These two components of the determinants of health are generally neglected or omitted in economic and econometric studies of public health issues.The main objective of this dissertation is therefore to introduce the modelling of spatial interactions into the analysis of public health issues. The idea is that, as stated in the first law of geography, everything interacts with everything, but two things that are close are more likely to interact than two things that are far away. The chapters of this dissertation are linked by the integration of a spatial dimension in the analysis of correlations. Specifically,the first chapter focuses on the relationship between obesity, measured through body mass index (BMI) and labour market outcomes (income and number of hours worked) from a spatiotemporal perspective. We use data from the National Population Health Survey (NPHS). The results of this chapter allow us to observe the presence in Quebec of a correlation between the income of individuals and that of their neighbours. This shows the spatial influence that neighbourhood has on an individual. Failure to take this aspect into account could have led to an incorrect conclusion about the relationship between income level and obesity. This also allowed us to separately test for the presence of the two spatial phenomena of autoregression and autocorrelation by explicitly modelling the fact that the residuals may be related to each other. In addition, we find that the marginal effects of the non-spatial model were underestimated compared to the spatial model. This underestimation ranges from 5% to17%. A refinement of the estimates was therefore made using the spatial model. With respect to the relationship between obesity and labour market outcomes, our analyses show that, inQuebec, obese individuals work more hours than individuals with a normal BMI. Obesity has no impact on the income of those who work there. The estimated models use continuous dependent variables.The second chapter assesses the relationship between income in the census tract where mothers live and adverse birth outcomes (premature and low birth weight). This chapter,to the best of our knowledge, differs from the existing literature in that it uses two different models: in addition to a spatial bivariate probit model, we also use a spatial SUR model, which is compatible with the introduction of a lagged spatiotemporal variable in the modelling. Our analysis was performed with data from neonates admitted and born at the neonatology unit of the Centre Hospitalier de l’Université Laval (CHUL). Our results show the existence of a positive correlation between premature newborns and low birth weight babies at the individual and census tract levels. The introduction of the delayed spatiotemporal variable in the SURspatial modelling shows that the spatially and temporally lagged gestational age positively affects the gestational age of newborns. The results also show that the gestational age and weight of a newborn are positively influenced by those of their neighbours. This shows the spatial influence that neighbourhood has on mothers. Failure to take into account the effect of the influence of some mothers’ behaviours on others could have resulted in the omission of possible spatial correlations in unobservable characteristics that influence adverse birthout comes. The fact that these results were obtained by estimates of both the bivariate probitmodel and the spatial SUR model indicates the robustness of the correlation. A comparison of the results of the spatial bivariate probit model and the spatial SUR model was performed.In addition, we note that regardless of the model used in the study, low income in the censustract is associated with a high risk of preterm birth and low birth weight.The third chapter deals with the likelihood of newborns contracting nosocomial infections or suffering medical incidents when their mothers live in the Quebec census metropolitan area. The objective of this last chapter is to determine whether the child’s mother’s nearby environment and characteristics can explain the risks associated with nosocomial infections and medical incidents. These relationships have barely been analyzed in the literature. The main contribution of this chapter lies in the fact that the literature on this question has typically failed to consider the impact of the proximity of some mothers on others. These interactions could have effects on nosocomial infections in their newborns. We conduct our analysis with the data from the previous chapter. A spatial bivariate probit model was incorporated to better capture the correlation between medical incidents and nosocomial infections acquired by newborns. The results of this chapter show that factors at the census tract level that are not observed and captured by spatial effects do not influence nosocomial infections and medical incidents in related ways. Specifically, census tracts where newborns suffer from nosocomial infections are not likely to have the same newborns with medical incidents. The results alsos how that premature and low birth weight infants are more likely to have both hospital acquired infections and medical incidents. Infants transferred from the maternity ward to theNeonatal Intensive Care Unit (NICU) are more likely to develop a nosocomial infection and experience a medical incident. In addition, children born in high income census tracts tend to be less vulnerable to infections.

La littérature internationale concernant les paramédics rapporte une prévalence d’obésité, de maladies cardiovasculaires et de troubles de stress post-traumatique. Au Québec le constat est fait que les paramédics présentent un fort taux de blessures au travail et qu’ils partent plus rapidement à la retraite comparativement à la moyenne des autres travailleurs du système de santé. Dans cette thèse, et face à ces constats, nous nous sommes appuyés sur le modèle de l’activité de Guérin et coll. (1997) afin de déterminer si les paramédics travaillant à Québec et ses alentours étaient susceptibles de vivre des contraintes psychosociales au travail et d’en subir des conséquences en termes d’obésité et de maladies cardiovasculaires. Pour réaliser ce projet, une étude par questionnaire, une étude en laboratoire et une étude sur le terrain ont été réalisées. L’étude par questionnaire a permis de déterminer la présence de contraintes psychosociales et le risque cardiovasculaire chez 205 paramédics. L’étude en laboratoire a permis d’identifier la condition physique de 31 paramédics. L’étude sur le terrain a permis de quantifier la réponse physiologique au stress en emploi au travers de la variabilité de la fréquence cardiaque auprès de 40 paramédics et de mieux comprendre les comportements alimentaires des mêmes paramédics. Les principaux résultats sont : un manque de soutien social et un débalancement effort-reconnaissance, une prévalence d’obésité différente chez les hommes et les femmes en emploi et plus élevée chez les paramédics plus âgés également, des patrons de récupération de la variabilité de la fréquence cardiaque altérés ainsi qu’une faible condition cardiorespiratoire pour les travailleurs de nuit et les travailleurs de jour, une bonne condition musculaire et du tabagisme pour tous. Aussi, le manque de soutien de la part de la hiérarchie, une importante consommation de tabac, une désinhibition alimentaire émotionnelle forte ont été associés à un risque accru de surpoids chez les paramédics et dans la population en général. L’ensemble de nos travaux de recherche permet de constater que les paramédics cumulent plusieurs facteurs de risque de la maladie cardiovasculaire au cours de leurs carrières. Dans une perspective future, ces travaux pourraient aider à la mise en place d’interventions primaires autant auprès des entreprises consultées que des paramédics. / International literature on paramedics reports a prevalence of obesity, cardiovascular diseases and post-traumatic stress disorder. Furthermore, in Quebec, paramedics have a high rate of debilitating work injuries as well as an important rate of early retirement for disability compared to the average of other emergency workers. The aim of this thesis was to explore the issue of occupational stress and theirs consequences among paramedics working in Quebec and using the activity model by Guerin et al. (1997). To achieve this, we conducted a questionnaire study, a laboratory study and a field study. The questionnaire was used to determine the presence or absence of psychosocial constraints and cardiovascular risk among 205 paramedics. The laboratory study allowed us to investigate the physical condition in 31 paramedics. As for the field study, it provided a better understanding of paramedics’ eating habits while at work in 40 paramedics. The main results from are: a lack of social support and an effort-reward imbalance, a prevalence of obesity that tends to increase over time, low cardiovascular condition which tends to decrease rapidly for night workers compared to day workers, good muscular strength, smoking. Also, we have demonstrated causal links between lack of support from hierarchy, a large consumption of tobacco, emotional eating desinhibition and increased body mass index during employment. The findings show that paramedics combine several risk factors for cardiovascular disease during their careers. In conclusion, it is important to emphasize the absolute need to develop primary interventions with both companies and paramedics.

Introduction : Les accéléromètres sont actuellement les appareils les plus utilisés pour mesurer le niveau d’activité physique, et ce, parce qu'ils évaluent les niveaux d'activité physique de façon objective. Toutefois, les mouvements humains sont difficiles à mesurer, et de nombreuses limitations doivent être prises en considération pour la bonne utilisation des accéléromètres. Les études présentées s’intéressent donc à la validité de la fonction podomètre des accéléromètres ainsi qu’à la validation de la composante accéléromètre d’un nouvel appareil multicapteur (SenseDoc). Méthode : Les sujets ayant participé à la première étude, qui consistait en la validation de la fonction podomètre des accéléromètres, ont marché sur un tapis roulant à trois vitesses différentes (2,5 km/h, 3,5 km/h et 4,8 km/h) pendant 5 minutes par palier. Un accéléromètre (ActiGraph GT3X) porté à la ceinture a enregistré le nombre de pas tandis qu'une caméra a enregistré la marche des participants. Pour la seconde étude, les participants portaient un accéléromètre Actigraph et un SenseDoc à la hanche. Les données brutes des accéléromètres et la mesure de la consommation d’oxygène par calorimétrie indirecte ont été mesurées lors de 14 activités réalisées en laboratoire allant de sédentaires à vigoureuses. Résultats : La première étude indique que les accéléromètres ont détecté seulement 53 % des pas à 2,5 km/h, 82 % à 3,5 km/h et 91 % à 4,8 km/h pour les personnes non obèses. Pour les personnes obèses, l'accéléromètre a détecté 47 % des pas à 2.5 km/h, 67 % à 3.5 km/h et 100 % à 4.8 km/h, des résultats significativement différents des personnes non obèses. La seconde étude confirme pour sa part que le SenseDoc est un outil valide de mesure du niveau d’activité physique. Les accéléromètres possèdent une bonne capacité prédictive de la dépense énergétique avec des valeurs de R carré de 0,84 et 0,80 respectivement pour l'Actigraph et le SenseDoc. Conclusion : À vitesse de marche lente, les accéléromètres sous-estiment le nombre de pas, et ce, dans une plus large mesure chez les personnes obèses que chez les personnes non obèses. Également, une méthode valide et transparente de transformation de données brutes d’accélérométrie a été divulguée dans l’étude avec le SenseDoc. Les travaux présentés dans ce mémoire visent à améliorer l’utilisation en milieu clinique et en recherche des accéléromètres et ouvrent la voie à une plus grande uniformité entre les études utilisant différents types d’accéléromètres. / Introduction: The accelerometers are currently the most used in the measurement of physical activity, because they assess physical activity levels objectively. However, human movements are difficult to measure, and many limitations must be taken into account for the proper use of accelerometers. The studies presented are therefore interested in the validity of the step count function of accelerometers and in the validation process of the accelerometry component of a new multi-sensor (SenseDoc). Method: The subjects who participated in the first study, which consisted of validating the pedometer function of accelerometers, walked on a treadmill at three different speeds (2.5 km/h, 3.5 km/h and 4.8 km/h) for 5 minutes per stage. An accelerometer (ActiGraph GT3X, Fort Walton Beach, FL) worn at the waist, recorded the number of steps while a camera recorded the progress of participants for comparison. In the second study, participants wore an Actigraph accelerometer and the SenseDoc, the prototype to validate. The raw accelerometers data and the measurement of oxygen consumption by indirect calorimetry were measured in 14 activities ranging from sedentary to vigorous. Results: The first study indicates that the accelerometers have detected 53% of steps at 2.5 km/h, 82% at 3.5 km/h and 91% at 4.8 km/h with non-obese individuals. In obese individuals, the accelerometer have detected 47% at 2.5 km/h, 67% at 3.5 km/h and 100% at 4.8 km/h, results significantly different from those of non-obese individuals. The second study confirms that SenseDoc is a valid device for measuring the level of physical activity. Raw-data derived calculated counts of VMAG predicted the VO2 values well, with adjusted r-squared values of 0.84 and 0.80 for the Actigraph and SenseDoc, respectively. Conclusion: At slower walking speed, accelerometers underestimate the number of steps and that, to a large extent in obese than non-obese people. Also, a valid and transparent method of processing raw accelerometer data was disclosed in the study with the SenseDoc. Studies presented in this master’s thesis will improve the clinical use and research accelerometers and paved the way for greater consistency between studies using different types of accelerometers.

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

L’obésité provient d’un déséquilibre de l’homéostasie énergétique, c’est-à-dire une augmentation des apports caloriques et/ou une diminution des dépenses énergétiques. Plusieurs données, autant anatomiques que physiologiques, démontrent que l’hypothalamus est un régulateur critique de l’appétit et des dépenses énergétiques. En particulier, le noyau paraventriculaire (noyau PV) de l’hypothalamus intègre plusieurs signaux provenant du système nerveux central (SNC) et/ou de la périphérie, afin de contrôler l’homéostasie énergétique via des projections axonales sur les neurones pré-ganglionnaires du système autonome situé dans le troc cérébral et la moelle épinière. Plusieurs facteurs de transcription, impliqués dans le développement du noyau PV, ont été identifiés. Le facteur de transcription SIM1, qui est produit par virtuellement tous les neurones du noyau PV, est requis pour le développement du noyau PV. En effet, lors d’une étude antérieure, nous avons montré que le noyau PV ne se développe pas chez les souris homozygotes pour un allèle nul de Sim1. Ces souris meurent à la naissance, probablement à cause des anomalies du noyau PV. Par contre, les souris hétérozygotes survivent, mais développent une obésité précoce. De façon intéressante, le noyau PV des souris Sim1+/- est hypodéveloppé, contenant 24% moins de cellules. Ces données suggèrent fortement que ces anomalies du développement pourraient perturber le fonctionnement du noyau PV et contribuer au développement du phénotype d’obésité. Dans ce contexte, nous avons entrepris des travaux expérimentaux ayant pour but d’étudier l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur : 1) le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) l’homéostasie énergétique; et 3) les voies neuronales physiologiques contrôlant l’homéostasie énergétique chez les souris Sim1+/-. A cette fin, nous avons utilisé : 1) des injections stéréotaxiques combinées à des techniques d’immunohistochimie afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) le paradigme des apports caloriques pairés, afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur l’homéostasie énergétique; et 3) une approche pharmacologique, c’est-à-dire l’administration intra- cérébroventriculaire (i.c.v.) et/ou intra-péritonéale (i.p.) de peptides anorexigènes, la mélanotane II (MTII), la leptine et la cholécystokinine (CCK), afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur les voies neuronales contrôlant l’homéostasie énergétique. Dans un premier temps, nous avons constaté une diminution de 61% et de 65% de l’expression de l’ARN messager (ARNm) de l’ocytocine (Ot) et de l’arginine-vasopressine (Vp), respectivement, chez les embryons Sim1+/- de 18.5 jours (E18.5). De plus, le nombre de cellules produisant l’OT et la VP est apparu diminué de 84% et 41%, respectivement, chez les souris Sim1+/- adultes. L’analyse du marquage axonal rétrograde des efférences du noyau PV vers le tronc cérébral, en particulier ses projections sur le noyau tractus solitaire (NTS) aussi que le noyau dorsal moteur du nerf vague (X) (DMV), a permis de démontrer une diminution de 74% de ces efférences. Cependant, la composition moléculaire de ces projections neuronales reste inconnue. Nos résultats indiquent que l’haploinsuffisance de Sim1 : i) perturbe spécifiquement le développement des cellules produisant l’OT et la VP; et ii) abolit le développement d’une portion importante des projections du noyau PV sur le tronc cérébral, et notamment ses projections sur le NTS et le DMV. Ces observations soulèvent donc la possibilité que ces anomalies du développement du noyau PV contribuent au phénotype d’hyperphagie des souris Sim1+/-. En second lieu, nous avons observé que la croissance pondérale des souris Sim1+/- et des souris Sim1+/+ n’était pas significativement différente lorsque la quantité de calories présentée aux souris Sim1+/- était la même que celle consommée par les souris Sim1+/+. De plus, l’analyse qualitative et quantitative des tissus adipeux blancs et des tissus adipeux bruns n’a démontré aucune différence significative en ce qui a trait à la taille et à la masse de ces tissus chez les deux groupes. Finalement, au terme de ces expériences, les souris Sim1+/--pairées n’étaient pas différentes des souris Sim1+/+ en ce qui a trait à leur insulinémie et leur contenu en triglycérides du foie et des masses adipeuses, alors que tous ces paramètres étaient augmentés chez les souris Sim1+/- nourries ad libitum. Ces résultats laissent croire que l’hyperphagie, et non une diminution des dépenses énergétiques, est la cause principale de l’obésité des souris Sim1+/-. Par conséquent, ces résultats suggèrent que : i) l’haploinsuffisance de Sim1 est associée à une augmentation de l’apport calorique sans toutefois moduler les dépenses énergétiques; ii) l’existence d’au moins deux voies neuronales issues du noyau PV : l’une qui régule la prise alimentaire et l’autre la thermogénèse; et iii) l’haploinsuffisance de Sim1 affecte spécifiquement la voie neuronale qui régule la prise alimentaire. En dernier lieu, nous avons montré que l’injection de MTII, de leptine ainsi que de CCK induit une diminution significative de la consommation calorique des souris des deux génotypes, Sim1+/+ et Sim1+/-. De fait, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 37% et de 51%, respectivement, durant les 4 heures suivant l’administration i.p. de MTII comparativement à l’administration d’une solution saline. Lors de l’administration i.c.v. de la leptine, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 47% et de 32%, respectivement. Finalement, l’injection i.p. de CCK diminue la consommation calorique des souris Sim1+/- et Sim1+/+ de 52% et de 36%, respectivement. L’ensemble des résultats suggère ici que l’haploinsuffisance de Sim1 diminue l’activité de certaines voies neuronales régulant l’homéostasie énergétique, et particulièrement de celles qui contrôlent la prise alimentaire. En résumé, ces travaux ont montré que l’haploinsuffisance de Sim1 affecte plusieurs processus du développement au sein du noyau PV. Ces anomalies du développement peuvent conduire à des dysfonctions de certains processus physiologiques distincts régulés par le noyau PV, et notamment de la prise alimentaire, et contribuer ainsi au phénotype d’obésité. Les souris hétérozygotes pour le gène Sim1 représentent donc un modèle animal unique, où l’hyperphagie, et non les dépenses énergétiques, est la principale cause de l’obésité. En conséquence, ces souris pourraient représenter un modèle expérimental intéressant pour l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires en contrôle de la prise alimentaire. / Obesity arises from imbalance of the energy homeostasis processes. Multiple anatomical and physiological evidence demonstrate the involvement of the hypothalamus in the regulation of energy homeostasis, i.e. appetite and energy expenditure. In particular, the paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus plays a critical role in these important homeostatic processes. The PVN integrates multiple signals that come from the central nervous system and/or the periphery to control energy homeostasis. It regulates these processes through projections to the dorsal vagal complex (DVC), which includes the dorsal motor nucleus of the vagus (X) (DMV) and the adjacent nucleus of the solitary tract (NST), located in the brainstem. A cascade of transcription factors involved in the specification of the PVN neurons has been described. One component of this cascade, the bHLH-PAS transcription factor SIM1, is required for the development of all neurons of the PVN. Mice homozygous for null alleles of Sim1 die shortly after birth, presumably because of the lack of PVN. In contrast, Sim1 heterozygous mice survive but show early-onset obesity. Interestingly, the number of PVN cells is reduced by 24% in Sim1+/- mice, suggesting that developmental defects may cause PVN dysfunction and, thus, contribute to the obesity phenotype. In order to explore this hypothesis, we studied the impact of Sim1 haploinsufficiency on: 1) the development of the PVN and it efferent axonal projections; 2) energy homeostasis; and 3) neuronal pathways regulating energy homeostasis. We used: 1) stereotaxic injections and immunological techniques to determine the impact of Sim1 haploinsufficiency on PVN, and it efferent axonal projections, development; 2) the pair-feeding paradigm to determine the impact of Sim1 haploinsufficiency on energy homeostasis; and 3) intracerebroventricular (i.c.v.) and intraperitoneal (i.p.) injections of pharmacological agents, melanotan II (MTII), leptin and cholecystokinin (CCK), to determine the impact of Sim1 haploinsufficiency on the neuronal pathways regulating energy homeostasis. First, we noted that the expression of oxytocin (Ot) and argenin-vasopressin (Vp) mRNA is reduced by 61% and 65%, respectively, in the PVN of Sim1+/- E18.5 embryos. Furthermore, the number of OT- and VP-producing cells was found to be decreased by 84% and 41%, respectively, in Sim1+/- adult mice. Analysis of the retrograde axonal labelling of PVN neurons after stereotaxic injection of latex beads into the DVC of Sim1+/+ and Sim1+/- mice, showed a 74% reduction of PVN neurons projecting to the DVC. However, the molecular composition of the cells affected by a decrease of Sim1 remains unknown. These results indicate that Sim1 haploinsufficiency: i) specifically interferes with the development of OT- and VP-producing cells; and ii) abolishes the development of a subset of parvocellular neurons that project to the DVC. These observations therefore raise the possibility that developmental defects contribute to the obesity phenotype of Sim1+/- mice. Second, we observed that pair-fed Sim1+/- mice do not gain more weight than littermate controls from 4 to 16 weeks of age. Moreover, qualitative and quantitative analyses showed significant increases of lean and fat mass, with hyperplasia of white adipose tissue and hypertrophy of brown adipose tissue, in Sim1+/- mice, but not in pair-fed animals. Additionally, at 16 weeks of age, insulin levels as well as liver and adipose tissue triglyceride content were not significantly different between Sim1+/+ and Sim1+/- pair-fed, but were significantly increased in Sim1+/- fed ad libitum. These results suggest that hyperphagia is the main if not the sole contributor to the obesity of Sim1+/- mice. They indicate that: i) Sim1 haploinsufficiency affects mainly food intake with no effect on energy expenditure; ii) food intake and energy expenditure are regulated by divergent pathways within the PVN; and iii) Sim1 haploinsufficiency specifically affects the feeding pathway without interfering with the thermogenesis pathway. Third, we found that, in both mice genotype, injection of MTII, leptin or CCK induces a significant decrease in cumulative food intake. In fact, MTII i.p. injection decreases cumulative food intake of Sim1+/- and Sim1+/+ mice by 37% and 51% respectively, when compared to saline injection. Leptin i.c.v. injection reduces cumulative food intake by 47% and 32% in Sim1+/- and Sim1+/+ mice, respectively. Finally, CCK i.p. injection decreases food intake of Sim1+/- and Sim1+/+ mice by 52% and 36%, respectively. All in all, the results of these latter studies suggest that Sim1 haploinsufficiency diminishes the activity of neuronal pathways regulating energy homeostasis, in particular of pathways controlling food intake. In conclusion, our work has shown that Sim1 haploinsufficiency affects several developmental processes of the PVN. These developmental defects may cause the dysfunction of physiological processes regulated by the PVN, including the control of food intake, and thus contribute to the hyperphagic obesity phenotype. Sim1 heterozygous mice represent an interesting animal model of obesity in which hyperphagia is the main, if not the sole mechanism of their obesity. These mice could therefore represent a unique opportunity to investigate cellular and molecular mechanisms in control of food intake.