Les somnambules présentent des caractéristiques qui suggèrent un dysfonctionnement dans la régulation du sommeil lent profond (SLP). La fonction autonome est étroitement liée à la régulation des stades de sommeil et reflète l’intensité du SLP. Notre objectif est d’étudier la fonction autonome pendant le SLP des somnambules et des sujets témoins avant et après une privation de sommeil. Quatorze somnambules adultes (9 femmes et 5 hommes ; 28,1 ± 5,8 ans) et 14 sujets témoins appariés pour l’âge et le sexe (27,8 ± 6,0 ans) ont été évalués par vidéo - polysomnographie pour une nuit de base et pendant le sommeil de récupération après 25 heures de privation de sommeil. La fréquence cardiaque (FC) et les composantes spectrales de la variabilité de la FC ont été évaluées. Les composantes de basses (LF) et de hautes fréquences (HF) en valeur absolue et en unités normalisées (LFn et HFn) ainsi que le ratio LF/HF ont été analysés à partir de segments de 5 minutes d’électrocardiogramme sélectionnés lors du SLP des deux premiers cycles de sommeil. Au cours du premier cycle de sommeil, les somnambules, mais pas les sujets témoins, ont montré une diminution des LFn et du ratio LF/HF ainsi qu’une augmentation des HFn lors du sommeil de récupération par rapport au sommeil normal. Au cours du deuxième cycle, les somnambules ont montré une FC plus élevée en sommeil de récupération par rapport au sommeil de base et l’inverse a été trouvé chez les sujets témoins. Les somnambules ont montré une augmentation de l’activité parasympathique ainsi qu’une diminution de l’activité sympathique au cours du premier cycle du sommeil de récupération par rapport à la valeur initiale. Puisque cette fenêtre de temps est fortement associée à la survenue d'épisodes de somnambulisme chez les sujets prédisposés, cette hyperactivité parasympathique pourrait être impliquée dans la physiopathologie de somnambulisme. / Sleepwalkers show a dysfunction in the regulation of slow-wave sleep (SWS). Autonomic function is closely related to sleep stage regulation and reflects SWS intensity. We thus investigated cardiac autonomic function during SWS in sleepwalkers and controls during normal sleep and recovery sleep following sleep deprivation. Fourteen adult sleepwalkers (9 women, 5 men; 28.1±5.8 years) and 14 sex- and age-matched normal controls (27.8± 6.0 years) were evaluated prospectively by video-polysomnography for one baseline night and during recovery sleep following 25 hours of sleep deprivation. Heart rate (HR) and the spectral components of HR variability during subjects' SWS were investigated during the first and second sleep cycles of both sleep conditions. Five-minute segments of electrocardiographic recordings from SWS were used to investigate HR, low-frequency (LF) and high-frequency (HF) components of the HR spectral decomposition in absolute and normalized units (LFn and HFn), and LF/HF ratio during subjects’ first two sleep cycles. During the first sleep cycle, sleepwalkers, but not controls, showed a decrease in LF/HF ratio and LFn as well as increased HFn from baseline to recovery sleep. During the second sleep cycle, sleepwalkers showed increased HR from baseline to recovery sleep whereas a decrease in HR was observed in controls. Compared to control subjects, sleepwalkers show a greater increase of parasympathetic tone and greater decrease of sympathetic tone during the first sleep cycle of their recovery sleep as compared to baseline. Since the first sleep cycle during recovery sleep constitutes a time window preferentially associated with the occurrence of somnambulistic episodes in predisposed participants, this parasympathetic hyperactivity may be implicated in the pathophysiology of sleepwalking.

Les personnes avec un trouble du spectre autistique (TSA) présentent une hyperactivité de la voie sympathique du système nerveux autonome (SNA) lors de l’éveil. Il est connu que le tonus sympathique est plus élevé le matin que le soir. Or, le sommeil a une influence sur l’activité du SNA. Ainsi, l’objectif de ce mémoire est de comparer l’activité du SNA d’un groupe d’adultes TSA à un groupe d’adultes neurotypiques (NT) le soir et le matin et de mettre en relation ces variables avec leurs paramètres subjectifs de sommeil.L’électrocardiogramme des participants a été réalisé avant et après une nuit de sommeil. Des comparaisons des paramètres de sommeil et des paramètres de variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) le soir et le matin ont été réalisées entre les deux groupes, ainsi que des corrélations entre les paramètres de sommeil et les paramètres de VFC le matin.L’analyse de la VFC a montré une activité sympathique plus élevée le matin chez les adultes TSA comparativement aux adultes NT. De plus, de longs éveils nocturnes et une moins bonne efficacité de sommeil étaient corrélés avec une haute activité sympathique le matin. Ainsi, le sommeil perturbé du groupe d’adultes avec un TSA a possiblement affecté l’activité de leur SNA de manière à avoir une balance sympathovagale plus élevée le matin que le groupe NT. À notre connaissance, cette étude est la première à étudier l’activité cardiaque d’adultes TSA en lien avec leur sommeil et ainsi elle pourra améliorer notre compréhension de la physiopathologie de cette maladie. / Individuals with autistic spectrum disorder (ASD) show higher sympathetic activity of the autonomic nervous system (ANS) during wake. It is known that typically developing (TD) individuals show higher sympathetic activity in the morning compared to the evening. Studies suggest that sleep has an influence on ANS functioning. The goal of this study is to explore evening and morning ANS activity of a group of adults with ASD and a group of TD adults and to explore its relationships with subjective sleep parameters of participants. Electrocardiographic data of both groups were recorded before and after a night of sleep. Group comparisons were done on participant’s subjective sleep data and heart rate variability (HRV) in the evening and the morning. Correlations were then performed between subjective sleep measures and morning HRV parameters. Spectral analysis of the HRV showed higher sympathetic activity in the morning for the ASD group compared to the TD group. When all participants were grouped, longer nocturnal awakening and lower sleep efficiency were correlated with higher sympathetic activity in the morning. This suggest that sleep disturbances in ASD influences ANS functioning and results in higher sympathovagal balance in the morning. To our knowledge, this is the first study to investigate ANS activity of ASD adults in relation to sleep, and it may improve our understanding of the pathophysiology of this disease.

La fibrillation atriale (FA) est l’arythmie cardiaque la plus couramment rencontrée en pratique clinique. Sa pathophysiologie étant encore mal connue, elle est difficile à traiter. Plusieurs paramètres ont été décrits comme impliqués dans l’initiation de la fibrillation atriale ; cependant, les mécanismes précis d’initiation de la fibrillation atriale ne sont pas élucidés. Dans cette étude, des approches histologiques, biochimiques, transcriptomiques et génétiques seront abordées afin d’identifier les substrats intervenant dans l’initiation de la fibrillation atriale humaine. Ainsi, il a été mis en évidence des cellules interstitielles de type Cajal au sein des manchons myocardiques des veines pulmonaires pouvant être à l’origine des foyers ectopiques, une possible origine embryonnaire précoce via l’absence d’expression du gène pitx2 chez les patients en fibrillation atriale, une surexpression des voies du système nerveux autonome à la fois adrénergique et cholinergique, une modification du flux potassique du courant IKs via une intervention des protéines régulatrices KCNE et de protéines du cytosquelette musculaire. De plus, une des complications de la fibrillation atriale est la survenue d’accidents vasculaires cérébraux ; il a été montré dans cette étude une surexpression au niveau de l’oreillette gauche du facteur Von Willebrand chez les patients en fibrillation atriale ainsi qu’une augmentation du VEGF sérique dans la forme paroxystique de la fibrillation atriale. Ces nouvelles données permettent d’accroître les connaissances de la fibrillation atriale et d’envisager par la suite la possibilité de nouvelles stratégies thérapeutiques plus efficaces. / Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia encountered in clinical practice. As its pathophysiology is still poorly understood, it is difficult to treat. Several parameters have been described as involved in the initiation of atrial fibrillation, but the precise mechanisms of initiation of atrial fibrillation are not understood. In this study, histological, biochemical, genetic and transcriptomic approaches have been performed in order to identify the substrates involved in the initiation of human atrial fibrillation. Thus, it has been demonstrated presence of interstitial cells Cajal-like in myocardial sleeves of pulmonary veins that may be the cause of ectopic foci, a possible early embryonic origin through lack of expression of the pitx2 gene in atrial fibrillation patients, overexpression of the autonomic nervous system to both adrenergic and cholinergic pathways, a change in the flow of potassium current IKs through intervention of KCNE regulatory proteins and cytoskeletal muscle protein. In addition, a complication of atrial fibrillation is the occurrence of stroke. It has been shown at left atrial level an overexpression of Von Willebrand factor in patients with atrial fibrillation and an increase of serological VEGF in paroxysmal subtype of atrial fibrillation. These new data allow completing the knowledge on atrial fibrillation and subsequently considering the possibility of new therapeutic strategies that could be more effective.

La fibrillation atriale est l'arythmie cardiaquela plus fréquente. Les études sur les modèles animaux ont fourni beaucoup de renseignements sur les mécanismes de cette arythmie, mais, à ce jour, nous ne disposons pas de modèle animal d'arythmie atriale spontanée.Nous avons cherché à développer un modèle d'arythmie atriale spontanée chez le rat et àidentifier les mécanismes physiopathologiques de ces arythmies. Nous avons également cherché àévaluer la présence et la sévérité de l'inflammation et de la dysfonction endothéliale, impliquées dansla survenue des complications de la fibrillation atriale comme les accidents vasculaires cérébraux, chezles patients avec fibrillation atriale. Nous avons également constaté des niveauxélevés de facteur de croissance endothélial vasculaire et de facteur von Willebrand chez les patientsavec fibrillation atriale par rapport aux contrôles. Ces résultats suggèrent un profil spécifique du risquethromboembolique en fonction de la forme clinique de l'arythmie et mettent en évidence une évolutionparallèle de la fibrillation atriale et de la dysfonction endothéliale.Ce nouveau modèle animal permettra d'étudier les mécanismes physiopathologiques desarythmies atriales et d'évaluer de nouveaux agents thérapeutiques dans un cadre qui reproduitfidèlement la présentation clinique de l'arythmie / Atrial fibrillation is the most prevalent form of cardiac arrhythmia. Studies in animal modelshave provided important insights into arrhythmia mechanisms. However, to date, we do not dispose ofanimal models of spontaneous atrial arrhythmia.Thus, we aimed to develop a model of spontaneous atrial arrhythmia in rats and to assesspathophysiological mechanisms of these arrhythmias by using a multidisciplinary approach. We alsoaimed to assess the presence and the extent of inflammation and endothelial dysfunction, incriminatedin atrial fibrillation-related complications such as stroke, in atrial fibrillation patients.The animal study describes the first animal model of spontaneous atrial arrhythmias. We alsoprovide evidence that multiple mechanisms participate in arrhythmia occurrence in this model,particularly autonomic imbalance with relative vagal hyperactivity, left atrial endocardial fibrosis, anddecreased left atrial expression of the Pitx2 gene. In our clinical study, we found high levels ofvascular endothelial growth factor and von Willebrand factor in atrial fibrillation patients compared tosinus rhythm controls. These results suggest specific thromboembolic risk patterns according to theclinical form of arrhythmia and highlight a parallel evolution of atrial fibrillation and endothelialdysfunction. These results add new insights into the understanding of atrial arrhythmias. This new animalmodel could facilitate studies of pathophysiological mechanisms involved in atrial arrhythmias andallow assessment of efficacy and toxicity of therapeutic agents in a setting that faithfully reproducesthe clinical presentation of the arrhythmia

Le système nerveux autonome (SNA) contribue de façon importante aux régulations des fonctions cardiovasculaires. Pendant des décennies, les chercheurs ont essayé de comprendre comment la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et le gain du baroréflexe cardiaque pouvaient être utilisés comme marqueurs significatifs du contrôle neurovégétatif cardiaque, et parfois de son altération. L'objectif général de cette thèse est de mieux comprendre le rôle du SNA dans la modulation et les adaptations des fonctions cardiaques et vasculaires. Le projet comprenait quatre études.Dans la première étude, nous avons analysé les effets de l'accélération gravitationnelle graduées sur la régulation neurovégétative de la fréquence cardiaque et de la vasomotricité artériolaire. Dans ces expositions expérimentales des variables cardiovasculaires et respiratoires ont été modifiées de façon spécifique. Nos résultats ne sont pas compatibles avec la mise en jeu d’une régulation sympathique au niveau cardiaque en situation d’hypergravité brève. Nous avons supposé que seule la branche sympathique du SNA était active durant une exposition à une accélération de gravité élevée. La réponse adaptative de la vasomotricité artérielle vasculaire est observée en condition de grande décharge des barorécepteurs. Notre deuxième travail eu pour objet l'effet de la dénervation pulmonaire sur la VFC, et a donc été conduit chez des patients ayant subi une greffe pulmonaire complète. Le greffon n'étant plus relié au SNA, il s'agit d'un excellent modèle expérimental pour l'étude de la régulation cardiovasculaire en l’absence de modulation de l'activité cardiaque par des afférences nerveuses pulmonaires parasympathiques et/ou sympathiques. Puisque la VFC dans les hautes fréquences est reconnue comme largement déterminée par le profil ventilatoire, on s’attend à ce que la composante à haute fréquence de la VFC soit absente chez les sujets transplantés bi-pulmonaires. Les résultats montrent que cette dénervation pulmonaire implique une forte réduction de la VFC totale et dans les deux bandes de fréquence étudiées, hautes et basses. Cela indique donc qu’une large contribution de la modulation nerveuse de la VFC répond aux afférences pulmonaires. La sensibilité du baroréflexe est réduite. Le rapport plus élevé entre les basses et les hautes fréquences traduit une réduction de puissance totale principalement due à la diminution de la composante haute fréquence. Ces résultats montrent que les afférences pulmonaires contribuent largement à la à la modulation neurovégétative de la composante à hautes fréquences de la VFC. La variabilité de la pression artérielle est beaucoup moins modifiée que celle de la VFC par la transplantation bipulmonaire, ce qui met en évidence que les afférences pulmonaires contribuent spécifiquement à la modulation de la VFC. Cette observation est un argument fort pour reconnaître des voies de régulation différentes pour les variabilités de fréquence cardiaque d’une part et de pression artérielle d’autre part. Le troisième article traite des effets sur la modulation cardiovasculaire de blocages pharmacologiques du SNA sur les régulations de fréquence cardiaque et de vasomotricité périphérique, au repos et pendant l'exercice. / Autonomic nervous system (ANS) and cardiovascular regulation are closely linked. For decades, researches have tried to understand how heart rate variability (HRV) and baroreflexes can be used as significant markers of the autonomic nervous control, and sometimes of its impairments. The general aim of this thesis is to gain further insights into the role of ANS in modulating cardiac and vascular functions. The project consisted of four studies.In the first study, we analysed the effects of gravitational acceleration on cardiovascular autonomic control. This special condition showed interesting results for cardiorespiratory variables. Our results did not agree with the notion of sympathetic up-regulation in hypergravity. We speculated that only the sympathetic branch of the ANS might have been active during elevated gravitational acceleration exposure. Furthermore, the vascular response occurred in a condition of massive baroreceptor unloading.Our second work targeted the effect of lung denervation on HRV in bilateral lung transplant recipients. As the graft is no longer connected to the ANS, this is an excellent experimental model for the study of cardiovascular regulation without modulation of heart activity by parasympathetic and/or sympathetic lung afferents. The hypothesis was that the modulation of the high frequency component of HRV by the breathing frequency is mediated by the ANS. This hypothesis would be supported by the results if the high frequency component of HRV is suppressed in bilateral lung transplant recipients. Lung denervation implied strong HRV reduction, all indices being decreased, indicating that neural modulation from lung afferents contributes largely to HRV. Baroreflex sensitivity was reduced. The higher low-versus-high frequency ratio implied that the total power drop was mostly due to the high frequency component, indicating that neural modulation from lung afferents largely contributes to the high frequency component of HRV. The changes in blood pressure variability were smaller than those in HRV, suggesting that the effects of lung denervation were specific to HRV modulation. This finding confirms that blood pressure variability and HRV are under different control mechanisms.The third article concerns the effects of autonomic blockades on cardiovascular modulation, at rest and during exercise. We hypothesized that HRV should decrease with vagal or sympathetic blockades, and disappear during simultaneous blockade of both ANS branches. The results suggest that the parasympathetic outflow to the heart is the main determinant of HRV, while the role of the sympathetic branch is less important. Indeed, sympathetic blockades failed in changing HRV indices at rest, indicating that a selective blockade of cardiac ß-adrenergic receptors has no effects on spontaneous heart rate oscillations. These effects are specific to HRV, as the effects observed on blood pressure variability are indirectly related to the action of the administered drugs. The changes in baroreflex sensitivity were consistent with the changes in arterial blood pressure variability, suggesting that baroreflexes may modulate the LF power of arterial blood pressure.

L’objectif de ce travail de thèse était d’évaluer le bénéfice d’une activité physique régulière sur le syndrome d’apnées-hypopnées obstructives du sommeil (SAHOS). Pour répondre à notre objectif, cinq études ont été conduites pendant cette thèse et seront présentées au cours de ce manuscrit. Ces études se sont déroulées dans deux contextes de pratique distincts : un contexte associatif au sein de la Fédération Française d’Éducation Physique et de Gymnastique Volontaire (FFEPGV) et un contexte hospitalier au sein de l’Unité de réhabilitation cardio-respiratoire du CHU de Saint-Etienne. Notre étude principale, l’étude EXESAS, a évalué le bénéfice d’un programme d’activité physique pratiqué au sein de la FFEPGV (programme NeuroGyV™) dans une étude contrôlée randomisée incluant 96 patients avec un SAHOS modéré et âgés de 40 à 80 ans. Nous avons montré que neuf mois de ce programme, incluant trois heures d’activité physique par semaine, permettait de « guérir » 58% des patients du groupe exercice alors que seulement 20% des patients du groupe contrôle ayant bénéficié de conseils diététiques et de recommandations de bonne pratique en activité physique étaient considérés comme guéris (index d’apnées-hypopnées [IAH] < 15 évènements/heure). A l’issue du programme, les patients du groupe exercice amélioraient également leur qualité de vie et réduisaient leur somnolence. Au-delà de l’amélioration de l’IAH, nous avons mis en évidence une augmentation de la consommation maximale d’oxygène, suggérant une réduction du risque cardiovasculaire. L’étude EXESAS s’est par ailleurs intéressée à l’effet du programme NeuroGyV™ sur l’activité du système nerveux autonome (SNA) mesurée par la variabilité de fréquence cardiaque (VFC). Il a été montré que l’activité du SNA était préservée chez les patients SAHOS ayant bénéficié du programme d’activité physique. En revanche, le groupe contrôle présentait quant à lui une charge hypoxémique plus importante et une variabilité de fréquence cardiaque diminuée, suggérant que le SAHOS et le risque cardiovasculaire associé s’aggravaient spontanément en l’absence d’une activité physique régulière. Le screening de l’étude EXESAS a permis de réaliser un abstract sur le choix du questionnaire de dépistage du SAHOS le plus pertinent en population générale. Nous avons alors montré que le questionnaire STOP-BANG avait une meilleure sensibilité que le questionnaire de Berlin et qu’il devrait être privilégié en dépistage clinique même si sa spécificité reste faible.Enfin, nos travaux de recherche en réhabilitation cardiaque ont permis de confirmer le bénéfice du réentrainement à l’effort sur la sévérité du SAHOS et le rééquilibrage du SNA chez des patients coronariens. Par contre, les résultats préliminaires de l’étude RICAOS ont révélé que le renforcement des muscles inspiratoires chez les patients coronariens souffrant d’un SAHOS modéré n’apportait pas de bénéfice supplémentaire par rapport à un programme de réhabilitation cardiaque classique.En conclusion, l’activité physique régulière réduit efficacement la sévérité du SAHOS chez des patients avec ou sans antécédents cardiaques. Les résultats des différentes études conduites au cours de cette thèse suggèrent que l’activité physique régulière devrait être considérée comme une pierre angulaire dans la prévention et dans la prise en charge des formes légères et modérées. De futurs études devraient être conduites afin d’explorer plus en détail les mécanismes physiologiques sous-jacents et déterminer quels patients doivent bénéficier en priorité de cette alternative thérapeutique. / The main purpose of this thesis was to assess the benefit of regular physical activity on obstructive sleep apnea (OSA). A total of five studies were conducted during this thesis and will be presented during this manuscript. These studies took place in two different practice settings: a community setting within the French Federation of Physical Education and Voluntary Gymnastics (FFEPGV) and an in-hospital setting into the Cardiopulmonary Rehabilitation Unit of the University Hospital of Saint-Etienne.Our main study, EXESAS, evaluated the benefit of a community physical activity program practiced within the FFEPGV (NeuroGyV™ program) in a randomized controlled trial including 96 patients aged from 40 to 80 years with moderate OSA. We demonstrated that nine months of NeuroGyV™ program, including three hours of physical activity per week, could "cure" (apnea-hypopnea index [IAH] <15 events/hour) 58% of patients in the exercise group while only 20% of patients in the control group who received dietary advice and physical activity recommendations were considered cured. At the end of the program, patients in the exercise group also improved their quality of life and reduced their sleepiness. Beyond the improvement of the AHI, we demonstrated an increase in the maximum oxygen consumption during exercise test, suggesting a cardiovascular risk reduction.The EXESAS study also investigated the effect of the NeuroGyV™ program on autonomic nervous system (ANS) activity as measured by heart rate variability (HRV). We showed that ANS activity is preserved in OSA patients who benefited from the physical activity program. In contrast, patients in the control group had a greater hypoxemic load and decreased heart rate variability, suggesting that OSA and the associated cardiovascular risk worsened spontaneously in absence of regular physical activity.The screening of the EXESAS study led to an abstract on the choice of the most relevant OSA screening questionnaire in the general population. We showed that the STOP-BANG questionnaire had a better sensitivity than the Berlin and thus STOP-BANG questionnaire should be preferred in clinical screening even if its specificity remains low.Finally, our trial in cardiac rehabilitation confirmed the benefit of exercise training on OSA severity and on the rebalancing of ANS in coronary arterial disease (CAD) patients. Yet, preliminary results from the RICAOS study showed that inspiratory muscles training in CAD patients with moderate OSA do not provide additional benefits over a standard cardiac rehabilitation program.In conclusion, regular physical activity effectively reduces the severity of OSA in patients with or without a history of heart disease. The results of the five studies conducted during this thesis suggest that regular physical activity should be considered as a cornerstone in the prevention and management of mild and moderate forms.Future studies should be conducted to explore in more detail the underlying physiological mechanisms and determine which patients should better benefit from this therapeutic alternative as a matter of priority.

L'insuffisance cardiaque chronique (ICC) est une maladie dite " systémique " caractérisée notamment par le dérèglement de la balance végétative cardiaque et par un remodelage de l'architecture du tissu cardiaque. En rééducation cardiovasculaire, l'activité physique (AP) modérée et régulière joue un rôle majeur : améliorant les symptômes, la qualité de vie, l'aptitude physique des patients, elle permet de réduire les ré-hospitalisations et impacte favorablement la morbi-mortalité. Dans un premier travail bibliographique nous proposons une synthèse des effets bénéfiques de l'AP chez l'ICC, sur le rééquilibrage de l'activité orthosympathique et parasympathique. Puis, dans un deuxième travail, nous montrons que le réentraînement à l'effort par intervalles, court, intense, avec récupération passive améliore plus efficacement la capacité physique et le tonus vagal chez le patient ICC comparativement à un entraînement d'intensité modérée et continue. Enfin dans un troisième travail initié chez le rongeur en IC systolique post-ischémique, les analyses histologiques indiquent que l'entraînement débuté très tôt après la phase aigüe (J+7), provoque à la fois une hypertrophie et une amélioration de l'organisation structurelle des cardiomyocytes (alignement de l'appareil contractile, réorganisation de l'agencement des mitochondries inter-fibrillaires et des disques intercalaires). Par contre, la question de la prolifération des cardiomyocytes induite par l'entraînement reste entière pour le moment. En synthèse, notre projet Doctoral s'articule autour d'un projet clinique chez le patient ICC et d'une étude fondamentale chez la souris IC post-ischémique. L'objectif général de ces travaux est de déterminer de nouvelles caractéristiques pour les programmes d'exercice physique dans l'ICC, utilisables en pratique clinique courante au cours de la réadaptation cardiovasculaire. / Chronic heart failure (CHF) is characterized by the disruption of the cardiac vegetative balance and by a remodelling of the architecture of the cardiac tissue. Moderate and regular physical activity (PA) is the cornerstone of the cardiovascular rehabilitation programs. By improving symptoms, quality of life, physical fitness of the patients, PA also reduce re-hospitalization and had a favourable impact on morbi-mortality. In a first work, we propose a review of the beneficial effects of PA in patients with CHF, on the sympathovagal balance activity. Then, in a second work, we show that short high intensity interval training with passive recovery is more efficient than moderate intensity and continuous training to improve physical fitness and vagal tone in CHF patients. Finally, in a third work initiated in the rodent with post-ischemic heart failure, the histological analyses indicate that early (D+7, after the acute coronary syndrome) exercise training-induced both hypertrophy and an improvement of the structural organization of the cardiomyocytes. The question of exercise training-induced cardiomyocyte proliferation remains. In summary, our PhD project is based on two studies merging clinical trial and basic research. The overall goal of this work is to identify new features for physical exercise training programs in CHF that can be used in routine care during cardiovascular rehabilitation.

Au travers des données cognitives de la cohorte stéphanoise PROOF, l’objectif de ce travail de thèse a été de déterminer quelle pouvait être la valeur pronostique de plusieurs facteurs, entre autres psychosociaux et physiologiques, d’un maintien optimal du fonctionnement cognitif avec l’âge.Le premier axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que 70% des 632 participants âgés de 67 ans à la première évaluation cognitive de l’étude PROOF, présentaient une stabilité de leur fonctionnement cognitif après 8 ans de suivi. Le principal facteur mis en cause dans le vieillissement cognitif de cette population, que nous avons qualifié de « réussi », était, pour ces participants, d’avoir un haut niveau d’implication dans des activités sociales.Le second axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que la dégradation de la régulation autonomique, et non la présence de facteurs de risque cardiovasculaires classiques, avait un impact négatif sur le fonctionnement mnésique des participants. Confortant ces résultats, nous avons montré que les pathologies respiratoires liées au sommeil avaient un impact négatif sur le vieillissement cognitif normal, avec un impact délétère de la fragmentation autonomique nocturne sur l’évolution des capacités mnésiques. Une préservation de l’activité du Système Nerveux Autonome (SNA) pourrait donc être une clé d’un maintien optimal des capacités mnésiques au cours du vieillissement normal.Le troisième axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que les plaintes, qu’elles soient cognitives ou liées à la qualité de sommeil, étaient stables au décours du vieillissement normal. Nous avons pu démontrer que ce n’est pas l’âge qui génère la plainte, mais la qualité de vie et l’état anxiodépressif des personnes qui les expriment. Ceci n’est pas sans nous rappeler que le sujet, son symptôme et son histoire sont autant de déterminants du vieillissement cognitif « réussi ». Le quatrième axe de recherche de ce travail, a enfin mis en exergue que la prise en compte de la richesse des interactions sociales menées tout au long de la vie était un élément déterminant du niveau de performances dans des tâches de cognition sociale de personnes agées de 78 ans, et ce, indépendamment de la nature du fonctionnement exécutif et du niveau socioculturel. En conclusion, le vieillissement cognitif « réussi » n’est pas uniquement une vision optimiste du bien vieillir, allant contre des stéréotypes négatifs sur une perte systématique des fonctions cognitives liée à l’âge. Il s’agit d’un concept multidimensionnel qu’il convient de bien cerner si l’on veut mettre en place des stratégies efficaces susceptibles d’intervenir sur le maintien des capacités cognitives avec l’âge. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’identification de quatre facteurs déterminant du vieillissement cognitif « réussi » (et pour lesquels une intervention est possible !) qui sont : 1) le maintien des activités sociales tout au long de sa vie ; 2) la préservation d’un bon équilibre du système sympathique-parasympathique ; 3) l’absence de pathologies respiratoires liés au sommeil ; 4) la stabilité des plaintes (sommeil, cognition) exprimées avec l’âge. / The aim of this thesis was to examine cognitive performances of a large French cohort study of elderlies, i.e. the Saint Etienne PROOF-Siempre cohort, in order to assess among several factors which of them could play a prognostic role on a successful cognitive aging including physiological and psychosocial factors. In order to assess these key factors we developped several research axes frequently examining the long-term changes.The first axis of the research consider the overtime evolution of cognitive function in this population. We found that 70% of the 632 participants 67 yrs old at their inclusion in the study with or without sleep related breathing disorders had stable cognitive data 8-yr later. In this sample that we defined as having a successful cognitive aging, the predictive factor was the "high level of social activities" without any contribution of the demographic data, the hypoxemic load or classical vascular and metabolic factors.The second axis of the research we examined the influence of the autonomic nervous system activity of cognitive performances. In a sample of 916 older people, we found that a parameter reflecting the parasympathetic arm of the ANS, the baroreceptor sensitivity, affect when it was found altered the memory function without interference of other cardiovascular risk factor. These results were confirmed in a 8-yr assessment on 425 subjects of the previous sample in whom again a alteration of baroreceptor sensitity affect the long-term changes on memory function with contribution of the other examined factors. This would suggest that autonomic nervous system may also influence the memory changes with aging and assuring a more successful cognitive aging.The third axis of the research was to define how subjective cognitive and sleep complaints remain stable across time and whether subjective estimation of sleep quality may affect the changes on the subjective cognitive complaints. We found again a stability of the subjective cognitive complaint without any interference of sleep quality and aging itself, the quality of life and the presence of anxiety and depression being the most important factors. The four axis of the research examined the possible effect of the degree of social interaction developed along lifetime on the social cognition. We found in group of 100 elderly aged 78 yrs that quality of social interactions in the life-span was the key factor implicated in late social cognitive skills in the elderly without any effect of the executive function status nor the educational and intellectual level.In conclusion, we have demonstrated that in contrast to the most common recognized of a systematic loss of cognitive functions related to age healthy elderlies may have a successful cognitive aging. The "successful" cognitive aging is a multidimensional concept that should clearly identify if one wants to adopt effective strategies to maintain cognitive abilities with age. The different aspects examined in this thesis have highlighted the identification of four determinants of a "successful" cognitive aging: 1) the maintenance of social activities throughout the life; 2) the preservation of a sympathetic-parasympathetic balance of the autonomic nervous system; 3) the lack of sleep-disordered breathing; and 4) the stability of sleep and cognitive complaints generally reported in older population. The application of those strategies may help to prevent the cognitive decline in older populations.

Ce mémoire aborde l'analyse et le traitement de données biomédicales. L'objectif est d'extraire des informations nécessaires au diagnostic de certaines pathologies. Plus précisément, ce rapport de thèse peut être scindé en deux parties. La première concerne l'élaboration d'un système ambulatoire multi-varié qui permette d'explorer les fonctions neurologiques nécessaires au diagnostic de différents troubles du sommeil. Des méthodes de séparation aveugle de sources, développées pour des mélanges instantanés, ont été étudiées et appliquées pour répondre à ce problème. La seconde partie porte sur l'étude du système nerveux autonome. Le but est de caractériser le profile sympathique et parasympathique des patients. Face aux différents problèmes mathématiques rencontrés, nous avons élaboré de nouvelles méthodes d'estimation de phase. Ces dernières ont fait l'objet d'une étude comparative au travers de simulations numériques.

Les dysfonctions cardiovasculaires et cérébrovasculaires constituent une des principales causes de morbidité et de mortalité à l'échelle mondiale. Ce travail s'inscrit clans une logique descriptive à finalité préventive, analysant les différents désordres physiologiques liés au syndrome métabolique (MetS), défini suivant les critères du NCEP, sur un échantillon de plus mille sexagénaires bien portants choisis dans la liste électorale de la ville de Saint-Etienne. A l'issue des différentes évaluations, il ressort que 1) le tour de taille, l'un des composants du MetS, constitue le principal lien d'association indépendant entre le MetS et un témoin de l'inflammation, la protéine c-réactive (CRP) 2) l'index de désaturation nocturne de l'oxyhémoglobine est le principal témoin des interactions entre le MetS et le syndrome d'apnées du sommeil ; 3) la sensibilité du baroréflexe est largement affaiblie par le MetS, et ce en fonction de sa sévérité 4) l'évaluation de la variabilité de la fréquence cardiaque à partir d'enregistrements de 24 heures, reste le meilleur témoin de sa diminution, plus encore chez les femmes ; 5) l'obésité évaluée par le body fat index, nouvel indice créé par notre équipe, explique mieux les associations avec la baisse de l'activité autonomique. Le MetS est un ensemble de facteurs interactifs responsables ou consécutifs aux dysfonctionnements métaboliques multiples. Dans cette optique, c'est souvent leur combinaison qui est le plus redoutable. Notre travail démontre la forte association entre le MetS et l'activité autonomique. Toutes ces observations apportent un complément d'information clans la compréhension des conséquences du MetS chez le sujet âgé