S'entraîner en endurance (vélo, course) ou en résistance (musculation) amène un stress artériel et des adaptations vasculaires distinctes. Malgré les bénéfices qu'ils en tirent, les athlètes d'endurance tolèrent moins bien les chutes soudaines de la pression artérielle moyenne (PAM), vivant un malaise associé à une hypoperfusion cérébrale transitoire. L'autorégulation cérébrale dynamique (ACd), soit la capacité des artères cérébrales à réagir aux changements rapides de la PAM, devrait prémunir le cerveau contre ces hypoperfusions cérébrales. Les adaptations vasculaires centrales observées entre les athlètes entraînés en endurance et ceux en résistance pourraient s'exprimer au niveau vasculaire cérébral et expliquer que cette intolérance soit spécifique au type d'entraînement en endurance. Par contre, une étude précédente faite chez des athlètes s'entraînant dans l'une ou l'autre de ces modalités n'a démontré aucune différence dans l'efficacité de leur ACd. Il est à noter que leur analyse ne prenait pas en compte la direction du changement de PAM. D'autres études suggèrent en effet une capacité moindre des artères cérébrales à réguler les baisses de PAM comparativement aux hausses de PAM. Ainsi, le but de ce travail était d'évaluer l'impact de la modalité d'entraînement sur la sensibilité directionnelle de la relation entre la PAM et le débit sanguin cérébral (DSC) chez des athlètes entraînés en endurance comparativement à des athlètes entraînés en résistance. Nous avons évalué les changements de la PAM et de la vitesse du sang dans l'artère cérébrale moyenne lors d'un protocole de squats répétés sur 5 minutes. En forçant des oscillations (hausses et baisses) de PAM à des fréquences de squats de 0,05 Hz et 0,10 Hz, nous avons comparé ces changements lorsque la PAM augmentait et lorsqu'elle diminuait. Les résultats de cette analyse démontrent que l'ACd diffère entre les athlètes qui s'entraînent en endurance et ceux qui s'entraînent en résistance lorsque l'aspect directionnel est considéré. / Training in endurance (e.g. biking, running) or resistance (e.g. strength training) leads to arterial stress and distinct vascular adaptations. Despite the benefits, endurance athletes are less tolerant to sudden drops in mean blood pressure (MAP), experiencing discomfort associated with transient brain hypoperfusion. Dynamic cerebral auto regulation (dCA), the ability of brain arteries to respond to rapid changes in MAP, should protect the brain from these cerebral hypoperfusions. The central vascular adaptations observed between athletes trained in endurance and those trained in resistance could be expressed at the cerebral vascular level and help explain that the orthostatic intolerance is training-specific. On the other hand, a previous study in athletes training in either of these modalities showed no differences in their dCA. It should be noted that their analysis did not consider the direction of the MAP changes. Other studies suggest that brain arteries are better equipped to regulate MAP increases compared to MAP decreases. Thus, the purpose of this work was to evaluate the impact of training modality on the directional sensitivity of the relationship between MAP and cerebral blood flow (CBF) in endurance-trained athletes compared to resistance-trained athletes. We evaluated the changes in MAP and mean blood velocity in the middle cerebral artery with a 5-minute repeated squat-stands protocol. With driven oscillations (increases and decreases) of MAP at 0.05 Hz and 0.10 Hz, we compared these changes as MAP increased and decreased. The results of this analysis show that dCA differs between endurance- and resistance-trained athletes once directionality is taken into account.

Objectif : Identifier les déterminants physiques et métaboliques de la rigidité artérielle mesurée par tonométrie de l'amplitude du pouls (PAT) digital chez l'homme et la femme ménopausée. Méthodes : La rigidité artérielle, exprimée par l'index d'hyperémie réactive (RHI), a été mesurée par PAT digitale (EndoPAT2000, Itamar Medical, Caesarea, Israël) suite à l'obstruction de l'artère brachiale pendant 5 minutes chez un groupe de 88 hommes (âge moyen ± écart type : 57.9 ± 6.7 ans) et 135 femmes ménopausées (59.2 ± 5.2 ans). Le profil cardiométabolique a été déterminé et des mesures anthropométriques effectuées pour chaque participant. Résultats : Les valeurs de RHI étaient significativement plus basses chez les hommes comparativement aux femmes ménopausées (1.86 ± 0.56 vs. 2.26 ± 0.72 respectivement, p<0.0001). Des corrélations significatives ont été notées entre le RHI et l'indice de masse corporelle (r=-0.22, p=0.0001), la circonférence de la taille (r=- 0.22, p=0.002) ainsi qu'avec les concentrations plasmatiques de cholestérol-HDL (r=0.33, p<0.0001) et le ratio cholestérol total/cholestérol-HDL (r=-0.24, p=0.0006). Par ailleurs, les individus présentant un syndrome métabolique (SMet) affichaient des valeurs de RHI plus faibles (-15.8%, p=0.0003) et des concentrations plasmatiques de molécules d'adhésion ICAM-1 plus élevées (+28.6%, p=0.0003) que les sujets ne présentant pas de SMet. Conclusion : Nos résultats démontrent que, comparativement aux femmes ménopausées, les hommes affichent une rigidité artérielle plus importante et que celle-ci semble être modulée par la présence d'obésité abdominale et d'un profil lipidique altéré. Par ailleurs, nos résultats indiquent que les individus affichant un SMet sont caractérisés par une dysfonction endothéliale pouvant contribuer à l'accroissement du risque d'atteinte cardiovasculaire. Des études supplémentaires sont nécessaires afin de mieux comprendre comment une condition dysmétabolique favorise le développement de la rigidité artérielle et de la dysfonction endothéliale chez l'homme et la femme.

Les individus avec obésité sévère ont souvent une circonférence et une morphologie de leur bras qui nuisent au positionnement adéquat du brassard pour la mesure de la pression artérielle. Ce geste simple, complexifié en présence d’obésité sévère, a été le sujet principal de cette thèse. Notre hypothèse principale était que la mesure de la pression artérielle à l’avant-bras allait être valide chez des patients obèses sévères. Nos recherches dans le domaine de la mesure de la pression artérielle nous ont conduits à mieux comprendre deux problématiques distinctes impliquant l’installation du brassard. Une revue de littérature a été produite (1er article: « Measuring blood pressure: thoughts about arms »). L’objectif était de rassembler les évidences scientifiques sur: 1) la mesure de la pression artérielle au bras du même côté qu’une mastectomie et, 2) le choix du bras lors de l’installation d’un appareil de monitorage ambulatoire de la pression artérielle (MAPA). Nos travaux ont fait ressortir l’inexistence de preuve scientifique justifiant l’interdiction de mesurer la pression au bras du côté d’une mastectomie. Nous avons également voulu mettre l’emphase sur l’importance de déterminer l’existence ou non d’un écart de mesure de pression artérielle entre les bras pré-installation du brassard de l’appareil de MAPA. En effet, si une différence de pression systolique ≥10 mmHg est constatée, tous les suivis tensionnels subséquents devront être réalisés sur le bras ayant la mesure la plus élevée. Dans le 2ème article («Blood pressure assessment in severe obesity; validation of a forearm approach ») nous avons expérimenté une solution alternative à la mesure de la pression artérielle usuelle chez des patients obèses sévères en positionnant le brassard à l’avant-bras. Nous avons comparé les mesures de la pression artérielle obtenues au bras et à l’avant-bras avec celles prises avec une canule artérielle. Au total, 51 patients obèses sévères ont participé. Comparées aux mesures intra-artérielles, la méthode à l’avant-bras a surestimé la pression systolique et diastolique (5/5 mmHg) tandis que la méthode au bras a sous-estimé la pression systolique et surestimé la pression diastolique (-8/9 mmHg). Dans le 3ème article («Sensitivity, specificity, and predictive values of a forearm blood pressure measurement method in severe obesity») nous avons déterminé la sensibilité, la spécificité, et les valeurs prédictives de la méthode à l’avant-bras pour diagnostiquer l’hypertension artérielle en y incluant 25 patients. Comparativement à la méthode de mesure au bras, la méthode à l’avant-bras a révélé une meilleure sensibilité (0, 98 vs. 0, 68) et une valeur prédictive positive similaire (0, 93 vs. 0, 98) pour diagnostiquer l’hypertension artérielle. Cette découverte est prometteuse et laisse entrevoir le potentiel d’utiliser la méthode à l’avant-bras comme outil diagnostique. Ayant obtenu des écarts de mesures plus acceptables entre la méthode de mesure à l’avant-bras et la canule artérielle, nous avons poursuivis nos travaux en variant la position de l’avant-bras pour vérifier si cette nouvelle méthode est aussi valide dans d’autres contextes. Dans le 4èmearticle intitulé « Blood pressure measurement inseverely obese patients; validation of the forearm approach in different arm positions », l’objectif a été de comparer les mesures de pression artérielle obtenues avec la canule artérielle et la méthode à l’avant-bras dans 4 positions: 1) décubitus dorsal, 2) semi-assise, l’avant-bras au niveau du cœur, 3) semi-assise, l’avant-bras pendant le long du lit et, 4) semi-assise, le bras surélevé au-dessus de la tête. Au total, 33 patients obèses sévères et 21 témoins ont participé. Le principal résultat de cet article est celui-ci: dans le groupe d’obèses sévères, des écarts acceptables ont été constatés pour la pression systolique seulement, en position de décubitus dorsal (-4/12 mmHg) et en position semi-assise, l’avant-bras pendant le long du lit (2/21 mmHg) . Ce projet doctoral a mis en évidence la problématique de la mesure de la pression artérielle en obésité sévère. Les travaux réalisés lors de mon parcours ont révélé que la méthode à l’avant-bras permettait d’obtenir des valeurs plus précises que la méthode usuelle. On recommande de mesurer la pression artérielle à l’avant-bras lorsque la méthode au bras est techniquement problématique chez des patients obèses sévères installés en position de décubitus dorsal. / Severely obese patients has frequently arm circumference exceeding the limits of available cuff size for blood pressure measurement. Taking their blood pressure may be technically challenging as the cuff of the device may not fit adequately around their upper-arm. This problematic was the main interest of this thesis. Our general hypothesis was that the blood pressure measurement taken with the cuff at forearm will agree with the gold standard. Our research in the field of blood pressure measurement lead us to a better understanding of two different situations about the choice of arm for cuff installation prior blood pressure assessment (1st article:« Measuring blood pressure: thoughts about arms ») . First, we searched if there was a scientific rational to avoid blood pressure measurement on the same side as previous mastectomy, particularly if the patient has undergone lymph node removal or radiation therapy. No scientific rational justified this recommendation. Secondly, we searched on which arm the ambulatory blood pressure monitoring (ABPM) cuff should be installed. Interarm blood pressure differences should be assessed for each patient during their first evaluation. If the interarm differences exceeds 10 mmHg, the arm with the highest value should be considered for blood pressure mesurement follow-up, incudind ABPM device installation, even if this arm is the dominant one. In the 2nd article («Blood pressure assessment in severe obesity; validation of a forearm approach ») we validated an alternative to the usual blood pressure measurement with the cuff positioning at forearm in severely obese patients in dorsal decubitus position. We compared upper-arm and forearm blood pressure measurements to blood pressure taken with the gold standard (intra-arterial). Fifty-one severely obese patients participated. Compared to the intra-arterial method, the forearm blood pressure measures overestimated systolic and diastolic blood pressure (5/5 mmHg) whereas the usual method underestimated systolic and overestimated diastolic blood pressure (-8/9 mmHg). In the 3rdarticle (« Sensitivity, specificity, and predictive values of a forearm blood pressure measurement method in severe obesity ») we assessed the sensitivity, specificity and predictive values of the forearm approach to diagnose systemic hypertension in 25 severely obese patients. When compared to the upper-arm method, the forearm approach showed a better sensitivity (0, 98 vs. 0, 68) and a similar predictive positive value (0, 93 vs. 0, 98) for hypertension diagnosis. Our findings are promising and has the potential to integrate forearm blood pressure measurement method in a near future to diagnose hypertension. Then we followed our experimentation of the forearm blood approach in different body and forearm positions to have a better overview of this method in different contexts. In the 4tharticle (« Blood pressure measurement in severely obese patients; validation of the forearm approach in different arm positions ») the main objective was to compare blood pressure measurement taken with the gold standard method with the forearm method in 4 positions: 1) dorsal decubitus, 2) semi-fowler, forearm at heart level, 3) semi-fowler, forearm downward and, 4) semi-fowler, arm raised over the head. Thirty-three severely obese patients and 21 controls participated. Main results were that: systolic blood pressure (but not diastolic) measured using the forearm approach in the supine (-4/12 mmHg) and the semi-fowler positions with forearm downward (2/21 mmHg) showed the best agreement when compared to the gold standard. Forearm radial systolic blood pressure consistently agreed with the gold standard in the supine position. This thesis highlighted the problematic associated to the blood pressure measurement challenge in severely obese patients. The magnitude of differences between intra-arterial and forearm method was less than differences between intra-arterial and upper-arm method. This method can be of use in clinical settings when upper-arm measurement is challenging in severe obesity with patient in dorsal decubitus position.

L’augmentation de l’obésité durant les dernières décennies expose la population à un risque accru de problèmes métaboliques et des maladies cardiovasculaires. Ce travail étudiait, d’une part, l’association de l’obésité avec la dysfonction diastolique et la rigidité artérielle aortique vingt ans plus tard chez des adultes initialement en bonne santé. Cette étude montrait que l’obésité générale mesurée par l’indice de masse corporelle et l’adiposité abdominale mesurée par le tour de taille étaient associées positivement à la dysfonction diastolique. Mais elles semblaient jouer un rôle protecteur sur la rigidité artérielle. Le ratio “tour de taille/indice de masse corporelle” semblait mieux isoler l’adiposité abdominale/viscérale de l’obésité générale, et était associé positivement à la rigidité artérielle. Il permettrait de montrer un rôle néfaste à long terme de l’adiposité abdominale/viscérale sur la rigidité artérielle même quand le poids est normal. La présence combinée de l’obésité abdominale (mesurée par le tour de taille) et d’un taux plus élevé de triglycérides était associée à un risque élevé de dysfonction diastolique. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés aux individus ayant déjà une hypertension artérielle. Ce travail montrait que, parmi les sujets ayant une hypertension, ceux ayant une hypertension non-diagnostiquée avaient un profil spécifique (plus souvent de sexe masculin, un tour de taille moins élevé, et moins souvent de maladies cardiovasculaires/diabète, antécédents familiaux d’hypertension et consultations de soins primaires moins fréquents). La présence concomitante d’un nombre élevé de ces critères renforçait fortement l’absence de primo-diagnostic. Nos résultats peuvent aider dans l’identification précoce des sujets à risque, la prévention et le management thérapeutique / Worldwide increasing obesity over the last decades expose the population to an increased risk of metabolic perturbations and cardiovascular diseases. This research investigated first the association of obesity with diastolic dysfunction and aortic stiffness observed 20 years later in initially healthy adults. General obesity measured with body mass index and abdominal adiposity measured with waist circumference were positively associated with diastolic dysfunction. But, these anthropometric parameters played a protective role in aortic stiffness. The ratio “waist circumference / body mass index” appeared to better isolate abdominal adiposity from general obesity and was then positively associated with aortic stiffness. It allowed to evidence a harmful role of abdominal adiposity in aortic stiffness, even in subjects with normal body weight. The presence of abdominal adiposity (measured with waist circumference) combined with an elevated level of triglycerides was associated with a higher risk of diastolic dysfunction. In the second part, our research focused on hypertensive individuals. It showed that among hypertensive subjects, those having undiagnosed-hypertension had specific features (being more often male, having less elevated waist circumference, and having fewer cardiovascular diseases/diabetes, familial hypertension history, and primary care uses). The concomitant presence of a higher number of these criteria appeared to strongly reinforce the absence of diagnosis. Our findings may help to early identify subjects at risk, and to establish prevention and therapeutic management

Les antiangiogéniques (AAD) représentent une classe relativement récente d’anticancéreux indiqués dans un nombre croissant de cancers solides avancés. Ces traitements inhibent la voie du VEGF en amont avec le bevacizumab, un anticorps monoclonal dirigé contre le VEGF et en aval avec les inhibiteurs des tyrosines kinases des récepteurs impliqués dans cette voie de signalisation (sorafenib et sunitinib). Les AAD s’accompagnent d’effets secondaires dont le plus fréquent est l’hypertension artérielle. Ma thèse a pour objectif de mieux comprendre la physiopathologie de l’hypertension artérielle iatrogène induite par les AAD, notamment en mesurant l’effet des AAD sur les grosses artères. Le deuxième objectif est de déterminer des marqueurs précoces d’efficacité et d’optimisation de ces traitements, notamment avec un suivi thérapeutique pharmacologique (STP). Pour remplir ces objectifs nous avons mis en place une étude clinique prospective, observationnelle monocentrique dans laquelle nous avons suivi l’évolution de paramètres artériels au cours du traitement AAD avec des techniques non-invasives chez des patients atteints d’un cancer. Dans un premier travail nous avons montré qu’il y avait une augmentation précoce et cliniquement significative de la pression brachiale et centrale, de la rigidité artérielle et du diamètre carotidien sous AAD et que ces modifications étaient en partie indépendantes de la pression artérielle. Nous avons également montré que la présence d’ondes de réflexion amples et d’une rigidité aortique basse de base avant l’introduction des AAD prédisaient une augmentation de pression artérielle systolique (PAS) à un stade précoce d’exposition (coefficients de régression : 0.37[0.04-0.70] et -1.27[-2.43 ; -0.11], p<0.05 respectivement) alors qu’après une exposition chronique aux AAD, seule une rigidité artérielle basse de base prédisait une augmentation de la PAS (-2.46 [-4.02 ; -0.90], p<0.01). L’atteinte des grosses artères est positivement associée à l’évolution carcinologique. En effet une augmentation précoce de la rigidité aortique et carotidienne sous AAD étaient associées à un haut risque de progression (HR : 1.24 [1.01 ; 1.51], p=0.042 et 1.34 [1.03-1.73], p=0.027 respectivement). Dans la deuxième partie, nous avons montré à l’aide d’un modèle pharmacocinétique de population, que l’atteinte artérielle observée lors de la prise d’AAD était due à un effet pharmacologique des AAD sur les grosses artères indépendamment de l’augmentation de pression induite par les AAD. L’augmentation de rigidité artérielle était proportionnelle à la concentration plasmatique d’AAD et à l’augmentation de la pression artérielle (coefficient de corrélation standardisé : 0.37 et 0.35, p<0.01, respectivement), expliquant respectivement 13% et 11% de la variance. Nous avons également montré que la progression et la mortalité liées au cancer étaient moindre chez les patients les plus exposés aux AAD (HR : 0.60 [0.38 ; 0.97], p=0.035 et HR=0.38 [0.19-0.79], P=0.01 respectivement) et enfin, nous avons pu déterminer une concentration sérique cible qui permettra aux cliniciens d’avoir un objectif à atteindre pour optimiser l’efficacité des AAD. En conclusion, nous avons pu démontrer l’existence d’une atteinte précoce des grosses artères se traduisant par une augmentation de la rigidité artérielle et un remodelage carotidien sous traitement AAD. Cette atteinte artérielle est directement liée à un effet pharmacologique des AAD de manière indépendante de l’augmentation de pression induite par ces traitements. Nous avons montré que les altérations de la paroi artérielle ainsi que le suivi thérapeutique pharmacologique prédisaient le pronostic carcinologique. Le suivi des propriétés artérielles combinée au STP des AAD pourraient optimiser les chances d’efficacité de ces traitements. / Antiangiogenic drugs (AAD) are a relatively new class of anti-cancer therapy indicated in an increasing number of advanced solid tumors. By inhibiting the VEGF pathway, upstream with an anti-VEGF monoclonal antibody, bévacizumab, and downstream with tyrosine kinase inhibitors of receptors involved in this signaling pathway (sorafenib and sunitinib), AAD induce arterial hypertension which is the most common side effect. The principal objective of my thesis is to improve the understanding of the pathophysiology of hypertension induced by AAD, by determining the effect of AAD on large arteries. The second objective is to determine early marker of efficacy and optimization of AAD, by the use of therapeutic drug monitoring. To fulfill those objectives, we set up a clinical prospective, observational, single center study in which we followed the time-course of several arterial parameters after AAD by the use of non-invasive techniques in patients with metastatic solid tumors. In a first work we showed that brachial and central blood pressure, arterial stiffness and carotid diameter significantly increased after AAD, partly independently of blood pressure changes. We also showed that high reflection waves and low aortic stiffness at baseline (i.e. before AAD initiation) predicted early systolic blood pressure (SBP) increase (regression coefficients: 0.37[0.04; 0.70] and -1.27[-2.43; -0.11], P<0.05 respectively) while only low aortic stiffness predicted SBP increase after chronic AAD exposure (-2.46 [-4.02 ; -0.90], P<0.01). Large arteries damage under AAD is positively associated with cancer progression. Indeed, early increase of aortic and carotid stiffness after AAD were associated with a higher risk of cancer progression (HR: 1.24 [1.01; 1.51], P=0.042 and 1.34 [1.03; 1.73], P=0.027 respectively). In a second part, using a pharmacokinetic model of population, we showed that large arteries damage observed after AAD was partly due to a pharmacological effect of AAD on large arteries independently of blood pressure increase. Arterial stiffness increase was proportional to AAD blood concentration and blood pressure increase (standardized correlation coefficients: 0.37 and 0.35, P<0.01, respectively), explaining 13% and 11% of the variance respectively. We also showed that progression and mortality related to cancer were lower in patients high AAD blood concentrations (HR: 0.60 [0.38; 0.97], P=0.035 and HR=0.38 [0.19; 0.79], P=0.01 respectively). And finally, we determined a target AAD blood concentration which will allow the clinicians to have an objective to reach in order to optimize the efficacy of AAD. In conclusion, we were able to demonstrate the existence of large arteries damage translated by large arteries stiffening and a remodeling of carotid artery after AAD. This arterial damage is directly related to a pharmacological effect of AAD independently of blood pressure changes induced by these treatments. We showed that infringement of the arterial wall and the therapeutic drug monitoring predicted tumor prognosis. Thus, the monitoring of arterial properties monitoring and the therapeutic drug monitoring might optimize the chances of efficiency of AAD.

La rigidité artérielle ayant une valeur prédictive forte et indépendante d'évènements cardiovasculaires, nous émettons l'hypothèse que l'accumulation de variations de contraintes hémodynamiques altère la fonction et la structure des gros troncs artériels, indépendamment du niveau de pression artérielle. Nous avons donc mesuré l'impact de la variabilité tensionnelle sur la rigidité et la structure artérielles dans différents modèles de variabilité tensionnelle chez le rat.Chez le rat barodénervé et le rat sympathectomisé par la guanéthidine, 2 modèles de variabilité tensionnelle à court terme, une augmentation de la rigidité artérielle est associée à des altérations tissulaires différentes. En effet chez les rats barodénervés, une hypertrophie aortique est couplée à une augmentation du collagène et des attachements cellule-matrice (fibronectine et intégrine α5). Au contraire, chez les rats sympathectomisés, une hypotrophie vasculaire est associée à une diminution de l'élastine et une augmentation des attachements via l'intégrine αv.Nous avons ensuite créé, caractérisé et validé un modèle de variabilité tensionnelle à long terme, le rat spontanément hypertendu traité de façon discontinue par un antihypertenseur. Le traitement discontinu réduit la pression artérielle systolique tout en augmentant isolément la variabilité tensionnelle à long terme. La rigidité artérielle, élevée sous traitement discontinu, est associée à une hypertrophie vasculaire avec augmentation des attachements (fibronectine et intégrine αv) et sans modification du rapport élastine/collagène.En conclusion, l'élevation de variabilité tensionnelle engendre de la rigidité artérielle, et ce à pression artérielle constante. Les altérations structurales dans les modèles de variabilité tensionnelle étudiés impliquent des mécanismes différents reposant sur des modifications des relations cellule-matrice, mettant en jeu la fibronectine et les intégrines α5 et αv. / Arterial stiffness is nowadays accepted as a strong and independent predictor of cardiovascular disease. We hypothesized that increased blood pressure variability (BPV) may lead to arterial damage, independently of the blood pressure level. We thus aimed investigating the relationship between BPV and arterial stiffness and composition of the aorta in different rat models of increased BPV.In a first study performed in two models of increased short term BPV, sinoaortic denervated and chemically sympathectomized rats, an increase in wall stiffness was associated with different modifications of cell-extracellular matrix adhesion. Indeed in sinoaortic denervated rats, increased media cross-sectional area was coupled with an increased collagen content and muscle cell attachments to its cell-extracellular matrix (fibronectin and its α5β1 integrin). In contrast, chemically sympathectomized rats were characterized by a reduced media cross-sectional area associated to a reduction of elastin content and upregulation of αvβ3 integrin.In a second study, we created, characterized and validated a new experimental model of long term BPV by discontinuously treating spontaneously hypertensive rats with valsartan. Discontinuous treatment reduced systolic blood pressure level but increased long term BPV. In addition, this treatment regimen failed to reduce arterial stiffness and induced a vascular hypertrophy without modification of elastin/collagen ratio. Discontinuous treatment also highly increased vascular fibronectin in parallel to αv integrin.In conclusion, a rise of both short- and long-term BPV leads to an increase in arterial stiffness, independently of blood pressure level. The structural changes at the origin of this increase in arterial rigidity involve different mechanisms, in which fibronectin and integrin α5 and αv play a key role.

Notre travail de thèse est consacré au développement d’une nouvelle approche d’analyse du signal oscillométrique pour mesurer la pression artérielle systolique et identifier les personnes dont la paroi artérielle est anormalement rigide. L’oscillométrie, largement exploitée pour la mesure automatique non-vulnérante de la pression artérielle, repose sur l’amplitude des variations dynamiques de pression du brassard pneumatique générées par l’expansion de l’artère brachiale sous l’effet de l’onde de pouls. Nous avons d’abord effectué une revue de la littérature sur les méthodes auscultatoire et oscillométrique. La méthode auscultatoire, fondée sur la détection des bruits produits par l’artère brachiale sous le brassard, reste la référence pour la validation des moniteurs oscillométriques. Depuis la description de ces bruits par Nicolaï Korotkoff en 1905, de nombreux auteurs ont tenté d’en expliquer l’origine et d’en identifier les limites et pièges en comparaison avec la mesure intra-artérielle directe. La technique oscillométrique dérive de l’invention du sphygmographe par Etienne-Jules Marey en 1859. Les constructeurs procèdent à la validation de leurs appareils en référence aux normes internationales (ISO) sans dévoiler les algorithmes mise en œuvre. De très nombreuses approches ont été proposées, depuis des rapports déterminés empiriquement jusqu’à des réseaux de neurones en passant par divers modèles mathématiques, pour déterminer les pressions systolique et diastolique à partir de la pression moyenne mesurée sur la courbe oscillométrique. Cependant, l’oscillométrie donne des résultats variables et présente des erreurs significatives, en particulier pour la détermination de la pression systolique, notamment chez les sujets ayant des facteurs de risque cardiovasculaires.Sur la base de cette analyse, considérant que la référence reste la détection des bruits de Korotkoff, nous avons cherché à en mieux comprendre les mécanismes. Nous avons enregistré les images échographiques et le signal Doppler de l’artère brachiale sous le brassard lors de la mesure de pression artérielle chez des sujets volontaires, en synchronisation avec l’ECG, la pression du brassard et les bruits de Korotkoff. Nous avons pu observer les variations cycliques du diamètre de l’artère brachiale pendant le dégonflage du brassard, et mesurer la vitesse locale de propagation de l’onde de pouls, ainsi que les délais entre le signal oscillométrique, l’ECG et les bruits de Korotkoff. Nous avons pu ainsi démontrer que les bruits de Korotkoff sont produits par la vibration de la paroi artérielle sous l’impact de l’onde de pouls, puis par la turbulence de l’écoulement flux sanguin, et nous avons montré la diminution marquée de la vitesse locale de l’onde de pouls lorsque la pression du brassard réduit la pression artérielle transmurale. L’observation de ces enregistrements nous a montré l’intérêt de l’analyse de la forme de l’onde de pouls enregistrée par oscillométrie. Nous en avons tiré une approche innovante fondée sur l’analyse temporelle pour la détermination directe de la pression artérielle systolique. Nous avons réalisé une étude clinique prospective, selon un protocole approuvé par le Comité d’éthique du CHU de Nîmes, pour valider notre nouvelle approche. Nous avons comparé notre technique à la méthode auscultatoire chez 145 sujets avec ou sans facteurs de risque cardiovasculaire, et à la pression mesurée par cathéter radial chez 35 patients hospitalisés en réanimation. Nous avons obtenu une excellente concordance avec le premier bruit de Korotkoff, avec des résultats très supérieurs à l’oscillométrie réalisée à l’aide d’un appareil validé. De plus, notre technique s’est montrée capable d’identifier les sujets porteurs de facteurs de risque cardiovasculaires, se comparant favorablement à la vitesse de l’onde de pouls aortique. / Our thesis is devoted to the development of a new oscillometric signal analysis approach to measure systolic blood pressure and identify subjects with abnormal arterial wall rigidity. Oscillometry, widely used for the non-invasive automatic measurement of blood pressure, is based on the amplitude of the dynamic cuff-pressure oscillations generated by the expansion of the brachial artery at the arrival of the pulse wave.We first conducted a literature review on the auscultatory and oscillometric methods. The auscultatory method, based on the detection of the sounds emitted by the brachial artery under the cuff, remains the reference for the validation of oscillometric monitors. Since the description of these sounds by Nicolai Korotkoff in 1905, many authors attempted to explain their origin and assess their limits and pitfalls in comparison with direct intra-arterial blood pressure measurement.Oscillometric technique derive from the sphygmograph built by Etienne-Jules Marey in 1859. Manufacturers validate their oscillometric devices in reference to the international standards (ISO) without revealing the algorithms they use. Numerous approaches have been proposed, from fixed empirical ratios to neural networks to various mathematical models, for the calculation of systolic and diastolic pressure since only the mean arterial pressure is actually measured on the oscillometric curve. However, oscillometry yields variable results and produces significant errors, especially for systolic pressure, notably in patients with cardiovascular risk factors.Based on this analysis, and considering that the reference remains the detection of Korotkoff sounds, we sought to better understand their mechanisms. We recorded ultrasound images and the Doppler signal of the brachial artery under the cuff when measuring blood pressure in volunteers, simultaneously with ECG, cuff pressure and Korotkoff sounds. We could record the systolic diameter changes of the brachial artery during cuff deflation, and measure the local pulse wave velocity, as well as the time delay between the oscillometric signal, the ECG and the Korotkoff sounds. We were able to demonstrate that the Korotkoff sounds are produced by arterial wall vibration under the impact of the pulse wave, then by blood flow turbulence, and we measured the marked decrease in local pulse wave velocity when the cuff inflation reduces the brachial artery transmural pressure.We concluded to the interest of pulse waveform analysis, and designed an innovative approach based on its temporal characteristics for the direct determination of systolic blood pressure. We conducted a prospective clinical study, according to a protocol approved by the Ethics Committee of the Nîmes University Hospital Center, to validate our new approach. We compared our technique to the auscultation method in 145 subjects with or without cardiovascular risk factors, and to direct blood pressure measurement with a radial catheter in 35 patients hospitalized in the intensive care unit. We obtained an excellent correlation with the first Korotkoff sound, with better results than conventional oscillometry. In addition, our technique has proven able to identify subjects with cardiovascular risk factors with an accuracy favorably comparable to aortic pulse wave velocity.

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

Les auto-tensiomètres (AT) sont parmi les dispositifs les plus utilisés en clinique et à domicile pour la mesure de la pression artérielle (PA). Ces appareils utilisent deux algorithmes heuristiques (Height-Based/HB et Slope-Based/SB) pour déterminer les pressions artérielles systoliques (PAS) et diastoliques (PAD) à partir de l'enregistrement de la pression oscillométrique dans le brassard. La mise sur le marché de ces appareils est actuellement assujettie à la directive 93/42/CE, qui nécessite une étude clinique basée sur une comparaison avec des mesures de la PA par auscultation. Cette méthode, qui consiste à détecter des sons de Korotkoff dans l'artère auscultée, présente l'inconvénient d'être praticien dépendante et engendre une incertitude sur la mesure de la PAS et de la PAD. Il est donc nécessaire de s'assurer de la fiabilité de ces instruments en proposant un dispositif expérimental de référence permettant en outre de pallier l'étude clinique qui s'avère longue et coûteuse. Cette thèse est dédiée à la mise en place de ce dispositif ou chaîne de référence, qui associe un banc d'essai permettant la validation des auto-tensiomètres et une base de données de mesure de PA. Afin de réaliser notre objectif, une étude clinique a été réalisée à l'hôpital Nord de Marseille à l'issue d'un examen de coronarographie. L'étude, réalisée sur 115 patients, compare des mesures de pression invasives (mesures de référence) à des mesures de pression non-invasives : des mesures auscultatoires, des mesures via un auto-tensiomètre commercial et des mesures oscillométriques. Ces dernières ont été réalisées concomitamment avec la PA invasive. / Automated blood pressure (ABP) devices are among the most commonly used devices for diagnosis arterial blood pressure (BP) for clinical and home use. These devices use two heuristic algorithms (Height-Based/HB and Slope-Based/SB) to determine the systolic blood pressure (SBP) and the diastolic blood pressure (DBP) from the recording of an oscillometric pressure signal collected using an inflatable cuff. Currently ABP are in the scope of Directive 93/42/CE, which requires a clinical study based on a comparison of BP measurements using auscultatory method. Unfortunately auscultatory measurements have the disadvantage of the uncertainties related to perception of Korotkoff sounds, leading to an uncertainty of measuring SBP and DBP. Therefore it is necessary to ensure the reliability of these instruments and to propose an experimental reference chain to validate ABP devices without returning to expensive and long clinical campaign. The purpose of this thesis is to create and develop a calibration chain for measuring arterial BP, which is composed of database of arterial BP measurements and a patient simulator for regenerating oscillometric measurements. To achieve our target, a clinical study was conducted at the northern hospital of Marseille (l'hôpital Nord) after a coronary exam. The clinical study of 115 patients compares invasive blood pressure measurements (reference measurements) and non-invasive blood pressure measurements: auscultatory measurements, measurements using a commercial automated blood pressure device and oscillometric measurements. The latter were carried out simultaneously with the invasive BP measurements.

L’automesure tensionnelle (AMT) est recommandée par toutes les Sociétés Savantes pour le diagnostic et le suivi des patients hypertendus. Après une revue de la littérature en 2013, concernant les avantages diagnostiques, thérapeutiques et pronostiques de l’AMT, nous avons comparé les similitudes et les différences existant entre les différentes recommandations. Nous avons discuté les limites de l’AMT, en la comparant aux mesures cliniques et à la mesure ambulatoire de la pression artérielle sur 24h. L’implémentation de l’AMT par les Médecins Généralistes (MG) Français est médiocre. Si sa pratique est plus fréquente parmi les MG Grecs, ceux-ci sont très critiques envers la qualité des données. Les AMT doivent être réalisées en suivant une méthodologie comprenant un repos préalable avant de pratiquer les mesures. Nous avons montré que ce repos n’est en fait que rarement respecté par les patients, et qu’il est peut-être inutile. / Home Blood Pressure Measurement (HBPM) is recommended by all guidelines for the diagnosis and follow-up of hypertensive patients. After a 2013 literature review, concerning diagnostic, therapeutic and prognostic benefits, we compared similarities and differences between guidelines. We discussed HBPM limits, comparing HBPM with casual office measurements and 24h Ambulatory Blood Pressure Measurements. HBPM implementation among French General Practitioners (GP) is poor. In Greece, GPs more often practice HBPM but reported drawbacks were questionable about reliability of patients’ reports and devices inaccuracy. Guidelines recommend following a precise protocol including rest before HBPM. We showed that rest is not respected by the patients in the real life, and is perhaps unnecessary.