L’engouement envers la rigidité aortique n’a cessé de croître depuis les quarante dernières années, et pour cause. La rigidité aortique est maintenant identifiée comme un marqueur indépendant d’événements cardiovasculaires et de mortalité toutes causes, en plus d’être la principale responsable de l’hypertension systolique isolée. Malgré tout, il semble que la rigidité aortique explique mieux les altérations de la microcirculation et les dommages aux organes à travers le gradient de rigidité artérielle, et donc, de l’interaction entre le segment aortique souple et les segments artériels musculaires adjacents plus rigides. Les propriétés mécaniques des artères de moyen calibre à prédominance musculaire (ex. : artère brachiale) sont considérées comme étant relativement stables à travers le temps. Ainsi, la détérioration du gradient de rigidité avec l’âge serait essentiellement causée par l’augmentation de la rigidité aortique. Or, dans une étude longitudinale effectuée auprès d’une population de patients hémodialysés, notre équipe a démontré que la rigidité brachiale diminuait sur une base annuelle, malgré une augmentation marquée de la rigidité aortique. Suite à ces observations, nous avons émis l’hypothèse que :1) les propriétés mécaniques des artères à prédominance musculaire ne sont possiblement pas aussi stables à travers le temps que ce qui est actuellement décrit; 2) l’augmentation de la rigidité aortique n’est probablement pas l’unique paramètre qui altère le gradient de rigidité artérielle, du moins dans une population à haut risque cardiovasculaire. Cette thèse avait donc pour principaux objectifs : 1) de déterminer l’effet ajouté d’une faible rigidité brachiale à une rigidité aortique élevée sur le risque de mortalité par le concept du gradient de rigidité artérielle; 2) d’examiner les relations entre les paramètres hémodynamiques et le gradient de rigidité artérielle; 3) d’examiner les déterminants des changements au niveau de la rigidité des segments artériels musculaires. Pour le premier objectif, nous avons proposé un paramètre du gradient de rigidité artérielle basé sur les rigidités centrales et périphériques, le aortic-brachial PWV ratio, qui est le rapport de la vitesse de l'onde de pouls aortique sur la vitesse de l'onde de pouls brachiale (PWV ratio: cf-PWV/cr-PWV). ous avons alors examiné l’effet du PWV ratio sur la mortalité toutes causes d’une cohorte de patients dialysés et avons démontré que le PWV ratio était fortement et indépendamment associé à une mortalité accrue, surpassant la rigidité aortique seule et les autres paramètres hémodynamiques connus. Dans une seconde étude, nous avons également démontré que le PWV ratio est un paramètre de vieillissement vasculaire indépendant de la pression artérielle moyenne. Ce qui pourrait conférer à la mesure du PWV ratio un avantage clinique intéressant par rapport à la mesure de la rigidité aortique qui, elle, est dépendante de la pression artérielle au moment de la mesure. Cette étude nous a aussi permis de mettre en lumière une diminution de la rigidité brachiale, principalement chez les individus âgés, et ce dans deux différentes cohortes de patients. Comme présenté dans le premier article de cette thèse, la régression de la rigidité brachiale n’était pas expliquée par l’âge, les facteurs de risque traditionnels ou les marqueurs minéraux, mais bien par l’ampleur initiale de la rigidité aortique. Ces travaux en relation avec ceux d’autres auteurs nous ont amenés à proposer que les artères musculaires de conduction puissent s’adapter à l’augmentation de la rigidité aortique en devenant plus compliantes, de sorte à compenser la diminution de la fonction de capacitance de l’aorte. Cette thèse présente également notre dernière étude dans laquelle nous avons utilisé un modèle émergent d’analyse de l’onde de pouls, l’approche par l’onde de réservoir. Ce nouveau modèle intègre la résistance périphérique et la compliance artérielle dans la compréhension de la morphologie des courbes de pression artérielle. Nous avons alors observé que la rigidité brachiale contribue significativement à cette pression de réservoir, en plus d’être associée à la pression diastolique. Les travaux de cette thèse ont été réalisés principalement auprès de patients ayant une maladie rénale chronique. Cette population s’avère très intéressante pour l’étude de la rigidité artérielle en raison de son hétérogénéité et du vieillissement vasculaire accéléré qui la caractérise. Toutefois, les résultats obtenus au cours de nos travaux peuvent ne pas s’appliquer à une population saine avec un faible risque cardiovasculaire et dont la relation pression-rigidité peut différer de celles de nos patients. / Noninvasive determination of aortic stiffness has sparked considerable interest over the last four decades. Actually, increased aortic stiffness has emerged as an independent predictor of cardiovascular events and mortality, and as the main responsible of isolated systolic hypertension. However, the impacts of aortic stiffness on microcirculation and organ damages are best explained through the arterial stiffness gradient, in other words, with the interaction between soft aorta and adjacent stiff muscular arteries. Mechanical properties of muscular mid-caliber arteries (ex: brachial artery) are thought to be relatively stable over time, and then, do not significantly contribute to the lost and inversion of the arterial stiffness gradient with aging. In a longitudinal study with hemodialysis patients, we observed an annual decrease in brachial stiffness despite an accelerated increase in aortic stiffness. These observations let us hypothesize, first, that muscular arteries may not be as stable over time as it is expected and second, that arterial stiffness gradient may be a better predictor of mortality as both peripheral and central stiffness may change, at least in a high-risk population. The objectives of this thesis were to assess the combined effect of a reduced brachial stiffness and increased aortic stiffness on all-cause mortality by proposing a parameter of arterial stiffness gradient, the aortic-brachial PWV ratio (PWV ratio: cf-PWV/cr-PWV), to examine relationships between hemodynamic parameters, PWV ratio and its two PWV components, and to assess determinants of changes in brachial stiffness. In a dialysis cohort of patients, we demonstrated that PWV ratio was an independent predictor of all-cause mortality that performed better than aortic stiffness and other hemodynamic parameters. In contrast with aortic stiffness which is dependent on operational pressure, we demonstrated in a second study the pressure independence of PWV ratio in two different cohorts of patients. These results suggest that PWV ratio could be a new parameter of vascular aging with clinical interest above and beyond aortic stiffness. This study also a general regression of brachial stiffness in dialysis patients and over the sixth decade of age in the other cohort of patients. The regression of brachial stiffness, as presented in the first study of this thesis, was not explained by age, traditional risk factors, and mineral parameters. Baseline aortic stiffness was the only determinant of the decrease in brachial stiffness, which let us propose that muscular arteries may adapt to high aortic stiffness by becoming more compliant, dampening the ejected blood volume from the ventricular contraction instead of the aorta. This thesis also presents our last study on a new method of pulse wave analysis, the reservoir-wave approach, which reintroduces the importance of peripheral resistance and arterial compliance (reservoir pressure) in the comprehension of pressure curves. We observed that brachial stiffness was significantly associated with the reservoir pressure, but also with diastolic pressure. Finally, works presented in this thesis were conducted with the participation of chronic kidney disease patients, a very interesting population characterized by an early and accelerated vascular aging. Consequently, our results may not be reproducible in healthy or lower-risk populations.

Contexte L’américanisation des habitudes de vie, notamment de l’alimentation, semble être en grande partie responsable de l’augmentation incessante de l’incidence élevée des maladies cardiovasculaires. La période postprandiale, où l’homéostasie vasculaire et métabolique est mise à l’épreuve, est d’une importance considérable dans le développement ou la prévention de l’athérosclérose et représente maintenant la majeure partie du temps d’éveil. La compréhension de l’influence de la composition d’un repas sur son impact postprandial est donc essentielle dans notre lutte dans la prévention de ces maladies. Objectifs L’objectif principal de ce projet de recherche était d’étudier les réponses endothéliale et métabolique à un repas de type méditerranéen mixte (MMM), puisqu’elles sont inconnues. Ce projet avait aussi pour objectifs d’évaluer l’impact microvasculaire d’un tel repas et de caractériser la composition postprandiale des acides gras plasmatiques. À titre comparatif, ces éléments ont aussi été étudiés suite à un repas riche en gras saturés (HSFAM). Méthodes Vingt-huit (28) hommes sains, exempts de facteurs de risque de maladies cardiovasculaires ont reçu de façon randomisée les deux repas à l’étude. Le MMM, composé de saumon frais et de légumes cuits dans l'huile d'olive, contenait 7.87g de SFA et 2.29g d’acides gras polyinsaturés oméga-3, tandis que le HSFAM, composé d'un sandwich déjeuner avec œuf, saucisse et fromage, contenait 14.78g de SFA. Les mesures de la fonction endothéliale mesurée par échographie brachiale (FMD), de la fonction microvasculaire mesurée par spectroscopie proche de l’infrarouge (NIRS) et de la composition des acides gras plasmatique ont été effectuées à jeun et en période postprandiale. Résultats Deux sous-groupes de répondeurs aux repas à l’étude se sont dégagés de ces travaux. Un premier sous-groupe de sujets ayant une triglycéridémie à jeun élevée, mais normale (hnTG) a démontré des altérations endothéliales seulement suivant le repas HSFAM. Un second sous-groupe de sujets ayant une triglycéridémie plus faible et normale (lnTG) n’a quant à lui pas subi d’altérations endothéliales suivant les deux repas à l’étude. Les sujets hnTG ont aussi démontré une charge triglycéridémique postprandiale (iAUC) plus importante et qui était de surcroît enrichie en acide stéarique suivant la HSFAM et en acide gras polyinsaturés oméga-3 suivant le MMM. L’évaluation par NIRS de la fonction microvasculaire nous révèle un ralentissement de la réoxygénation post-ischémique qui suggère une altération postprandiale du recrutement capillaire chez les sujets hnTG seulement. De telles altérations, qui semblent être plus importantes suivant le HSFAM, pourraient être en partie responsables de l’impact endothélial de ce repas. Conclusions Cet essai clinique démontre donc de façon novatrice qu’un repas MMM n’a pas d’effet endothélial délétère et que cette neutralité est indépendante de la triglycéridémie à jeun. De plus, une triglycéridémie à jeun élevée mais normale semble indiquer des dysfonctions endothéliales et métaboliques à des épreuves nutritionnelles tel un repas HSFAM. La consommation de repas méditerranéens par des individus sains à la triglycéridémie marginale serait bénéfique, peut-être même davantage que pour des individus de triglycéridémie plus faible, dans la prévention de l’athérogénèse et des maladies cardiovasculaires. / Background The Westernization of lifestyles, notably dietary habits, seems to be largely responsible for the ongoing increase of incidence of cardiovascular diseases. The postprandial period, where vascular and metabolic homeostatic regulating processes are under pressure, is of considerable importance in the development or prevention of atherosclerosis and now represents the majority of waking hours. The understanding of the postprandial effects of meals of varying composition is therefore essential in our effort to prevent such diseases. Objectives The main objective of this research project was to study the endothelial and metabolic responses to a mixed Mediterranean meal (MMM), since they are unknown. This project also aimed to evaluate the microvascular impact of such a meal and to characterize the composition of postprandial plasma fatty acids. These elements were also evaluated following a saturated fatty meal (HSFAM) for comparison. Methods Twenty-eight (28) healthy men free of cardiovascular diseases and risk factors were randomly assigned one of two test meals. The MMM, consisting of fresh salmon and vegetables cooked in olive oil, contained 7.87g of SFA and 2.29g of omega- 3 fatty acids, while the HSFAM, consisting of a breakfast sandwich with egg, sausage and cheese contained 14.78g of SFA. Evaluations of endothelial function by brachial ultrasound (FMD), of microvascular function by near-infrared spectroscopy (NIRS) and of plasma fatty acids composition were done in the fasted and postprandial states. Results Two subgroups of responders to the test meals emerged from this work. A first subgroup of subjects with high-normal fasting triglyceridemia (hnTG) experienced impairments of endothelial function following the HSFAM while a second subgroup of subjects with low-normal triglyceridemia (lnTG) did not experience any endothelial alterations following this meal. Interestingly, the MMM had no deleterious endothelial impact in any of those subgroups. Moreover, the hnTG subjects demonstrated greater postprandial triglyceridemic load (iAUC) that was in addition enriched with stearic acid after HSFAM and omega-3 PUFA following the MMM. Assessment of microvascular function revealed postprandial prolongation of post-ischemic reoxygenation only in hnTG subjects suggestive of alterations of capillary recruitment. These changes, which seemed to be more important after the HSFAM, could be partly responsible for its negative impact on FMD. Conclusions This clinical trial demonstrates in innovative ways that a MMM has no deleterious effects on endothelial function irrespective of triglyceridemia in normal ranges. In addition, high but normal fasting triglyceride levels suggest metabolic and endothelial dysfunctions following nutritional challenges such as a HSFAM. Consumption of Mediterranean meals by healthy individuals with marginal triglyceride levels would be beneficial, perhaps even more so than for individuals with lower triglyceride levels, in preventing atherogenesis and cardiovascular diseases.

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