De nombreuses répercussions systémiques caractérisent la maladie pulmonaire obstructive chronique et contribuent à augmenter la morbidité de cette pathologie. Parmi celles-ci, la dysfonction musculaire périphérique et, plus particulièrement, l'atrophie du muscle squelettique présentent un intérêt distinctif compte tenu des conséquences néfastes qu'elles engendrent sur la capacité fonctionnelle des patients en plus de réduire l'espérance de vie. Les mécanismes exacts menant à la diminution de la masse musculaire ne sont pas complètement élucidés. Cependant, il apparaît de plus en plus clair que diverses causes agissent de concert avec l'inactivité associée à la MPOC pour induire le phénotype dysfonctionnel. Le maintien de la masse musculaire est régulé au niveau cellulaire pour un contrôle strict des voies de signalisation associées à la synthèse et la dégradation des protéines. Au cours de mes travaux de doctorat, je me suis intéressé, dans un premier lieu, à caractériser la variabilité induite par des outils de laboratoire fort utiles dans l'analyse de la signalisation cellulaire musculaire: la biopsie musculaire de Bergstrôm ainsi que le Western blot. Par la suite, j'ai caractérisé les effets sur la signalisation musculaire de trois causes suggérées dans la littérature pour induire l'atrophie musculaire dans la MPOC: l'hypoxémie, l'inflammation systémique et le tabagisme. Dans un premier lieu, les résultats présentés dans cette thèse démontrent la nécessité de standardiser le plus possible la procédure d'échantillonnage musculaire de façon à minimiser la variabilité induite et ainsi faciliter la détection de changements protéiques par Western blot. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence les effets néfastes de l'exposition tabagique sur la signalisation musculaire et la nature réversible de ces effets lors de l'arrêt tabagique. Ensuite, nous avons démontré que l'hypoxie chronique induit une diminution de la synthèse et une augmentation de la dégradation protéique dans un modèle cellulaire. Finalement, l'utilisation d'un modèle murin exposé à l'hypoxie nous a permis de confirmer les effets délétères de l'hypoxie chronique sur la masse musculaire, tout en mettant en lumière une légère potentialisation de ces effets lorsque l'hypoxie est combinée à une inflammation systémique.

Chez les patients atteints de cancer du poumon, une réduction de la tolérance à l'effort, de la force musculaire et de la qualité de vie sont souvent rapportées. Alors que les effets bénéfiques d'un programme de réadaptation pulmonaire (PR) sur ces paramètres ont été bien démontrés dans le cas de plusieurs cancers et maladies pulmonaires, ils n'ont été que peu étudiés dans le cancer du poumon. L'objectif de ce projet de recherche visait à étudier la faisabilité d'un PR à domicile chez les patients en investigation pour un cancer du poumon et une chirurgie de résection pulmonaire et d'en quantifier les effets sur la tolérance à l'effort, la force musculaire et la qualité de vie. Cette étude nous a permis de démontrer qu'un PR à domicile était faisable et qu'il induisait des résultats physiologiques tels que l'amélioration de la tolérance à l'effort et de la fonction musculaire de ces patients.

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L’obésité est une comorbidité de plus en plus fréquent dans la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). À l’instar des autres maladies chroniques, les études épidémiologiques ont mis en évidence que les patients MPOC avec un surpoids ou une obésité vivent plus longtemps que les patients de poids normal. L’objectif de l’étude est donc de d’évaluer l’impact de la composition corporelle mesurée par tomodensitométrie axiale commandée par ordinateur (TACO) sur la fonction pulmonaire, la capacité fonctionnelle et la survenue d’évènements cliniques tels que les exacerbations et la mortalité chez les patients atteints d’une MPOC. Au terme de l’étude, nous avons constaté que, pour un même indice de masse corporelle (IMC), les patients ayant une MPOC ont plus de tissus gras viscéral et sous-cutané, moins de masse musculaire et une plus grande infiltration graisseuse au niveau du muscle que le groupe témoin. Ces altérations de la composition corporelle s’accentuent avec l’augmentation de la sévérité de la maladie. Ainsi, une plus grande quantité de graisse ectopique et un plus faible volume musculaire sont associés à une capacité fonctionnelle plus faible en plus de réduire la qualité de vie. / Obesity is a phenomenon increasingly common in COPD. Like in other chronic diseases, epidemiological studies have reported the paradoxical observation that COPD patients with overweight or obesity live longer than normal weight patients. The objective of this study is to measure body composition by using a very precise method, the computer controlled axial tomography (CT-scan), and to assess its impact on lung function, functional capacity and the prevalence of clinical outcomes such as exacerbations and mortality in patients with COPD. At the end of the study, we found that, for a same body mass index (BMI), COPD patients have more visceral and subcutaneous adipose tissue, less muscle mass and a lower muscle attenuation than the control group. These alterations in body composition increase with disease severity. Thus, a greater amount of ectopic fat and lower muscle volume are associated with lower functional capacity and reduce the quality of life.

L'objectif de cette thèse est d'améliorer les traitements du cancer du poumon en radiothérapie par modulation d'intensité (IMRT) réalisés grâce à un logiciel maison (Ballista) et à un logiciel commercial (Pinnacle3 de Philips). Dans un premier temps, nous avons constaté que de mélanger les basses et hautes énergies dans un même plan permettait d'obtenir une meilleure épargne des tissus périphériques tout en conservant la couverture du volume cible et l'épargne des organes sensibles. Ensuite, le système Ballista a été mis à profit pour explorer les limites d'augmentation de la dose à la tumeur pour des plans d'IMRT simples. En explorant des configuration d'angles non coplanaires, la dose à la maladie macroscopique a pu être augmentée à des niveaux supérieurs à 78 Gy dans un nombre important de cas, sans augmentation excessive de la dose aux organes à risque. Finalement, nous avons utilisé des images de perfusion pulmonaire acquises par tomographie par émission monophotonique (TEM) pour caractériser spatialement et quantitativement la fonction pulmonaire et obtenir des plans qui évitent les régions les plus saines. Nous avons cherché à identifier une méthode simple et avantageuse pour générer ces plans. Toutes les méthodes tentées ont permis d'obtenir un gain incrémentiel sur l'épargne des régions fonctionnelles. Nous n'avons cependant pas pu trouver de corrélation possible entre l'épargne fonctionnelle obtenue et divers paramètres géométriques spécifiques à chaque patient. Le grand résultat de cette thèse a été la création d'un cadre d'applications pour un système de planification 5D, combinant ainsi les trois dimensions de l'espace, la dimension temporelle (mouvements intrafraction et interfraction) et la dimension de l'information fonctionnelle. On pourrait ainsi imaginer un logiciel permettant d'optimiser les angles d'incidence des faisceaux en tenant compte de la distribution spatiale de la fonctionnalité (autant tumorale que celle des tissus normaux), avec une définition de volume cible tenant compte du déplacement intrafraction des structures internes et avec un niveau de modulation suffisant pour obtenir une conformité accrue.

Les séléno-glutathion peroxydases (SeGPx) sont des antioxydants qui présentent un dimorphisme sexuel dans différents tissus de rongeurs et d'humains adultes. Il a été démontré que les hormones sexuelles telles que la testosterone et 1'estradiol modulent l'expression des SeGPx. Les souriceaux peuvent être utilisés comme modèle de prématurité pulmonaire humaine car ils naissent avec des poumons immatures et des niveaux hormonaux relatifs similaires à l'humain. Nous avons découvert chez les souriceaux un dimorphisme sexuel unique favorisant les femelles jusqu'à 5 jours après la naissance dans l'expression d'une SeGPx, la GPx-1. Cette différence sexuelle, si elle s'extrapole chez l'humain, pourrait notamment expliquer la plus grande susceptibilité des garçons à la dysplasie bronchopulmonaire et autres complications respiratoires.

La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est caractérisée par une obstruction bronchique irréversible et progressive. L'atrophie musculaire périphérique est fréquente dans la MPOC et a un impact négatif sur la qualité de vie, la capacité fonctionnelle et la survie des sujets atteints. Un déficit dans la régénération du tissu musculaire pourrait contribuer au développement de l'atrophie musculaire, mais n'a jamais été directement évalué chez les sujets ayant une MPOC. La maintenance et la réparation du tissu musculaire sont du ressort des cellules satellites. Un nombre insuffisant de cellules satellites combinés ou non à un processus déficient de multiplication et de différenciation pourrait altérer la capacité du tissu musculaire à récupérer adéquatement à la suite d'un exercice physique ou d'un dommage musculaire. Nous proposons l'hypothèse que le potentiel de régénération musculaire est déficient chez les patients ayant une MPOC comparativement à des sujets sains d'âge similaire, contribuant ainsi au développement de l'atrophie musculaire observée chez ceux-ci. Pour vérifier cette hypothèse, un modèle de culture cellulaire primaire obtenu à partir d'échantillons musculaires a dû être développé. Ce projet permettra pour la première fois de mettre en culture et de caractériser les cellules satellites musculaires provenant de biopsies de patients ayant une MPOC. et d'évaluer leur potentiel de régénération. De plus, ce modèle pourra être utilisé pour répondre à différentes questions associées à la signalisation musculaire propre à la MPOC.

Résumé Problématique. La spirométrie permet d’objectiver l'obstruction des voies aériennes, mais reste sous-utilisée en soins primaires. Objectifs. Nous avons évalué, chez des médecins de famille enseignants et des résidents en médecine familiale, leur intention de prescrire la spirométrie chez des patients chez qui ils suspectent une maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et celle d’en interpréter le résultat. Cette évaluation est fondée sur le cadre théorique proposé par Godin et al. pour l'étude des facteurs influençant le comportement des professionnels de la santé. Méthodes. Les participants à cette étude descriptive transversale ont été recrutés dans huit Unités de médecine familiale (UMFs) du réseau de l’Université Laval. Ils ont rempli un questionnaire autoadministré de 23 items mesurant leur intention de prescrire et d’interpréter les tests de spirométrie ainsi que certains déterminants de cette intention (croyances en ses capacités, croyances concernant les conséquences, influence sociale et norme morale). Les réponses à chacun des items du questionnaire ont été notées sur une échelle de Likert (score de 1 à 7) où un score plus élevé indiquait un plus grand accord avec l’énoncé. Résultats. Parmi les 284 médecins éligibles, 104 ont été inclus. Le score moyen ± écart type de l'intention des médecins de prescrire la spirométrie (6,6 ± 0,7) était plus élevé que celui d’en interpréter les résultats (5,8 ± 1,5). Les scores moyens de tous les déterminants de l’intention mesurés étaient également plus élevés pour la prescription que pour l’interprétation de la spirométrie. Conclusion. Les résultats suggèrent que les participants ont une très forte intention de prescrire la spirométrie. Même si l’intention d’en interpréter les résultats est positive, elle est plus faible que celle de prescrire le test. Des études supplémentaires seront nécessaires pour évaluer les barrières à l’interprétation des résultats de la spirométrie. / Background: Spirometry is the best test to demonstrate airway obstruction, but remains underused in primary care. Objectives: We assessed, among family medicine physician teachers and residents, their intention to prescribe spirometry in patients suspected of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and their intention to interpret spirometry results. This evaluation is based on the theoretical framework proposed by Godin et al. for the study of factors influencing healthcare professionals’ behaviors. Methods. Participants of this descriptive cross-sectional study were recruited in eight Family medicine units (FMUs) of Laval University’s net. They completed a 23-item self-administered questionnaire measuring their intention to prescribe and to interpret spirometry as well as some determinants of this intention (beliefs about capabilities, beliefs about consequences, social influence and moral norm). Answers to each of the items in the questionnaire were scored on a Likert scale (score 1 to 7) where a higher score indicated a greater agreement with the statement. Results. Of the 284 eligible physicians, 104 were included. The mean score ± standard deviation of physicians' intention to prescribe spirometry (6.6 ± 0.7) was higher than to interpret the results (5.8 ± 1.5). Mean scores for all determinants of intention measured were also higher for prescription than for interpretation of spirometry. Conclusion. The results suggest that participants have a very strong intention to prescribe spirometry. Although the intention to interpret the results is positive, it is weaker than for the prescription of the test. Further studies will be needed to assess the barriers of spirometry interpretation.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les maladies pulmonaires interstitielles (MPI) regroupent plus de 200 atteintes fibrosantes du parenchyme pulmonaire qui se traduisent par une dyspnée évolutive, une diminution de la qualité de vie, une diminution de la tolérance à l'effort et du niveau d'activité physique et une diminution des capacités fonctionnelles et musculaires. L'accumulation de ces déficits contribue au développement d'un syndrome de fragilité qui survient lorsqu'il y a dépassement des capacités physiologiques d'adaptation en présence d'un stresseur. Malgré son importance clinique, il n'existe actuellement aucune étude qui étudie de façon holistique la tolérance à l'exercice, la mobilité fonctionnelle et la capacité musculaire de la population MPI en comparaison avec un groupe de participants sains. L'objectif du présent mémoire est donc de caractériser la tolérance à l'effort, la mobilité fonctionnelle, la composition et la fonction musculaire, ainsi que la qualité de vie et la dyspnée des patients atteints de MPI, en comparaison à une population d'adultes en bonne santé, d'âge et de sexe comparable. L'objectif secondaire de ce mémoire est de comparer les caractéristiques cliniques de ces patients en fonction de leur statut de fragilité. Les résultats présentés ont démontré une fonction et composition musculaire relativement préservée chez les patients atteints de MPI. Ceux-ci sont toutefois plus sédentaires, et présentent une diminution significative de leur tolérance à l'effort, de leur mobilité fonctionnelle et de leur qualité de vie lorsque comparés à des sujets d'un groupe contrôle de sexe et âge comparables. Les patients MPI fragiles présentent un statut clinique plus sévère ainsi que des altérations importantes de la tolérance à l'effort, de la composition et de la fonction musculaire, du statut fonctionnel et à une diminution de la qualité de vie et du niveau d'activité physique.

La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) a des répercussions significatives sur la vie des personnes qui en sont atteintes. L'intolérance à l'effort en est une conséquence majeure. Des altérations au niveau des muscles périphériques ont été observées chez ces patients, ce qui contribuerait à les rendre plus susceptibles à la fatigue musculaire. Une fatigue au niveau du quadriceps a déjà été observée après un effort sur ergocycle. L'objectif de ce travail vise à comparer la réponse cardiorespiratoire et l'activation électrique dans cinq muscles périphériques entre les sujets MPOC et les sujets témoins pendant la marche. Des changements semblables au niveau du profil électromyographique ont été observés dans les deux groupes, mais à des intensités d'effort moindres pour les MPOC. Ces résultats démontrent que, dans le quotidien, les patients ayant une MPOC doivent déployer un effort d'intensité relative beaucoup plus élevée que les sujets en santé afin de marcher.