Des bénéfices de l‟activité physique en prévention cardiovasculaire secondaire ont été démontrés149 et des programmes de soutien en activité physique sont instaurés auprès de cette population. Chez les enfants, adolescents et jeunes adultes, les preuves qui supporteraient des bénéfices de l‟activité physique en prévention primordiale manquent toujours alors que les taux de sédentarité augmentent150. La réponse à cette problématique, c‟est-à-dire l‟existence d‟une association entre l‟activité physique et le risque cardiovasculaire indépendante des facteurs de risque traditionnels, est beaucoup moins évidente qu‟on pourrait le croire.
Dans l‟étude qui fait l‟objet de ce mémoire de maitrise, nous avons vérifié l‟existence d‟une association directe entre l‟activité physique et des paramètres quantitatifs et qualitatifs de la structure artérielle carotidienne mesurée par IRM chez de jeunes adultes dépourvus de facteurs de risque cardiovasculaire traditionnels. Nous avons noté un volume de paroi artérielle (normalisé par rapport à la taille) plus élevé chez les hommes actifs comparativement aux hommes sédentaires et des marqueurs d‟asymétrie et d‟hétérogénéité comparables entre les deux groupes. Considérés conjointement, ces résultats sont compatibles avec l‟hypothèse que les artères carotidiennes « entrainées » pourraient être constituées d‟une plus grande part de cellules musculaires lisses (et possiblement d‟autres constituants physiologiques) en adaptation aux pressions transitoirement augmentées pendant l‟exercice. Nos résultats suggèrent par ailleurs qu‟il n‟y aurait pas de différence entre les groupes d‟activité quant à la présence et l‟abondance de plaques athérosclérotiques au niveau de la paroi carotidienne, étant donné la similarité des paramètres d‟asymétrie (indice de plaque) et d‟hétérogénéité de la paroi.
Jusqu‟à maintenant, les études qui se sont penchées sur la question de l‟activité physique en matière de prévention primordiale (chez des populations en santé) du risque cardiovasculaire ont majoritairement utilisé un paramètre d‟imagerie, le CIMT, comme marqueur de substitution du risque cardiovasculaire. Plusieurs critiques ont été adressées quant aux limites de la mesure de l‟épaisseur de la paroi carotidienne en tant que marqueur du fardeau d‟athérosclérose74,151,152. Notre étude conduite avec imagerie tridimensionnelle en IRM représente une solution aux problèmes de sensibilité relevés sur le CIMT 152. Elle
présente aussi l‟avantage de fournir des mesures qualitatives (asymétrie, hétérogénéité) plutôt que purement quantitatives (épaisseur, aire, volume); un avantage majeur puisque l‟abondance variable de certains constituants physiologiques de la paroi artérielle (notamment les cellules musculaires lisses) peut influencer son épaisseur. Cette variabilité revêt une importance relative plus grande chez des populations en santé, car leur paroi artérielle a un rapport de constituants physiologiques/constituants pathologiques (tel que l‟athérome) plus élevé que dans les population à risque cardiovasculaire intermédiaire ou élevé. L‟activité physique est associée à un épaississement homogène de la paroi artérielle153,154 alors que l‟épaississement hétérogène de la paroi artérielle représente la marque typique de l‟athérosclérose40, ce qui suggère qu‟une plus grande épaisseur ou un plus grand volume de paroi dans une population à risque minimal ne témoignerait pas nécessairement un fardeau d‟athérosclérose plus élevé. Dans un contexte de recherche sur l‟activité physique comme prédicteur de santé, des paramètres qualitatifs apportent un complément d‟information déterminant puisqu‟ils permettent, en théorie, de discriminer l‟épaississement homogène (possiblement physiologique) de l‟épaississement hétérogène (potentiellement pathologique). En pratique, dans notre échantillon, l‟indice de plaque et l‟hétérogénéité de la paroi fournissent des données différentes et complémentaires à celles obtenues grâce à la mesure du volume de la paroi.
Il demeure possible que l‟activité physique n‟ait pas pour effet de prévenir l‟apparition et de ralentir la progression de plaques athérosclérotiques chez des individus ne présentant aucun facteur de risque cardiovasculaire. Malgré qu‟il soit reconnu que les premières lésions athérosclérotiques apparaissent dès l‟enfance, l‟activité physique en jeune âge n‟aurait peut être pas un effet aussi déterminant qu‟il plait à l‟esprit d‟imaginer32 si on se fie à la discordance importante dans la littérature sur le sujet. Il est aussi plausible qu‟une grande dose d‟activité physique soit nécessaire pour observer un effet direct sur la paroi artérielle chez des individus en santé. Rowley et al.138 ont étudié les effets de l‟activité physique chez des joueurs de squash professionnels consacrant 22h par semaine à la pratique de leur sport. Le design particulier de l‟étude illustre bien la question : ils ont évalué les dimensions des artères brachiales, fémorales et carotidiennes d‟athlètes et de sportifs récréatifs pour comparer les membres dominants et non-dominants chez les sportifs
professionnels et chez les sportifs récréatifs. Ils ont observé des différences au niveau du calibre artériel et du CIMT entre les athlètes et les contrôles, différences qui sont de plus grande amplitude au niveau des artères périphériques. Il est particulièrement intéressant de noter que les membres dominants des athlètes ont un rapport paroi/lumière plus élevé que les membres non-dominants, mais que le CIMT est inchangé. En comparant les artères des membres dominants et non-dominants, de même que les artères des membres et les artères carotidiennes chez un même individu au même moment donné, l‟artère « expérimentale », exposée au plus haut niveau d‟activité physique, évolue dans un environnement exactement identique à l‟artère « contrôle », exposée à un niveau d‟activité physique moindre. Ainsi, les différences entre le bras dominant et le bras non-dominant des athlètes suggèrent que le diamètre de repos, la capacité de dilatation et le flot sanguin maximal dépendent de facteurs locaux. L‟épaisseur de la paroi artérielle étant comparable au niveau des membres dominants et non-dominants des sportifs de haut niveau, mais différente de celle des sujets contrôles, les modifications de ce paramètre seraient plutôt attribuables à des facteurs systémiques138. Bien que les différences soient significatives, elles sont difficilement
applicables à d‟autres populations en raison de la taille de l‟échantillon (13 athlètes vs. 16 contrôles) et du volume important d‟activité physique (athlètes professionnels consacrant 22h par semaine et plus à la pratique de leur sport). Chez une population plus âgée et avec un groupe expérimental ayant une moins grande « dose » d‟activité physique, Moreau et al. ont aussi exploré cette question, la distinction de l‟effets local et de l‟effet systémique de l‟activité physique sur les artères, en comparant l‟IMT fémorale et le CIMT chez des femmes post-ménopausées sédentaires comparativement à d‟autres s‟entrainant en endurance : ils ont détecté une différence au niveau des artères fémorales, mais aucune au niveau des artères carotidiennes155. À la lumière de ces deux études, l‟une démontrant des différences d‟IMT de plus grande amplitude entre les sportifs professionnels et les contrôles autant dans les artères perfusant les membres que les artères carotidiennes et l‟autre démontrant une différence entre des femmes entrainées et des femmes sédentaires au niveau de l‟IMT fémoral seulement, on peut postuler que les différences au niveau de l‟IMT dépendent à la fois de facteurs locaux et de facteurs systémiques et seraient influencés par la dose d‟activité puisque les sportifs professionnels ont une « dose » d‟activité physique beaucoup plus élevée que les sportifs récréatifs. Selon ces postulats,
malgré le fait qu‟elles soient facilement accessibles de par leur localisation, les artères carotidiennes pourraient ne pas être les artères de choix pour détecter une association entre l‟activité physique et le fardeau d‟athérosclérose systémique. Néanmoins, si des différences y sont observées, elles pourraient témoigner d‟un effet de plus grande amplitude que des différences notées au niveau des artères des membres et avoir une meilleure valeur prédictive du changement au niveau du risque cardiovasculaire. Il est important de souligner que ces observations pourraient s‟expliquer effectivement par une plus grande exposition au stimulus (forces de cisaillement plus élevées localement), mais aussi par des différences dans l‟anatomie des artères (les artères musculaires ayant plus de cellules musculaires lisses et étant plus plastiques que les artères élastiques, telles que les artères carotidiennes) ou encore par la physiologie cardiovasculaire à l‟effort, différences dans les variation du débit sanguin d‟une artère à une autre selon l‟organe perfusé.
Dans le contexte de la problématique actuelle, l‟activité physique constitue en elle-même un facteur confondant puisqu‟elle peut faire varier le volume de paroi par des modifications physiopathologiques autres que la formation de plaques. Ainsi, la détermination du volume de plaque plutôt que du volume total de paroi pourrait être plus spécifique à l‟évaluation du fardeau d‟athérosclérose. Récemment, il a été démontré que le volume de plaque chez une population inscrite en clinique de prévention vasculaire prédit les évènements cardiovasculaires majeurs de façon indépendante156.
L‟imagerie moléculaire par résonance magnétique ou par tomographie par émission de positrons constitue une autre avenue pour explorer la question de la relation entre l‟activité physique et l‟athérosclérose carotidienne. Cette modalité fait miroiter la possibilité d‟obtenir des paramètres encore plus spécifiques en utilisant des produits de contraste ayant pour cible des cellules inflammatoires, des protéases ou des lipoprotéines34,157
Un suivi de la progression d‟une mesure du volume de la paroi artérielle en rapport avec l‟activité physique aurait pour effet d‟annuler les variations dues aux structures physiologiques puisque chaque sujet constituerait son propre contrôle. Dans cette avenue, Juonala et al.127 ont trouvé une association significative entre le niveau d‟activité physique
en enfance et la progression du CIMT à l‟âge adulte. Cependant, le suivi longitudinal de l‟épaisseur de paroi par échographie n‟élimine pas les variations dues à la technique : des différences au niveau de l‟angle d‟incidence ou du site exact de mesure de la paroi ont un impact beaucoup plus grand sur un changement d‟épaisseur que sur un changement de volume de paroi. Aucune étude portant sur l‟association entre l‟activité physique et le risque cardiovasculaire n‟a mesuré la progression du volume de paroi carotidienne jusqu‟à maintenant. Ceci dit, les résultats qui font l‟objet de ce mémoire font partie de données recueillies à l‟évaluation initiale d‟une étude prospective longitudinale pour laquelle les participants sont suivis après un an et trois ans. Ces données de suivi permettront d‟utiliser la progression du volume de paroi normalisé sur la taille en tant que paramètre représentatif de l‟apparition ou de la progression de plaques athérosclérotiques. De plus, l‟évaluation des associations entre la progression du volume de paroi et les paramètres d‟asymétrie et d‟hétérogénéité fourniront des informations sur la valeur de ces paramètres en tant qu‟indices de la présence et l‟abondance de plaques dans une population de jeunes adultes en santé. Les changements au niveau de ces paramètres, asymétrie et hétérogénéité, pourront aussi être étudiés en relation avec l‟activité physique.
Finalement, considérant la réversibilité des lésions de bas grade tels que les xanthomes initiaux4,158 et le potentiel de régression de l‟épaisseur de la paroi artérielle158 (relativement à la permanence des lésions athérosclérotiques de stade plus avancé), l‟importance de s‟attarder à la maladie athérosclérotique dans cette tranche de la population est évidente. Une réponse à la problématique qui sous-tend cette étude, à savoir si l‟activité physique est associée à l‟athérosclérose carotidienne chez de jeunes adultes en santé, permettrait de vérifier si l‟activité physique est associée au risque cardiovasculaire indépendamment des facteurs de risque traditionnels. Si une association inverse existait, l‟activité physique représenterait une stratégie de choix en prévention primordiale. Les données du suivi à un an et à trois ans de nos jeunes adultes en santé, portent notre espoir d‟éclairer cette problématique.
RÉFÉRENCES
1. Lusis AJ. Atherosclerosis. Nature. 2000;407(6801):233-241.
2. The global burden of disease: 2004 update, World Health Organization. Geneva2008.
3. Zieske AW, Malcom GT, Strong JP. Natural history and risk factors of atherosclerosis in children and youth: the PDAY study. Pediatric pathology & molecular medicine. 2002;21(2):213-237.
4. Virmani R, Kolodgie FD, Burke AP, Farb A, Schwartz SM. Lessons from sudden coronary death: a comprehensive morphological classification scheme for atherosclerotic lesions. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20(5):1262-1275. 5. Lee DC, Sui X, Artero EG, et al. Long-term effects of changes in cardiorespiratory
fitness and body mass index on all-cause and cardiovascular disease mortality in men: the Aerobics Center Longitudinal Study. Circulation. 2011;124(23):2483- 2490.
6. Blair SN, Jackson AS. Physical fitness and activity as separate heart disease risk factors: a meta-analysis. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(5):762-764.
7. Powell KE, Thompson PD, Caspersen CJ, Kendrick JS. Physical activity and the incidence of coronary heart disease. Annu Rev Public Health. 1987;8:253-287. 8. Paffenbarger RS, Hyde RT, Wing AL, Steinmetz CH. A natural history of
athleticism and cardiovascular health. JAMA. 1984;252(4):491-495.
9. Reddigan JI, Ardern CI, Riddell MC, Kuk JL. Relation of physical activity to cardiovascular disease mortality and the influence of cardiometabolic risk factors. Am J Cardiol. 2011;108(10):1426-1431.
10. Thompson PD, Buchner D, Pina IL, et al. Exercise and physical activity in the prevention and treatment of atherosclerotic cardiovascular disease: a statement from the Council on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Rehabilitation, and Prevention) and the Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity). Circulation. 2003;107(24):3109-3116.
11. Wing RR, Hill JO. Successful weight loss maintenance. Annu Rev Nutr. 2001;21:323-341.
12. Ross R, Janssen I, Dawson J, et al. Exercise-induced reduction in obesity and insulin resistance in women: a randomized controlled trial. Obes Res. 2004;12(5):789-798.
13. Ross R, Dagnone D, Jones PJ, et al. Reduction in obesity and related comorbid conditions after diet-induced weight loss or exercise-induced weight loss in men. A randomized, controlled trial. Ann Intern Med. 2000;133(2):92-103.
14. Irwin ML, Yasui Y, Ulrich CM, et al. Effect of exercise on total and intra- abdominal body fat in postmenopausal women: a randomized controlled trial. JAMA. 2003;289(3):323-330.
15. Giannopoulou I, Ploutz-Snyder LL, Carhart R, et al. Exercise is required for visceral fat loss in postmenopausal women with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90(3):1511-1518.
16. Thompson PD, Crouse SF, Goodpaster B, Kelley D, Moyna N, Pescatello L. The acute versus the chronic response to exercise. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(6 Suppl):S438-445; discussion S452-433.
17. Boulé NG, Haddad E, Kenny GP, Wells GA, Sigal RJ. Effects of exercise on glycemic control and body mass in type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis of controlled clinical trials. JAMA. 2001;286(10):1218-1227.
18. Leon AS, Sanchez OA. Response of blood lipids to exercise training alone or combined with dietary intervention. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(6 Suppl):S502- 515; discussion S528-509.
19. Durstine JL, Grandjean PW, Davis PG, Ferguson MA, Alderson NL, DuBose KD. Blood lipid and lipoprotein adaptations to exercise: a quantitative analysis. Sports Med. 2001;31(15):1033-1062.
20. Halbert JA, Silagy CA, Finucane P, Withers RT, Hamdorf PA. Exercise training and blood lipids in hyperlipidemic and normolipidemic adults: a meta-analysis of randomized, controlled trials. Eur J Clin Nutr. 1999;53(7):514-522.
21. Fagard RH. Exercise characteristics and the blood pressure response to dynamic physical training. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(6 Suppl):S484-492; discussion S493-484.
22. Whelton SP, Chin A, Xin X, He J. Effect of aerobic exercise on blood pressure: a meta-analysis of randomized, controlled trials. Ann Intern Med. 2002;136(7):493- 503.
23. Arroll B, Beaglehole R. Does physical activity lower blood pressure: a critical review of the clinical trials. J Clin Epidemiol. 1992;45(5):439-447.
24. Janiszewski PM, Ross R. The utility of physical activity in the management of global cardiometabolic risk. Obesity (Silver Spring). 2009;17 Suppl 3:S3-S14. 25. Wielgosz A. Tracking Heart Disease and Stroke in Canada. Public Health Agency
of Canada; 2009.
26. Keys A, Aravanis C, Blackburn H, et al. Coronary heart disease: overweight and obesity as risk factors. Ann Intern Med. 1972;77(1):15-27.
27. Kannel WB, Gagnon DR, Cupples LA. Epidemiology of sudden coronary death: population at risk. Can J Cardiol. 1990;6(10):439-444.
28. Anderson KM, Odell PM, Wilson PW, Kannel WB. Cardiovascular disease risk profiles. Am Heart J. 1991;121(1 Pt 2):293-298.
29. Kannel WB, McGee D, Gordon T. A general cardiovascular risk profile: the Framingham Study. Am J Cardiol. 1976;38(1):46-51.
30. Wilson PW, D'Agostino RB, Levy D, Belanger AM, Silbershatz H, Kannel WB. Prediction of coronary heart disease using risk factor categories. Circulation. 1998;97(18):1837-1847.
31. Masawa N, Glagov S, Zarins CK. Quantitative morphologic study of intimal thickening at the human carotid bifurcation: I. Axial and circumferential distribution of maximum intimal thickening in asymptomatic, uncomplicated plaques. Atherosclerosis. 1994;107(2):137-146.
32. Rawland T. Exercise and cardiovascular health in children: a new paradigm on the horizon? Pediatr Exerc Sci. 2009;21(3):249-256.
33. Celermajer DS. Endothelial dysfunction: does it matter? Is it reversible? J Am Coll Cardiol. 1997;30(2):325-333.
34. Fuster V, Vahl TP. The role of noninvasive imaging in promoting cardiovascular health. J Nucl Cardiol. 2010;17(5):781-790.
35. Finn AV, Kolodgie FD, Virmani R. Correlation between carotid intimal/medial thickness and atherosclerosis: a point of view from pathology. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. 2010;30(2):177-181.
36. Glagov S, Weisenberg E, Zarins CK, Stankunavicius R, Kolettis GJ. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Engl J Med. 1987;317(25):1604.
37. Berman DS, Hachamovitch R, Shaw LJ, et al. Roles of nuclear cardiology, cardiac computed tomography, and cardiac magnetic resonance: assessment of patients with suspected coronary artery disease. J Nucl Med. 2006;47(1):74-82.
38. Lin E, Hashimoto B, Hwang W. Imaging of subclinical atherosclerosis: questions and answers. Curr Probl Diagn Radiol. 2011;40(3):116-126.
39. JC. R, C M, RH W. Autopsy studies in atherosclerosis: Distribution and severity of atherosclerosis in patients dying without morphologic evidence of atehrosclerotic catastrophe Vol 201959:511-519.
40. Tajik P, Meijer R, Duivenvoorden R, et al. Asymmetrical distribution of atherosclerosis in the carotid artery: identical patterns across age, race, and gender. Eur J Prev Cardiol. 2012;19(4):687-697.
41. Zarins CK, Giddens DP, Bharadvaj BK, Sottiurai VS, Mabon RF, Glagov S. Carotid bifurcation atherosclerosis. Quantitative correlation of plaque localization with flow velocity profiles and wall shear stress. Circ Res. 1983;53(4):502-514. 42. Heath D, Smith P, Harris P, Winson M. The atherosclerotic human carotid sinus. J
Pathol. 1973;110(1):49-58.
43. Solberg LA, Eggen DA. Localization and sequence of development of atherosclerotic lesions in the carotid and vertebral arteries. Circulation. 1971;43(5):711-724.
44. Chien S. Mechanotransduction and endothelial cell homeostasis: the wisdom of the cell. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007;292(3):H1209-1224.
45. Rocca A. Les forces de cisaillement endothéliales: l'impact sur l'athérosclérose. 2007; Toronto.
46. Szostak J, Laurant P. The forgotten face of regular physical exercise: a 'natural' anti- atherogenic activity. Clin Sci (Lond). 2011;121(3):91-106.
47. Harrison D, Griendling KK, Landmesser U, Hornig B, Drexler H. Role of oxidative stress in atherosclerosis. Am J Cardiol. 2003;91(3a):7a-11a.
48. Newcomer SC, Thijssen DH, Green DJ. Effects of exercise on endothelium and endothelium/smooth muscle cross talk: role of exercise-induced hemodynamics. J Appl Physiol. 2011;111(1):311-320.
49. Okada K, Maeda N, Tatsukawa M, Shimizu C, Sawayama Y, Hayashi J. The influence of lifestyle modification on carotid artery intima-media thickness in a suburban Japanese population. Atherosclerosis. 2004;173(2):329-337.
50. de Groot E, van Leuven SI, Duivenvoorden R, et al. Measurement of carotid intima- media thickness to assess progression and regression of atherosclerosis. Nat Clin Pract Cardiovasc Med. 2008;5(5):280-288.
51. Asmar R, Benetos A, Topouchian J, et al. Assessment of arterial distensibility by automatic pulse wave velocity measurement. Validation and clinical application
52. Onkelinx S, Cornelissen V, Goetschalckx K, Thomaes T, Verhamme P, Vanhees L. Reproducibility of different methods to measure the endothelial function. Vasc Med. 2012;17(2):79-84.
53. Ras RT, Streppel MT, Draijer R, Zock PL. Flow-mediated dilation and cardiovascular risk prediction: a systematic review with meta-analysis. Int J Cardiol. 2013;168(1):344-351.
54. Nelson MR, Hurst RT, Mookadam F. Assessing individual cardiac risk using extra- cardiac arterial imaging. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2010;8(4):529-543.
55. Lane HA, Smith JC, Davies JS. Noninvasive assessment of preclinical atherosclerosis. Vasc Health Risk Manag. 2006;2(1):19-30.
56. Dong L, Kerwin WS, Ferguson MS, et al. Cardiovascular magnetic resonance in carotid atherosclerotic disease. J Cardiovasc Magn Reson. 2009;11:53.
57. Lorenz MW, Markus HS, Bots ML, Rosvall M, Sitzer M. Prediction of clinical cardiovascular events with carotid intima-media thickness: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 2007;115(4):459-467.
58. Wattanakit K, Folsom AR, Selvin E, et al. Risk factors for peripheral arterial disease incidence in persons with diabetes: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Atherosclerosis. 2005;180(2):389-397.
59. Lorenz MW, Schaefer C, Steinmetz H, Sitzer M. Is carotid intima media thickness useful for individual prediction of cardiovascular risk? Ten-year results from the Carotid Atherosclerosis Progression Study (CAPS). Eur Heart J. 2010;31(16):2041- 2048.
60. Agewall S, Henareh L, Jogestrand T. Intima-media complex of both the brachial artery and the common carotid artery are associated with left ventricular hypertrophy in patients with previous myocardial infarction. J Hypertens. 2005;23(1):119-125.
61. de Groot E, Hovingh GK, Wiegman A, et al. Measurement of arterial wall thickness as a surrogate marker for atherosclerosis. Circulation. 2004;109(23 Suppl 1):Iii33- 38.
62. Khalil A, Huffman MD, Prabhakaran D, et al. Predictors of carotid intima-media thickness and carotid plaque in young Indian adults: The New Delhi Birth Cohort. Int J Cardiol. 2012.
63. Breton CV, Wang X, Mack WJ, et al. Carotid artery intima-media thickness in