Thesis
Reference
L'influence de l'activité physique sur les marqueurs précliniques d'athérosclérose chez les enfants et adolescents atteints de diabète
de type 1
TRIGONA, Béatrice
Abstract
Les maladies cardiovasculaires sont l'une des premières causes de mortalité chez les personnes souffrant de diabète de type 1. Le but de notre étude était de mesurer des marqueurs précliniques d'athérosclérose (fonction endothéliale, FMD ; épaisseur intima-media, IMT), chez des enfants et adolescents atteints de diabète de type 1, et de déterminer l'association entre ces paramètres vasculaires et l'activité physique ou la capacité cardiorespiratoire (VO2max). Il s'agissait d'une étude transversale incluant 32 patients diabétiques et 42 contrôles sains âgés de 6 à 17 ans. Les résultats ont montré un épaississement de l'IMT et une diminution de la FMD chez les enfants diabétiques. Les patients qui effectuaient plus de 60 minutes d'activité physique modérée par jour avaient une FMD significativement plus élevée. Ces résultats montrent l'importance d'encourager les jeunes patients diabétiques à pratiquer une activité sportive régulière, afin de diminuer le risque de survenue de maladies cardiovasculaires.
TRIGONA, Béatrice. L'influence de l'activité physique sur les marqueurs précliniques d'athérosclérose chez les enfants et adolescents atteints de diabète de type 1 . Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2010, no. Méd. 10628
URN : urn:nbn:ch:unige-129106
DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:12910
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:12910
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Section de médecine Clinique,
Département de l’enfant et de l’adolescent Unité de cardiologie pédiatrique
Thèse préparée sous la direction du Professeur Maurice Beghetti
« L’influence de l'activité physique sur les marqueurs précliniques d’athérosclérose chez les enfants et
adolescents atteints de diabète de type 1»
Thèse
présentée à la Faculté de Médecine de l'Université de Genève
pour obtenir le grade de Docteur en médecine
par
Béatrice, Lina. Maria TRIGONA
de
Bussnang (TG)
Thèse n° 10628
Genève 2010
Trigona B, Aggoun Y, Maggio A, Martin XE, Marchand LM, Beghetti M, Farpour-Lambert NJ.
Preclinical noninvasive markers of atherosclerosis in children and adolescents with type 1 diabetes are influenced by physical activity. The Journal of Pediatrics 2010 oct;157(4)533:539
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Index
Remerciements ... 2
Résumé ... 3
Introduction au travail ... 4
i) Le diabète de type 1 ... 4
ii) Les artères et l’athérosclérose ... 5
iii) L’athérosclérose chez les patients diabétiques de type 1 ... 7
iv) Les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose ... 7
v) Les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose et le diabète de type 1 ... 8
vi) L’activité physique et la capacité cardiorespiratoire ... 9
vii) L’influence du sport sur la santé vasculaire ... 10
viii) L’influence du sport sur les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose . 10 ix) Hypothèse ... 11
x) But de l’étude ... 11
Pre-clinical non-invasive markers of atherosclerosis in children and adolescents with type 1 diabetes are influenced by physical activity ... 12
Abstract ... 13
Abbreviations ... 14
Introduction ... 15
Methods ... 15
Results ... 18
Discussion ... 20
Table I ... 23
Table II ... 24
Figure ... 25
Bibliographie ... 26
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Remerciements
Je tiens à remercier Monsieur le Professeur Maurice Beghetti qui tout au long de ma recherche, par sa rigueur et son professionnalisme, m’a soutenue dans la rédaction de la présente thèse. Je remercie également Madame la Doctoresse Nathalie Farpour qui m’a ouvert les portes de la recherche scientifique et m’a supervisée tout au long de mon travail. Remerciements à Monsieur le Docteur Yacin Aggoun pour l’analyse des données et ses conseils avisés.
Une pensé particulière pour Madame la Doctoresse Albane Maggio qui a su me guider et me soutenir dans mes premiers pas vers la rédaction d’un article scientifique. Sa disponibilité et sa constance ont été d’une aide inestimable tout au long de mon projet.
Je tiens à faire part de ma gratitude à Madame la Doctoresse Schwitzgebel, Madame Laetitia Marchand et Monsieur Xavier Martin pour leur collaboration. Un grand merci, aux infirmières de l’unité métabolique qui ont été par leur disponibilité et leur bonne humeur d’un grand soutien.
Je souhaite également remercier les patients qui ont participé à mon étude, ainsi que leurs familles.
Merci à la bourse MIMOSA d’encouragement pour la recherche clinique, qui a supporté financièrement mon étude.
Finalement, je remercie ma famille et mes proches qui m’ont soutenue, écoutée et encouragée tout au long de ma thèse.
A Nelly
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Résumé
Les maladies cardiovasculaires sont l’une des premières causes de mortalité chez les personnes souffrant de diabète de type 1. Le but de notre étude était de mesurer des marqueurs précliniques d’athérosclérose (fonction endothéliale, FMD ; épaisseur intima-media, IMT), chez des enfants et adolescents atteints de diabète de type 1, et de déterminer l’association entre ces paramètres vasculaires et l’activité physique ou la capacité cardiorespiratoire (VO2max).
Il s’agissait d’une étude transversale incluant 32 patients diabétiques et 42 contrôles sains âgés de 6 à 17 ans. Les résultats ont montré un épaississement de l’IMT et une diminution de la FMD chez les enfants diabétiques. Les patients qui effectuaient plus de 60 minutes d’activité physique modérée par jour avaient une FMD significativement plus élevée.
Ces résultats montrent l’importance d’encourager les jeunes patients diabétiques à pratiquer une activité sportive régulière, afin de diminuer le risque de survenue de maladies cardiovasculaires.
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Introduction au travail
La présente thèse porte sur une recherche clinique effectuée chez des enfants et adolescents atteints de diabète de type 1 et âgés de 6 à 17 ans. Le but de cette étude était d’évaluer la santé vasculaire de ces jeunes patients, comparée à des contrôles sains, puis d’analyser la relation entre la capacité cardiorespiratoire, l’activité physique et les marqueurs de l’athérosclérose (fonction endothéliale, FMD ; épaisseur intima-media, IMT). Ce travail de recherche a donné lieu à une publication dans le Journal of Pediatrics.
Dans cette introduction, nous aborderons la physiopathologie du diabète, l’anatomie artérielle et l’influence du diabète de type 1 sur la formation des plaques d’athéromes. Puis nous discuterons de l’activité physique et de sa place dans la prévention des maladies cardiovasculaires.
Enfin, l’introduction permettra de mettre en lumière les différentes recherches conduites dans le domaine de la fonction endothéliale ainsi que de l’activité physique chez les enfants sains et diabétiques.
i) Le diabète de type 1
L’incidence du diabète de type 1 est actuellement en croissance avec une augmentation de 3,9% par an entre 1989-2003 dans la population pédiatrique en Europe, selon l’étude EURODIAB ACE.(1) En Suisse, l’incidence du diabète de type 1 a augmenté de 5,1% par an chez les enfants ces dernières années.(2) De plus, ces études montrent que la plus forte augmentation des cas de diabète de type 1 a lieu chez les enfants de moins de 5 ans. Cette progression est inquiétante en raison des complications à long terme. En effet, la microangiopathie débute déjà après quelques années de diabète, avec 50% de patients présentant une rétinopathie après 7 ans de diabète et 90% après 20 ans. L’atteinte rénale avec microalbuminurie, quant à elle, peut se voir après seulement 5 ans de diabète.(3) Ainsi le risque de développer des complications cardiovasculaires jeune est d’autant plus élevé que la maladie se déclare précocement.
Le diabète de type 1 est une maladie pouvant toucher les patients dès leur plus jeune âge.
Il existe deux pics de fréquence, l’un à 6 ans, l’autre à 11 ans. On constate également une recrudescence de la maladie à l’adolescence. Le diabète se déclare quand plus de 80%
des cellules beta du pancréas (îlots de Langherans), responsables de la sécrétion d’insuline, sont détruites. L’American Diabetes Association classe le diabète de type 1 en deux catégories.
Le type 1A résultant d’une attaque auto-immune des îlots de Langherans et le type 1B d’origine idiopathique. La physiopathologie de cette maladie est complexe et multifactorielle. La formation d’auto-anticorps pancréatiques résulterait de l’exposition à des pathogènes. Les principaux organismes incriminés sont les virus, dont le plus connu est le virus Coxsackie B. Le diabète serait consécutif au mimétisme moléculaire entre la protéine de la capside et un antigène non encore identifié au niveau des cellules beta pancréatiques.(3) Cette théorie se base principalement sur
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des données épidémiologiques.(4) D’autres toxines, comme l’albumine bovine ainsi que des facteurs environnementaux, ont été mis en cause dans le développement de la maladie.
Par ailleurs, des facteurs génétiques, à travers les antigènes d’histocompatibilité HLA de type II du groupe DR codé sur le chromosome 6, semblent prédisposer au diabète de type 1. L’association la plus forte se voit avec HLA DR3-DQ2 et DR4-DQ8.(5)
Le diabète est défini par une glycémie à jeun supérieure à 7 mmol/L ou une glycémie supérieure à 11,1 mmol/L à un moment quelconque dans la journée, contrôlée à deux reprises.
L’hyperglycémie engendre une polydipsie, une polyurie, une acido-cétose métabolique et peut conduire au coma, si le patient n’est pas pris rapidement en charge.
Les conséquences à long terme du diabète sont plus insidieuses. Une des principales cibles de la maladie sont les vaisseaux sanguins. Les lésions au niveau de la microcirculation touchent principalement les reins et la rétine aboutissant à une insuffisance rénale et une cécité.
Le processus de l’athérosclérose étant accéléré chez les personnes atteintes de diabète de type 1, les vaisseaux de plus gros diamètre comme les artères coronaires sont touchés précocement.(6) Bien que la prise en charge de ces patients se soit considérablement améliorée ces dernières années, leur espérance de vie reste inférieure à celle de la population générale,(7) en raison de l’augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaire.(8)
Le traitement du diabète de type 1 nécessite des injections d’insuline sous-cutanées. Il existe plusieurs types d’insulines, classées en fonction de leur durée et rapidité d’action. Ces dernières années, de nouveaux traitements ont fait leur apparition, permettant un meilleur contrôle glycémique et une flexibilité dans la prise alimentaire. Ces traitements intensifiés de type basal-bolus se rapprochent d’une sécrétion physiologique d’insuline. Néanmoins, ils restent très astreignants, nécessitant jusqu’à 7 injections par jour et de multiples contrôles de la glycémie capillaire. Le traitement par pompe à insuline sous-cutané permet de réduire le nombre d’injections tout en gardant les bénéfices de la thérapie basal-bolus. Cependant, il présente des inconvénients, notamment son prix et le risque de grave d’hyperglycémie lors de dysfonction du cathéter ou de la pompe.(9) Cependant, ces nouvelles thérapies semblent améliorer les complications dégénératives à long terme du diabète de type 1. Une étude effectuée par le Diabetes Control and Complication Trial (DCCT) a démontré qu’un traitement intensifié, avec des injections multiples ou pompe à insuline diminuait les complications microvasculaires à long terme chez les adolescents.(10-11)
ii) Les artères et l’athérosclérose
La paroi des vaisseaux sanguins est constituée de cellules endothéliales, de cellules musculaires lisses et de la matrice extracellulaire. Ces différents composants sont disposés en couches concentriques. L’intima est adjacente à la lumière du vaisseau. Elle est composée d’un revêtement de cellules endothéliales, reposant sur une faible quantité de tissu conjonctif, séparé de la média
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par une membrane élastique. La média est constituée de muscle lisse et entourée, dans la plupart des artères, d’une lame élastique la séparant de l’adventice, un tissu conjonctif. L’architecture vasculaire varie en fonction de la localisation et de la fonction des vaisseaux. On distingue 3 grandes classes d’artères nommées selon leurs diamètres et caractéristiques fonctionnelles.
Les grosses artères dites élastiques, les artères moyennes musculaires et les petites artères.(12) La surface endothéliale vasculaire a un rôle central dans le maintien d’un tonus vasculaire et dans la sécrétion de facteurs anticoagulants et fibrinolytiques, créant un milieu défavorable à la thrombose. Le principal facteur vasodilatateur secrété par l’endothélium vasculaire est le NO.
Cette molécule est d’autant plus importante qu’elle a de nombreuses fonctions : réguler la perméabilité des vaisseaux, inhiber l’adhésion et l’agrégation plaquettaire, prévenir la prolifération du muscle lisse(13)
L’athérosclérose résulte d’une inflammation chronique de la paroi artérielle. Le processus commence par une lésion de l’endothélium conduisant à une dysfonction de celui-ci.
Athérosclérose - Processus dynamique
Il en résulte une augmentation de la perméabilité vasculaire et de l’adhésion plaquettaire. Il s’en suit une insudation de lipoprotéines principalement les LDL et VLDL, dans la paroi vasculaire.
Parallèlement à cela, les monocytes convergent vers l’endothélium lésé, libérant des médiateurs de l’inflammation et stimulant la migration des cellules musculaires lisses de la média à l’intima.
L’inflammation locale provoque une augmentation de la production de matrice extracellulaire.
Ce processus complexe aboutit à la formation d’une plaque d’athérome constituée d’une enveloppe externe fibreuse avec un cœur riche en lipides.(12)
7 iii) L’athérosclérose chez les patients diabétiques de type 1
Le processus d’athérosclérose commence dès l’enfance et est accéléré chez les patients souffrant de diabète de type 1.(14) Les mécanismes conduisant à des lésions artérielles précoces sont multiples. L’hypertension artérielle et les modifications lipidiques tant quantitatives que qualitatives jouent un rôle prépondérant dans la formation de plaques d’athérome.(15-16) Les changements quantitatifs consistent en une augmentation de la concentration des triglycérides et une diminution de celle du cholestérol HDL. Les modifications qualitatives portent sur l’oxydation du cholestérol LDL et l’augmentation du contenu en triglycérides des lipoprotéines.(16) Ehara et al. ont étudié le rôle de l’oxydation des lipides dans les maladies cardiovasculaires. Les résultats montrent une corrélation positive entre le niveau d’oxydation du cholestérol LDL et la sévérité du syndrome coronarien. Cette modification lipidique semble rendre instable la plaque d’athérome, favorisant ainsi le processus inflammatoire et thrombotique local.(17)
La glycolysation des protéines est un second facteur impliqué dans la formation des plaques d’athérome associées au diabète de type 1. Cette modification structurelle résulte d’une liaison irréversible entre le glucose et les protéines. Ces produits se lient à des récepteurs des macrophages et des cellules endothéliales modifiant ainsi la croissance et l’accumulation de la matrice extracellulaire des vaisseaux sanguins. Ces molécules favorisent également l’adhésion cellulaire et la production de facteurs procoagulants créant un lieu propice à la thrombose locale.(18)
La dysfonction endothéliale est un troisième facteur impliqué dans la formation de plaques d’athérome chez les patients diabétiques de type 1. Cette dysfonction résulte d’une diminution de la production vasculaire de NO, dont l’origine est partiellement connue. Une étude in vitro a démontré que la production et l’activité de l’oxyde nitrique sont inhibés par la glycolysation du cholestérol LDL.(19) D’autres processus, dont l’augmentation de la fabrication de superoxydes détruisant le NO, participe à la dysfonction endothéliale associée au diabète.(20)
iv) Les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose
L’athérosclérose, présente dès l’enfance, reste asymptomatique pendant de nombreuses années avant d’avoir des répercussions cliniques.(14) C’est pourquoi, les patients présentant des facteurs de risque cardiovasculaire doivent bénéficier d’un dépistage précoce. Les personnes souffrant de diabète de type 1, présentent une artériopathie touchant la microcirculation, lésant les reins et la rétine.(21) Raison pour laquelle des examens de dépistage annuels sont effectués dès l’enfance. Cependant, l’évaluation de la fonction des artères d’un plus gros diamètre ne fait pas partie, pour l’instant, du bilan de routine.
Depuis quelques années, l’ultrason à haute résolution a fait ses preuves dans l’analyse de la structure et la réactivité artérielle tant chez l’adulte que chez l’enfant.
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Cet examen présente l’avantage d’être non invasif, facilement reproductible et indolore. Cet appareil permet, entre autre de mesurer la fonction endothéliale (FMD) et l’épaisseur de l’intima- media artérielle (IMT) qui sont des marqueurs précliniques d’athérosclérose. En effet, des études ont démontré que l’IMT et le FMD étaient associés à l’étendue et à la sévérité de l’atteinte coronarienne chez l’adulte.(22-23) Chez l’enfant, la dysfonction endothéliale est considérée le premier signe d’athérosclérose.(13) Cette modification précède la formation de plaques d’athérome est donc un important marqueur non-invasif du risque cardiovasculaire.(24-25)
La dilatation endothéliale dépendante du flux vasculaire (FMD) de l’artère brachiale est analysée en mesurant la modification du diamètre de l’artère en réponse à une augmentation du flux sanguin. Celui-ci est obtenu suite au relâchement d’un brassard ayant auparavant été gonflé au-dessus de la pression systémique.(26) La dilatation artérielle résulte principalement du relâchement du NO par l’endothélium, reflétant la fonction de celui-ci.(27)
L’épaisseur de l’intima-media peut être mesurée par ultrason au niveau de l’artère commune droite. Son augmentation est un signe précoce du remodelage de la paroi artérielle.(28) Une meta-analyse de 8 études effectuées chez des adules a montré qu’un épaississement de 0.1 mm de l’intima-media artériel augmentait le risque de survenue d’infarctus du myocarde de 10 à 15% et le risque d’accident vasculaire cérébral de 13 à 18%.(29) De récentes études ont également démontré que l’IMT peut être modifié en absence de dyslipidémie, suggérant un remodelage de la paroi artérielle suite a un stress hémodynamique.(30-31) Il est donc important de pouvoir effectuer une analyse directe de l’anatomie artérielle pour pouvoir appréhender l’étendue des lésions vasculaires.
v) Les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose et le diabète de type 1
Chez des jeunes patients souffrant de diabète de type 1, de précédentes études ont mis en évidence des modifications de la fonction et de la géométrie artérielle. Singh et al. rapportent une diminution de la FMD chez 31 adolescents diabétiques sans problème vasculaire connu.(32) Javisalo et al. ont confirmé ces résultats dans une population de 45 enfants.(33)
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L’intima-media est également significativement plus épaisse chez les enfants et adolescents atteints de diabète de type 1, comme l’ont montré plusieurs études.(6, 33-36) Ces résultats montrent qu’il existe une atteinte vasculaire précoce, précédant toute symptomatologie clinique.
Différents traitements ont été testés afin d’améliorer la fonction vasculaire chez des patients souffrant de diabète de type 1. Chez des adultes, une étude randomisée en double aveugle avec placébo a analysé l’influence d’un traitement par vitamine E sur les artères. Les résultats ont montré une amélioration de la fonction endothéliale après 3 mois de traitement.(37) Une étude néozélandaise incluant 36 adolescents souffrant de diabète de type 1 a évalué les conséquences d’un traitement de 8 semaines par acide folique sur la fonction vasculaire. L’étude randomisée en double aveugle avec placebo a mis en évidence une amélioration de la FMD grâce à cette thérapie.(38)
vi) L’activité physique et la capacité cardiorespiratoire
L’activité physique est définie comme un mouvement du corps engendré par un effort musculaire, résultant en une dépense énergétique supérieure à l’état de repos.(39) Il existe différentes méthodes pour analyser cette variable. La plus connue consiste en une auto-évaluation par questionnaire. Cela laisse cependant place à de nombreuses erreurs liées à la subjectivité
de l’analyse. Une mesure objective des dépenses énergétiques journalières peut se faire en utilisant un accéléromètre porté à la ceinture pendant plusieurs jours. Ekelund et al. a démontré que cette technique est fiable dans une population pédiatrique et a défini des normes d’intensité de dépense énergétique (sédentaire à légère ; SLPA ; modérée à vigoureuse, MVPA).(40-41)
La capacité cardiorespiratoire peut être mesurée par test d’effort maximal sur tapis roulant ou ergomètre et reflète la fonction cardiaque, musculaire et pulmonaire. Cet examen calcule la consommation maximale en oxygène (VO2 max) lors d’un effort physique intense. Dans la population pédiatrique, plusieurs protocoles de tests maximaux ont été validés et sont couramment utilisés en clinique.(42-43)
10 vii) L’influence du sport sur la santé vasculaire
L’activité physique est un important facteur pour la prévention des maladies cardiovasculaires.
Chez l’adulte, le sport a un effet bénéfique sur la pression artérielle, les lipides sanguins, l’endurance cardiorespiratoire, et l’adiposité, des facteurs déterminants pour la formation de plaques d’athéromes.(39) Les recommandations internationales pour les enfants d’âge scolaire, indiquent que 60 minutes d’activité physique soutenue à modérée par jour permettent d’améliorer les facteurs de risque cardiovasculaire, réduit l’adiposité, augmente la densité osseuse et améliore le bien-être personnel.(40) De plus, ces jeunes seront plus enclins à avoir une activité physique à l’âge adulte. L’European Youth Heart Study incluant 1732 enfants et adolescents, démontre qu’une activité physique soutenue à modérée pendant 88-116 minutes par jour, réduit significativement le risque de survenue de maladie cardiovasculaire.(44)
L’American Diabetes Association recommande une pratique sportive régulière et adaptée chez les jeunes diabétiques. Cependant, dans cette population, le niveau d’activité physique est souvent réduit dû à la crainte d’une hypoglycémie, de la nécessité de contrôles glycémiques fréquents ou de difficultés à adapter les doses d’insuline à l’effort.(45)
viii) L’influence du sport sur les marqueurs précliniques non-invasifs de l’athérosclérose
Des études ont analysé les relations entre l’activité physique ou la capacité cardiorespiratoire et les marqueurs précliniques d’athérosclérose. Chez l’enfant sain, la fonction endothéliale est associée positivement au niveau d’activité physique.(46) Roche et al. ont analysé la réactivité microvasculaire de la peau, un marqueur de la santé vasculaire, chez 29 enfants et adolescents diabétiques de type 1. Les résultats montrent une corrélation négative entre le niveau de fitness cardiorespiratoire et l’atteinte vasculaire, mais ne mettent pas en évidence de lien avec l’activité physique.(47) A ce jour, aucune étude n’a encore étudié l’influence du sport sur la fonction endothéliale et l’épaisseur de l’intima-média artérielle chez les enfants et adolescents atteints de diabète de type 1.
Des interventions comprenant un programme d’activité physique structurée ont analysé l’influence du sport sur les marqueurs précliniques d’athérosclérose. Chez des adultes atteints de diabète de type 1 depuis plus de 10 ans, une étude incluant un protocole d’entrainement sur vélo d’intérieur (ergomètre) a montré une amélioration significative de la fonction endothéliale, après seulement 4 mois d’entraînement. Néanmoins, les bénéfices du sport ont disparu 8 mois après la cessation du programme.(48) Chez des adultes ayant une maladie coronarienne, Sato et al. ont constaté une diminution de l’épaisseur de l’intima média, dès 4 kilomètres de marche par jour.(49)
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Récemment, des études se sont penchées sur les mécanismes cellulaires par lesquels le sport influençait la fonction endothéliale. L’augmentation de la vitesse du flux artériel, lors d’un effort physique, provoque un stress vasculaire entraînant une libération d’oxyde nitrique (NO), pendant mais également après l’activité physique, diminuant ainsi la résistance vasculaire.(50) De plus, l’exercice semble réduire la destruction de NO via la production d’enzyme anti-oxydatif, comme l’a montré un modèle animal.(51)
ix) Hypothèse
Les patients diabétiques ont des signes précoces d’atteinte vasculaire. Nous pensons que l’activité physique peut améliorer les marqueurs précliniques d’athérosclérose.
Le diabète de type 1 conduit à une diminution de la production de NO et une augmentation de sa destruction par différents mécanismes. L’activité physique quant à elle augmente la libération de NO, et réduit sa destruction.
C’est pourquoi nous supposons que l’activité physique peut contrebalancer les méfaits dus au diabète de type 1. Si notre hypothèse se confirmait, nous disposerions d’un traitement peu onéreux, facile à mettre en place et applicable à long terme pour réduire la mortalité et la morbidité cardiovasculaires dans le diabète de type 1.
x) But de l’étude
Le but principal de notre étude était d’évaluer les marqueurs précliniques d’athérosclérose (FMD, IMT) de manière non invasive chez des enfants et adolescents atteints de diabète de type 1, comparé à des sujets sains.
Le deuxième but de l’étude était de déterminer quel volume et intensité d’activité physique pouvait influencer la santé cardiovasculaire dans cette population. Finalement nous souhaitions évaluer la relation entre le niveau d’activité physique, la capacité cardiorespiratoire, et les marqueurs précliniques de l’athérosclérose.
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Pre-clinical non-invasive markers of atherosclerosis in children and adolescents with type 1 diabetes are influenced by physical activity
Running title:
Exercise, type 1 diabetes and atherosclerosis in children Authors:
Béatrice Trigona, Yacine Aggoun, M.D., Albane Maggio, M.D., Xavier E. Martin, M.S., Laetitia M. Marchand, M.S., Maurice Beghetti , P.D., Nathalie J. Farpour-Lambert, M.D.
Institution:
Pediatric Cardiology Unit, Department of Child and Adolescent;
University Hospitals of Geneva and University of Geneva, Switzerland.
Conflict of interest: None declared
Source of funding: The Mimosa Fellowship of the Pediatric Department, University of Geneva
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Abstract
Objectives:
To measure preclinical noninvasive markers of atherosclerosis in youth with type 1 diabetes (T1DM), and to determine their associations between physical activity level and cardiorespiratory fitness (maximal oxygen consumption [VO2max]).
Study design:
This was a cross-sectional study including 32 patients with T1DM and 42 healthy subjects aged 6 to 17 years. Main outcome measures included arterial flow-mediated dilation (FMD) and intima- media thickness with high-resolution ultrasonography; physical activity by accelerometer (valid 26 patients with T1DM, 35 healthy subjects) and VO2max.
Results:
Compared with healthy control subjects, patients with T1DM had higher intima-media thickness (mean 0.50 mm [0.48-0.52, 95% CI] vs 0.48 [0.47-0.49], P= .02) and reduced FMD (4.9% [4.1-5.7]
vs 7.3 [6.4-8.1], 15 70 P= .001), VO2max (45.5 mL/kg/min [43.0-48.0] vs 48.7 [46.7-50.6], P=
.001), total 567.1 count/min [458.6-675.6] vs 694.9 [606.6-883.2], P= .001 and moderate-to- vigorous physical activity. Patients with T1DM who did more than 60 min/day of moderate-to- vigorous physical activity had similar FMD compared with relatively inactive healthy subjects, but not as high as active control subjects.
Conclusion:
Youth with T1DM present early signs of atherosclerosis, as well as low physical activity level and cardiorespiratory fitness. Endothelial function is enhanced in patients who practice more than 60 min/day of moderate-to-vigorous physical activity.
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Abbreviations
BP Blood pressure
CVD Cardiovascular diseases FMD Flow-mediated dilation IMT Intima-media thickness
MVPA Moderate-to-vigorous physical activity
NO Nitric oxide
NTGMD Nitroglycerin-mediated dilation.
SLPA Sedentary-to-light physical activity T1DM Type 1 diabetes mellitus
VO2max Maximal oxygen consumption
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Introduction
It is well known that atherosclerotic process begins in childhood(14) and is accelerated in patients with type 1 diabetes (T1DM), with cardiovascular diseases (CVD) being the major cause of morbidity and death in this population.(7-8) Impaired endothelial function is now considered an early sign of atherosclerosis in children, which precedes the atherosclerotic plaque formation and has therefore become an important noninvasive marker of cardiovascular risk,(24-25) particularly in those with T1DM.(32-33)
The structure and function of large arteries can be studied by noninvasive high-resolution ultrasonograhy. The increase of the intima-media thickness (IMT) is measured at the right common carotid artery and is considered an early sign of arterial wall remodeling. The flow-mediated dilation (FMD) of the brachial artery, a marker of endothelial cell function, is assessed by measuring the arterial diameter response to increased flow. Arterial dilation occurs mainly as the result of endothelial release of nitric oxide (NO).(27) In youth with T1DM, previous studies have demonstrated a premature thickening of the arterial IMT and impaired endothelial function after a disease duration as short as 6 months.(32-36)
The benefits of physical activity in the prevention and treatment of CVD have been very well described in adults.(39) In children, physical activity improves blood pressure, lipid profile, and body fatness,(52) which are important determinants of atherosclerosis. Enhanced blood flow in arteries induces a vascular stress that results in liberation of NO during but also after exercise.(50) This mechanism lowers vascular resistance and improves FMD. In adult patients with T1DM, a recent study has showed improvement in endothelial function after a bicycle training program;
however, changes disappeared 8 months after training cessation.(48)
The first aim of this study was to assess preclinical noninvasive markers of atherosclerosis in children and adolescents with T1DM, compared with healthy subjects. The second aim was to determine which volume and intensity of physical activity is beneficial for cardiovascular health in this population. Finally, we aimed to evaluate the relationship between cardiorespiratory fitness and markers of atherosclerosis.
Methods
This was a cross-sectional study including 32 children and adolescents with T1DM (World Health Organization criteria) and 42 healthy subjects aged 6 to 17 years old. Physical activity data by accelerometer were obtained in 26 patients with T1DM and 35 healthy subjects.
Patients with T1DM were recruited in the Pediatric Endocrinology and Diabetology Unit of the University Hospitals of Geneva and eligible subjects (32 of 45 patients) were invited to participate in the study. The disease duration was at least 1 year. Subjects with T1DM were
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excluded from the study if they (1) had no known kidney and clinical cardiovascular complication;
or another chronic disease; (2) had an orthopedic disease or injury limiting physical activity;
(3) took any medications, which may influence cardiovascular function or lipid metabolism.
Healthy subjects were recruited from peers of children with T1DM or from local schools. Subjects were asked to participate in the study if they met each of the following eligibility criteria: (1) good health and no recent (previous 2 years) systemic illness; (2) no known history of chronic disease;
(3) no orthopedic disease or injury limiting physical activity; (4) no medications, which might influence cardiovascular function, lipid, or glucose metabolism. The study protocol was approved by the Mother and Child Ethics Committee of the University Hospitals of Geneva, and a written informed consent was obtained from both parents and child.
At baseline, participants visited the Children’s Hospital from 8 to 12 A.M. The personal and medical history was assessed before testing, and the dose of insulin was calculated in children with T1DM (U/kg/d). Subjects with diabetes and healthy subjects underwent identical testing.
Observers were blinded to subject grouping. We measured body mass with light clothes at the nearest 0.1 kg with an electronic scale (Seca 701; Seca GmbH, Hamburg, Germany) and stature to the nearest 0.1 cm with a Harpenden stadiometer. We calculated body mass index as body mass/stature squared (kg/m2). The pubertal stage (Tanner) was assessed by use of a validated self-assessment questionnaire.(53)
The brachial resting blood pressure (BP) was measured 3 times at a 2-minute interval after 10 minutes of rest with the patient in the supine position with the back supported, by use of a validated automated device (Colin Press-Mate BP 8800C; Colin Medical Instruments Corporation, San Antonio, Texas). The cuff covered at least two thirds of the length of the upper arm, with the length of the bladder wrapping the arm circumference.
Noninvasive measurements of arterial geometry and function were performed with a real-time B-mode ultrasound imager (VingMed CFM800C system; VingMed Sound A/S, Horten, Norway) with a 10-MHz linear high-resolution vascular probe as previously described.(28) Imaging of the intima-media thickness (IMT) was performed in the far wall of the right common carotid artery 2 to 3 cm proximal to the bifurcation. The 2 parallel echogenic lines (double-line pattern), corresponding to the lumen-intima and media-adventitia interfaces defining the IMT, were obtained in the right carotid artery in all subjects. The correct IMT image was ‘‘frozen’’ in end-diastole by electrocardiography R-triggering, transferred to a computer, digitized into 640 x 580 peak cells with 256 grey levels, and stored for offline analysis. All offline measurements of IMT were performed by the same reader (Y.A) without knowing subject group assignment and using an automated computerized program (Iôtec System; Iôdata Processing, Paris, France).(28) Average IMT was calculated as the mean value of a great number of local IMT measurements performed every 100 mm along at least 1 cm of longitudinal length of the artery.
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The measurement field included specifically the far wall IMTand drew automatically a rectangle of at least 1 cm in length in the longitudinal axis of the vessel and of at least 0.3 cm in width, perpendicular to the wall. The computerized program of measurement located the 2 interfaces (lumen-intima and media-adventitia) by discriminating changes in gray levels inside the rectangle.
Noninvasive assessment of endothelium-dependent dilation (flow-mediated dilation [FMD]) and endothelium-independent dilation (in response to 300 µg sublingual nitroglycerin [NTGMD]) of the right brachial artery were performed by the same echocardiographic vascular linear probe as previously described.(26) After baseline measure, we assessed the dilation of the right brachial artery in response to increased flow and nitroglycerin, and FMD and NTGMD were calculated as absolute and percentage maximum increase in vessel size from baseline.
Physical fitness was measured as maximal oxygen consumption (VO2 max) assessed by direct gas analysis (Vmax Spectra; Viasys Healthcare, Hong Kong, Republic of China) during a multistage treadmill test (Marquette 2000; GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin).(42) After a sufficient warm-up, the subject ran on the treadmill at a constant speed, which varied by age and physical capacity (from 5 to 9 km/h). The grade of the treadmill was increased by 2.5% every 2 minutes until the subject was exhausted and reached the pediatric VO2 max criteria: clinical signs of exhaustion and: heart rate >95% predicted maximal heart rate for age, or respiratory exchange ratio > 1.0, or oxygen plateau < 2 mL/kg/min increase in VO2 with increasing work rate.(54) Because this test can provoke hypoglycemia, we measured capillary glucose concentration 20 minutes before and 30 minutes after testing. A supplement of glucose 15 to 30 g was given if the value was below 10 mmol/L. If the value was above 15 mmol/L, a urinary test was done to exclude the presence of ketones, which is a contraindication to exercise. None of the patients had ketones.
Objective measure of physical activity level was obtained using a uniaxial accelerometer (ActiGraph MT 6471; ActiGraph, Pensacola, Florida). The monitor was set on a 1-minute cycle, at the end of which the sum was stored in the memory. The monitor was attached at the right hip with an elastic belt and was worn all day long except during bathing or swimming. This device has demonstrated good reliability in the pediatric population.(41) The Excel software was used for data reduction and further analysis. Only periods from awakening to sleep time were analyzed.
For this study, ‘‘zero activity’’ periods of 20 minutes or longer were interpreted as being due to unworn accelerometers and were removed from the total activity count. Data were expressed as total activity counts per registered time (counts/min). We used cut-offs of different intensity levels for children as described by Ekelund et al,(40) where sedentary-to-light physical activity (SLPA) was defined as counts per minute below 1999 and moderate-to-vigorous physical activity above 2000. Subject’s data were taken into account if total counts per minute were under 4000 to exclude artifacts, and if the monitor was worn during at least 4 days, including at least
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2 week days and 1 weekend day. In this study, 26 of 32 subjects with T1DM and 35 of 42 healthy children fulfilled the above criteria. The monitor was worn for a mean of 7.4 ±1.4 days, the days being similar among groups.
Blood samples were collected at 8 A.M. via venipuncture after a 10-hour overnight fast, before insulin injection in children with T1DM. They were analyzed in our laboratory within 2 hours after venipuncture. Total cholesterol (TC), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), and triglyceride levels (mmol/L) were determined by standard automated techniques (Synchron LX20).
Low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) was calculated with the Friedewald’s formula. The intraassay and interassay coefficients of variation were 1.1% to 3.6% for TC, 2.0% to 6.8%
for HDL-C, and 2.3% to 4.6% for triglycerides, respectively. Calibration was performed every 14 days for TC and triglycerides and every 30 days for HDL-C with the Multi Synchron (Synchron, Republic of Singapore).
Glycosylated hemoglobin (HbA1c,%) was determined with a quantitative automotative technique (Synchron LX20; Synchron). The intraassay and interassay coefficients of variation were 2.8% to 2.7%, respectively. Calibration was performed every 30 days with the HbA1c Synchron. Because patients visit the diabetes clinic every 3 months, we also calculated the mean past 12 months HbA1c level (DCA 2000; Bayer AG, Zurich, Switzerland). Calibration was done once a month with a specific DCA calibration set.
Statistical analyses were performed with the statistical software program SPSS version 15.0 (SPSS, Inc., Chicago, Illinois). Data were screened initially for normal distribution. Flow-mediated dilation was transformed and successfully normalized with the square root of the value.
Results are expressed as means and 95% confidence intervals. Statistical differences between groups were determined with independent Student t test, Chi-square test, or analysis of covariance when needed. Mean blood pressure was adjusted for sex and stature, physical activity variables were adjusted for age, and aerobic fitness was adjusted for age and sex. To compare the percentage of moderate-to-vigorous physical activity among groups, we used a non-parametric test (Mann-Whitney) as the distribution was not normal. The associations between vascular variables (IMT and FMD) and physical activity variables, cardiovascular fitness, age, sex, and pubertal stage were assessed with univariate and multivariate linear regression analysis.
Differences were considered significant if P < .05.
Results
Physical characteristics and lipid concentrations of subjects are reported in Table I. Groups were not intentionally matched, but there were no differences among groups for age, sex, pubertal stage, body mass index, and stature. The body mass index was significantly higher in patients with T1DM; 4 patients with diabetes were overweight, but none were obese.(55) Lipid concentrations
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were not significantly different among groups and, as expected, patients with diabetes had significantly higher HbA1c level than control subjects. Mean disease duration was 5.1 years (4.0-6.1, CI 95%), daily insulin dose was 0.8 U/kg/d (0.7-0.9, CI 95%), and the previous 12 month HbA1c level was 8.5% (8.0%-8.9%, CI 95%). Children with T1DM had significantly lower VO2max (Δ-7%), total physical activity count (Δ-18%), and moderate-to-vigorous physical activity (Δ -31%), whereas they had higher SLPA (Δ +17%) compared with healthy subjects.
The right brachial artery baseline diameter was not significantly different between groups (Table II). Children withT1DM had higher diastolic BP and IMT, whereas they had lower FMD and NTGMD than control subjects. Prepubertal children (Tanner stage 1) with T1DM had also body mass index significantly reduced FMD (mean 5.2% [4.0%-6.6%, CI 95%] vs 8.2%
[7.4%-9.0%]), P < .001.
We divided the diabetic and healthy subjects (separately) into 2 groups, respectively: (1) equal or more than 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity; and (2) less than 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity (Figure). In children with T1DM, we found a significantly lower FMD in the inactive compared with the active group (4.2%
[3.4%-5.0%] vs 6.2% [3.9%- 8.4%]; P = .02). Interestingly, similar differences were found among inactive and active healthy subjects (5.3% [4.3%-6.3%] vs 8.9% [7.8%-10.0%], P ≤ .001). In addition, FMD was not significantly different between active patients with T1DM and inactive healthy children (P = .44), but it remained significantly lower compared with active healthy subjects (P = .02).
We performed the same analysis after excluding the 4 overweight subjects with T1DM and obtained similar results for physical characteristics, physical activity level, VO2max, blood pressure and vascular measures. Triglyceride concentrations were significantly higher in healthy controls than T1DM (P = .007); however, all values were within the normal range.
We investigated the within-group relationships between vascular variables (IMT and FMD, as dependent variables) and physical activity or cardiorespiratory fitness (as independent variables) with univariate and multivariate analysis, adjusting for age, pubertal stage, and sex. In children with T1DM, there were no associations between FMD or IMT and physical activity variables, VO2max, duration of disease or glycemic control. In healthy subjects, total physical activity accounted for 49% (beta coefficient = 0.7, P ≤ .001), moderate-to-vigorous physical activity for 34.3% (beta coefficient = 0.6, P =.001), and SLPA for 41.2% (beta coefficient = -0.4, P = .005) of the variance of FMD, respectively; however, we did not observe similar findings for IMT.
The beta coefficient represents the estimated average change in standard deviation (SD) unit.
In all subjects (n = 61 with valid accelerometer data), we performed multivariate linear regression analysis including FMD or IMT as dependent variables, and disease, age, pubertal stage, and physical activity variables (total count, moderate-to-vigorous physical activity, or SLPA).
20
We found that T1DM (beta coefficient = -0.3, P = .004) and physical activity count (beta coefficient = 0.4, P= .001) were independently associated with FMD. We observed a similar relationship for moderate-to-vigorous physical activity (beta coefficient = 0.3, P = .006) or SLPA (beta coefficient = -0.3, P = .011), but pubertal stage was also a significant determinant (beta coefficient = -0.3, P = .03) of FMD. We then repeated the analysis including VO2max instead of physical activity, adjusting for age and sex, and did not find any relationship with in all subjects (n = 61 with valid accelerometer data), we performed multivariate linear regression analysis including FMD or IMT as dependent variables, and disease, age, pubertal stage, and physical activity variables (total count, moderate-to-vigorous physical activity, or SLPA). We found that T1DM (beta coefficient = -0.3, P = .004) and physical activity count (beta coefficient = 0.4, P = .001) were independently associated with FMD. We observed a similar relationship for moderate-to-vigorous physical activity (beta coefficient = 0.3, P = .006) or SLPA (beta coefficient = -0.3, P = .011), but pubertal stage was also a significant determinant (beta coefficient = -0.3, P = .03) of FMD. We then repeated the analysis including VO2max instead of physical activity, adjusting for age and sex, and did not find any relationship with FMD or IMT. Only T1DM (beta coefficient = 0.3, P = .011) was independently associated with IMT.
Discussion
Endothelial variables were impaired even before puberty in youth with T1DM, with no evidence of clinical cardiovascular complications or dyslipidemia (annual screening), and an HbA1c level of 8.5% ±1.0% (target value 5% to 8%). Previous studies have demonstrated early modifications of endothelial function, which is considered the first sign of atherosclerosis.(32-33) Singh et al.(32) reported reduced FMD in 31 adolescents with diabetes (mean age 15 years) with a duration of disease of 6 years and no known complications. Others confirmed these findings in a cohort of 45 patients (mean age 11 years).(33) Endothelial dysfunction in T1DM appears to be due to reduced local NO concentrations caused by superoxide-mediated NO destruction.(20)
In this study, we also found increased IMT (between group difference + 0.02 mm), even in absence of dyslipidemia, suggesting that the arterial wall remodeling may be a consequence of hemodynamic stress, as previously described.(30-31) In adults, increased IMT and impaired FMD are associated with cardiovascular risk factors and coronary atherosclerosis.(22-23) A meta-analysis of 8 trials showed that a carotid IMT increment of 0.1mm increases the risk of myocardial infarction by 10% to 15% and the risk of stroke by 13% to 18%, after adjusting for age and sex.(29) We may therefore hypothesize that an augmentation of IMT by 0.02 mm (20% of 0.1 mm) in youth with T1DM, compared with healthy control subjects, may result in a higher risk of cardiovascular disease later in life. These results highlight the importance to optimize the management of T1DM during growth, particularly by motivating and supporting patients to practice regular physical exercise.
21
Reduced physical activity during childhood is an important risk factor for CVD. International recommendations indicate that school-aged children should do at least 60 minutes of moderate-to- vigorous physical activity per day to improve their cardiovascular health, reduce adiposity, and increase bone mineral density and well-being.(52) In The European Youth Heart Study including 1732 children and adolescents, Andersen et al. (44) demonstrated that the first to the third quintile of physical activity had a raised CVD risk (odds ratio from 3.3 to 2.5) compared with the most active quintile (mean time spent in moderate-to-vigorous physical activity 116 min/day in 9-year-olds and 88 minutes in 15-year-olds in the forth quintile).(44) The mean difference between the third (high CVD risk) and the forth quintile (low CVD risk) was 24 minutes in 9-year-olds and 18 minutes in 15-year-olds. In patients with T1DM, physical activity level may be reduced because of fear of hypoglycemic events, frequent capillary glucose measurements, or difficulty of adjusting insulin doses.(45) In our study, total physical activity count and the time spent in moderate-to- vigorous physical activity were significantly lower in subjects with T1DM than healthy children (mean difference -24 minutes). Moreover, almost two third of patients with diabetes were below the minimal time of moderate-to-vigorous physical activity recommended (<60 min/day).
Finally, the time spent in SLPA was significantly higher in subjects with T1DM compared with control subjects, suggesting a sedentary lifestyle (television watching, computer use, electronic games).
In healthy children, endothelial function is positively associated with physical activity level, when a validated stable isotope technique is used.(46) Exercise may indeed reduce NO destruction via the production of antioxidative enzymes, as previously reported in animal models.(51) In our study, patients with T1DM who met the international criteria of 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity had a higher FMD than inactive patients with diabetes and a FMD of same magnitude compared with inactive healthy subjects. However, it remained impaired compared with active healthy subjects. These findings indicate that physical activity may influence FMD through the active mobilization of vasodilation reserve. However, another study including 29 children and adolescents with T1DM reported no correlation between physical activity level and microvascular reactivity.(47) We hypothesize that a high intensity or volume of physical activity might be needed to offset the negative impact of T1DM.
With multiple regression analysis, we showed that T1DM, physical activity count (volume), or time spent in moderate-to-vigorous physical activity (intensity) were independently associated with FMD. Furthermore, sedentary activities (time spent in SLPA), such as television watching or computer use, had a negative influence on FMD. It is therefore important to inform parents and patients about the benefits of regular physical activity and to target at least 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity. They may need some support for adjusting insulin doses and carbohydrate intake when practicing activities.
22
In both healthy children and those with T1DM, we did not observe any relationship between IMT and physical activity. There is, to our knowledge, no information about the effects of exercise on IMT in children. In adults with coronary heart disease, Sato and al.(49) showed a significant improvement of IMT in patients walking 4 km/day.
Cardiorespiratory fitness was significantly reduced in patients with diabetes compared with healthy subjects. A recent study has demonstrated a positive and independent association between aerobic fitness (VO2max) and skin microvascular reactivity in youth with T1DM.(47) On the contrary, we did not observe any relationship between FMD or IMT and aerobic fitness, in both T1DM and healthy children. These findings may be due to the different techniques used.
Further research is needed to investigate the effects of an aerobic exercise training program on IMT and endothelial function in both populations.
Our study has some limitations. First, patients with T1DM had slightly higher Tanner stages than controls, and this may have overestimated the between-group differences for vascular variables, physical activity level, and aerobic fitness. However, when adjusted for pubertal stage, T1DM remained an independent determinant of FMD and IMT. Second, this was a cross-sectional study, which does not allow establishing causality between exercise and arterial measures. A randomized controlled trial including a structured exercise training program would be required.
Third, we measured physical activity during 1 week, and this may not reflect the annual physical activity pattern. Finally, the low proportion of active subjects with T1DM (35%), the small sample size, and the homogeneity with regard to physical activity level in the diabetic group may also have underestimated associations between physical activity or fitness and arterial measures.
Children and adolescents with T1DM who do more than 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity have higher FMD than inactive patients with diabetes, but not as high as active healthy subjects. We recommend that pediatricians encourage children and adolescents with T1DM to practice regular physical activity, including at least 1 hour per day of moderate-to-vigorous physical activity, and to reduce sedentary lifestyle to enhance cardiovascular health.
We thank the Mimosa Fellowship of the Pediatric Department, University of Geneva, which supported financially this project. We also thank the subjects for volunteering for the study, as well as Valérie Schwitzgebel, Emmanuelle Golay, François Herrmann, and the nurses of the pediatric policlinic for their assistance.
23 Table I
Physical characteristics and blood lipid concentrations in children with T1DM and healthy control subjects
Variables T1DM
n=32
Healthy n=42
P value
Age (year) 11.5 [10.2-12.8] 10.7 [9.6-11.8] .32
Sex (n of female, %) 15 (47) 25 (60) .28
Pubertal stage (n of cases per stage, from 1 to 5) 16/3/3/5/5 29/0/3/7/3
Body mass (kg) 43.1 [36.9-49.2] 38.4 [33.6-43.1] .22
Stature (m) 1.46 [1.40-1.53] 1.45 [1.40-1.51] .76
BMI (kg/m2) 19.2 [17.9-20.4] 17.4 [16.5-18.4] .03
VO2 max (ml/kg/min) 45.5 [43.0-48.0] 48.7 [46.7-50.6] <.001
Physical activity count (count/min)* 567.1 [458.6-675.6] 694.9 [606.6-783.2] <.001 Time spent in MVPA (% of total physical activity)* 7.6 [5.9-9.3] 9.7 [8.3-11.2] .006 Time spent in MVPA (min/day)* 53.3 [32.9-73.7] 77.3 [57.8-96.8] .008
N of subjects with MVPA >60 min/day(%)* 9 (35) 20 (57) .08
Time spent in SLPA (min/day)* 618.6[548.9-688.2] 514.3[425.5-603.2] <.001 Total Cholesterol (mmol/l) 4.41 [4.11-4.70] 4.14 [3.94-4.34] .13
HDL-Cholesterol (mmol/l) 1.46 [1.35-1.57] 1.38 [1.29-1.48] .28
LDL-Cholesterol (mmol/l) 2.71 [2.45-2.97] 2.50 [2.32-2.68] .17
Triglycerides (mmol/l) 0.52 [0.37-0.67] 0.57 [0.49-0.65] .50
HbA1c (%) 8.20 [7.84-8.56] 5.02 [4.94-5.11] <.001
Legend Table I: Results are means and 95% confidence intervals. Abbreviations: N: number; BMI:
body mass index; VO2max: cardiorespiratory fitness; MVPA: moderate-to-vigorous physical activity;
SLPA: sedentary-to-light physical activity; LDL: low-density protein; HDL: high-density protein; HbA1c:
glycated hemoglobin.
* 26 of 32 T1DM subjects and 35 of 42 healthy controls had valid physical activity data.
24 Table II
Blood pressure, vascular reactivity and intima-media thickness in children with T1DM and healthy control subjects
Variables T1DM
n=32
Healthy n=42
P value Systolic BP (mm Hg) 108.3[104.1-112.5] 109.0[106.3-111.7] .36
Diastolic BP (mm Hg) 57.6 [54.7-60.5] 52.8 [50.9-54.8] .003
Baseline RBA diameter (mm) 2.74 [2.57-2.92] 2.74 [2.62-2.87] .99
IMT (mm) 0.50 [0.48-0.52] 0.48 [0.47-0.49] .02
FMD (%) 4.91 [4.14-5.68] 7.28 [6.44-8.12] <.001
NTGMD (%) 20.10 [16.9-23.3] 24.38 [21.8-26.9] .04
Legend Table II: Results are means and 95% confidence intervals, Abbreviations: BP: blood pressure; RBA: right brachial artery; IMT: intima-media thickness FMD: flow-mediated dilation; NTGMD: nitroglycerin-mediated dilation.
25 Figure
Title: Comparison of arterial flow-mediated dilation among subjects meeting the international recommendations of 60 minutes per day of moderate-to-vigorous physical activity.
Legend: The square represents the mean and the error bar represents the 95% confidence interval.
Abbreviations: MVPA: moderate-to-vigorous physical activity
* Significantly lower than active T1DM and active healthy subjects (> 60 min. of MVPA), p<.05.
26
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