Effets bénéfiques de l’exercice physique sur la fonction vasoactive

Depuis quelques années, un nouvel acteur impliqué dans la régulation de la fonction vasculaire est apparu : le tissu adipeux périvasculaire (PVAT). En condition physiologique, celui-ci semble participer au maintien de l’homéostasie vasculaire grâce notamment à des échanges de molécules vasoactives avec les cellules de l’endothélium et du muscle lisse vasculaire (Lohn et al., β00β ; Wojcicka et al., β010). Cependant, en situation pathologique, comme dans le cadre de l’obésité ou du syndrome métabolique, ce tissu adipeux semble participer à l’installation de dysfonctions vasculaires (Ketonen et al., β010 ; Marchesi et al., β009). L’exercice physique est connu pour être une stratégie préventive et thérapeutique intéressante dans le traitement des pathologies cardiométaboliques (Roque et al., β01γ). En effet il permet, en augmentant la biodisponibilité du NO, de prévenir ou d’améliorer la fonction vasculaire chez des sujets sains comme chez des sujets souffrants de désordres métaboliques (Maiorana et al., β00γ). Plus récemment, des travaux ont démontré que l’exercice physique est capable de modifier le phénotype et le métabolisme du tissu adipeux, réduisant ainsi ses effets délétères sur la physiologie cardiovasculaire (Thompson et al., β01β). Néanmoins, aucune étude à ce jour ne s’est intéressée aux effets de l’exercice physique sur le PVAT dans le cadre de pathologies métaboliques. Ainsi, au cours de cette étude, nous avons évalué, chez un modèle de rats syndromes métaboliques, les effets de l’exercice physique sur la bio communication entre le PVAT et la fonction vasculaire. Une attention toute particulière a été portée sur le couple stress oxydant / eNOS..

Des rats males Wistar ont été soumis à un régime riche en lipides et en sucre (HFS : high fat high sucrose) pendant 15 semaines. Après 6 semaines, les rats ont été assignés aléatoirement au groupe de rat sédentaire (HFS) ou entraînés (HFS-Ex). Des tests de vasoréactivité de l’aorte ont été réalisés sur ces animaux au terme du régime, en présence ou non de PVAT autour du vaisseau. Dans un deuxième temps, nous avons évalué l’influence du secretome des PVAT de rats contrôles (Ctrl), HFS et HFS-Ex, sur des anneaux d’aortes saines. Afin de caractériser ce PVAT, des coupes histologiques ont été réalisées permettant de visualiser le phénotype du PVAT, et d’évaluer la production d’espèces oxygénées réactivespar fluorescence. Enfin, l’expression protéique de la thermogénine (UCP-1), de l’adiponectine, de la eNOS ainsi que sa phosphorylation (Ser 1177), a été mesurée au sein du PVAT et du secretome. L’expression et la phosphorylation de la eNOS ont été quantifiées au niveau du tissu artériel.

Au terme du régime, la masse et la « brunisation » du PVAT des rats HFS avait tendance à être augmentée par rapport au groupe Ctrl. De manière intéressante, l’exercice a permis de normaliser la masse du PVAT et de potentialiser le phénomène de « brunisation » du tissu. Nous avons observé qu’en l’absence de PVAT, le régime HFS avait tendance à altérer la relaxation liée à l’endothélium, alors que lorsque le PVAT était présent autour de l’artère HFS, sa sensibilité à l’ACh était augmentée. L’exercice physique a permis de potentialiser la relaxation endothélium-dépendante et la sensibilité du muscle lisse vasculaire au monoxyde d’azote, et ceci était encore plus marqué en présence du PVAT. De manière intéressante, le sécrétome du PVAT d’animaux HFS sédentaire est à l’origine d’une dysfonction endothéliale marquée alors que ce phénomène n’est pas observé chez le sécrétome du PVAT d’animaux HFS-Ex. Il est de plus intéressant de noter que l’exercice physique permet de prévenir les effets délétères du régime HFS sur la voie adiponectine/eNOS et de limiter la production d’ERO dans la paroi vasculaire. Cette 3ème étude de mon travail de doctorat, a permis de montrer que l’exercice physique permet de prévenir les modifications des propriétés vaso-actives du PVAT liées à un régime HFS. Ce phénomène pourrait être expliqué par une amélioration du statut oxydant de la paroi artérielle, et à une potentialisation de la voie adiponectine/eNOS par l’exercice physique.

Training impact the adiponectin-eNOS pathway and ROS production in PVAT.

In arterial tissue, vasodilatation is mainly mediated by eNOS-NO dependent vascular smooth muscle relaxation (Ignarro et al., 1999). The eNOS is largely express in the vascular endothelium, but recently has also been observed in PVAT (Xia et al. β016; Gil-Ortega et al., β010). Next, we measured the impact of our experimental conditions on eNOS level and phosphorylation on its main activation site serine1177 (eNOS-P). In PVAT free aorta, HFS diet only tended to reduce eNOS level (P=0.1β; Suppl Figure 1) and has no effect on eNOS-P. In line with previous work (Davis et al., β00γ; Dimmeler et al., 1999), exercise training increased both eNOS level and eNOS-Pser1177 (Suppl Figure 1).We next focused our biochemical assay on PVAT. Interestingly, as evidenced by western blot analyses, HFS diet reduced both eNOS level and eNOS-P in PVAT (Figure 4A). Exercise training in HFS rats.