L’exercice physique comme stratégie d’amélioration de la fonction endothéliale

L’exercice physique : définition et caractéristiques

Selon l’OMS, l’activité physique au sens large inclut « tout mouvement, produit par les muscles squelettiques, responsable d’une augmentation de la dépense énergétique » (« OMS | Activité physique » 2015). De nombreuses études montrent que l’activité physique est un très bon moyen pour prévenir la mortalité cardiovasculaire tant en prévention primaire, pour des sujets porteurs d’un ou plusieurs facteurs de risque, que secondaire, et qui concerne ceux qui ont déjà présenté un accident cardiovasculaire (Bassuk et Manson, 2005; Casillas et al., 2007; Pedersen et Saltin, 2006). Il existe également une prévention tout en amont qui concerne les individus sains, dont l’objectif est de prévenir l’installation de facteurs de risque cardiovasculaire. Toutefois, les avantages attendus de la pratique d’une activité physique dépendent fortement de la nature de cette activité. En effet, plusieurs facteurs entrent en jeu dans la détermination de l’activité physique tels que le type, l’intensité, la fréquence ou encore la durée de l’exercice physique (Vanhees et al., 2012). L’exercice physique est généralement réparti en deux types : un travail en endurance, faisant intervenir la filière énergétique aérobie, ou un travail en résistance, faisant plutôt intervenir la filière anaérobie. L’intensité de l’exercice peut être évaluée selon plusieurs critères et peut être exprimée en termes d’intensité absolue ou relative. L’intensité absolue se réfère au taux d’énergie dépensée durant l’exercice et s’exprime généralement en kcal/min ou MET pour Metabolic Equivalent Task (1 MET correspond à la dépense énergétique de repos soit γ,5 ml/min par kg d’O2). L’intensité relative de l’exercice est exprimée par rapport à la puissance maximale, ou charge, maintenue durant l’exercice, correspondant généralement au pourcentage de la capacité maximale aérobie (VO2max). Par ailleurs, l’intensité de l’exercice peut également être exprimée en pourcentage de fréquence cardiaque maximale (FCmax) ou de fréquence cardiaque de réserve (FCR) (Gremeaux et Bouillet, 2012; Vanhees et al., 2012). De plus, l’exercice 63 de type aérobie peut être effectué en continu ou en intervalle. Bien que la plupart des protocoles d’entraînement repose sur un entraînement aérobie continu et à intensité modérée, de nombreuses études soulignent également les avantages de l’exercice en intervalle. Un des principaux avantages de ce type d’entrainement est d’effectuer des périodes d’effort à forte intensité, permettant ainsi de bien stimuler le cœur (Tjønna et al., 2008; Wisløff et al., 2007). Toutefois, comme ce type d’entrainement expose les sujets à des intensités d’effort proche de leur maximum, des intervalles de repos actif suffisamment longs sont donc à prévoir entre chaque intervalle d’effort (MacDonald et Currie, 2009). De plus, ce type d’exercice présente l’avantage d’être motivant au contraire de l’entrainement en continu, pour lequel les exercices sont longs et répétitifs (Tjønna et al., 2008; Wisløff et al., 2007)

Effets bénéfiques de l’exercice physique

Effets de l’exercice physique sur l’obésité

Le niveau d’activité physique est un des déterminants majeurs de l’évolution de la composition corporelle. Des études effectuées sur des modèles de rats obèses ont permis d’observer que la pratique d’un exercice physique permet de diminuer la masse grasse viscérale, la pression artérielle, la résistance à l’insuline, et améliore le profil lipidique (Pinheiro et al., 2007; Touati et al., 2011). De études épidémiologiques ont par ailleurs associé la réduction de l’activité physique à une augmentation de la prévalence de l’obésité chez l’adulte (Wing, 1999). De ce fait, l’exercice physique a été recommandé comme traitement contre l’obésité (Votruba et al., 2000). Chez les femmes obèses, la pratique hebdomadaire d’au moins γhγ0 d’exercice d’endurance est associée à une diminution importante du risque d’évènements coronariens, par rapport à celles qui pratiquaient moins d’une heure d’activité physique (Li et al., 2006). Par ailleurs, selon Meyer et al. (Meyer et al., 2006), un programme d’exercice de 6 mois permet de 64 réduire le poids corporel et la pression artérielle et améliore les paramètres lipidiques (diminution des LDLc, des triglycérides et du ratio LDLc/HDLc) chez des jeunes obèses. Une diminution des facteurs de risque cardiovasculaire a également été rapportée chez des sujets en surpoids (Tjønna et al., 2009).

Effets de l’exercice physique sur la fonction vasculaire

Il est admis que l’exercice physique joue un rôle important au niveau du système vasculaire (Santos-Parker et al., 2014) tandis que la sédentarité est considérée comme un facteur de risque individuel important de maladies cardiovasculaires (Lakka et al., 1994). Laufs et al. ont, par ailleurs, démontré que l’inactivité physique était responsable d’une augmentation du stress oxydatif, d’une altération de la fonction endothéliale et du développement de l’athérosclérose (Laufs et al., 2005). Plusieurs paramètres entrent en jeu afin de permettre d’ajuster l’activité physique en fonction des objectifs attendus. Toutefois, la fréquence, l’intensité, la durée ou encore le type d’exercice sont les principaux critères à prendre en compte dans le choix du programme d’entrainement (Duclos et al., 2010). Peu d’études ont été réalisées concernant les effets de ces paramètres sur l’amélioration de la fonction endothéliale. Il a cependant été observé que le type d’exercice le plus adapté pour stimuler la fonction endothéliale est l’entraînement en endurance, bien que certaines études aient rapporté une stimulation de la vasodilatation endothélium dépendante grâce à un entraînement en résistance pas trop intense (De Filippis et al., 2006; DeSouza et al., 2000; Meyer et al., 2006).

Chez le sujet sain

Des études expérimentales menées chez le rat ont pu mettre en évidence qu’un programme d’entraînement de 4 semaines entraînait une amélioration de la réponse 65 vasodilatatrice endothélium-dépendante, via une augmentation de la biosynthèse du NO endothélial dans les artérioles des muscles squelettiques (Sun et al., 1994). L’étude sur aorte isolée abdominale de rats a également permis d’observer une augmentation de la vasodilatation induite par l’ACh et une augmentation de la concentration intracellulaire de la eNOS dans la paroi aortique (Delp et Laughlin, 1997). Les effets bénéfiques de l’exercice physique ont également pu être mis en évidence chez les sujets sains. Clarkson et al., qui se sont intéressés à l’effet d’un programme d’entraînement physique de 10 semaines, comprenant des exercices de type aérobie et anaérobie, chez des jeunes sujets sains normo-pondérés, ont pu démontrer une amélioration significative de leur fonction endothéliale (Clarkson et al., 1999). Ces effets n’ont toutefois pas pu être observés dans certains autres travaux.

Chez le sujet obèse

Les bienfaits de l’exercice physique sur la fonction endothéliale ont largement été étudiés dans le cas des complications cardiovasculaires. La plupart des travaux s’accordent sur le fait que l’activité physique stimule la fonction endothéliale, prévient l’apparition d’un dysfonctionnement endothélial et permet la restauration de fonctions endothéliales dégradées (De Filippis et al., 2006; Okada et al., 2010; Pellegrin et al., 2009; Walther et al., 2004). Toutefois, les mécanismes exacts impliqués dans les bénéfices de l’exercice physique restent à ce jour encore non totalement élucidés. Les bénéfices de l’exercice sur la dysfonction endothéliale associée à l’obésité ont bien été étudiés sur le plan expérimental et clinique. Des études ont en effet permis de démontrer que l’exercice physique restore la vasodilatation endothélium-dépendante et diminue le stress oxydant chez des souris obèses (Moien-Afshari et al., 2008). Une 66 amélioration du profil inflammatoire et oxydatif a également été rapportée chez des rats obèses suite à 1β semaines d’exercice (Touati et al., 2015). Par ailleurs, de nombreuses études indiquent qu’un exercice régulier de moyenne (8 semaines) ou de longue durée (6 mois) corrige la fonction endothéliale chez les sujets obèses (Meyer et al., 2006; Watts et al., 2004). Les effets bénéfiques de l’exercice physique sur la fonction endothéliale ont également été rapportés chez les adolescents (Woo et al., 2004) et les enfants obèses (Watts et al., 2004). De plus, les mêmes résultats sont observés, que l’exercice soit combiné ou non à un régime hypocalorique (Sciacqua et al., 2003; Woo et al., 2004).