Effets de l'obésité et de l'inactivité physique sur les résultats de la grossesse

L'exercice pendant la grossesse est associé à l'accouchement d'enfants plus minces, plus légers et en meilleure santé (Clapp 1990, Clapp 2000). Par conséquent, l'adiposité infantile élevée et le poids à la naissance sont de bons prédicteurs de l'obésité infantile et de l'adiposité adulte (Catalano 2006, Danielzk 2002). Par conséquent, l'inactivité physique maternelle pendant la grossesse peut avoir des ramifications importantes pour l'enfant, dont les effets peuvent se prolonger jusqu'à l'âge adulte. L'exercice pendant la grossesse joue également un rôle important dans la santé de la mère. Les femmes enceintes actives ont tendance à prendre moins de poids pendant la grossesse (Clapp 1995) et à conserver moins de poids après la grossesse (O'Toole, 2003). Le gain de poids gestationnel excessif étant le facteur de risque le plus important de surpoids maternel et d'obésité post-partum, en plus d'être associé à de nombreux résultats métaboliques maternels et néonatals indésirables tels que l'adiposité et la résistance à l'insuline (Heerwagen 2010), l'impact de l'exercice sur les résultats maternels et néonataux pourrait être considérable. Les mécanismes sous-jacents à ces changements sont mal compris et les études qui s'efforcent de les exposer sont essentielles.

Il a été démontré que l'activité physique habituelle chez les personnes non gravides modifie positivement le métabolisme des lipides en augmentant l'oxydation des acides gras (Martin 1996), mais l'effet de l'activité physique sur le métabolisme des lipides maternels pendant la grossesse n'a pas été étudié. En raison de recherches antérieures suggérant qu'un environnement métabolique intra-utérin altéré peut jouer un rôle important dans la programmation fœtale (Heerwagen 2010), il est raisonnable de croire que des améliorations du métabolisme lipidique maternel peuvent contribuer à améliorer les résultats métaboliques néonataux chez les femmes enceintes qui font de l'exercice. Les données préliminaires de notre groupe ont révélé que chez les femmes enceintes obèses et maigres, le taux d'oxydation des lipides était significativement corrélé au poids à la naissance de la progéniture ; suggérant que le métabolisme des lipides maternels peut contribuer aux résultats métaboliques néonatals. Chez les femmes enceintes inactives, une altération de la capacité d'oxydation des lipides associée à une augmentation connue de la lipolyse physiologique du tissu adipeux qui se produit pendant la grossesse et l'obésité entraînerait un excès d'acides gras plasmatiques non oxydés susceptibles d'être réestérifiés dans le tissu adipeux et/ou délivrés à le fœtus. Cette série d'événements peut contribuer à l'augmentation de l'adiposité maternelle et néonatale.

De plus, la génération d'espèces réactives de l'oxygène en excès, des sous-produits connus du métabolisme des lipides, peut contribuer à des profils de stress oxydatif altérés/anormaux chez les femmes enceintes obèses. Les espèces réactives de l'oxygène sont régulées à la hausse pendant la grossesse physiologique ainsi que l'obésité non gravide, et la recherche suggère que le stress oxydatif peut être lié à de moins bons résultats néonataux (Heerwagen 2010) . Chez les personnes non gravides, il a été démontré que l'activité physique à long terme améliore les profils de stress oxydatif (Fisher-Wellman 2009). Par conséquent, les femmes qui font de l'exercice pendant la grossesse peuvent également avoir une capacité antioxydante plus élevée et des marqueurs de stress oxydatif plus faibles ; les deux pouvant contribuer à des issues néonatales favorables. Cependant, cela n'a pas encore été étudié.

On pense également que l'obésité influence négativement le métabolisme des lipides, le stress oxydatif et les résultats néonataux pendant la grossesse. Par conséquent, nous prévoyons de comparer ces paramètres chez les femmes enceintes obèses actives et obèses inactives. Cette conception de l'étude nous permettra de comparer les groupes afin de déterminer si le métabolisme lipidique maternel défavorable et les profils de stress oxydatif, et les résultats métaboliques néonataux (adiposité et résistance à l'insuline) sont davantage attribuables à l'inactivité physique ou à l'obésité. Des recherches antérieures auprès d'adultes non gravides suggèrent que la présence de comorbidité est davantage corrélée aux niveaux d'activité physique qu'au poids corporel (Blair 1989, 1999, Sui 2007). Cette constatation est contraire à une grande partie de la littérature antérieure sur la grossesse qui suggère que "l'obésité pourrait être le risque de santé le plus courant pour le fœtus en développement" (Heerwagen 2010). Les connaissances sur le métabolisme des lipides maternels et les profils de stress oxydatif et leurs relations dans les résultats néonataux chez les femmes enceintes actives et inactives peuvent guider le mode de vie et les interventions médicales conçues pour cibler les facteurs qui peuvent contribuer aux mauvais résultats de la grossesse obèse. Actuellement, nous avons collecté des données sur les femmes enceintes maigres et inactives qui peuvent être utilisées à des fins de comparaison à la fin de toute collecte de données.

Il s'agit de la première étude à examiner la relation entre l'activité physique, le métabolisme des lipides et le stress oxydatif dans la grossesse obèse. Nous prévoyons que les résultats de l'étude proposée démontreront l'importance d'un mode de vie physiquement actif pendant la grossesse (quel que soit le poids corporel) afin de maximiser la santé à court et à long terme du nouveau-né. De plus, nous espérons que ces résultats encourageront les femmes obèses et en surpoids en âge de procréer à rester ou à devenir physiquement actives en démontrant que l'inactivité physique a un effet plus important sur les mauvais résultats néonatals que l'obésité. Ces résultats sont uniques car une grande partie de la littérature actuelle se concentre sur l'impact négatif de l'obésité maternelle sur les résultats néonatals. Blair et al. a démontré de manière constante dans les populations non gravides que l'inactivité physique est un meilleur prédicteur de la mortalité toutes causes confondues que l'obésité (Blair 1989, 1999). De même, nous pensons que l'activité physique pendant la grossesse est plus importante que le simple maintien d'un poids corporel sain pour améliorer les résultats néonatals. Cette idée est nouvelle et innovante car elle n'a jamais été explorée dans le cadre de la grossesse et de l'issue de la grossesse.

En plus de déterminer l'effet de l'activité physique régulière sur les résultats néonatals, la mesure du métabolisme lipidique maternel et des profils de stress oxydatif fournira des connaissances précieuses sur les mécanismes responsables de l'amélioration des résultats chez les femmes enceintes physiquement actives. En outre, la mesure du métabolisme des lipides maternels et des profils de stress oxydatif pendant l'exercice est nouvelle et cliniquement perspicace. Ce paradigme a le potentiel de révéler des altérations du métabolisme maternel et/ou des profils de stress oxydatif qui peuvent ne pas être détectés lors de la mesure de ces facteurs au repos. De plus, la mesure du métabolisme et du stress oxydatif pendant l'exercice est cliniquement utile en fournissant des informations sur le métabolisme maternel pendant les activités qui imiteront les tâches quotidiennes du mode de vie telles que la garde des enfants, les tâches ménagères, etc. (~ 3-5 METS). Ainsi, cette conception de l'étude nous fournira des informations précieuses et une meilleure compréhension du métabolisme des lipides maternels et des profils de stress oxydatif au cours des activités quotidiennes du mode de vie.

MÉTHODES

Sujets:

Toutes les femmes qui recherchent des soins prénatals à la Clinique de santé des femmes de l'Hôpital juif Barnes/Université de Washington seront soumises à un dépistage pour l'inclusion de l'IMC en fonction de leurs antécédents à la clinique. Les sujets seront recrutés à la fin de leur 2e trimestre à la clinique de santé des femmes après avoir posé des questions sur leurs habitudes d'exercice. Toutes les patientes qui répondent aux critères de grossesse en cours seront approchées pour l'inscription à l'étude. Cette étude comparera 2 groupes de femmes enceintes entre 30 et 35 semaines de gestation. Le premier groupe sera composé de femmes obèses inactives et l'autre de femmes obèses actives. Nous recruterons ~15 sujets par groupe (N=30). Les groupes seront répartis en course.

Calcul de la taille de l'échantillon Les données de Pomeroy et al. en 2012 ont indiqué que lors de l'utilisation d'un accéléromètre pour mesurer l'activité physique et la pléthysmographie par déplacement d'air pour mesurer la composition corporelle néonatale (les mêmes mesures que nous proposons d'utiliser), le coefficient de corrélation de Spearman montrant l'association entre le niveau d'activité physique et la masse maigre néonatale est de r = 0,5226. En utilisant cette valeur R et un alpha de 0,05, 30 participants au total (15 par groupe) sont nécessaires pour alimenter correctement notre étude à 0,85 (bêta = 0,15).

Procédures d'étude :

Toutes les procédures d'étude seront effectuées à l'unité de recherche clinique (CRU) de l'Institut des sciences cliniques et translationnelles de l'Institut de médecine de l'Université de Washington (WUSM).

Visite CRU #1 sur 2 : Composition corporelle et évaluation de la condition physique (32-37 semaines de gestation) :

Composition corporelle maternelle :

Une mesure du pli cutané sera effectuée pour déterminer la composition corporelle maternelle (% de graisse corporelle). Cela sera fait en pressant les plis de la peau sur 7 sites avec un pied à coulisse et en enregistrant son épaisseur comme décrit précédemment (Jackson et Pollock 1980).

Niveaux de condition physique maternelle :

Les niveaux de condition physique de la mère seront évalués à l'aide d'un test de cycle sous-maximal sur un vélo couché. Les sujets seront assis confortablement sur le vélo tandis que les pédales sont correctement ajustées afin qu'il y ait une légère flexion du genou lorsque les jambes sont étendues. Ils passeront ensuite le test sous-maximal sur ergomètre à plusieurs étapes du YMCA conformément aux directives de l'ACSM pour les tests d'exercice et la prescription (Thompson 2010). Sady et ses collègues ont conclu que la méthode d'extrapolation VO2-Heart Rate est le moyen le plus précis de prédire le VO2max pendant la grossesse (1985), et le test YMCA utilise cette méthode. Un ECG à 3 dérivations sera appliqué pour surveiller la fréquence cardiaque pendant le test d'effort.

Niveaux d'activité physique de la mère :

L'activité physique maternelle quotidienne sera évaluée dans la semaine suivant ces tests à l'aide de l'accéléromètre ActiGraph GT3X+ (ActiGraph LLC, Pensacola, FL) afin de mesurer objectivement les niveaux d'activité physique quotidienne. Les données ActiGraph seront collectées pendant sept jours consécutifs sur le poignet non dominant à 30 Hertz. Le temps consacré à des activités sédentaires et actives (léger, style de vie, modéré, vigoureux et très vigoureux) sera calculé à l'aide d'algorithmes de Freedson et ses collègues utilisant le logiciel ActiGraph (Freedson 1998). Nous mesurerons également subjectivement les niveaux d'activité physique de la mère à l'aide du questionnaire sur l'activité physique pendant la grossesse (PPAQ). Le PPAQ est un instrument valide et fiable pour mesurer les niveaux d'activité physique pendant la grossesse (Chasan-Taber 2011). Non seulement le PPAQ nous fournira des détails supplémentaires sur leurs niveaux d'activité, mais il nous permettra de comptabiliser les activités que l'actigraphe pourrait ne pas être en mesure de détecter (c.-à-d. faire du vélo stationnaire).

Apport alimentaire et composition :

Afin de tenir compte des différences de régime alimentaire, les sujets rempliront le questionnaire II sur les antécédents alimentaires des National Institutes of Health. Cette évaluation alimentaire a été rigoureusement validée (Subar 2001) et est largement utilisée parmi de nombreuses populations différentes. La littérature antérieure démontre également que les questionnaires sur les antécédents alimentaires sont valides et reproductibles parmi les populations enceintes (Vioque 2013).

Visite CRU #2 sur 2 : Métabolisme des lipides pendant l'étude d'exercice (32-37 semaines de gestation) :

Après avoir obtenu la taille, le poids et les signes vitaux, un cathéter (IV) sera placé dans une veine de la main et chauffé dans une boîte chauffante avant chaque prise de sang. Les participants se reposeront pendant environ 30 minutes avant de mesurer le taux d'oxydation des lipides à l'aide de la calorimétrie indirecte (True One 2400, Parvo Medics, Sandy, UT). Les participants seront allongés sur le dos tandis qu'une cagoule est placée sur leur tête pendant 15 minutes pour mesurer la consommation d'oxygène et la production de dioxyde de carbone afin de déterminer le taux d'oxydation des lipides34. Après la mesure initiale de calorimétrie indirecte, une collecte de sang basale sera obtenue. Les niveaux basaux d'insuline et de glucose seront utilisés pour calculer l'insulino-résistance maternelle via un modèle homéostatique d'évaluation de la résistance à l'insuline (HOMA-IR). Après cette prise de sang, les participants s'exerceront à environ 50 % de leur VO2max prévu (sur la base du test de cycle sous-maximal du YMCA) pendant 30 minutes sur l'ergomètre à vélo couché (Lode Corvial, InMed, Nouvelle-Galles du Sud, Australie). Le sang sera prélevé à différents moments pendant l'exercice. La calorimétrie indirecte (à l'aide d'un embout buccal, d'un pince-nez et d'une version d'exercice du logiciel) sera également effectuée pendant 2 minutes à la fois pour mesurer l'oxydation des lipides et la consommation totale d'oxygène du corps pendant l'exercice à faible niveau. Après la fin de l'exercice, les participants retourneront à une position couchée. Des prélèvements sanguins de récupération seront effectués et une calorimétrie indirecte sera effectuée.

Le sang prélevé à différents moments sera utilisé pour mesurer le glucose, l'insuline, les acides gras libres, les espèces réactives de l'oxygène (F2-isoprostanes par spectrométrie de masse (également appelée 8-iso-PGF2α) (Milne 2007)) et la capacité antioxydante totale (Test de capacité antioxydante totale (TAC), Cell Biolabs, Inc., San Diego, CA). Toutes ces mesures nous aideront à mieux comprendre la résistance à l'insuline, le stress oxydatif et les mécanismes qui pourraient contribuer à l'une ou l'autre condition.

Parturition:

À la parturition, le poids maternel sera mesuré et le gain de poids gestationnel sera déterminé. Le poids, la taille et la circonférence de la tête du nouveau-né seront également obtenus. L'HOMA-IR du nourrisson et l'apport d'acides gras au fœtus seront déterminés en mesurant les concentrations plasmatiques de glucose, d'insuline et d'acides gras du cordon ombilical à la parturition. Dans les 48 heures suivant l'accouchement, la composition corporelle néonatale (masse grasse et maigre) sera mesurée par mesure de l'épaisseur du pli cutané et par pléthysmographie par déplacement d'air (Pea Pod, Life Measurement, Inc., Concord, CA) au CRU de l'UMU.

Analyse statistique : Une ANOVA à mesures répétées (groupe x temps) sera utilisée pour comparer les taux d'oxydation des lipides et les profils de stress oxydatif entre les 2 groupes pendant la grossesse avant, pendant et après l'exercice. Les coefficients de corrélation du moment du produit de Pearson pour les variables à distribution normale et les coefficients de classement de Spearmen pour les variables à distribution non normale seront utilisés pour examiner les relations entre le taux d'oxydation des lipides maternels, les marqueurs de stress oxydatif plasmatique et les résultats métaboliques néonataux. Nous pouvons également utiliser une analyse de régression pour examiner la relation entre les niveaux d'activité physique maternelle chez les femmes obèses et la composition corporelle néonatale et/ou la résistance à l'insuline (similaire à ce qui a été fait chez les femmes enceintes de poids normal par Pomeroy et al. 2012).