Trait drépanocytaire et exercice, effet de l'environnement chaud (TDex)

Introduction

La drépanocytose est une maladie héréditaire caractérisée par une hémoglobine anormale appelée hémoglobine S ou hémoglobine falciforme dans les globules rouges des sujets. La forme homozygote (hémoglobine SS) provoque la drépanocytose et est la forme la plus grave de drépanocytose. La maladie de l'hémoglobine SC et la thalassémie de l'hémoglobine Sβ sont deux autres formes courantes de drépanocytose. Les porteurs du trait drépanocytaire sont les personnes qui ont hérité de l'hémoglobine S d'un parent et d'une hémoglobine A normale de l'autre (AS hétérozygote). Ces personnes sont généralement en bonne santé. Cependant, de plus en plus de cas de complications graves ont été rapportés, notamment lors d'efforts et de séjours en altitude comme des troubles hémorhéologiques et microcirculatoires, et des rhabdomyolyses. Un pourcentage accru de maladie des globules rouges a été observé chez les porteurs du trait drépanocytaire (AS) par rapport à l'individu normal après 45 minutes de marche à 33°C de température. Les individus AS ont également montré une altération de la déformabilité du sang rouge au repos, à la fin et 24 heures après l'exercice maximal par rapport aux individus normaux AA, montrant la vulnérabilité des globules rouges de ces sujets apparemment sains. La rigidité des globules rouges ainsi que la viscosité du sang ont également augmenté dans le groupe AS par rapport au groupe AA, en conséquence le risque d'accidents vasculaires augmente. Chez les athlètes et les combattants militaires, un effondrement de l'exercice et une mort subite associés au trait drépanocytaire ont été observés. Plusieurs cas de mort subite chez des individus SA ont été rapportés par de nombreux auteurs au cours de l'exercice, cependant les causes exactes restent très mal connues.

Comme contraintes liées à l'exercice en climat tropical, il a été observé une diminution de la puissance et de la volémie due à la déshydratation, détournement du volume sanguin vers les territoires cutanés. Il a également été rapporté une altération du métabolisme glucidique.

Nos objectifs dans ce travail sont :

• Pour caractériser la réponse microvasculaire à l'exercice dans un environnement chaud chez les jeunes adultes actifs drépanocytaires,
• Mettre en évidence les mécanismes biologiques sous-jacents aux éventuelles spécificités de réponse microvasculaire des porteurs du trait drépanocytaire,
• Décrire les conséquences vasculaires des perturbations métaboliques postprandiales induites par l'exercice en milieu chaud,
• Comprendre le métabolisme du glucose à jeun et post-prandial au repos, pendant et après l'effort,
• Tester la récupération dans un environnement thermique neutre (22 °C) comme moyen de normaliser la fonction vasculaire post-exercice.

protocole experimental

Trente hommes volontaires (15 sains : AA et 15 porteurs du trait drépanocytaire : AS) non fumeurs, âgés de 18 à 30 ans, IMC compris entre 19 et 25 kg/m2 vivant dans les Caraïbes depuis au moins 6 mois seront inclus dans l'étude. Tous les sujets seront en bonne santé physiquement actifs (≥ 3h/semaine) sans antécédent de coup de chaleur pendant l'exercice. Ils ne prennent aucun médicament et ne consomment pas régulièrement d'alcool.

Les participants seront soumis à quatre séances expérimentales :

1. Une séance de familiarisation au jeûne dans un environnement chaud (33 °C) au cours de laquelle les paramètres de repos tels que l'indice d'hyperémie réactive, la température tympanique, la fréquence cardiaque, l'oxygénation cérébrale et musculaire, la vitesse de l'onde de pouls et l'électrocardiogramme (ECG) seront mesurés. Puis un test d'intensité d'effort (VO2max) sera effectué suivi d'un entretien médical.

   Les 3 autres séances seront réalisées tôt le matin à jeun avec 45 minutes d'exercice sur ergocycle. L'exercice comprend 15 minutes d'échauffement, puis il sera demandé aux participants de pédaler le plus vite possible pendant 6 secondes. Le test de 6 secondes sera répété 2 fois ou plus avec récupération à chaque fois. Pendant l'effort, l'hydratation sera contrôlée (2,5 ml d'eau/kg toutes les 15 minutes), la consommation d'oxygène sera mesurée ; et la fonction microvasculaire et des échantillons de sang prélevés à différents moments de l'expérience dans chaque session (T0, T60, T75, T90, T120). Le design de cette étude est un essai croisé divisé en 3 sessions présentées dans un ordre randomisé :

2. Exercice réalisé dans un environnement chaud (33 °C) avec récupération dans le même environnement.
3. Exercice et récupération effectués dans un environnement de contrôle (thermoneutre) (22 °C)
4. Exercice réalisé en ambiance chaude (33°C) avec récupération en ambiance thermoneutre (22°C).

A la fin de chaque session, un repas standardisé sera remis à chaque participant.

Cette étude sera menée conformément aux lignes directrices élaborées dans la Déclaration d'Helsinki, et toutes les procédures ont été approuvées par le Comité pour la protection des personnes Est-III. Un consentement éclairé écrit sera obtenu de tous les participants.

Procédures biochimiques

Des échantillons de sang seront utilisés pour des tests hémorhéologiques (viscosité du sang, rigidité, agrégabilité et falciformation des globules rouges, etc.) Des dosages de créatine kinase (CK-MM, MB), de myoglobine et de troponine seront effectués pour évaluer le degré de rhabdomyolyse et le l'intégrité du cœur.

La glycémie et la lactatémie seront déterminées à l'aide de bandelettes. Les dosages de cortisol, d'insuline, d'adrénaline, de glucagon et de lactate déshydrogénase (LDH) seront effectués à l'aide de kits appropriés.

Le profil inflammatoire plasmatique sera déterminé en mesurant des marqueurs tels que la myéloperoxydase (MPO), le malondialdéhyde (MDA), les produits protéiques d'oxydation avancés (AOPP), la nitrotyrosine et l'endothéline-1 à l'aide de kits appropriés.

Les molécules d'adhésion telles que VCAM-1, ICAM-1 et la P-sélectine seront mesurées à l'aide du kit ELISA de Diaclone ou Eurobio.

Le stress oxydatif sur les globules rouges sera évalué en mesurant le rapport glutathion GSSH/GSSG, la superoxyde dismutase (SOD), la catalase et la glutathion peroxydase (GPx).

Analyse statistique Les données seront exprimées sous forme de moyennes avec leurs erreurs standard. Les analyses statistiques seront effectuées avec SPSS pour MAC et p < 0,05 considéré comme statistiquement significatif.

Toutes les données seront analysées en utilisant une ANOVA à mesures répétées suivie de comparaisons post hoc avec le test t apparié de Student. Les tests de Kolmogorov-Smirnov, Newman Keuls et Duncan seront appliqués le cas échéant.

Résultats attendus

• Meilleure compréhension des mécanismes physio-pathologiques conduisant à des événements vasculaires sévères suite à un exercice physique en climat tropical chez les porteurs sains de la drépanocytose.
• Ouverture de pistes pour l'identification de programmes d'activités physiques et d'interventions nutritionnelles adaptées aux drépanocytaires en milieu chaud.
• Compréhension des mécanismes conduisant aux perturbations du métabolisme du glucose sous climat tropical chez les sujets AA et SA.