Effect of lifestyle changes based on physical exercise coupled with a diet on right and left regional myocardial function in metabolic syndrome

Le syndrome métabolique (SM) est une entité clinique caractérisée par le regroupement d’un ensemble de facteurs de risque, dont l’accumulation contribue à un accroissement de la morbi-mortalité cardiovasculaire. Sa prévalence n’a cessé de croître au cours de ces dernières décennies au niveau de la population mondiale, en lien notamment avec des changements du style de vie incluant une plus grande sédentarité et une alimentation riche en graisses. Le SM est classiquement associé à un remodelage et à des anomalies diastoliques qui concernent le coeur gauche ; et des travaux récents ayant eu recours à l’imagerie de déformation témoignent également d’une dysfonction régionale systolique précoce. Le coeur droit est très peu documenté et pour l’ensemble de la pompe cardiaque les mécanismes explicatifs des atteintes fonctionnelles restent largement inexpliqués. Nos connaissances quant à l’impact de mesures hygiéno-diététiques sur la fonction myocardique régionale, gauche comme droite, sont également très pauvres. Ainsi, les objectifs majeurs du présent travail sont d’évaluer dans le SM l'effet d’une intervention reposant sur une diète alimentaire couplée à un programme d’activités physiques sur la fonction myocardique régionale ventriculaire droite et gauche, et d'étudier les interrelations, à l’inclusion et en réponse aux modifications du style de vie, entre les principaux facteurs du SM et la fonction myocardique régionale. La population est composée de 100 sujets SM asymptomatiques répartis aléatoirement en 3 groupes selon la modalité d‘exercice physique (dominante « résistance » ou « endurance à intensité élevée, mixte à intensité modérée), la restriction calorique (de 500 à 700 kcal/j) étant commune à tous les patients. Un groupe témoin (n=40) apparié en âge et sexe est également étudié. Le recours à l’échographique transthoracique en mode « speckle tracking imaging » permet l’évaluation des déformations longitudinales myocardiques du ventricule gauche (VG) et de la paroi libre du ventricule droit (VD). Nos résultats confirment les anomalies régionales diastoliques et systoliques VG mais démontrent pour la première fois qu’elles concernent également le coeur droit. Notre programme interventionnel réduit la prévalence du SM et de ses facteurs individuels, et améliore significativement la fonction régionale VG et VD, tant systolique que diastolique. Le tissu adipeux viscéral, et en particulier le tissu adipeux épicardique, l’inflammation systémique, impliquant à la fois les adipocytokines pro- (PAI-1, TNF-α) et anti-inflammatoires (adiponectine) et l’hyperglycémie chronique, facteurs impactés par le SM et améliorés en réponse à l’intervention, apparaissaient comme des contributeurs indépendants importants de la dysfonction régionale droite et gauche. Le rôle du tissu adipeux épicardique semble central, potentiellement via des effets autocrines et paracrines, ce tissu devrait ainsi constituer une cible thérapeutique future d'intérêt majeur dans le traitement des maladies cardiométaboliques.The metabolic syndrome (MetS) is a clinical entity which is characterized by the combination of a set of risk factors, the accumulation of which contributes to a high risk of cardiovascular disease. Its prevalence has grown steadily during the past decades, principally as a result of poor eating habits and sedentary lifestyle. The SM is classically associated with cardiac remodeling and diastolic abnormalities involving the left heart; and recent studies using cardiac imaging deformation also reflect a regional early systolic dysfunction. The right heart is poorly documented and for both right and left heart underlying mechanisms of functional impairments remain largely unknown. Our knowledge about the impact of lifestyle changes on left and right myocardial function are also very poor. Thus, the main objectives of this thesis were to evaluate in MetS patients the effect of lifestyle intervention based on food diet with exercise training on right and left ventricular regional myocardial function, and to study the relationships, at baseline and in response to changes in lifestyle, among the main factors of MetS and regional myocardial function. The population consisted of 100 asymptomatic MetS male and female randomly divided into 3 groups according to exercise modality (dominant high-intensity "resistance" or " endurance”, or mixed of moderate intensity), caloric restriction (500 to 700 kcal / d) being common to all patients. A control group (n = 40) matched by age and sex was also evaluated. The use of transthoracic ultrasound in the "speckle tracking imaging" mode allowed the assessment of longitudinal myocardial deformations of the left ventricle (LV) and the free wall of the right ventricle (RV). Our results confirmed the regional LV diastolic and systolic abnormalities previously described in the literature but demonstrated for the first time they also concern the right heart. Our interventional program reduced MetS prevalence and its individual factors, and significantly improved both systolic and diastolic LV and RV regional dysfunction. Visceral adipose tissue, especially epicardial adipose tissue, systemic inflammation, involving both pro- (PAI-1, TNF-α) and anti-inflammatory (adiponectin) adipocytokines as well as chronic hyperglycemia, all factors affected by MetS and significantly improved in response to the intervention, appeared as significant independent contributors of the right and left regional dysfunction. The role of the epicardial adipose tissue seems central, potentially via autocrine and paracrine effects, and this tissue should thus be considered as future therapeutic target of major interest in the treatment of cardiometabolic disease