Conséquences métaboliques et fonctionnelles du changement des tissus adipeux et musculaires au cours du vieillissement et de l’obésité chez l’Homme

Metabolic and functional consequences of changes in adipose and muscle tissue during aging and obesity in humans

• Auteur / Autrice : Clément Lahaye
• Direction : Yves Boirie, Kiyoka Kinugawa-Bourron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 19/09/2022
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de nutrition humaine (Clermont-Ferrand)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kiyoka Kinugawa-Bourron, Marc Verny, Christelle Guillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agathe Raynaud-Simon, Marc Bonnefoy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Obésité

Sarcopénie

Vieillissement

Mots clés libres

Age

Vieillissement

Composition corporelle

Sarcopénie

Graisse ectopique

Myostéatose

Syndrome métabolique

Syndrome d’apnée du sommeil

Obésité

PQCT

Dépense énergétique

Inflammation

Age

Aging

Body composition

Sarcopenia

Ectopic fat

Myosteatosis

Metabolic syndrome

Sleep apnea syndrome

Obesity

PQCT

Energy expenditure

Inflammation

Résumé

Le vieillissement s’accompagne de modifications majeures de la composition corporelle, tant quantitatives que qualitatives. Le tissu adipeux s’accroit en particulier dans ses localisations ectopiques tandis que la masse musculaire diminue en quantité et en qualité (sarcopénie). Ces modifications sont associées à des modifications fonctionnelles (baisse de force musculaire et des performances physiques) et métaboliques (syndrome métabolique et inflammation) qui font le terrain de pathologies telles la dénutrition, l’obésité ou les maladies cardio-vasculaires. Ces changements des tissus adipeux et musculaires sont très progressifs et hétérogènes entre individus, ce qui pose le problème de leur évaluation en pratique clinique au lit du malade, avant le stade de complication, afin de mettre en place une prise en charge adaptée.Les objectifs de ce travail étaient donc d’étudier les conséquences fonctionnelles et métaboliques associés à ces changements dans des populations âgées ou obèses vieillissantes, et d’évaluer la pertinence des outils innovants de détection de ces changements.Concernant le modèle de l’obésité, nous avons montré l’importance de multiples localisations adipeuses ectopiques, notamment épicardique, viscérale abdominale et intra-musculaire (myostéatose) y compris chez des jeunes adultes. Ces localisations s’accompagnaient de multiples conséquences cardiométaboliques (insulino-résistance et stéatose hépatique, élévation du score de Framingham et graisse épicardique dans l’étude Risqoscan), inflammatoires (défaut de polarisation en Macrophage M2 anti inflammatoire dans l’étude Mephisto).Concernant le vieillissement, nous avons montré la fréquence de la sarcopénie et de ses conséquences fonctionnelles dans l’étude Fall-A-Sleep (population admise en unité de gériatrie aiguë) et dans l’étude Cinema (résidents d’EHPAD), et l’intérêt, d’une part, de l’activité physique dans la prévention de la sarcopénie dans l’étude Chronos (population en bonne santé entre 25 et 75 ans) et, d’autre part, d’une meilleure adaptation de l’alimentation aux besoins énergétiques individuels dans l’étude Cinema.Concernant les méthodes d’explorations, nous avons montré la faisabilité et la pertinence des outils scanographiques pour l’analyses des graisses épicardique et viscérale abdominale (étude Risqoscan), du PQCT pour la myostéatose (étude Risqoscan) et de l’échographie de cuisse ou de l’électromyogramme de surface pour la sarcopénie (Etude Chronos).De plus, la présence d’un syndrome d’apnée du sommeil, révélatrice de localisations adipeuses ectopiques cervico-tronculaires (comme dans l’étude Risqoscan) constitue un facteur pronostique défavorable (hypersensibilité à la douleur dans l’étude Douleur-Obésité, inflammation, durée de séjour et surmortalité dans l’étude Fall-A-Sleep).En conclusion, les changements des compartiments musculaires et adipeux interviennent progressivement et de façon longtemps méconnue jusqu’à la survenue de complications. De nombreux outils de détection performants existent mais restent peu accessibles. De plus, la promotion efficace de prises en charges personnalisées, reposant notamment sur l’augmentation de l’activité physique tout au long de la vie et l’optimisation des apports protéino-énergétiques, reste une problématique non résolue.

Aging is accompanied by major changes in body composition, both quantitative and qualitative. Adipose tissue increases in particular in its ectopic locations while muscle mass decreases in quantity and quality (sarcopenia). These changes are associated with functional (reduced muscle strength and physical performance) and metabolic (metabolic syndrome and inflammation) changes that lead to pathologies such as malnutrition, obesity or cardiovascular diseases. These changes in adipose and muscle tissues are very progressive and heterogeneous between individuals, which raise the problem of their evaluation in clinical practice at the patient's bedside, before the stage of complication, in order to set up appropriate management. The objectives of this work were therefore to study the functional and metabolic consequences associated with these changes in aging elderly or obese populations, and to assess the relevance of innovative tools for detecting these changes. Regarding the model of obesity, we have shown the importance of multiple ectopic adipose localizations, in particular epicardial, abdominal visceral and intramuscular (myosteatosis) including in young adults. These localizations were accompanied by multiple cardiometabolic consequences (insulin resistance and hepatic steatosis, elevation of the Framingham score and epicardial fat in the Risqoscan study), inflammatory (defect of anti-inflammatory Macrophage M2 polarization in the Mephisto study). Regarding aging, we showed the frequency of sarcopenia and its functional consequences in the Fall-A-Sleep study (population admitted to an acute geriatric unit) and in the Cinema study (nursing-home residents), and the interest, on the one hand, of physical activity in the prevention of sarcopenia in the Chronos study (healthy population between 25 and 75 years old) and, on the other hand, of a better adaptation of supply to individual energy needs in the Cinema study. Regarding exploration methods, we have shown the feasibility and relevance of CT tools for the analysis of abdominal epicardial and visceral fat (Risqoscan study), PQCT for myosteatosis (Risqoscan study) and muscular echography or surface electromyogram for sarcopenia (Chronos study). In addition, the presence of a sleep apnea syndrome, revealing cervico-troncular ectopic fatty localizations (as in the Risqoscan study) constitutes an unfavorable prognostic factor (hypersensitivity to pain in the Pain-Obesity study ; inflammation , length of stay and excess mortality in the Fall-A-Sleep study). In conclusion, the changes of the muscle and fat compartments occur gradually and in a long unrecognized way until the onset of complications. Many powerful detection tools exist but remain insufficiently accessible. In addition, the effective promotion of personalized care, based in particular on increasing physical activity throughout life and optimizing protein-energy intake, remains an unresolved issue.