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Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com

Science & Sports 23 (2008) 189–192

Communication brève

Balance des substrats à l’exercice chez des patients infectés par leVIH 1 et présentant un syndrome lipodystrophique

Effet d’un réentraînement ciblé par la calorimétrie d’effort�

Balance of substrate oxidation during exercise in HIV-1infected patients suffering from lipodystrophyEffect of calorimetry-targeted exercise training

C. Fédou a,c, J. Fabre b,c, V. Baillat b,c, J. Reynes b,c, J.F. Brun a,c,∗, J. Mercier a,c

a Inserm ERI25, service central de physiologie clinique, centre d’exploration et de réadaptation des anomalies du métabolismemusculaire (CERAMM), CHU de Montpellier, hôpital Lapeyronie,

34295 Montpellier cedex 05, Franceb Services des maladies infectieuses, CHU de Montpellier, hôpital de

Saint-Éloi, Francec Service d’endocrinologie, CHU de Montpellier,

hôpital Lapeyronie, France

Disponible sur Internet le 2 mai 2008

ésumé

Objectifs. – Le syndrome lipodystrophique du patient infecté par le VIH et la dyslipidémie qui l’accompagne sont améliorés par un réentrainementiblé au premier seuil ventilatoire (Sv1), mais chez ces patients la signification métabolique de ce Sv1 n’est pas évidente. Nous avons tenté deéterminer les liens entre ce Sv1 et la calorimétrie d’effort et d’étudier les effets d’un réentraînement ciblé au niveau maximal d’oxydation desipides (Lipoxmax) déterminé par cette dernière technique, sur ce tableau métabolique.

Méthodes. – Vingt et un sujets (trois femmes, 18 hommes, âge : 46,05 ± 1,7 ans, taille : 1,72 ± 0,02 m ; poids : 69,10 ± 2,47 kg), stables sur lelan immmunologique et thérapeutique, ont bénéficié d’une évaluation anthropométrique (impédancemétrie, coupe tomodensitométrique L4/L5),iologique et de l’aptitude physique au cours d’un test d’effort maximal avec détermination des seuils ventilatoires et une calorimétrie indirecte’effort pour mesurer l’oxydation des lipides et des glucides au cours de quatre paliers sous-maximaux de six minutes. Sur la base de ce dernierest dix sujets ont été réentraînés un an et retestés à l’issue de cette période.

Résultats. – Le point de croisement (PCX) définissant le niveau de passage à une utilisation majoritaire des glucides est abaissé à 43,47 ± 5,9 watts,oit 32,29 ± 4,4 watts en moyenne au dessous du Sv1 situé à 76,33 ± 5,5 watts. Le Lipoxmax est situé à 49,59 ± 4,53 watts. Si le Sv1 et le PCX sont

ien corrélés (r = R = 0,762 ; p < 0,01) leur fort décalage indique que ce n’est pas le passage à une utilisation majoritaire des glucides qui expliquee début de l’hyperventilation et donc, le Sv1. Le point de croisement est, par ailleurs, fortement corrélé à la triglycéridémie (r = 0,5849 ; p = 0,0137)t, plus faiblement, à la cholestérolémie (r = 0,5119 ; p = 0,0357). Chez les dix sujets réentraînés au Lipoxmax après un an, on note une augmentation

compagnant d’une réduction du cholestérol total (passant de 2,58 + 0,31

e la VO2maxqui passe de 26,49 ± 1,36 à 31,13 ± 1,70 (p < 0,01), s’ac

2,03 + 0,15) et des triglycérides (passant de 2,09 ± 0,35 à 1,98 ± 0,64). Sur cet échantillon réduit, on n’observe pas de facon significative deodifications de la composition corporelle.Discussion et conclusions. – Chez le HIV lipodystrophique, la calorimétrie d’effort montre une tendance à utiliser majoritairement, de facon

récoce, les glucides, et le PCX semble étroitement lié au profil lipidique sanguin. Contrairement à la population générale, le seuil ventilatoire,

� Communication acceptée et présentée lors du xxviie congrès de la SFMS, Monaco, 29 novembre–1e décembre 2007.∗ Auteur correspondant.

Adresse e-mail : drjfbrun@dixinet.com (J.F. Brun).

765-1597/$ – see front matter © 2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.oi:10.1016/j.scispo.2007.12.015

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ont l’intérêt en réentraînement a été montré, ne coïncide pas chez ces sujets avec le PCX. Le réentraînement en endurance ciblé par la calorimétrie’effort semble avoir des effets analogues à ceux du réentrainement ciblé au Sv1 et notamment améliorer nettement le bilan lipidique.

2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

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Aims. – Since AIDS-related lipodystrophy and its associated metabolic disturbances can be corrected by exercise targeted at the first ventilatoryhreshold (Vt1), we investigated the metabolic relevance of this Vt1 in these patients and which are the effects of training targeted at the Lipoxmax

etermined by exercise calorimetry.Methods. – Twenty-one subjects (three women, 18 men, age: 46.05 ± 1.7 years, height: 1.72 ± 0.02 m; weight: 69.10 ± 2.47 kg) underwent aaximal exercise test for determination of the first ventilatory threshold (Vt1) and an exercise calorimetry. On the basis of this latter test dix of

hese subjects were trained for one year and were retested again at the end of this period.Results. – The crossover point (COP) defining the predominant use of carbohydrates is lowered from 43.47 ± 5.9 to 32.29 ± 4.4 watts while Vt1 is

t 76.33 ± 5.5 watts and the Lipoxmax is at 49.59 ± 4.53 watts. Although Vt1 and COP are correlated (r = 0.762; p < 0.01), their strong shift indicateshat it is not the passage to a majority use of the carbohydrates which explains the beginning of hyperventilation and thus, Vt1. The COP correlatedith the serum triglycerides (r = 0.5849; p = 0.0137) and with serum cholesterol (r = 0.5119; p = 0.0357). In the 10 subjects that have been trained at

he Lipoxmax, after one year, there is an increase in VO2maxfrom 26.49 ± 1.36 to 31.13 ± 1.70 (p < 0.01), parallel with a decrease in total cholesterol

from 2.58 ± 0.31 to 2.03 ± 0.15) and triglycerides (from 2.09 ± 0.35 to 1.98 ± 0.64). On this reduced sample, we cannot significantly evidenceny improvement in body composition.

Discussion and conclusions. – In HIV patients suffering from lipodystrophy, exercise calorimetry shows a tendency to an earlier use of carbohy-rates and the PCX seems closely related to the blood lipid profile. In contrast to the general population, the ventilatory threshold does not coinciden these subjects with the COP. Endurance training targeted by exercise calorimetry seems to have effects quite similar to those of training targeted

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t Vt1 and, in particular, improve lipid disturbances.2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

. Introduction

Le syndrome lipodystrophique du patient infecté par le VIH’observe chez 64 % des patients VIH-positifs traités par anti-étroviraux inhibiteurs de la transcriptase inverse et associe unenomalie de répartition du tissu adipeux viscéral et/ou sous-utané avec, en général, un excès de masse grasse viscérale et uneonte du tissu adipeux périphérique. Ce syndrome s’associe à uneyperlipidémie dans 74 % des cas, à une résistance à l’insulineans 60 % des cas, voire à un véritable diabète (7 % des cas), et ondécrit d’autres perturbations métaboliques comme une hyper-

actatémie. Un réentrainement par l’exercice ciblé au premiereuil ventilatoire (Sv1) corrige efficacement la lipodystrophie,’hyperlipidémie et hyperlactatémie [1].

Cependant, chez ces patients, la signification de ce Sv1 qui’est avéré empiriquement un niveau de ciblage efficace n’estas claire. Comme dans les maladies métaboliques et l’obésité,l paraîtrait plus logique de raisonner en termes d’utilisation desubstrats énergétiques [2]. En général, le Sv1 est expliqué parn passage à une utilisation majoritaire des glucides, et c’est leoint où l’oxydation des lipides (Lipoxmax) est maximale qui este niveau intéressant de ciblage [2]. S’agissant d’une pathologieipidique, le réentraînement ciblé au Lipoxmax semblerait uneémarche adaptée, tout comme dans le diabète et l’obésité.

Ce travail présente donc une comparaison chez 21 sujets entree test d’effort traditionnel servant à mesurer le Sv1 et la calori-étrie d’effort servant à déterminer le Lipoxmax. On détermine

insi la relation qui existe entre ces différents niveaux d’exercice.

e Sv1 est-il le reflet d’un niveau défini d’utilisation des substratsnergétiques ? C’est ce que nous avons tenté de déterminer paralorimétrie d’effort. Par la suite, dix patients ont pu être entraî-és au Lipoxmax pendant un an et les effets de cet entraînementnt été évalués.

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. Sujets et méthodes

.1. Sujets

Vingt et un sujets (trois femmes, 18 hommes, âge :6,05 ± 1,7 ans, taille : 1,72 ± 0,02 m ; poids : 69,10 ± 2,47 kg)nfectés par le VIH et traités par antirétroviraux, stables sure plan immmunologique et thérapeutique, ont bénéficié d’unevaluation anthropométrique (impédancemétrie, coupe tomo-ensitométrique L4/L5), biologique, et de l’aptitude physiqueu cours d’un test d’effort maximal avec détermination deseuils ventilatoires et une calorimétrie indirecte d’effort. Unroupe de 25 témoins (14 hommes et 11 femmes) appariésour l’âge : 45,8 ± 2,35 ans, la masse grasse (27,52 ± 2,08 %ontre 26,91 ± 1,46 %) le rapport taille/hanches (0,85 ± 0,02ontre 0,87 ± 0,01) et la puissance maximale atteinte142,92 ± 7,7 watts contre 139,84 ± 5,75 watts) ont servi poura comparaison.

.2. Tests d’effort

Un test d’effort maximal classique avec détermination dea VO2max

et des seuils ventilatoires. Les patients réalisent unepreuve d’effort maximale à charge croissante (test triangulaire),ur un ergocycle couplé à un dispositif de mesure cycle à cyclee la consommation d’oxygène, de la production de dioxyde dearbone et de la ventilation, sous un contrôle électrocardiogra-hique enregistré à partir de 12 dérivations. Après un contrôlee la tension artérielle, un échauffement de trois minutes à 20 %

e la puissance maximale théorique est débuté. Ensuite unencrémentation de 10 % de cette même puissance est entrepriseusqu’à l’épuisement du patient ou bien jusqu’à l’atteinte desritères de maximalité : fréquence cardiaque supérieure à 220

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Tableau 1Réentraînement de dix sujets de l’étude au Lipoxmax

Sous-groupe despatients avant 1 ande réentraînement(n = 10)

Sous-groupe despatients revus après 1an de réentraînement(n = 10)

Âge (années) 45,45 ± 2,53 46,45 ± 2,53Poids (kg) 71,51 ± 3,18 70,59 ± 3,49IMC (kg/m2) 23,72 ± 1,01 23,23 ± 1,00Masse grasse (%) 0,20 ± 0,02 0,19 ± 0,02Masse maigre (kg) 57,20 ± 2,57 57,46 ± 2,82Puissance max (W) 138,09 ± 10,36 165,27 ± 16,22VO2max

26,49 ± 1,36 31,13 ± 1,71*

Glycémie (mmol/l) 5,63 ± 0,37 4,99 ± 0,14Insulinémie (�U/ml) 8,35 ± 1,54 7,07 ± 1,48Cholestérol total (g/l) 2,31 ± 0,17 2,03 ± 0,15*

Cholestérol HDL(g/l) 0,52 ± 0,07 0,64 ± 0,09Cholestérol LDL (g/l) 1,31 ± 0,07 1,16 ± 0,08Triglycérides (g/l) 2,67 ± 0,63 1,98 ± 0,64*

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C. Fédou et al. / Science

oins âge, QR supérieur ou égal à 1,15, plateau de VO2 . Parilleurs, un cathéter veineux placé sur l’avant-bras du patient per-et la réalisation de prélèvements sanguins à différents temps

u test. Ceux-ci sont effectués avant le test, pendant le test auremier seuil ventilatoire et au maximum de l’effort, ainsi qu’àa huitième et vingtième minute de récupération. Ces prélève-

ents permettent le dosage du lactate (L), du pyruvate (P), de’acétoacétate (AA) et du bêtahydroxybutyrate (ßOH). Ceux-ciermettant de déterminer les potentiels redox cytosoliques (L/P)t mitochondriaux (ßOH/AA). Certains marqueurs de souffranceusculaire étant aussi mesurés avant de débuter le test (créa-

ine kinase [CK], lactate déshydrogénase [LDH], myoglobine,mmoniémie et aldolase). Enfin, le test est complété par uneecherche de myoglobinurie (dosage urinaire de la myoglobinevant et 20 minutes après le test).

Une calorimétrie d’effort est réalisée, à jeun de 12 heures,our analyser la balance des substrats énergétiques [2]. Noustilisons une épreuve à quatre paliers de six minutes suivie d’uneérie d’incrémentations rapides jusqu’au maximum tolérableans ces conditions, sur une bicyclette ergométrique reliée àn analyseur permettant l’analyse des échanges gazeux cyclecycle et la surveillance électrocardiographique et mesures deO2 , VCO2 , et QR. L’épreuve comporte une période de repose trois minutes, une période d’échauffement initial à 20 % dea puissance maximale prédite (PMP) de trois minutes. Aprèsette phase d’échauffement, le test comporte quatre paliers deix minutes chacun réalisés respectivement à environ 30, 40,0 et 60 % de la PMP. Après le dernier palier de six minutes,eux à trois paliers courts d’une minute peuvent être réalisésour atteindre les critères classiques de maximalité de l’épreuve.urant toute l’épreuve, une surveillance électrocardiographique

st réalisée. La phase de récupération comporte deux périodesurant lesquelles la surveillance des paramètres respiratoirest cardiaques est maintenue : récupération active à 20 % dea PMP pendant une minute ; récupération passive pendant lesuatre minutes suivantes.

À la fin de chaque palier, durant la cinquième et la sixièmeinutes, on relève les valeurs de VO2 et de VCO2 , mesurées

haque 30 secondes, et celles-ci sont alors moyennées. À partire ces valeurs, nous déterminons la part respective d’oxydationes glucides et des lipides en appliquant la théorie de la calorimé-rie indirecte à partir des valeurs moyennées de la sixième minutee chaque palier (zone considérée comme celle où la productione CO2 à partir des bicarbonates pour compenser la produc-ion de lactate est devenue négligeable). Le point déterminé parissage où l’oxydation lipidique culmine est le Lipoxmax et leoint auquel les glucides deviennent le substrat préférentielle-ent oxydé représentant plus de 70 % de l’énergie est le point de

roisement (PCX) [3]. L’incrément du débit d’oxydation des glu-ides au dessus des valeurs basales est une fonction linéaire dea puissance développée et la pente de cette relation est calculée,ournissant le coût glucidique du watt [2].

.3. Réentraînement

Dix des 21 sujets de l’étude transversale précédente (huitommes et deux femmes) ont ensuite été réentraînés un an au

tLgm

* p < 0,01.

iveau du Lipoxmax défini par le test précédent et réexplorés à’issue de cette année d’entraînement (Tableau 1).

. Résultats

Le point de croisement (PCX) définissant le niveau de pas-age à une utilisation majoritaire des glucides est abaissé à3,47 ± 5,9 watts, soit 32,29 ± 4,4 watts en moyenne au des-ous du Sv1 situé à 76,33 ± 5,5 watts. Le Lipoxmax est situé49,59 ± 4,53 watts. Si le Sv1 et le PCX sont bien corrélés

r = 0,762 ; p < 0,01), leur fort décalage indique que ce n’est pase passage à une utilisation majoritaire des glucides qui expliquee début de l’hyperventilation et donc, le Sv1. Le point de croi-ement est, par ailleurs, fortement corrélé à la triglycéridémier = 0,5849 ; p = 0,0137) et, plus faiblement, à la cholestérolémier = 0,5119 ; p = 0,0357).

Chez les dix sujets réentraînés au Lipoxmax, après un an, onote une augmentation de la VO2max

qui passe de 26,49 ± 1,3631,13 ± 1,70 (p < 0,01), s’accompagnant d’une réduction

u cholestérol total (passant de 2,58 + 0,31 à 2,03 + 0,15) etes triglycérides (passant de 2,09 ± 0,35 à 1,98 ± 0,64). Suret échantillon réduit, on n’observe pas de facon significa-ive de modifications de la composition corporelle. Les sujets’ayant pas pu réaliser une calorimétrie d’effort à un an dansous les cas, l’échantillon s’avère insuffisant pour compa-er les balances des substrats avant et après réentraînementFig. 1).

. Discussion et conclusions

Il est intéressant de développer des stratégies de préventiones désordres métaboliques qui atteignent les patients sidéens

raités par antirétroviraux dans le cadre de la lipodystrophie.’exercice physique, par son innocuité et ses effets psycholo-iques bénéfiques chez un des patients recevant des traitementsédicamenteux lourds est particulièrement attrayant dans ce

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Fig. 1. Puissance moyenne à laquelle surviennent le point de croisement desséS

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ubstrats. PCX : niveau auquel l’organisme tire plus de ou égal à 70 % de sonnergie des glucides ; Lipoxmax : le niveau d’oxydation maximale des lipides ;

v1 : le premier seuil ventilatoire.

ontexte, et les premières études montrent, de surcroît, qu’il ane action très efficace sur ces perturbations.

Dans ce travail, nous montrons d’abord que le Sv1 utilisé dansotre travail précédent est dissocié des niveaux de transition défi-is par la calorimétrie d’effort, alors que l’hypothèse initiale,asée sur la théorie du cross-over de Brooks et Mercier [3], étaitue ce seuil défini par le test d’effort classique permettait deepérer le « point de croisement des substrats », ce qui se vérifierosso modo dans beaucoup de situations, comme, par exemple,e diabète de type 2 [4]. Chez ces sujets il n’en est donc rien,CX et Sv1 sont certes corrélés mais décalés d’une trentaine deatts, et le point de croisement s’avère, en revanche, étroitement

ié au profil lipidique sanguin. Cependant, le réentraînementn endurance ciblé au Lipoxmax déterminé par la calorimétrie’effort semble avoir des effets analogues à ceux du réentraine-ent ciblé au Sv1 [1] et, notamment, améliorer la VO2max

et leilan lipidique. Dans l’ensemble, ce sont en effet des résultatsssez superposables au réentraînement au Sv1 précédemmentublié [1] que nous observons : augmentation de VO2max

(+ 18 %ci contre + 11 % dans [1]) ainsi que de la Pmax (+ 19 % ici contre

7 % dans [1]), baisse de la triglycéridémie (− 33 % ici contre43 % dans [1]), élévation du HDL Cholestérol (+ 23 contre5 %), baisse de la cholestérolémie (− 12 % contre − 23 %).ans les deux cas, la composition corporelle reste stable avec

[

orts 23 (2008) 189–192

asse maigre et index de masse corporelle inchangés. Toute-ois, la masse grasse, inchangée sous réentraînement au Sv1 [1],morce peut être une décroissance, non significative vue la fai-lesse de l’échantillon, mais qui est retrouvée dans les autrestudes de réentrainement au Lipoxmax [2] chez des obèses ou desiabétiques et donc, ne serait pas inattendue chez ces patients.

Cette série de sujets encore limitée ne permet pas de mon-rer d’amélioration de la calorimétrie d’effort, alors que dansiverses populations soumis à ce type de réentraînement un telffet est observé avec une grande constance [2]. Il est logique deostuler que, dans un échantillon plus vaste, une augmentatione l’aptitude à oxyder des lipides à l’effort sera là aussi mise envidence, mais cela reste, pour l’instant, à démontrer.

Ce travail montre donc une efficacité du réentraînementu Lipoxmax sur le tableau métabolique de la lipodystrophie,omparable à l’effet précédemment observé lors d’un réentraîne-ent au Sv1. L’utilisation pour le ciblage du test de calorimétrie

’effort, qui ne nécessite pas de réaliser un exercice maximal,st intéressante sur le plan de l’adhérence thérapeutique, car ceest n’a pas le caractère éreintant du test maximal et est doncréféré par les sujets souffrant de maladies chroniques. Uneouvelle étude sur un groupe plus important de sujets devrait per-ettre de comparer la magnitude des effets des deux démarches

’entraînement, qui correspondent à des niveaux d’intensitéssez différents.

éférences

1] Thöni G, Fédou C, Brun JF, Fabre J, Renard E, Reynes J, et al. Reductionof fat accumulation and lipid disorders by individualized light aerobioc trai-ning in human immunodeficiency virus infected patients with lipodystrophyand/or dyslipidemia. Diabetes Metab 2002;28:397–404.

2] Brun JF, Jean E, Ghanassia E, Flavier S, Mercier J. Metabolic training: pro-posals for new paradigms of exercise training in metabolic diseases usingindividual targetting with exercise calorimetry. Ann Readapt Med Phys2007;50:528–34.

3] Brooks GA, Mercier J. Balance of carbohydrate and lipid utilization during

exercise: the “crossover” concept. J Appl Physiol 1994;76:2253–61.

4] Aïssa Benhaddad A, Pérez-Martin A, Brun JF, Fédou C, Raynaud E, etMercier J. Concordance entre le seuil ventilatoire et le « point de cross-over »chez des patients en surpoids présentant des troubles de la glycorégulation.Diabetes Metab 1999;25:39 [abstract].