Exercice physique et phytoestrogènes : effets sur la fonction endothéliale et le métabolisme osseux de la rate

Physical exercise and phytoestrogens : effects on endothelial function and bone metabolism in female rats

• Auteur / Autrice : Hélène Fabre
• Direction : Fabienne Mougin-Guillaume
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Homme, environnement, santé (Besançon ; 2000-2012)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Saïag
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Saïag

Mots clés

Mots clés contrôlés

Minéralisation (biologie)

Os

Vasodilatation

Endothélium

Houblon

Phytoestrogènes

Physiologie

Exercices physiques

Expériences

Rats de laboratoire

Résumé

L'objectif de ce travail a été d'étudier, chez la rate âgée ou ovariectomisée, l'impact d'un entraînement physique, associé ou non à une supplémentation en phytoestrogènes, dérivés du houblon, sur la fonction endothéliale et le statut osseux. Nos résultats montrent d'une part, que l'entraînement isométrique améliore la fonction endothéliale de rates ovariectomisées, via la voie du monoxyde d'azote (NO), des cyclo-oxygénases, du facteur hyperpolarisant dérivé de l'endothélium (EDHF) et des pompes Ca2+-ATPases du réticulum sarcoplasmique (SERCAs). Un extrait aqueux de houblon augmente la réactivité vasculaire d'aortes de rats mâles et de femelles intactes. En revanche, il n'améliore pas la vasodilatation endothélium-dépendante (EDV) des rates ovariectomisées. Ex vivo, la consommation d'un régime enrichi en houblon durant 2 ans diminue la réponse vasodilatatrice endothélium-dépendante et indépendante de la rate âgée. Par ailleurs, la pratique d'une activité physique pendant la première partie de la vie, associée à une consommation journalière à long terme de houblon, ne s'est pas accompagnée d'une amélioration de la fonction endothéliale de la rate âgée. Ce phénomène s'explique par la diminution de l'EDV chez les rates âgées à l'issue des 2 ans de régime, mais aussi par la perte d'éventuels bénéfices induits par l'exercice isométrique sur l'EDV, consécutive à une période de désentraînement. D'autre part, les rates soumises à un exercice isométrique durant la première partie de leur vie, ont une densité minérale osseuse fémorale et un rapport formation osseuse/résorption osseuse plus élevés après une période de désentraînement que ceux observés chez les rates sédentaires. Les effets positifs de l'exercice sur l'os sont donc préservés après 75 semaines de désentraînement. Chez la rate âgée, un apport journalier en houblon durant 2 ans n'a pas eu d'effet positif sur le statut osseux, et n'a pas potentialisé les effets obtenus par l'exercice isométrique. Si au niveau du système osseux, la pratique d'une activité physique durant le plus jeune âge, semble maximiser le pic de masse osseuse, et donc limiter la perte osseuse liée à l'âge, en revanche, au niveau du système cardiovasculaire, les bénéfices induits par l'exercice sont perdus à l'issue d'une période de désentraînement. Il est donc nécessaire de conserver une activité physique régulière tout au long de la vie. Par ailleurs, in vitro, le houblon est un puissant vasodilatateur, mais il est encore prématuré de recommander l'utilisation de cette plante pour une prise en charge préventive de la dysfonction endothéliale.

The aim of the present work was to study, in old or ovariectomized female rats, the effects of exercise training combined or not with Humulus Lupulus L. (hop) supplementation, on endothelial function and bone metabolism. Our results show that isometric strength training improves endothelialfunction in ovariectomized female rats, via nitric oxide (NO), cycIooxygenase, sarco-endoplasmic reticulum Ca2+-ATPases (SERCA) pathways and by endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF). Aqueous hop extract induces relaxation of endothelium-intact thoracic arterial rings in male and sham-operated rats, whereas a weak dilative effect is observed in ovariectomized rats. Endothelium dependent (EDV) and independent (ElV) vasodilation, in old female rats, decrease after long-term consumption of Humulus Lupulus L. Diet. Moreover, isometric strength training performed during the first part of life, associated with daily long-term hop consumption, do not improve EDV in old female rats. This phenomenon can be explained by the decrease in EDV of senescent female rats after 2 years of hop-enriched diet and by the training ceases, which can reverse the possible isometric exercise-induced changes in endothelial function. On bone metabolism, we demonstrated that a 25-week isometric strength training, performed during young adulthood, followed by a prolonged detraining period, increase bone mineral density values and osteocalcin/deoxypyridinoline ratio in female trained rats. Thus, bone gains induced by exercise do not decrease immediately after cessation of training. On the contrary, long-term daily consumption of Humulus Lupulus L. -enriched diet does not improve bone parameters. To conclude, the use of isometric exercises in training programs for postmenopausal women, probably represents an alternative exercise modality and could contribute to the prevention of menopause-related endothelial dysfunction. Practice of physical activity during the first part of life seems to maximize peak bone mass and consequently limit age-related bone loss. On the contrary, after a prolonged detraining period, benefits induced by exercise on cardiovascular system are lost. This highlights the importance of a regular practice of physical activity to maintain benefits from exercise training. Finally, in vitro hop is a strong vasodilator in male and intact female rats. However, today it is still premature to recommend this plant in the prevention of endothelial dysfunction.