L'effet de l'entraînement physique sur l'évolution des niveaux de troponine cardiaque T et I : trois études d'entraînement indépendantes

Rapports scientifiques volume 5, Numéro d'article : 18320 (2016) Citer cet article

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Avec l'introduction de dosages hautement sensibles, les troponines cardiaques sont devenues des biomarqueurs potentiels pour la stratification des risques et la médecine pronostique. Des études observationnelles ont rapporté une association inverse entre l'activité physique et les niveaux basaux de troponine cardiaque. Cependant, la causalité n'a jamais été démontrée. Cette étude a examiné si les concentrations basales de troponine cardiaque sont réceptives aux interventions sur le mode de vie telles que l'entraînement physique. La troponine cardiaque basale hautement sensible T (cTnT) et I (cTnI) ont été surveillées dans deux programmes d'entraînement physique de type résistance (12 semaines (étude 1) et 24 semaines (étude 2)) chez des adultes plus âgés (≥ 65 ans) . En outre, une analyse rétrospective de la troponine I hautement sensible dans un essai contrôlé d'exercice de 24 semaines chez des personnes âgées (pré)fragiles a été réalisée (étude 3). Au total, 91 sujets ont été inclus dans les analyses finales des données. Il n'y a pas eu de changement significatif des taux de troponine cardiaque au fil du temps dans les études 1 et 2 (étude 1 : cTnT −0,13 (−0,33–+0,08) ng/L/12 semaines, cTnI −0,10 (−0,33–+0,12) ng/ L/12 semaines ; étude 2 : cTnT −1,99 (−4,79–+0,81) ng/L/24 semaines, cTnI −1,59 (−5,70–+2,51) ng/L/24 semaines). Il n'y avait pas non plus d'interaction significative entre l'entraînement et l'évolution de la troponine cardiaque dans l'étude 3 (p = 0,27). En conclusion, cette étude ne fournit aucune preuve qu'un entraînement physique prolongé de type résistance puisse moduler les niveaux basaux de troponine cardiaque.

Le développement de tests de plus en plus sensibles pour la troponine cardiaque a maintenant atteint le point où les concentrations de troponine cardiaque peuvent être évaluées avec précision chez la majorité des sujets d'une population de référence en bonne santé1. Parallèlement au développement de tests de sensibilité croissante, l'intérêt pour la troponine cardiaque s'est étendu des soins cardiaques aigus à la prédiction et à la stratification des risques2. Des études menées auprès de divers groupes de patients et d'individus asymptomatiques ont fourni des preuves irréfutables que les niveaux de troponine cardiaque de base prédisent les résultats3. Fait intéressant, le gradient de risque observé ne se limite pas aux élévations au-dessus du 99e centile, mais est même apparent dans l'intervalle de référence de la population « en bonne santé » et indépendant des facteurs de risque traditionnels tels que l'âge, le sexe et le diabète4,5,6,7,8, 9. Dans l'étude cardiaque de Framingham, la concentration basale de troponine I cardiaque ajoute une valeur pronostique aux facteurs de risque standard pour prédire la mort et les maladies cardiovasculaires10. De plus, les augmentations temporelles des concentrations de troponine cardiaque au fil du temps confèrent un risque cardiovasculaire supplémentaire et sont inversement liées au niveau de forme physique7,11. Ces observations forment la base de l'hypothèse selon laquelle la troponine cardiaque est un paramètre modifiable, qui peut être réceptif aux interventions sur le mode de vie telles qu'un programme d'entraînement physique. Dans une étude récente portant sur des sujets (pré)fragiles, nous avons testé l'hypothèse selon laquelle un programme d'exercices supervisés de type résistance peut influencer l'évolution des niveaux de troponine cardiaque au fil du temps12. Cependant, ce programme d'entraînement physique bihebdomadaire supervisé de 24 semaines n'a conféré aucun effet bénéfique sur l'évolution des taux de troponine T cardiaque, malgré des améliorations substantielles de ces sujets au niveau des performances physiques12. Cette étude négative a été menée chez des sujets fragiles et pré-fragiles, caractérisés par des niveaux de troponine cardiaque de base considérablement élevés et donc théoriquement les plus propices aux avantages potentiels d'une intervention d'exercice. Un inconvénient possible était cependant la charge d'entraînement limitée qui pouvait être imposée en raison du niveau de fragilité de ces sujets plus âgés. Néanmoins, malgré ces limites, nos résultats étaient similaires à ceux d'autres rapports récents : entraînement d'endurance de 14 semaines chez des adultes non entraînés13, entraînement semi-marathon de 17 semaines chez des hommes précédemment sédentaires14 et entraînement physique de 3 mois chez des patients souffrant d'insuffisance cardiaque (classe NYHA II-IV)15 n'ont pas entraîné de réduction des concentrations basales de troponine T cardiaque. Cependant, les limites de ces études étaient les faibles concentrations basales de troponine cardiaque13 et l'utilisation de dosages conventionnels au lieu de dosages de troponine T cardiaque très sensibles14,15 qui réduisaient la puissance de détection d'un effet. Une autre question qui mérite l'attention est que l'effet de l'intervention d'entraînement sur la troponine I cardiaque n'a jamais été évalué. Étant donné que les troponines cardiaques T et I sont deux protéines différentes du complexe des troponines cardiaques avec des caractéristiques biochimiques différentes16 et des schémas de libération distincts17, les deux troponines cardiaques peuvent également répondre différemment aux interventions sur le mode de vie.

L'objectif de l'étude actuelle est 1) de surmonter les limites des études précédentes et 2) d'examiner l'effet de l'entraînement physique sur les niveaux basaux de troponine I cardiaque. Par conséquent, nous présentons maintenant deux études supplémentaires d'entraînement physique sur l'effet d'un régime d'entraînement plus intense sur l'évolution des niveaux de troponine cardiaque T et I hautement sensibles chez les personnes âgées, une population qui présente souvent des concentrations basales élevées de troponine cardiaque. De la troponine I hautement sensible supplémentaire a été mesurée dans notre étude menée précédemment chez des sujets (pré)fragiles afin de présenter un aperçu complet et exhaustif des effets de trois programmes d'entraînement supervisés.

Pour étudier l'effet de l'entraînement physique de type résistance sur la troponine cardiaque T (cTnT) et I (cTnI) chez les personnes âgées, deux études indépendantes ont été menées : une étude sur l'effet d'un entraînement physique de type résistance de 12 semaines chez les hommes âgés ( ≥ 65 ans) (étude 1) et une seconde étude sur l'effet d'un entraînement physique de type résistance de 24 semaines chez des hommes et des femmes plus âgés (≥ 65 ans) (étude 2). De plus, nous avons effectué une analyse rétrospective de la troponine I cardiaque dans notre étude récemment publiée sur l'effet d'un programme d'entraînement physique de type résistance de 24 semaines sur l'évolution des taux de troponine T chez des sujets (pré)fragiles (≥ 65 ans) ( étude 3).

Toutes les études étaient conformes aux principes de la Déclaration d'Helsinki et ont été approuvées par les comités d'examen institutionnels locaux et les comités d'éthique de l'Université de Wageningen ou du Centre médical universitaire de Maastricht. Les participants ont été recrutés par des annonces dans les journaux locaux (études 1 et 2) ou en approchant des personnes âgées vivant dans des immeubles d'habitation et dans des résidences pour personnes âgées (étude 3). Tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit. Les sujets n'étaient éligibles à l'inclusion que s'ils n'avaient participé à aucun programme d'entraînement physique structuré au cours des 2 dernières années.

Au total, 14 sujets ont été inclus dans l'étude 1. Les critères d'inclusion étaient l'âge (65 à 85 ans), le sexe masculin et la capacité à comprendre et à exécuter les procédures de l'étude. Les critères d'exclusion étaient les maladies cardiaques ou vasculaires périphériques (silencieuses), les limitations orthopédiques (autodéclarées) et le diabète de type 2 (basé sur un test oral de tolérance au glucose). Une séance d'entraînement consistait en un échauffement de 5 minutes sur un vélo ergomètre, quatre séries sur des appareils de presse et d'extension des jambes et un refroidissement de 5 minutes sur le vélo ergomètre. La charge de travail a commencé à 60 % de 1 répétition maximum (1-RM) (10 à 15 répétitions par série) et a été augmentée à 75 à 80 % de 1-RM (8 à 10 répétitions par série). La durée typique d'une séance d'entraînement était d'environ 45 minutes et le rapport travail/repos était de 1:4. Ce programme d'exercices supervisés de type résistance a été exécuté trois fois par semaine pendant 12 semaines. Il y avait au moins une période de repos de 2 jours entre les séances d'entraînement consécutives. Des échantillons de sang ont été obtenus par ponction veineuse après une nuit de jeûne, au moins trois jours après la dernière séance d'entraînement, avant le début du programme d'entraînement (semaine 0) et après 4, 8 et 12 semaines d'intervention. Cette étude est une sous-étude d'un essai plus approfondi examinant les effets de l'entraînement physique de type résistance chez les hommes âgés sur la force musculaire, la composition corporelle et les caractéristiques spécifiques au type de fibre musculaire comme résultat principal18.

Au total, 27 sujets ont été inclus dans l'étude 2. Les critères d'inclusion étaient l'âge (65 à 90 ans) et la capacité à comprendre et à exécuter les procédures de l'étude. Les critères d'exclusion étaient les mêmes que dans l'étude 1. Les séances d'entraînement consistaient en un échauffement de 5 minutes sur un vélo ergomètre, quatre séries sur des presses à jambes et des machines d'extension des jambes et trois séries sur la presse pectorale et la rangée horizontale ; ces quatre exercices ont été exécutés à chaque séance d'entraînement. De plus, trois séries de tirages latéraux verticaux et de craquements abdominaux ont été alternés avec des flexions des biceps et des extensions des triceps entre les séances d'entraînement suivantes. La charge de travail a commencé à 60 % de 1-RM (10 à 15 répétitions par série) et a été augmentée à 75 à 80 % de 1-RM (8 à 10 répétitions par série). La durée typique d'une séance d'entraînement était d'environ 45 minutes et le rapport travail/repos était de 1:4. Ce programme d'exercices supervisés de type résistance a été exécuté trois fois par semaine pendant 24 semaines. Il y avait au moins une période de repos de 2 jours entre les séances d'entraînement consécutives. Des échantillons de sang ont été obtenus par ponction veineuse après une nuit de jeûne au moins trois jours après la dernière séance d'entraînement avant le début du programme d'entraînement (semaine 0) et après 4, 8, 12, 16, 20 et 24 semaines d'intervention. Il s'agit d'une sous-étude d'un essai plus approfondi sur les effets d'une intervention d'entraînement physique chez les personnes âgées sur la force musculaire, la composition corporelle et les caractéristiques spécifiques au type de fibre musculaire. Dans cette étude actuelle, nous n'avons inclus que des sujets du groupe témoin qui ne recevaient pas de supplémentation en protéines alimentaires (comme décrit dans le protocole d'étude original)19,20.

Les détails méthodologiques de l'étude 3 ont été décrits précédemment12. En bref, un total de 62 hommes et femmes âgés (pré)fragiles (≥ 65 ans) ont été inclus et répartis de manière égale dans un groupe d'intervention et un groupe témoin. La fragilité et la préfragilité ont été définies selon les critères de Fried (les sujets étaient considérés comme préfragiles lorsque 1 ou 2 critères étaient applicables et fragiles lorsque 3 critères ou plus étaient présents) : (1) perte de poids involontaire, (2) faiblesse, (3) auto- épuisement signalé, (4) vitesse de marche lente et (5) faible activité physique21. Le groupe d'intervention a participé à un programme d'exercices de type résistance supervisé de 24 semaines, toutes les deux semaines. Des échantillons de sang ont été obtenus par ponction veineuse après une nuit de jeûne avant le début du programme d'entraînement (semaine 0), après 12 et après 24 semaines d'intervention. L'effet du programme d'entraînement sur la masse musculaire, la force musculaire, la performance physique et les niveaux de troponine T ont été publiés récemment. Dans cette étude actuelle, nous n'avons inclus que des sujets du groupe témoin qui ne recevaient pas de supplémentation en protéines alimentaires (comme décrit dans le protocole d'étude original)12,22,23.

Les échantillons de plasma et de sérum ont été stockés à -80 ° C jusqu'à l'analyse. Les troponines cardiaques sériques (étude 1) et plasmatiques (études 2 et 3) ont été mesurées à l'aide du test cTnT haute sensibilité (limite du blanc 3,0 ng/L, limite de détection 5,0 ng/L, 99e centile 14 ng/L24) sur le Cobas (Roche Diagnostics) et le test cTnI haute sensibilité (selon le fabricant, limite du blanc 0,7–1,3 ng/L, limite de détection 1,1–1,9 ng/L, 99e centile 26,2 ng/L et CV 10 % 4,7 ng/ L) sur l'analyseur ARCHITECT (Abbott Diagnostics).

Les paramètres normalement distribués ont été exprimés en moyenne ± écart type (SD), les paramètres non normalement distribués en tant que médiane et intervalle interquartile (IQR) et les variables catégorielles en nombre (n) et pourcentage (%). Les changements dans les concentrations basales de troponine cardiaque T et I au fil du temps ont été analysés à l'aide d'analyses de modèles linéaires mixtes (interception aléatoire) avec le temps covariable comme effet fixe. L'inclusion de 14 sujets dans l'étude 1 et de 27 sujets dans l'étude 2 a fourni au moins 90 % de puissance à un niveau de signification de 5 % pour détecter une réduction de 10 % des taux de troponine cardiaque, anticipant un taux d'abandon de 25 %. Ces calculs de puissance post-hoc étaient basés sur l'hypothèse d'une concentration initiale moyenne de cTnT de 8,0 ng/L et d'une concentration de cTnI de 6,0 ng/L pour l'étude 1 et d'une concentration initiale moyenne de cTnT cardiaque de 6,0 ng/L et d'une concentration de cTnI de 4,0 ng/L pour l'étude 2 avec des hommes et des femmes plus âgés (corrélation de base estimée et taux de décroissance de 0,90 et 0,25, respectivement)25. Nous avons utilisé des analyses de modèles linéaires mixtes à deux niveaux (interception aléatoire) avec le temps et l'intervention comme effets fixes pour évaluer les différences d'évolution de la troponine I cardiaque entre les sujets (pré)fragiles du groupe témoin et du groupe d'intervention. Le calcul de puissance pour l'étude 3 a été décrit précédemment12. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide de SPSS, version 20.0. P ≤ 0,05 a été considéré comme statistiquement significatif pour toutes les analyses.

Les sujets inclus dans les études 1 et 2 ont démontré une conformité de 97 % et 90 %, respectivement, aux séances d'entraînement planifiées et supervisées. Dans chaque étude, un sujet s'est retiré. Dix sujets (15 %) se sont retirés de l'étude 3. Les sujets se sont retirés en raison de contraintes de temps et de raisons médicales non liées à l'entraînement physique. Au total, dans l'analyse finale des données, nous avons inclus : 13 hommes âgés participant au programme d'entraînement de 12 semaines (étude 1), 26 hommes et femmes âgés participant au programme d'entraînement de 24 semaines (étude 2) et 52 sujets dans la rétrospective analyse de la troponine I chez des hommes et des femmes âgés (pré)fragiles (étude 3). Le tableau 1 montre les caractéristiques cliniques des sujets au départ. Les caractéristiques de base des sujets (pré)fragiles ont été publiées précédemment12.

La figure 1 montre l'évolution des niveaux de troponine T cardiaque et de troponine I cardiaque au fil du temps dans les études 1 et 2 (pour les données individuelles, voir les Fig. S1 et S2 supplémentaires en ligne). Le tableau 2 montre la ligne de base correspondante et les valeurs de suivi pour cTnT et cTnI. Un sujet de l'étude 2 (3 % des participants aux études 1 et 2) avait des concentrations de troponine T cardiaque inférieures à la limite du blanc (3 ng/L) à tout moment et a donc été exclu de l'analyse de la troponine T cardiaque. Dans les études 1 et 2, 98,6 % et 99,6 % de toutes les autres mesures de troponine T et I avaient respectivement des concentrations supérieures à la limite du blanc. À l'aide d'analyses de modèles linéaires mixtes, nous n'avons trouvé aucun changement significatif des niveaux de troponine cardiaque au fil du temps chez les hommes âgés participant à un programme d'exercices de type résistance de 12 semaines (cTnT -0,13 (-0,33–+0,08) ng/L/12 semaines (p = 0,16), cTnI −0,10 (−0,33–+0,12) ng/L/12 semaines (p = 0,44)) et chez les hommes et les femmes âgés participant à un programme d'exercices de type résistance de 24 semaines (cTnT − 1,99 (−4,79–+0,81) ng/L/24 semaines (p = 0,23), cTnI −1,59 (−5,70–+2,51) ng/L/24 semaines (p = 0,37)).

Évolution de la troponine cardiaque T et I chez les personnes âgées participant à des programmes d'entraînement de 12 et 24 semaines.

Concentrations médianes (intervalle interquartile) de cTn chez les personnes âgées participant à un programme d'entraînement supervisé de type résistance : (A) cours de cTnT chez les hommes âgés dans le cadre d'un programme d'entraînement de 12 semaines ; (B) évolution de la cTnI chez des hommes âgés dans le cadre d'un programme d'entraînement de 12 semaines ; (C) cours de cTnT chez des hommes et des femmes plus âgés dans un programme de formation de 24 semaines ; (D) cours de cTnI chez des hommes et des femmes plus âgés dans un programme de formation de 24 semaines.

Le tableau 3 montre les concentrations initiales de cTnI et les données de suivi sur 12 et 24 semaines d'hommes et de femmes âgés (pré)fragiles. Dans le groupe témoin, toutes les valeurs étaient au-dessus de la limite du blanc du test (1,3 ng/L), 3 sujets avaient au moins une valeur au-dessus du 99e centile de 26,2 ng/L, qui est utilisé pour le diagnostic de l'infarctus du myocarde. Dans le groupe d'intervention, un sujet avait une valeur inférieure à la limite du blanc du test et un sujet avait au moins une valeur supérieure au 99e centile. Les analyses de modèles linéaires mixtes n'ont révélé aucune interaction significative entre l'entraînement et l'évolution des niveaux de cTnI entre l'intervention et le groupe témoin (analyse en intention de traiter p = 0,27, analyse par protocole p = 0,27) (pour les données individuelles, voir Fig. S2 en ligne).

Dans deux études d'entraînement supervisées indépendantes de 12 et 24 semaines respectivement, nous n'avons trouvé aucun effet de l'entraînement physique de type résistance sur l'évolution des niveaux de troponine cardiaque T et I chez les sujets âgés, ni d'effet d'un programme d'entraînement de 24 semaines. sur les niveaux de troponine I cardiaque chez les sujets (pré)fragiles.

Nos résultats ne soutiennent pas l'idée que les niveaux de troponine cardiaque pourraient être modifiables par l'exercice. Cette hypothèse a été postulée par des études observationnelles, montrant que des niveaux d'activité physique plus élevés chez les sujets âgés étaient associés à la fois à des niveaux basaux de cTnT plus faibles et à une probabilité plus faible d'augmentation significative des concentrations de cTnT entre des visites consécutives11,26. Pour déterminer si une relation causale sous-tend cette association, nous avons mené une série d'études d'entraînement chez des sujets chez lesquels des niveaux élevés de troponine cardiaque stables sont courants et qui sont donc - au moins théoriquement - les plus réceptifs aux effets favorables d'une intervention. Pour nous assurer que les niveaux basaux de troponine cardiaque, plutôt que les effets post-exercice aigus, ont été étudiés, nous avons inclus un intervalle de trois jours entre la dernière séance d'entraînement et la procédure de prélèvement sanguin27. Aucune de ces études n'a montré un effet favorable de l'entraînement physique de type résistance sur les niveaux de troponine cardiaque. Le schéma de non-réponse des troponines T et I à un programme d'exercice contraste avec les changements bénéfiques observés pour la force des jambes, la masse musculaire, la sensibilité à l'insuline, l'HbA1c, le cholestérol total et le LDL18,19,20,22,23. Les présents résultats confirment et étendent les résultats de notre précédente étude d'intervention d'entraînement chez les personnes âgées (pré)fragiles12, qui se caractérisait également par des effets favorables sur la performance physique, mais par une absence d'effet sur les niveaux de troponine cardiaque circulante.

Bien que le nombre absolu de sujets dans ces études d'entraînement soit relativement faible, toutes les études ont fourni une puissance d'au moins 90 % pour détecter une réduction de 10 % de la troponine cardiaque au fil du temps. Nous ne pouvons pas exclure la possibilité que l'entraînement confère un effet moindre sur l'évolution des niveaux de troponine qui passe inaperçu dans la présente étude, mais nous pensons que des changements (beaucoup) plus petits que ceux spécifiés dans notre calcul de puissance auraient une pertinence clinique limitée. Une limitation possible de notre étude concerne le type d'intervention d'entraînement physique, comprenant principalement des exercices de type résistance. Cependant, l'état physique des sujets empêchait un entraînement d'endurance (intense). Malgré les améliorations physiques et métaboliques trouvées dans nos études18,19,20,22,23, une question valable peut être de savoir si l'entraînement physique de type résistance est le type d'entraînement le plus approprié pour générer un effet favorable sur les concentrations de troponine cardiaque. À cet égard, les résultats d'une étude d'intervention sur l'entraînement physique basée sur le cardio récemment menée chez des patients souffrant d'insuffisance cardiaque sont intéressants. Comme dans nos études, aucun effet favorable n'a été trouvé d'un programme d'exercices d'endurance supervisés sur les niveaux de troponine T cardiaque15.

La supervision pendant les séances a contribué à la validité interne, mais pourrait également avoir conduit à une sécurité accrue, moins d'événements indésirables et une plus grande motivation chez les sujets. Cela peut surestimer les effets bénéfiques de l'entraînement physique. Un autre point concernant la validité de notre étude est le processus de recrutement des participants et la conception de l'étude. Étant donné que la participation à l'étude est associée à un investissement en temps substantiel et à un programme de formation d'intensité relativement élevée, cela pourrait avoir attiré une sous-population spécifique très motivée. Étant donné que notre étude a été menée auprès d'une population âgée, nous ne pouvons que spéculer sur les effets de l'entraînement physique sur les niveaux basaux de troponine cardiaque chez les sujets plus jeunes qui peuvent réagir différemment à l'entraînement physique et démontrer une plasticité cardiovasculaire plus élevée28. Néanmoins, notre étude ne corrobore pas l'hypothèse selon laquelle les concentrations basales de troponine cardiaque sont réceptives à un programme d'entraînement prolongé de type résistance.

Comment citer cet article : van der Linden, N. et al. L'effet de l'entraînement physique sur l'évolution des niveaux de troponine cardiaque T et I : trois études d'entraînement indépendantes. Sci. Rep. 5, 18320; doi : 10.1038/srep18320 (2015).

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Département des sciences du mouvement humain, École de nutrition, toxicologie et métabolisme (NUTRIM), Centre médical universitaire de Maastricht (MUMC), Maastricht, Pays-Bas

Marika Leenders, Lex B. Verdijk & Luc JC van Loon

Top Institute Food and Nutrition, Université de Wageningen, Wageningen, Pays-Bas

Marika Leenders, Michael Tieland, Lex B. Verdijk, Lisette CPGM de Groot & Luc JC van Loon

Division de la nutrition humaine, Université de Wageningen, Wageningen, Pays-Bas

Michael Tieland & Lisette CPGM de Groot

Département de chimie clinique, hôpitaux Gelre, Apeldoorn, Pays-Bas

Marijke Niens & Jeroen DE van Suijlen

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NvdL, LdG, LvL, MvD-V. et SM ont conçu les expériences, NvdL, LK, ML, MT, LV et MN ont réalisé les expériences, NvdL, LK et SM ont analysé les résultats et NvdL et SM ont rédigé le manuscrit. NvdL, LK, ML, MT, LV, MN, JvS, LdG, OB, LvL, MvD-V. et SM a examiné le manuscrit.

Les auteurs déclarent une absence d'intérêts financiers en compétition.

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Réimpressions et autorisations

van der Linden, N., Klinkenberg, L., Leenders, M. et al. L'effet de l'entraînement physique sur l'évolution des niveaux de troponine cardiaque T et I : trois études d'entraînement indépendantes. Sci Rep 5, 18320 (2016). https://doi.org/10.1038/srep18320

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Reçu : 17 juin 2015

Accepté : 16 novembre 2015

Publié: 16 décembre 2015

DOI : https://doi.org/10.1038/srep18320

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