Circulation hyperdynamique et Risque cardiovasculaire chez les Enfants et les adolescents

La résistance à l’insuline / l’hyperinsulinémie s’est avérée liée au risque de développer une hypertension, une obésité et une dyslipidémie, facteurs de risque cardiovasculaires courants chez les adultes.1234 Il a été proposé que la résistance à l’insuline soit un défaut métabolique potentiel qui sous-tend une constellation de ces conditions connues sous le nom de syndrome X, 5 quartet mortel, 6 et syndrome de résistance à l’insuline.7 Récemment, Stern et ses collègues ont montré qu’une circulation hyperdynamique dans la population adulte est associée à une augmentation des taux d’insuline à jeun et postglucose, de la pression artérielle systolique, des triglycérides et de la graisse corporelle. En conséquence, ces auteurs ont postulé qu’une circulation hyperdynamique induite par l’insuline est une caractéristique précoce d’un syndrome de résistance à l’insuline. On ignore si cette association se produit également au début de la vie.

Un certain nombre d’études ont montré que l’insuline induit une augmentation du débit cardiaque, de la contractilité cardiaque et de la fréquence cardiaque chez les animaux de laboratoire et les humains.9101112 De plus, une relation indépendante entre l’insuline et la pression artérielle a été démontrée chez les enfants1314 et les adultes.1516 Ainsi, il a été théorisé qu’une circulation hyperdynamique induite par l’insuline se manifestant par une pression pulsionnelle élargie et une tachycardie pourrait représenter une caractéristique précoce du syndrome de résistance à l’insuline.8

Dans des études transversales et prospectives antérieures, nous avons observé la coexistence de variables de facteurs de risque cardiovasculaires liées au syndrome X et leur persistance chez les enfants et les jeunes adultes.171819 La présente étude examine l’association entre les aspects hémodynamiques de la circulation et le risque cardiovasculaire lié au syndrome de résistance à l’insuline chez les enfants et les adolescents d’une communauté biraciale.

Méthodes

Échantillon de population

L’étude sur le cœur de Bogalusa est une étude communautaire biraciale (deux tiers de blancs et un tiers de noirs) sur l’histoire naturelle précoce des maladies cardiovasculaires. La population étudiée se compose de tous les enfants et jeunes adultes vivant dans le quartier 4, avec Bogalusa, La, comme communauté principale (population totale, ≈22 000). Depuis 1973, la population a été examinée à travers des enquêtes transversales répétées avec des taux de participation variant entre 80% et 93%. La conception et les méthodes de l’étude cardiaque de Bogalusa ont été décrites en détail ailleurs.20

Au cours de l’année scolaire 1984-1985, une enquête transversale a été menée auprès de 2559 enfants et adolescents âgés de 8 à 17 ans. Parmi ceux-ci, 2231 participants ont subi une analyse d’insuline à jeun. Trois personnes enceintes ont été exclues des analyses, ce qui a donné une population à l’étude de 2229 personnes. Par la suite, au cours de l’année 1987-1988, la prochaine enquête transversale auprès des écoliers a été menée à Bogalusa. En tout, 1074 personnes ont participé aux deux enquêtes et leurs données ont été utilisées pour des analyses prospectives.

Examens généraux

Essentiellement, toutes les enquêtes transversales ont été menées selon les mêmes protocoles.20 Le consentement éclairé a été obtenu avant chaque présélection. Tous les participants ont reçu l’ordre de jeûner pendant 12 à 14 heures avant la ponction veineuse. Le dernier apport alimentaire a été évalué par entretien le matin de l’examen. Les mesures anthropométriques comprenaient la hauteur, qui a été mesurée à ± 0,1 cm, et le poids, à ± 0,1 kg. Les épaisseurs de pli cutané sous-scapulaire et triceps ont été mesurées à ± 1 mm avec des étriers de pli cutané Lange. Étant donné que des variations considérables du taux de graisse corporelle liées à l’âge à un centile de pli cutané donné sont notées chez les enfants et les adolescents, le pourcentage de graisse corporelle a été calculé en utilisant la somme des plis cutanés sous-scapulaires et triceps dans une équation développée spécifiquement pour les enfants.21 L’indice de Rohrer (RI) (poids divisé par le cube de hauteur) a également été utilisé comme indice d’adiposité globale.

Des mesures de pression artérielle répétées ont été obtenues sur le bras droit de sujets en position assise détendue. Les mesures des bras (longueur et circonférence) ont été effectuées conformément aux protocoles afin d’assurer une taille de brassard appropriée pour la détermination de la pression artérielle. Les pressions artérielle systolique et diastolique ont été enregistrées comme les première et quatrième phases de Korotkoff, respectivement. La moyenne de six lectures prises par deux infirmières formées assignées au hasard a été définie comme la pression artérielle de l’individu. La pression d’impulsion représente la différence entre la première et la quatrième phase. La fréquence du pouls a été comptée pendant 30 secondes par des examinateurs formés. Après une attente de 10 secondes, les mesures du pouls ont été répétées pendant une autre période de 30 secondes. La moyenne de deux lectures du pouls a été utilisée comme fréquence du pouls de l’individu. Dans la deuxième enquête, après 3 ans, le pouls de chaque participant a été compté pendant 60 secondes par un instrument Dinamap (modèle 845XT, Critikon Inc), et la lecture a été obtenue à partir de l’affichage numérique.

Des analyses de laboratoire

Les concentrations sériques de cholestérol total et de triglycérides ont été déterminées dans un auto-analyseur Technicon II (Technicon Corp) selon le manuel de laboratoire du programme Lipid Research Clinics.22 Le laboratoire a été normalisé par les Centers for Disease Control d’Atlanta, en Géorgie, et est surveillé par un programme de surveillance. Le cholestérol VLDL sérique, le cholestérol LDL et le cholestérol HDL ont été analysés par une combinaison de précipitation héparine-calcium et d’électrophorèse sur gel d’agar-agarose.23

La glycémie a été mesurée à l’aide d’un analyseur de glucose Beckman par la méthode de la glucose oxydase. Les déterminations plasmatiques de l’insuline ont été effectuées par une procédure de dosage radio-immunologique avec le kit d’insuline Phadebas (Pharmacia Diagnostics AB).24

Analyse statistique

Toutes les analyses ont été effectuées avec le programme sas.25 Enfants ont été classés en trois groupes en fonction de leur fréquence cardiaque et de leur pression cardiaque, comme décrit par Stern et al8: hyperdynamique, intermédiaire et hypodynamique. Tous les individus ont été divisés en quartiles en fonction de leur fréquence cardiaque et de leur pression cardiaque par groupe d’âge (intervalles de 2 ans), race et sexe. Les individus hyperdynamiques ont été définis comme des individus présentant les 25% les plus élevés de la distribution de la fréquence et de la pression du pouls. Les individus hypodynamiques ont été définis comme les individus qui présentaient les 25% les plus faibles de la distribution du pouls et de la pression du pouls. Les individus intermédiaires ont été définis comme des individus dont la fréquence et la pression du pouls se situaient à l’intérieur de 25 % à 75 % des distributions respectives. Les personnes qui ne faisaient pas partie de ces trois catégories ont été exclues de la présente analyse.

Comme aucune interaction significative n’a été observée entre les groupes raciaux et le statut hémodynamique, les deux groupes raciaux ont été regroupés pour analyse. De plus, la répartition raciale était presque similaire dans les trois catégories hémodynamiques. Les niveaux moyens des variables d’étude ont été obtenus pour chaque groupe de catégories. En raison de leurs distributions asymétriques, les valeurs d’insuline et de triglycérides à jeun ont été transformées logarithmiquement dans les analyses. Des analyses de régression linéaire multiple ont été effectuées pour examiner la tendance de variables sélectionnées dans trois catégories hémodynamiques après ajustement en fonction de l’âge, de l’âge au carré, de l’âge au cube et de la race ou du pourcentage de graisse corporelle. Dans l’analyse, l’état hémodynamique a été traité comme une variable de niveau d’intervalle: (1) a été codé pour hypodynamique, (2) pour intermédiaire et (3) pour hyperdynamique. L’effet de la circulation hémodynamique a également été examiné après que tous les sujets aient été classés en tant qu’individus maigres (< 25e percentile de pourcentage de graisse corporelle) ou obèses (> 75e percentile de pourcentage de graisse corporelle) selon des percentiles spécifiques à l’âge (intervalle de 2 ans), spécifiques à la race et spécifiques au sexe du pourcentage de graisse corporelle. Un test χ2 a été utilisé pour déterminer si les pourcentages de sujets dans le cinquième quintile pour des variables sélectionnées (le premier quintile a été utilisé pour le cholestérol HDL) étaient significativement différents de ceux attendus par hasard à chaque niveau d’état hémodynamique.

Des analyses similaires ont été effectuées sur un sous-ensemble de la cohorte longitudinale afin de déterminer si les personnes demeurées hyperdynamiques au départ continuent de présenter un risque cardiovasculaire indésirable au suivi (3 ans).

Résultats

La répartition des individus en statut hémodynamique par race et sexe est présentée dans le tableau 1. Les distributions raciales des individus hyperdynamiques étaient presque similaires. La relation entre la graisse corporelle et la circulation hyperdynamique est présentée dans le tableau 2. Plusieurs mesures de l’obésité étaient toutes significativement plus importantes avec la circulation hyperdynamique chez les garçons. De plus, les enfants hyperdynamiques présentaient une obésité centrale plus importante.

Le tableau 3 compare les niveaux moyens des variables de l’étude selon le statut hémodynamique chez les garçons et les filles. En général, la plupart des variables de l’étude ont montré une tendance vers des valeurs plus élevées, à l’exception de la pression artérielle diastolique et du cholestérol HDL (chez les garçons), qui ont montré une tendance inverse dans les trois catégories. Après ajustement pour l’âge, la race et le pourcentage de graisse corporelle, la pression artérielle systolique a augmenté de manière significative chez les deux sexes avec une circulation hyperdynamique. Une différence significative entre les sexes a été observée en ce qui concerne les variables lipoprotéiques et l’insuline. L’insuline et les triglycérides à jeun ont tous augmenté de manière significative avec une circulation hyperdynamique chez les garçons. Une tendance à la baisse avec le cholestérol HDL (P =.06) n’a également été observé que chez les garçons. Cependant, aucune tendance significative n’a été observée chez les filles, à l’exception d’une tendance positive pour le cholestérol total. La glycémie à jeun n’a montré aucune tendance avec le statut hémodynamique.

Le tableau 4 montre les tendances avec statut hémodynamique chez les garçons maigres (< 25e centiles de graisse corporelle) par rapport aux garçons obèses (> 75e centiles de graisse corporelle). Bien que les tendances significatives de la pression artérielle soient toujours présentes dans les groupes maigres et obèses, l’association de la circulation hyperdynamique avec les variables lipoprotéiques et l’insuline n’était pas statistiquement significative dans le groupe maigre. En revanche, une tendance significative à la circulation hyperdynamique a persisté dans le groupe obèse. Les analyses correspondantes pour les filles sont présentées dans le tableau 5. La fréquence du pouls, la pression du pouls et la pression artérielle ont montré des tendances significatives avec l’état hémodynamique dans les deux groupes. Le taux de cholestérol total a tendance à augmenter avec une circulation plus hyperdynamique dans le groupe obèse. Une observation similaire a été trouvée lorsque cette analyse a été répétée avec l’indice de Rohrer (données non présentées).

Dans les études sur les relations bivariées entre l’état hémodynamique et certaines variables du facteur de risque cardiovasculaire, le pourcentage de sujets hyperdynamiques dans le quintile supérieur pour les triglycérides, l’insuline et le pourcentage de graisse corporelle était significativement plus élevé que celui attendu par hasard seul (20%) chez les garçons et pour le cholestérol LDL et le pourcentage de graisse corporelle chez les filles (données non présentées).

L’effet de l’état hémodynamique de base sur les variables des facteurs de risque cardiovasculaires suivies sur une période de 3 ans dans un sous-ensemble est présenté dans le tableau 6. Les niveaux de suivi du pourcentage de graisse corporelle, de l’indice de Rohrer, du cholestérol HDL, des triglycérides et de l’insuline ont continué de montrer des tendances significatives avec le statut hémodynamique de base chez les garçons. Chez les filles, ces tendances, bien que dans les directions attendues, n’ont pas atteint de signification, à l’exception des triglycérides.

Discussion

La présente étude communautaire réalisée sur des enfants et des adolescents vivant en liberté, vraisemblablement en bonne santé, montre que les personnes ayant une circulation hyperdynamique ont tendance à afficher des niveaux croissants de graisse corporelle, d’insuline, de pression artérielle systolique et de triglycérides et une diminution du cholestérol HDL. Des analyses longitudinales sur un sous-ensemble ont montré la persistance de ces tendances sur une période de 3 ans. Ces observations confirment les études antérieures réalisées chez les adultes8 mais étendent les observations à l’enfance et à l’adolescence.

Il a été démontré que l’insuline plasmatique joue des rôles multiples et importants dans le système cardiovasculaire. Il a été démontré que les perfusions d’insuline augmentent le débit cardiaque, la contractilité cardiaque et la fréquence cardiaque chez les animaux de laboratoire et les humains.9101112 Les mécanismes physiologiques possibles comprennent la stimulation du système nerveux sympathique, entraînant une augmentation de la libération de noradrénaline 26 et une augmentation de la réabsorption tubulaire rénale du sodium 27, suivie d’une augmentation du volume extracellulaire et de la sortie cardiaque28 et de l’induction d’une hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires.29

Il a été suggéré que la résistance à l’insuline est le facteur sous-jacent liant l’hyperinsulinémie compensatoire, l’intolérance au glucose, la dyslipidémie et l’hypertension.5 Les présentes observations suggèrent qu’un état hyperdynamique reflète les manifestations précoces du syndrome de résistance à l’insuline, ou syndrome X. L’obésité étant une composante importante de ce syndrome, d’autres analyses ont été effectuées pour noter l’association entre le pourcentage de graisse corporelle et une circulation hyperdynamique. Comme on pouvait s’y attendre, les variables du facteur de risque cardiovasculaire liées à la résistance à l’insuline étaient significativement dans le groupe obèse, mais pas dans le groupe maigre. Étant donné que le regroupement de l’obésité, de l’hypertension, de la dyslipidémie et des perturbations du métabolisme des glucides se retrouve souvent chez le même individu, la résistance à l’insuline ou l’hyperinsulinémie peuvent améliorer ces associations. Voors et al30 ont observé chez les enfants Bogalusa que diverses mesures de l’obésité étaient également fortement liées à une réponse à l’insuline après une charge de glucose. De plus, la forte relation entre la graisse centrale et la réponse à l’insuline a été notée chez les enfants Bogalusa.31 Smoak et al17 ont examiné la relation entre l’obésité, en particulier les plis cutanés sous-scapulaires contrairement aux plis cutanés triceps (périphériques), et le regroupement de la pression artérielle systolique, de l’insuline à jeun et des modifications des lipoprotéines chez les enfants, indiquant que les sujets obèses centraux présentaient un regroupement plus important que prévu par rapport aux sujets maigres. La présente étude a également révélé une forte association entre une circulation hyperdynamique et l’obésité centrale. La sensibilité à l’insuline montre une corrélation fortement inverse avec le degré d’obésité; en outre, une diminution de la sensibilité à l’insuline se produit chez les personnes obèses et hypertendues.32 Ces observations suggèrent qu’une diminution de la sensibilité à l’insuline, même chez les personnes obèses asymptomatiques, peut sous-tendre le regroupement. L’obésité générée par diverses causes sous-tend probablement également ce regroupement.

Bien que l’association entre la circulation hyperdynamique et de nombreuses caractéristiques du syndrome de résistance à l’insuline était dans la direction attendue chez les garçons et les filles, la relation n’était significative que chez les garçons. La différence peut refléter les interactions physiologiques et hormonales qui se produisent au sein des deux groupes sexuels au cours du développement pubertaire. Des études antérieures chez les adultes ont montré des relations significatives chez les hommes et les femmes.8

Certaines études prospectives de population ont révélé qu’une fréquence cardiaque rapide est un facteur de risque d’hypertension future. Les personnes hypertendues avec un statut hyperdynamique présentent souvent un débit cardiaque élevé, une faible résistance périphérique et une fréquence cardiaque rapide.3334 Lund-Johansen34 a décrit une transition d’un débit cardiaque élevé à une résistance vasculaire élevée chez des patients hypertendus précoces à circulation hyperdynamique. Young et al35 ont montré une excrétion de catécholamine liée à la taille du corps et à l’obésité, impliquant l’alimentation et la sécrétion d’insuline comme affectant la dynamique cardiovasculaire. En outre, Stern et al8 ont constaté que la circulation hyperdynamique était un puissant prédicteur du diabète de type II dans une étude de suivi de 8 ans. Nos analyses longitudinales de personnes hyperdynamiques ont montré une tendance à avoir des niveaux plus élevés de pression artérielle systolique, de triglycérides, de cholestérol VLDL, d’insuline, une augmentation du pourcentage de graisse corporelle et une diminution du taux de cholestérol HDL sur une période de 3 ans. Ces observations indiquent que les enfants hyperdynamiques présentent non seulement une forme précoce de résistance à l’insuline, mais ont également tendance à maintenir en permanence de nombreuses caractéristiques du syndrome de résistance à l’insuline. La poursuite d’un tel regroupement avec la persistance des caractéristiques hémodynamiques pourrait être un marqueur de risque cardiovasculaire élevé et d’événements cardiovasculaires prématurés.

Ces observations renforcent le concept selon lequel la circulation hyperdynamique est une caractéristique précoce du syndrome de résistance à l’insuline. Il est intéressant de noter qu’une pression artérielle systolique élevée comportait un risque cardiovasculaire élevé dans l’étude de Framingham. Dans la présente étude sur les enfants et les adolescents, si une pression pulsée large était sélectionnée, une pression systolique élevée associée à une pression diastolique basse s’ensuivait. Il est probable que cette tendance persiste à l’âge adulte, lorsqu’une rigidité vasculaire accrue se développe avec le vieillissement et explique l’hypertension systolique. L’association observée entre un statut hyperdynamique et d’autres facteurs de risque cardiovasculaire dans l’enfance et l’adolescence a des implications pour la prévention, en particulier pour l’instauration de mesures telles que le contrôle du poids, l’exercice et une alimentation prudente.

Demandes de réimpression à Gerald S. Berenson, MD, Tulane Center for Cardiovascular Health, École de Santé Publique de l’Université de Tulane & Médecine tropicale, 1501 Canal St, 14e étage, La Nouvelle-Orléans, LA 70112-2824.