2.1 – Protocole

9Chacun des sujets a réalisé des tests de stimulation spécifiques permettant l’étude du SNA, par l’évaluation de la fonction sympathique en tant que mécanisme effecteur d’une réponse adaptative à un stress, grâce à des tests spécifiques, standardisés et validés par ailleurs dans cette population de personnes avec handicap mental (Agiovlasitis, et al., 2010 ; Fernhall, et al., 2005 ; Fernhall & Otterstetter, 2003 ; Iellamo, et al., 2005). Nous avons retenu un test de « métaboréflexe », un test de « cold pressor » et un test d’orthostatisme. Ces trois tests ont été réalisés lors d’une même matinée, toujours dans ce même ordre, 20 minutes les séparent obligatoirement, car elles permettent un retour du SNA aux valeurs basales de repos. À l’extrémité d’un doigt de la main non active, une sonde photopléthysmographique (Nexfin HD computer ; BMEYE B.V, Amsterdam, Netherlands) a été posée pour suivre l’évolution de la tension artérielle en continue. Ce module Nexfin permet aussi l’enregistrement électrocardiographique par la pose de quatre électrodes collées sur le thorax des sujets et, assurant un contrôle visuel direct de la FC. FC et PA ont été surveillées durant toute la durée des tests et durant les phases de récupération post-tests.

10Test de « métaboréflexe » : Ce test a été réalisé en référence aux travaux de Fisher, Young, and Fadel (2008), comme complément pertinent à l’évaluation du SNA. En premier lieu, la force maximale volontaire (FMV) a été évaluée par une contraction manuelle sur un dynamomètre. Trois essais ont été réalisés, chacun séparé de 1 minute de récupération. Le meilleur des trois essais a été retenu. Après quinze minutes de récupération, le sujet a réalisé 2 minutes de contraction isométrique sur le dynamomètre à 40 % de la FMV, suivie d’une période d’ischémie post-exercice (IPE) de 3 minutes réalisée par la pose d’un brassard tensionnel gonflé sur le bras tendu à une valeur d’environ 220 mmHg. L’IPE permet d’isoler l’activation du métaboréflexe musculaire.

11« Cold pressor test » : C’est un test d’exploration statique de la composante sympathique du SNA. Le sujet est placé dans une pièce calme, en position semi-assise, les bras reposant sur des accoudoirs. Le test consiste à plonger la main pendant 5 minutes dans une eau refroidie à 4 °C. Durant cette immersion, il est demandé au sujet de ne réaliser aucune contraction ou mouvement des doigts, ni de se mettre en apnée ou d’effectuer des manœuvres respiratoires profondes. En situation physiologique, il y a mise en jeu du système nerveux sympathique et réponse vasopressive. L’absence d’augmentation de la PA systolique et de la FC, après une minute d’immersion est considérée comme anormale.

12Test d’orthostatisme : Le sujet, après 10 minutes en position allongée, est relevé jusqu’à 70° à l’aide d’une table basculante motorisée pour une période de 10 minutes. Ce test nous permet d’évaluer le tonus sympathique et parasympathique impliqué dans le contrôle baroréflexe de la pression artérielle (Lindqvist, Torffvit, Rittner, Agardh, & Pahlm, 1997).

2.2 – Analyses de la VFC et de la VTA

13Les enregistrements de FC et de PA recueillis sur le Nexfin sont transformés en suites numériques. Tous les éventuels artéfacts sont corrigés et/ou supprimés selon les recommandations du TaskForce (1996). Une suppression maximale de 2 % de l’enregistrement initial est tolérée (TaskForce, 1996). Ces données épurées constituent un tachogramme, qui est ensuite exporté dans le logiciel Kubios Heart Rate Variability et, qui permet d’obtenir des indices temporels et fréquentiels (Biosignal Analysis and Medical Imaging Group at the Department of Applied Physics, University of Kuopio, Kuopio, Finland).

14Les indices temporels retenus sont : la FC moyenne, la durée moyenne des intervalles R-R, le SDNN (déviation standard des intervalles R-R), le RMSSD (racine carrée des différences au carré des intervalles R-R successifs), et le pNN50 (pourcentage des intervalles RR qui varient de plus de 50 ms par rapport au précédent).

15Par l’analyse spectrale obtenue par l’application d’une Transformée de Fourier, on retient : les hautes fréquences (HF ; 0,15–0,40 Hz) qui reflètent l’activité parasympathique, les basses fréquences (LF ; 0,04–0,15 Hz) qui représentent pour certains auteurs un amalgame d’activités sympathique et parasympathique (Pomeranz, et al., 1985) alors que pour d’autres, elles représentent uniquement l’activité sympathique (Pagani, et al., 1986). Le rapport LF/HF constitue une évaluation de la balance sympatho-vagale (Malliani, 1999 ; TaskForce, 1996). Les HF et LF peuvent être exprimées en unités normalisées (HF n.u. et LF n.u.), représentant ainsi la valeur relative de chaque composante en proportion de la puissance totale moins les VLF.

16Alors que ces mesures de VFC fournissent des informations principalement sur le système vagal, les LF du spectre de VTA (0,07–0,15 Hz) fournissent des informations sur la modulation sympathique vasculaire Malliani, Pagani, Lombardi, & Cerutti, 1991). Des renseignements additionnels sur la régulation cardio-vasculaire peuvent encore être apportés en examinant la sensibilité des barorécepteurs grâce au calcul de l’indice de sensibilité baroréflexe alpha (?_LF) (Klabunde, 2005). Le ?_LF est obtenu par le calcul suivant :

2.3 – Méthodes d’analyses des variables hormonales

17Les variables hormonales ont été analysées sur des prélèvements veineux, réalisés au pli du coude, en position semi-assise, après la pose d’un cathéter en début de matinée. Entre la pose du cathéter et le 1^er prélèvement, 30 minutes de repos sont respectées. Lors des trois tests de stimulation du SNA, les concentrations plasmatiques d’ACTH, de cortisol, d’adrénaline et de noradrénaline sont dosées à différents temps : avant chaque test puis immédiatement à la fin de chaque test. Les prélèvements sont immédiatement centrifugés pour éviter toute dégradation prématurée des hormones (4 °C, 10 minutes, 3000 g). L’ACTH plasmatique est analysée par dosage radio-immunologique (trousse Brahms ACTH RIA avec une sensibilité de 0,5 pmol/L). Le cortisol plasmatique est évalué par méthode immuno-enzymatique avec une sensibilité < 5,5 nmol/L. L’adrénaline et la noradrénaline plasmatiques sont dosées par chromatographie liquide haute performance avec détection électrochimique et une sensibilité de 55 pmol/L pour l’adrénaline et de 59 pmol/L pour la noradrénaline. Les catécholamines sont extraites du plasma par passage sur une colonne SPE échangeuse d’ions (fournisseur : Chromsystems).

2.4 – Analyses statistiques

18Les résultats sont présentés sous forme de moyenne ± écart type. La normalité des données a été vérifiée par un test de Kolmogorov-Smirnov. Les données ne répondant pas à une distribution normale, un test non paramétrique de Mann-Whitney a été appliqué pour comparer les moyennes des deux groupes (Statistica Software 8.0). Un seuil de p < 0,05 est retenu comme significatif.

4.1 – Test de métaboréflexe

28Ce test de contraction statique isométrique/ischémie périphérique est une épreuve de stimulation du SNA permettant de suivre les adaptations de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque qui doivent normalement s’élever (Fisher, et al., 2008).

29Nos résultats mettent en évidence chez les sujets avec trisomie 21, une pression artérielle systolique augmentée par la contraction musculaire et l’ischémie, mais en comparaison des adaptations mises en place par les sujets contrôles, la réponse tensionnelle dans le groupe Tq21 est moins marquée. Pour plusieurs auteurs, cette moindre réponse tensionnelle serait due à une levée du frein vagal insuffisante et à une activation sympathique diminuée correspondant à une altération du tonus végétatif (Fernhall & Otterstetter, 2003 ; Figueroa, et al., 2005). Celle-ci serait le reflet d’une sensibilité baroréflexe altérée, témoignant effectivement d’une modulation autonomique inadéquate, puisque chez les sujets contrôles l’indice de sensibilité baroréflexe est multiplié par un facteur 4,2 alors que chez les sujets avec trisomie 21, il n’est multiplié que par 1,5. L’altération de la pression artérielle serait également en lien avec un tonus vasculaire et des résistances périphériques faibles qui pourraient être induites par des facteurs structurels tels que l’hypotonie, commune chez les sujets avec trisomie 21 (American Academy of Pediatrics, 2001). Cette plus faible pression artérielle pourrait alors conduire à une stimulation majorée des barorécepteurs, d’où une augmentation de la FC qui atteint alors des valeurs similaires à celles des sujets contrôles (Agiovlasitis, et al., 2010).

30La cinétique de FC au cours de notre protocole, montre qu’il n’existe pas de différence significative entre les sujets contrôles et sujets avec trisomie. Ces résultats sont en accord avec ceux d’Udeschini, Casati, Bassani, Picotti, and Culotta (1985), mais conflictuels avec ceux de Fernhall and Otterstetter (2003) qui rapportent une FC plus basse au cours du test sur handgrip. Plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer ces différences : le nombre de sujets constituant les échantillons dans les protocoles, ou la méthodologie employée par chaque équipe.

31Dans notre étude, les jeunes adultes avec trisomie 21 ont des valeurs de force maximale, plus faibles que celles des sujets contrôles, ce qui est en accord avec les résultats obtenus antérieurement par d’autre équipes (Fernhall & Otterstetter, 2003 ; Horvat, Pitetti, & Croce, 1997). Cette moindre force maximale serait probablement liée à l’hypotonie déjà évoquée précédemment. Elle pourrait expliquer les difficultés des sujets porteurs d’une T21 à maintenir une contraction isométrique statique durant 2 minutes (Horvat, et al., 1997). Une contraction inadéquate pourrait alors engendrer une stimulation insuffisante du SNA pour que des réponses cardio-vasculaires significatives se mettent en place. Toutefois, l’ischémie périphérique réalisée ensuite par le gonflement du brassard tensionnel induit quant à elle, des réponses tensionnelles plus marquées.

32En conclusion à ce test, le handgrip est une épreuve difficile pour les sujets avec trisomie 21, mais permet néanmoins de mettre en évidence des signes de dysautonomie en particulier, une pression artérielle et une sensibilité baroréflexe altérées.

4.2 – Test de « cold pressor »

33L’immersion de la main dans une eau refroidie à 4 °C, est un test utilisé pour activer les fibres nerveuses afférentes thermoalgiques et les fibres efférentes sympathiques vasoconstrictives qui empruntent le faisceau spinothalamique (Hilz & Dutsch, 2006). Sous l’effet de l’immersion, cette activation doit induire une élévation de la fréquence cardiaque mais surtout une élévation de la pression artérielle systolique (Cevese, Gulli, Polati, Gottin, & Grasso, 2001). L’absence d’augmentation de la PA systolique est considérée comme anormale après une minute d’immersion de la main dans l’eau froide.

34Dans notre étude, les valeurs de FC des sujets contrôles et des sujets avec trisomie 21 sont majorées par l’immersion mais l’indice de sensibilité baroréflexe ?_LF reste significativement inférieur chez les sujets avec trisomie 21 comparés aux contrôles. À notre connaissance, il n’existe pas d’étude ayant évalué la sensibilité baroréflexe lors de ce test chez des sujets porteurs de trisomie 21. Une étude proposée par Roth, Sun, Greensite, Lott, and Dietrich (1996) a rapporté des valeurs moindres d’indice alpha en mettant en lien ce résultat avec le phénomène de vieillissement prématuré souvent décrit dans cette population. Cette hypothèse a été reprise ultérieurement par Monahan, et al. (2001) qui ont montré que la sensibilité baroréflexe était significativement altérée avec l’âge.

35De plus, lors de la phase de récupération, chez les sujets contrôles, la sensibilité baroréflexe se normalise après l’immersion, alors que la cinétique inverse est observée chez les sujets avec trisomie 21, avec un indice alpha qui s’élève. Cette récupération inadaptée de la sensibilité baroréflexe semble ici témoigner de la dysautonomie existant chez les sujets avec trisomie. Mise en lien avec l’évolution du cortisol, qui est aussi inverse chez les sujets porteurs d’une T21 comparés aux contrôles durant la phase de récupération, cette sensibilité baroréflexe non réajustée en post-immersion, pourrait traduire une dysfonction autonomique.

36Sous l’effet de ce test, il est de plus évident que les sujets avec trisomie 21 et les sujets contrôles ne répondent pas du tout identiquement puisque les concentrations d’ACTH et de cortisol sont significativement plus élevées chez les sujets avec trisomie durant toute la durée du test. L’activation de l’axe corticotrope est effective dans ce groupe, sans que l’on ne puisse clairement en identifier l’origine.

37Le test de « cold pressor » permet de provoquer une activation sympathique réelle chez les sujets avec trisomie mais celle-ci est associée à une sensibilité baroréflexe altérée chez le sujet porteur d’une T21.

4.3 – Test d’orthostatisme

38Nos résultats montrent qu’il existe pour les deux groupes, sous l’effet du redressement des adaptations majeures et significatives qui permettent à chaque sujet de s’adapter au stress orthostatique. Lors du redressement, l’organisme répond par une élévation de la FC, une redistribution du sang du haut du corps vers les membres inférieurs avec une diminution du retour veineux et donc une diminution du diamètre du ventricule gauche. Les barorécepteurs, zones vasculaires sino-carotidiennes et aortiques sensibles, sont de ce fait stimulées (Rowell, 1984). Ces zones sont constituées de récepteurs sensibles aux variations de pression, et leur stimulation active le centre vasomoteur, entraînant une sécrétion de catécholamines. Par conséquent, la force de contraction du myocarde augmente, et une accélération de la fréquence cardiaque est aussi observée (Benditt, et al., 1996). Ce système permet une adaptation rapide à une baisse de la pression sanguine (Rickards & Newman, 2003).

39Au niveau spectral, la diminution significative des HF, et la diminution significative du RMSSD qui reflètent la modulation du tonus parasympathique confirment une levée du frein vagal en position debout. La conjugaison de l’ensemble de ces facteurs permet d’expliquer l’augmentation significative de la fréquence cardiaque.

40Lors du test orthostatique, tous les sujets, contrôles ou porteurs de T21, montrent des ajustements cardiocirculatoires appropriés, mais avec des amplitudes différentes (Fig. 4).

41Les moindres amplitudes observées chez les sujets avec T21 avaient déjà été rapportées (Baynard, Pitetti, Guerra, & Fernhall, 2004 ; Fernhall, et al., 2005 ; Fernhall & Otterstetter, 2003 ; Iellamo, et al., 2005). Les résultats de ces auteurs confirment un contrôle autonomique de la fonction cardiovasculaire altérée chez les sujets avec T21, en particulier lors du redressement, et rapportent une activation sympathique très émoussée associée à un frein vagal insuffisant.

42Ce résultat est conforté par la valeur du rapport LF/HF ; dont l’amplitude de variation est moindre en position debout chez les jeunes adultes porteurs d’une T21, et pourrait donc être en faveur d’une dysautonomie.

43Iellamo, et al. (2005) ont évoqué une possible anomalie de croissance et de maturation du SNA à l’origine de ces réponses inappropriées, avec en particulier, des pertes neuronales, des lésions dendritiques et des troubles de la transmission synaptique. Agiovlasitis, et al. (2010) ont aussi rapporté des résultats similaires. Ces auteurs pensent qu’il s’agirait d’un réajustement de la sensibilité baroréflexe vers de plus basses pressions ou une diminution de l’activité afférente des chémorécepteurs qui entraîneraient des dysrégulations autonomiques.

44Par ailleurs, les sujets avec une trisomie 21 présentent lors test orthostatique, des concentrations d’ACTH et de cortisol significativement supérieures à celles des sujets contrôles. Ces sécrétions élevées d’ACTH et de cortisol, alors même qu’adrénaline et noradrénaline ne sont pas différentes des adaptations observées chez les témoins, témoignent de l’existence d’un stress qui serait probablement d’origine psychologique puisque ces élévations s’expriment dès la position couchée, c’est-à-dire dès que l’on sangle le sujet sur la table basculante motorisée. Dans la littérature, ces adaptations de l’axe corticotrope n’ont jamais été rapportées chez des sujets porteurs d’une T21 après un test orthostatique. Nous ne pouvons donc qu’émettre cette hypothèse pour expliquer ces modifications hormonales.

45Par ailleurs, les résultats présentés dans ce protocole doivent rester d’interprétation prudente, car le faible effectif exploré représente une limite certaine. Il conviendra donc dans le futur, d’élargir nos investigations sur un échantillon de sujets plus conséquent.