Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Crystallization and preliminary X-ray analysis of monalysin, a novel β-pore-forming toxin from the entomopathogen Pseudomonas entomophila.

Monalysin was recently described as a novel pore-forming toxin (PFT) secreted by the Drosophila pathogen Pseudomonas entomophila. Recombinant monalysin is multimeric in solution, whereas PFTs are supposed to be monomeric until target membrane association. Monalysin crystals were obtained by the hanging-drop vapour-diffusion method using PEG 8000 as precipitant. Preliminary X-ray diffraction analysis revealed that monalysin crystals belonged to the monoclinic space group C2, with unit-cell parameters a = 162.4, b = 146.2, c = 144.4 Å, β = 122.8°, and diffracted to 2.85 Å resolution using synchrotron radiation. Patterson self-rotation analysis and Matthews coefficient calculation indicate that the asymmetric unit contains nine copies of monalysin. Heavy-atom derivative data were collected and a Ta6Br14 cluster derivative data set confirmed the presence of ninefold noncrystallographic symmetry.

Statistically significant changes of antimüllerian hormone and inhibin levels during the physiologic menstrual cycle in reproductive age women.

OBJECTIVE: To define the dynamics of antimüllerian hormone (AMH) and inhibins during the physiologic menstrual cycle. DESIGN: Longitudinal study. SETTING: University hospital. PATIENT(S): 36 young, healthy, normal weight Caucasian women without medication. INTERVENTION(S): Normal ovulatory menstrual cycles were evaluated by regular blood sampling taken every other day and periovulatory every day. MAIN OUTCOME MEASURE(S): Serum concentrations of AMH, inhibin A and B, follicle-stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH), prolactin, estradiol, progesterone, and free testosterone were measured in all blood samples. RESULT(S): Median AMH levels are statistically significantly higher in the late follicular compared with ovulation or the early luteal phase. There are statistically significant correlations between both AMH and FSH, and AMH and free testosterone in all cycle phases. Inhibin A increases strongly in the late follicular phase and peaks at day LH + 4. Inhibin B shows a broad midfollicular and a sharp early luteal peak, the difference being statistically significant between day LH + 4 and the earlier time points and between day LH + 2 and day LH. Although there is a negative association between inhibin A or B and the body mass index (BMI), there is no correlation between AMH and the BMI. CONCLUSION(S): Levels of AMH show a statistically significant change during the menstrual cycle and may influence the circulating gonadotropin and steroid hormone levels.

Quantification of thermotolerant campylobacter in Swiss water treatment plants, by real-time quantitative polymerase chain reaction

A total of 49 wastewater samples from 23 different wastewater treatment plants (WWTPs) were analyzed using real-time quantitative polymerase chain reaction for the presence and quantity of thermotolerant campylobacters. Thermotolerant campylobacters were detected in 87.5% (21/24) and 64% (16/25) of untreated and treated wastewater samples, respectively. Their concentration was sufficiently high to be quantified in 20.4% (10/49) of the samples. In these samples, the concentration ranged from 68 000 to 2292 000 cells/L in untreated wastewater and from 10 800 to 28 000 cells/L in treated water. We conclude that thermotolerant campylobacters present a health hazard for workers at WWTPs in Switzerland. [Authors]

Efficient lentiviral gene transfer into corneal stroma cells using a femtosecond laser.

We investigated a new procedure for gene transfer into the stroma of pig cornea for the delivery of therapeutic factors. A delimited space was created at 110 mum depth with a LDV femtosecond laser in pig corneas, and a HIV1-derived lentiviral vector expressing green fluorescent protein (GFP) (LV-CMV-GFP) was injected into the pocket. Corneas were subsequently dissected and kept in culture as explants. After 5 days, histological analysis of the explants revealed that the corneal pockets had closed and that the gene transfer procedure was efficient over the whole pocket area. Almost all the keratocytes were transduced in this area. Vector diffusion at right angles to the pocket's plane encompasses four (endothelium side) to 10 (epithelium side) layers of keratocytes. After 21 days, the level of transduction was similar to the results obtained after 5 days. The femtosecond laser technique allows a reliable injection and diffusion of lentiviral vectors to efficiently transduce stromal cells in a delimited area. Showing the efficacy of this procedure in vivo could represent an important step toward treatment or prevention of recurrent angiogenesis of the corneal stroma.

Akt signalling through GSK-3beta, mTOR and Foxo1 is involved in human skeletal muscle hypertrophy and atrophy

Skeletal muscle size is tightly regulated by the synergy between anabolic and catabolic signalling pathways which, in humans, have not been well characterized. Akt has been suggested to play a pivotal role in the regulation of skeletal muscle hypertrophy and atrophy in rodents and cells. Here we measured the amount of phospho-Akt and several of its downstream anabolic targets (glycogen synthase kinase-3beta (GSK-3beta), mTOR, p70(s6k) and 4E-BP1) and catabolic targets (Foxo1, Foxo3, atrogin-1 and MuRF1). All measurements were performed in human quadriceps muscle biopsies taken after 8 weeks of both hypertrophy-stimulating resistance training and atrophy-stimulating de-training. Following resistance training a muscle hypertrophy ( approximately 10%) and an increase in phospho-Akt, phospho-GSK-3beta and phospho-mTOR protein content were observed. This was paralleled by a decrease in Foxo1 nuclear protein content. Following the de-training period a muscle atrophy (5%), relative to the post-training muscle size, a decrease in phospho-Akt and GSK-3beta and an increase in Foxo1 were observed. Atrogin-1 and MuRF1 increased after the hypertrophy and decreased after the atrophy phases. We demonstrate, for the first time in human skeletal muscle, that the regulation of Akt and its downstream signalling pathways GSK-3beta, mTOR and Foxo1 are associated with both the skeletal muscle hypertrophy and atrophy processes

Diagnostic accuracy of body mass index, body fat and waist in defining low aerobic fitness in adolescents

Objective: to assess the diagnostic accuracy of different anthropometric markers in defining low aerobic fitness among adolescents. Methods: cross-sectional study on 2,331 boys and 2,366 girls aged 10 - 18 years. Body mass index (BMI) was measured using standardized methods; body fat (BF) was assessed by bioelectrical impedance. Low aerobic fitness was assessed by the 20-meter shuttle run using the FITNESSGRAMR criteria. Waist was measured in a subsample of 1,933 boys and 1,897 girls. Overweight, obesity and excess fat were defined according to the International Obesity Task Force (IOTF) or FITNESSGRAMR criteria. Results: 38.5% of boys and 46.5% of girls were considered as unfit according to the FITNESSGRAMR criteria. In boys, the area under the ROC curve (AUC) and 95% confidence interval were 66.7 (64.1 - 69.3), 67.1 (64.5 - 69.6) and 64.6 (61.9 - 67.2) for BMI, BF and waist, respectively (P<0.02). In girls, the values were 68.3 (65.9 - 70.8), 63.8 (61.3 - 66.3) and 65.9 (63.4 - 68.4), respectively (P<0.001). In boys, the sensitivity and specificity to diagnose low fitness were 13% and 99% for obesity (IOTF); 38% and 86% for overweight + obesity (IOTF); 28% and 94% for obesity (FITNESSGRAMR) and 42% and 81% for excess fat (FITNESSGRAMR). For girls, the values were 9% and 99% for obesity (IOTF); 33% and 82% for overweight + obesity (IOTF); 22% and 94% for obesity (FITNESSGRAMR) and 26% and 90% for excess fat (FITNESSGRAMR). Conclusions: BMI, not body fat or waist, should be used to define low aerobic fitness. The IOTF BMI cut-points to define obesity have a very low screening capacity and should not be used.

Prediction of multiple infections after severe burn trauma: a prospective cohort study.

OBJECTIVE: To develop predictive models for early triage of burn patients based on hypersusceptibility to repeated infections. BACKGROUND: Infection remains a major cause of mortality and morbidity after severe trauma, demanding new strategies to combat infections. Models for infection prediction are lacking. METHODS: Secondary analysis of 459 burn patients (≥16 years old) with 20% or more total body surface area burns recruited from 6 US burn centers. We compared blood transcriptomes with a 180-hour cutoff on the injury-to-transcriptome interval of 47 patients (≤1 infection episode) to those of 66 hypersusceptible patients [multiple (≥2) infection episodes (MIE)]. We used LASSO regression to select biomarkers and multivariate logistic regression to built models, accuracy of which were assessed by area under receiver operating characteristic curve (AUROC) and cross-validation. RESULTS: Three predictive models were developed using covariates of (1) clinical characteristics; (2) expression profiles of 14 genomic probes; (3) combining (1) and (2). The genomic and clinical models were highly predictive of MIE status [AUROCGenomic = 0.946 (95% CI: 0.906-0.986); AUROCClinical = 0.864 (CI: 0.794-0.933); AUROCGenomic/AUROCClinical P = 0.044]. Combined model has an increased AUROCCombined of 0.967 (CI: 0.940-0.993) compared with the individual models (AUROCCombined/AUROCClinical P = 0.0069). Hypersusceptible patients show early alterations in immune-related signaling pathways, epigenetic modulation, and chromatin remodeling. CONCLUSIONS: Early triage of burn patients more susceptible to infections can be made using clinical characteristics and/or genomic signatures. Genomic signature suggests new insights into the pathophysiology of hypersusceptibility to infection may lead to novel potential therapeutic or prophylactic targets.

Angiotensin receptor blockers are not associated with reduced inflammatory markers in the general population.

OBJECTIVE: Angiotensin receptor blockers (ARBs) have been suggested to reduce inflammation in randomized controlled trials. We assessed the association between ARBs and inflammatory markers in a general population setting. METHODS: This is a population-based prospective study conducted in Lausanne, Switzerland. Baseline data from 933 participants on antihypertensive drugs (424 on ARBs) was collected in 2003-2006. Follow-up data from 1120 participants (572 on ARBs) was collected in 2009-2012. C-reactive protein (CRP), interleukins 1β and 6 and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) were assessed and categorized in quartiles. RESULTS: At baseline, no differences were found between participants taking or not taking ARBs for all inflammatory markers studied, and this association persisted after multivariate adjustment: odds ratios (ORs) and (95% confidence interval) for being in the highest quartile of interleukin-1β, interleukin-6, TNF-α and CRP for participants on ARB compared to participants not on ARB were 1.23 (0.89-1.70), 1.26 (0.93-1.70), 1.14 (0.85-1.53) and 1.27 (0.96-1.69) respectively (P > 0.05). These findings were further replicated in the follow-up study: OR and (95% CI) of 1.10 (0.78-1.55), 0.87 (0.64-1.19), 0.83 (0.61-1.14) and 0.91 (0.68-1.22) for interleukin-1β, interleukin-6, TNF-α and CRP respectively (P > 0.05). Finally, no effect of ARBs was found when comparing participants who received ARBs throughout the 5.4-year follow-up with participants on other antihypertensive drugs: OR and (95% CI) of 0.93 (0.61-1.42), 0.80 (0.54-1.17), 0.86 (0.59-1.25) and 0.95 (0.67-1.35) for interleukin-1β, interleukin-6, TNF-α and CRP respectively (P > 0.05). CONCLUSION: ARBs are not associated with reduced levels of inflammatory markers in the general population.

Video Gaming Disorder and Sport and Exercise in Emerging Adulthood: A Longitudinal Study.

Among the negative consequences of video gaming disorder, decreased participation in sport and exercise has received little attention. This study aimed to assess the longitudinal association between video gaming disorder and the level of sport and exercise in emerging adult men. A questionnaire was completed at baseline and 15-month follow-up by a representative national sample of 4,933 respondents. The seven items of the Game Addiction Scale were used to construct a latent variable representing video gaming disorder. Level of sport and exercise was also self-reported. Cross-lagged path modeling indicated a reciprocal causality between video gaming disorder and the level of sport and exercise, even after adjusting for a large set of confounders. These findings support the need for better promotion of sport and exercise among emerging adults in order to contribute to the prevention of video gaming disorder, and to raise the level of sport and exercise activity in addicted gamers.