Impact of severe epilepsy on development: Recovery potential after successful early epilepsy surgery.

Purpose: Epilepsy surgery in young children with focal lesions offers a unique opportunity to study the impact of severe seizures on cognitive development during a period of maximal brain plasticity, if immediate control can be obtained. We studied 11 children with early refractory epilepsy (median onset, 7.5 months) due to focal lesion who were rendered seizure-free after surgery performed before the age of 6 years. Methods: The children were followed prospectively for a median of 5 years with serial neuropsychological assessments correlated with electroencephalography (EEG) and surgery-related variables. Results: Short-term follow-up revealed rapid cognitive gains corresponding to cessation of intense and propagated epileptic activity [two with early catastrophic epilepsy; two with regression and continuous spike-waves during sleep (CSWS) or frontal seizures]; unchanged or slowed velocity of progress in six children (five with complex partial seizures and frontal or temporal cortical malformations). Longer-term follow-up showed stabilization of cognitive levels in the impaired range in most children and slow progress up to borderline level in two with initial gains. Discussion: Cessation of epileptic activity after early surgery can be followed by substantial cognitive gains, but not in all children. In the short term, lack of catch-up may be explained by loss of retained function in the removed epileptogenic area; in the longer term, by decreased intellectual potential of genetic origin, irreversible epileptic damage to neural networks supporting cognitive functions, or reorganization plasticity after early focal lesions. Cognitive recovery has to be considered as a "bonus," which can be predicted in some specific circumstances.

Ultra-fast recovery from right neglect after 'awake surgery' for slow-growing tumor invading the left parietal area

It is now possible to perform resections of slow-growing tumors in awake patients. Using direct electrical stimulation, real-time functional mapping of the brain can be used to prevent the resection of essential areas near the tumor. Simple clinical observations of patients with a resection of slow-growing tumors have demonstrated substantial recovery within a few days of such 'awake surgery'. The aim of this study was to investigate the kinetics of recovery following the resection of slow-growing tumors invading the left parietal area and to focus mainly on its rapidity. Two patients were assessed by standard line bisection tests and compared with eight healthy individuals. Independently of the pure nature of the symptoms, we report that the patients rapidly and substantially recovered from pronounced right neglect. They were tested 48 hours after the surgery and the recovery was significant for both patients after less than 4 hours. Strikingly, for one patient, recovery was ultra fast and substantial in the first practice session within less than 7 minutes: it occurred without verbal feedback and was substantially retained during the following testing session. Its rapidity suggests a process of unmasking redundant networks. With the slow growth of the lesion, the contralesional hemisphere is probably progressively prepared for rapid unmasking of homologue networks. These results have major clinical implications. For patients with an invading left-side tumor, it is now clear that line bisections are required before, during, and after awake surgery to: plan the surgery, control the quality of the resection, and also optimize the rehabilitation of the patient

From molecular action to physiological outputs: peroxisome proliferator-activated receptors are nuclear receptors at the crossroads of key cellular functions.

Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) compose a family of three nuclear receptors which act as lipid sensors to modulate gene expression. As such, PPARs are implicated in major metabolic and inflammatory regulations with far-reaching medical consequences, as well as in important processes controlling cellular fate. Throughout this review, we focus on the cellular functions of these receptors. The molecular mechanisms through which PPARs regulate transcription are thoroughly addressed with particular emphasis on the latest results on corepressor and coactivator action. Their implication in cellular metabolism and in the control of the balance between cell proliferation, differentiation and survival is then reviewed. Finally, we discuss how the integration of various intra-cellular signaling pathways allows PPARs to participate to whole-body homeostasis by mediating regulatory crosstalks between organs.

Enhanced diastolic reflections on arterial pressure pulse during exercise recovery.

During recovery from a maximal or submaximal aerobic exercise, augmentation of central (aortic) systolic pressure by reflected pressure waves is blunted in healthy humans. However, the extent to which reflected pressure waves modify the central pulse in diastole in these conditions remains unknown. We evaluated systolic and diastolic central reflected waves in 11 endurance-trained athletes on recovery from a maximal running test on a treadmill (treadmill-max) and a 4000 m run in field conditions. On both occasions in each subject, the radial pulse was recorded with applanation tonometry in the resting preexercise state and then 5, 15, 25, 35, and 45 min after exercise termination. From the central waveform, as reconstructed by application of a generalized transfer function, we computed a systolic (AIx) and a diastolic index (AId) of pressure augmentation by reflections. At 5 min, both indices were below preexercise. At further time-points, AIx remained low, while AId progressively increased, to overshoot above preexercise at 45 min. The same behavior was observed with both exercise types. Beyond the first few minutes of recovery following either maximal or submaximal aerobic exercise, reflected waves selectively augment the central pressure pulse in diastole, at least in endurance-trained athletes.

Cost-effectiveness of the implementation of an enhanced recovery protocol for colorectal surgery.

BACKGROUND: Enhanced recovery protocols may reduce postoperative complications and length of hospital stay. However, the implementation of these protocols requires time and financial investment. This study evaluated the cost-effectiveness of enhanced recovery implementation. METHODS: The first 50 consecutive patients treated during implementation of an enhanced recovery programme were compared with 50 consecutive patients treated in the year before its introduction. The enhanced recovery protocol principally implemented preoperative counselling, reduced preoperative fasting, preoperative carbohydrate loading, avoidance of premedication, optimized fluid balance, standardized postoperative analgesia, use of a no-drain policy, as well as early nutrition and mobilization. Length of stay, readmissions and complications within 30 days were compared. A cost-minimization analysis was performed. RESULTS: Hospital stay was significantly shorter in the enhanced recovery group: median 7 (interquartile range 5-12) versus 10 (7-18) days (P = 0·003); two patients were readmitted in each group. The rate of severe complications was lower in the enhanced recovery group (12 versus 20 per cent), but there was no difference in overall morbidity. The mean saving per patient in the enhanced recovery group was euro1651. CONCLUSION: Enhanced recovery is cost-effective, with savings evident even in the initial implementation period.

Acid-sensing ion channels : modulation by serine-proteases and involvement in acid-induced action potential generation in hippocampal neurons

SUMMARY Acid-sensing ion channels (ASICs) are non-voltage gated sodium channels. They are activated by rapid extracellular acidification and generate an inactivating inward current. Four ASIC genes have been cloned: ASIC1, 2, 3 and 4, with variants a and b for ASIC1and AS1C2. ASICs are expressed in neurons of the central (CNS) and peripheral nervous system (PNS). In the CNS, ASICs have a role in learning, memory, as well as in neuronal death in ischemia. In the PNS, ASICs are involved in the perception of acid-induced pain, as well as in mechanoperception. In one part of my thesis project, we addressed the question of the mechanism of regulation of ASIC1 a by the serine protease trypsin at the molecular level. Trypsin modifies the function of ASIC1 a but not of ASIC1b. In order to identify the channel region responsible for this effect, we created chimeras between ASIC1 a and 1b. Subsequently, to identify the exact trypsin target(s), we mutated predicted trypsin sites in the region identified by the chimera. In the second part of a project, we investigated the role of ASICs at the cellular level, in neuronal signaling. Using the whole-cell patch clamp in hippocampal neuronal culture, we studied the potential involvement of ASICs in action potential (AP) generation. In the first part of the thesis work, we showed that trypsin modifies ASIC1a function: it shifts the pH activation and the steady-state inactivation curve towards more acidic values and accelerates the time course of the channel recovery from inactivation. We also showed that trypsin cleaves ASIC1a and that the functional effect and a channel cleavage correlate. In the inactivated state, channels cannot be modified by trypsin. Cleavage occurs in a channel region that is also important for inactivation of all ASICs; a part of this region is critical for the inhibition of ASIC1 a by the spider toxin Psalmotoxin1. In the second part of the thesis work, we showed that ASIC activity can modulate AP generation. ASIC activity by itself can induce trains of APs. In situations in which this activity by itself is not sufficient to induce APs, it can contribute to AP generation. During high neuronal activity, ASIC activity can block already existing trains of APs. In conclusion, depending on the activity of neuron in a particular moment, ASICs can differently modulate AP generation; they can induce, facilitate or inhibit APs. We also showed that trypsin changes the capability of ASICs to modulate AP generation by shifting the pH dependence to more acidic values, which adapts channel gating to pH conditions which may occur in pathological conditions such as ischemia. Our finding that trypsin modifies ASIC1 a function identifies a novel pharmacological tool, and proposes a mechanism of ASIC1a regulation that may have a physiological importance. The identification of the exact site of trypsin action gives insight to the molecular mechanisms of ASIC regulation. This work proposes a role in modulation of AP generation for ASICs in the CNS. RESUME Les canaux ASIC sont les canaux ioniques activés par l'acidification rapide extracellulaire. Activés, ils génèrent un courant entrant qui inactive en présence de stimulus acide. Quatre gènes ASIC ont été clonés, ASIC1, 2, 3 et 4, avec les variants a et b pour ASIC1 et 2. Les ASICs sont exprimés dans les neurones du système nerveux central (SNC) et périphérique (SNP). Dans le SNC, les ASIC ont un rôle dans le mémoire, apprentissage et la mort neuronale dans t'ischémie. Dans le SNP, ils ont un rôle dans la perception de la douleur et méchanosensation. Dans une partie de mon projet de thèse, nous avons étudié les mécanismes de la régulation d'ASIC1a par la sérine-protéase trypsine au niveau moléculaire. La trypsine modifie la fonction d'ASIC1a et pas ASIC1b. Nous avons créé les chimères entre ASIC1 a et 1 b, afin d'identifier la région du canal responsable pour l'effet. Pour identifier le(s) site(s) exactes de l'action de la trypsine, nous avons muté les sites potentiels de la trypsine dans la région identifiée par les chimères. Dans la deuxième partie du projet, nous avons étudié le rôle des ASICs au niveau cellulaire. En utilisant la technique du patch clamp dans les cultures des neurones de l'hippocampe, nous avons étudié l'implication des ASICs dans la génération des potentiels d'action (PA). Nous avons montré que la trypsine agit sur le canal ASIC1a ; elle décale l'activation et « steady-state » inactivation vers les valeurs plus acides, et elle raccourcit le temps du « recovery » du canal. La trypsine coupe ASIC1a sur le résidu K145 et l'effet fonctionnel et la coupure corrèlent. Nous avons identifié la région du canal responsable pour l'inactivation de tous les ASICs ; une partie de cette région est responsable pour ['inhibition d'ASIC1 a par la Psalmotoxinel . Nous avons montré que les ASICs peuvent moduler la génération des PAs. L'activité des ASICs peut induire les trains des PAs. Quand l'activité des ASICs n'est pas suffisante pour induire le PA, elle peut contribuer à sa génération. Pendant l'activité neuronale forte, l'activité des ASICs peut bloquer les trains des PAs qui existent déjà. En conclusion, dépendant de l'activité neuronale, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs différemment ; ils peuvent induire, faciliter ou inhiber les PAs. La trypsine change la capacité des ASICs de moduler les PAs. Après l'action de la trypsine, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs dans les conditions légèrement acides, suivies par les fluctuations du pH acide, qui peuvent exister dans l'ischémie. Le fait que la trypsine agit sur ASIC1a définit l'outil pharmacologique et propose le mécanisme de la régulation d'ASICI a qui pourrait avoir l'importance physiologique. L'identification du site de l'action de la trypsine éclaircit les mécanismes moléculaires de la régulation des ASICs. Cette étude propose un rôle des ASICs dans la modulation de la génération des PAs. Résumé pour le public large Les neurones sont les cellules de système nerveux dont la fonction est la signalisation. Comme toutes les autres cellules, les neurones ont une membrane qui sépare l'intérieur du milieu extérieur. Cette membrane est imperméable pour des particules chargées (ions). Dans cette membrane existent les protéines spécifiques, « canaux », qui permettent le transport des ions d'un côté de la membrane à l'autre, comme réponse aux stimuli différents. Ce transport des ions à travers la membrane génère un courant, qu'on peut mesurer. Ce courant est la base de la communication entre les neurones, ou, ce qu'on appelle la signalisation neuronale. Quand ce courant est suffisamment grand, il permet la génération du potentiel d'action, qui est le message principal de communication neuronale. Les canaux ASIC (acid-sensing ion channel), que nous étudions dans le laboratoire, sont activés par les acides. Les acides sont relâchés dans beaucoup de situations dans le système nerveux. Les ASIC ont été découverts récemment (en 1996), et nous ne connaissons pas encore très bien toutes les fonctions de ces canaux. Nous savons qu'ils ont un rôle dans le mémoire, apprentissage, la sensation de la douleur et l'infarctus cérébral. Dans la première partie de ce projet de thèse, nous avons voulu mieux comprendre comment fonctionnent ces canaux. Pour faire ça, nous avons étudié la régulation des ASICs par une protéine, trypsine, qui coupe le canal ASIC. Nous avons étudié ou exactement la trypsine coupe le canal et quels effets ça produit sur la fonction du canal. Dans la deuxième partie du projet de thèse, nous avons voulu mieux connaître comment le canal fonctionne au niveau de la cellule, comment il interagit avec les autres canaux et si il a un rôle dans la génération des potentiels d'action. Nous avons pu montrer que la trypsine change la fonction du canal, ce qui lui permet de fonctionner différemment. Nous avons aussi déterminé ou exactement ta trypsine coupe le canal. Au niveau de la cellule, nous avons montré que les ASIC peuvent moduler la génération des potentiels d'action, étant, dépendant de l'activité du neurone, soit activateurs, soit inhibiteurs. La trypsine est une molécule qui peut être libérée dans le système nerveux pendant certaines conditions, comme l'infarctus cérébral. A cause de ça, les connaissances que la trypsine agit sur le anal ASIC pourraient être important physiologiquement. La connaissance de l'endroit exacte ou la trypsine coupe le canal nous aide à mieux comprendre la relation structure-fonction du canal. La modulation de la génération des potentiels d'actions par les ASIC indique que ces canaux peuvent avoir un rôle important dans la signalisation neuronale.

Responsiveness to a physiological regimen of GnRH therapy and relation to genotype in women with isolated hypogonadotropic hypogonadism.

CONTEXT: Isolated hypogonadotropic hypogonadism (IHH) is caused by defective GnRH secretion or action resulting in absent or incomplete pubertal development and infertility. Most women with IHH ovulate with physiological GnRH replacement, implicating GnRH deficiency as the etiology. However, a subset does not respond normally, suggesting the presence of defects at the pituitary or ovary. OBJECTIVES: The objective of the study was to unmask pituitary or ovarian defects in IHH women using a physiological regimen of GnRH replacement, relating these responses to genes known to cause IHH. DESIGN, SETTING, AND SUBJECTS: This study is a retrospective analysis of 37 IHH women treated with iv pulsatile GnRH (75 ng/kg per bolus). MAIN OUTCOME MEASURES: Serum gonadotropin and sex steroid levels were measured, and 14 genes implicated in IHH were sequenced. RESULTS: During their first cycle of GnRH replacement, normal cycles were recreated in 60% (22 of 37) of IHH women. Thirty percent of women (12 of 37) demonstrated an attenuated gonadotropin response, indicating pituitary resistance, and 10% (3 of 37) exhibited an exaggerated FSH response, consistent with ovarian resistance. Mutations in CHD7, FGFR1, KAL1, TAC3, and TACR3 were documented in IHH women with normal cycles, whereas mutations were identified in GNRHR, PROKR2, and FGFR1 in those with pituitary resistance. Women with ovarian resistance were mutation negative. CONCLUSIONS: Although physiological replacement with GnRH recreates normal menstrual cycle dynamics in most IHH women, hypogonadotropic responses in the first week of treatment identify a subset of women with pituitary dysfunction, only some of whom have mutations in GNRHR. IHH women with hypergonadotropic responses to GnRH replacement, consistent with an additional ovarian defect, did not have mutations in genes known to cause IHH, similar to our findings in a subset of IHH men with evidence of an additional testicular defect.

Integrating receptor interactions and dynamics and Interference with endocrine disruptors in the mechanisms of action of PPAR nuclear receptors

Abstract Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) form a family of three nuclear receptors regulating important cellular and metabolic functions. PPARs control gene expression by directly binding to target promoters as heterodimers with the Retinoid X Receptor (RXR), and their transcriptional activity is enhanced upon activation by natural or pharmacological ligands. The binding of PPAR/RXR heterodimers on target promoters allows the anchoring of a series of coactivators and corepressors involved in promoter remodeling and the recruitment of the transcription machinery. The transcriptional output finally depends on a complex interplay between (i) the respective expression levels of PPARs, RXRs and of other nuclear receptors competing for DNA binding and RXR recruitment, (ii) the availability and the nature of PPAR and RXR ligands, (iii) the expression levels and the nature of the different coactivators and corepressors and (iv) the sequence and the epigenetic status of the promoter. Understanding how all these factors and signals integrate and fine-tune transcription remains a challenge but is necessary to understand the specificity of the physiological functions regulated by PPARs. The work presented herein focuses on the molecular mechanisms of PPAR action and aims at understanding how the interactions and mobility of the receptor modulate transcription in the physiological context of a living cell: Such observations in vivo rely on the use of engineered fluorescent protein chimeras and require the development and the application of complementary imaging techniques such as Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP), Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) and Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS). Using such techniques, PPARs are shown to reside solely in the nucleus where they are constitutively associated with RXR but transcriptional activation by ligand binding -does not promote the formation of sub-nuclear structures as observed with other nuclear receptors. In addition, the engagement of unliganded PPARs in large complexes of cofactors in living cells provides a molecular basis for their ligand-independent activity. Ligand binding reduces receptor diffusion by promoting the recruitment of coactivators which further enlarge the size of PPAR complexes to acquire full transcriptional competence. Using these molecular approaches, we deciphered the molecular mechanisms through which phthalates, a class of pollutants from the plastic industry, interfere with PPARγ signaling. Mono-ethyl-hexyl-phthalate (MEHP) binding induces the recruitment of a specific subset of cofactors and translates into the expression of a specific subset of target genes, the transcriptional output being strongly conditioned by the differentiation status of the cell. This selective PPARγ modulation induces limited adipogenic effects in cellular models while exposure to phthalates in animal models leads to protective effects on glucose tolerance and diet-induced obesity. These results demonstrate that phthalates influence lipid and carbohydrate metabolism through complex mechanisms which most likely involve PPARγ but also probably PPARα and PPARß, Altogether, the molecular and physiological demonstration of the interference of pollutants with PPAR action outlines an important role of chemical exposure in metabolic regulations. Résumé Les PPARs (Peroxisome Proliferator-Activated Receptors) forment une famille de récepteurs nucléaires qui régulent des fonctions cellulaires et métaboliques importantes. Les PPARs contrôlent l'expression des gènes en se liant directement à leurs promoteurs sous forme d'hétérodimères avec les récepteurs RXR (Retinoid X Receptor), et leur activité transcriptionnelle est stimulée par la liaison de ligands naturels ou pharmacologiques. L'association des hétérodimères PPAR/RXR avec les promoteurs des gènes cibles permet le recrutement de coactivateurs et de corépresseurs qui vont permettre le remodelage de la chromatine et le recrutement de la machinerie transcriptionnelle. Les actions transcriptionnelles du récepteur dépendent toutefois d'interactions complexes qui sont régulées par (i) le niveau d'expression des PPARs, des RXRs et d'autres récepteurs nucléaires entrant en compétition pour la liaison à l'ADN et l'association avec RXR, (ii) la disponibilité et la nature de ligands de PPAR et de RXR, (iii) les niveaux d'expression et la nature des différents coactivateurs et corépresseurs et (iv) la séquence et le marquage épigénétique des promoteurs. La compréhension des mécanismes qui permettent d'intégrer ces aspects pour assurer une régulation fine de l'activité transcriptionnelle est un défi qu'il est nécessaire de relever pour comprendre la spécificité des fonctions physiologiques régulées par les PPARs. Ce travail concerne l'étude des mécanismes d'action moléculaire des PPARs et vise à mieux comprendre comment les interactions du récepteur avec d'autres protéines ainsi que la mobilité de ce dernier régulent son activité transcriptionnelle dans le contexte physiologique des cellules vivantes. De telles observations reposent sur l'emploi de protéines fusionnées à des protéines fluorescentes ainsi que sur le développement et l'utilisation de techniques d'imagerie complémentaires telles que le FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching), le FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) ou la FCS (Fluorescence Corrélation Spectroscopy). En appliquant ces méthodes, nous avons pu montrer que les PPARs résident toujours dans le noyau où ils sont associés de manière constitutive à RXR, mais que l'ajout de ligand n'induit pas la formation de structures sub-nucléaires comme cela a pu être décrit pour d'autres récepteurs nucléaires. De plus, les PPARs sont engagés dans de larges complexes protéiques de cofacteurs en absence de ligand, ce qui procure une explication moléculaire à leur activité ligand-indépendante. La liaison du ligand réduit la vitesse de diffusion du récepteur en induisant le recrutement de coactivateurs qui augmente encore plus la taille des complexes afin d'acquérir un potentiel d'activation maximal. En utilisant ces approches moléculaires, nous avons pu caractériser les mécanismes permettant aux phtalates, une classe de polluants provenant de l'industrie plastique, d'interférer avec PPARγ. La liaison du mono-ethyl-hexyl-phtalate (NERF) à PPARγ induit un recrutement sélectif de cofacteurs, se traduisant par l'induction spécifique d'un sous-ensemble de gènes qui varie en fonction du niveau de différentiation cellulaire. La modulation sélective de PPARγ par le MEHP provoque une adipogenèse modérée dans des modèles cellulaires alors que l'exposition de modèles animaux aux phtalates induit des effets bénéfiques sur la tolérance au glucose et sur le développement de l'obésité. Toutefois, les phtalates ont une action complexe sur le métabolisme glucido-lipidique en faisant intervenir PPARγ mais aussi probablement PPARα et PPARß. Cette démonstration moléculaire et physiologique de l'interférence des polluants avec les récepteurs nucléaires PPAR souligne un rôle important de l'exposition à de tels composés dans les régulations métaboliques.

Increased blood glucose variability during therapeutic hypothermia and neurological recovery after cardiac arrest

INTRODUCTION. Recent studies suggest that increased blood glucose variability (BGV) is associated with ICU mortality1. Hypothermia is known to induce insulin resistance, thus potentially increasing BGV. No studies however have examined the effect of therapeutic hypothermia (TH) on insulin requirements and BGV. OBJECTIVES. To examine the effect of TH on BGV and its relationship to outcome in patients with coma after cardiac arrest (CA). METHODS. We prospectively studied 132 consecutive comatose CA patients treated with TH (target core temp 33_C for 24 h, using surface cooling). All patients were treated with intravenous insulin (blood glucose target 6-8 mM), according to a written algorithm, with nurse-driven adjustment of insulin dose. For each patient, standard deviation of repeated blood glucose samples was used to calculate BGV. Two time-points, comparable in duration, were studied: TH (stable maintenance phase, i.e. 6-24 h, core temp ± 33_C) vs. Normothermia (NT, i.e. after rewarming, stable normothermic phase, core temp ± 37_C). Mortality and neurological recovery (Glasgow-Pittsburgh Cerebral Performance Categories, CPC, dichotomized as good = CPC 1-2 vs. poor = CPC 3-5) were assessed at hospital discharge. Statistical analysis was performed with ANOVA for repeated measures. RESULTS. Compared to NT, TH was associated with increased intravenous insulin dose (0.8 ± 1.1 vs. 1.6 ± 2 U/h, P\0.0001), higher mean (6.9 ± 1.3 vs. 7.7 ± 1.8 mM, P\0.0001) and maximum (9.1 ± 3.7 vs. 10.9 ± 3.6 mM, P\0.0001) blood glucose, and increased BGV (1.3 ± 1.2 vs. 1.7 ± 1.1 mM, P = 0.004). Increased BGV was strongly associated with mortality (2.5 ± 1.5 mM in non-survivors vs. 1.6 ± 1 mM in survivors, P\0.001) and worse outcome (2.3 ± 1.4 mM in patients with poor vs. 1.5 ± 0.8 mM in those with good neurological recovery, P\0.0001). CONCLUSIONS. Therapeutic hypothermia is associated with increased insulin requirements and higher blood glucose variability,which in turn correlateswithworse prognosis in patientswith post- CA coma. Strategies aimed to maintain stable glycemic profile and avoid blood glucose variability might contribute to optimize the management of TH and may translate into better outcome.

Molecular and physiological characterisation of lonotropic receptors in the sacculus in drosophila

Chemosensation is the detection of chemical signals in the environment that enable an animal to make informed decisions about food choice, mate preference or predator detection. Dissecting the molecular and neural mechanisms by which animals detect chemical cues is an important goal towards understanding how they interact with the environment. An attractive system to dissect the mechanisms of chemosensation is the olfactory system. One of the most-investigated olfactory systems is that of Drosophila melanogaster, a model organism that is amenable to a powerful combination of genetic and physiological analyses. Embedded within the antennal olfactory organ of Drosophila is an unusual sensory structure called the sacculus. The sacculus is comprised of three distinct chambers, each lined with several sensilla housing two to three neurons. Previous morphological, anatomical and surgical studies of sacculus neurons have implicated sacculus neurons in chemosensation, hygrosensation and/or thermosensation. While a subset of sacculus neurons have been physiologically characterised as temperature sensors, the role of this organ has remained largely mysterious, due to its inaccessibility to peripheral electrophysiological analysis. Recently a new family of olfactory receptors, the lonotropic Receptors (IRs), was identified. Five IRs are expressed in sacculus neurons providing the first selective molecular markers for these cells. In this thesis I describe the molecular, physiological and anatomical characterisation of these neurons. Genetic labelling of specific populations of sacculus neurons with anatomical (CD8:GFP) reporters has identified neurons in sacculus chambers I and II express IR40a+IR93a together with their co- receptor IR25a, while neurons in chamber III express IR64a with its co-receptor IR8a. Both these sets of neurons project to two distinct glomeruli in the antennal lobe; IR40a neurons project to the column and arm, IR64a neurons project to DC4 and DP1m. Through a live optical imaging screen I showed that these neurons are indeed olfactory and IR64a neurons recognise acidic ligands, while IR40a neurons recognise amine ligands. IR40a and IR64a neurons are in fact composed of anatomically and physiologically distinct subpopulations, strongly implying the existence of other factors that define their functional properties. My thesis identifies the sacculus as a specialised olfactory organ capable of detecting acids and bases, which are of widespread importance to insects. The data from my thesis along with data from other labs show the sacculus is composed of different populations of olfactory sensory neurons and thermosensory neurons. Comparative genomic analysis of sacculus IRs across insects reveals them to be among the most conserved of this receptor repertoire, suggesting that the sacculus represents an evolutionarily ancient insect olfactory acid-base sensor. - La détection des produits chimiques se trouvant dans l'environnement (perception chimiosensorielle) permet à un animal de choisir sa nourriture, son partenaire ou encore d'identifier ses prédateurs. Décortiquer les mécanismes moléculaires et neuronaux grâce auxquels les animaux détectent ces signaux chimiques permet de comprendre comment ces animaux interagissent avec leur environnement. Un système intéressant pour décortiquer ces mécanismes de perception chimiosensorielle est le système olfactif, de la drosophile (Drosophila melanogaster), aussi appelée mouche du vinaigre. C'est un animal modèle très utile grâce à la combinaison d'outils génétiques puissants et d'analyses physiologiques facilement réalisables. Dans l'antenne de la drosophile, qui est l'organe olfactif principal de cet animal, se trouve une structure appelée sacculus. Celui-ci est composé de trois chambres distinctes, chacune comprenant plusieurs sensilles à l'intérieur desquelles se trouvent deux à trois neurones. De précédentes études morphologiques et anatomiques des ces neurones ont déterminé qu'ils sont impliqués dans la perception des odeurs, de l'humidité et de la température. Malgré ceci, la fonction principale de cet organe reste largement inconnue, principalement car il est inaccessible aux analyses électrophysiologiques. Récemment, une nouvelle famille de soixante-six récepteurs olfactifs, nommés Récepteurs lonotropiques (IRs), a été découverte chez la drosophile. Cinq IRs sont exprimés dans les neurones du sacculus. Pour la première fois, une sélection de marqueurs moléculaires est disponible pour l'étude de ces cellules. Dans cette thèse, les caractéristiques moléculaires, physiologiques et anatomiques des neurones du sacculus sont décrites. Ces populations de neurones situés dans le sacculus ont été marquées avec des gènes rapporteurs (CD8:GFP). Ceci a montré que les récepteurs IR40a et IR93a sont exprimés ensemble avec le co-récepteur IR25a dans les chambres I et II, tandis que les neurones de la chambre III expriment IR64a avec son co-récepteur IR8a. Ces deux groupes de neurones projettent vers deux glomérules distincts du lobe antennaire : les neurones IR40a projettent vers la column et le arm, alors que les neurones IR64a projettent vers DC4 et DP1m. Un screen d'imagerie optique a démontré que ces neurones sont en effet des neurones olfactifs, et que les neurones IR64a reconnaissent des ligands acides, tandis que les neurones IR40a reconnaissent des ligands aminés. De plus, les neurones IR40a et IR64a sont séparés en sous-populations distinctes anatomiquement et physiologiquement, et d'autres facteurs permettant de définir leurs propriétés fonctionnelles sont probablement impliqués. Cette thèse identifie ainsi le sacculus comme un organe olfactif spécialisé capable de détecter des acides et amines, lesquels sont très importants pour les insectes. Toutes les données collectées durant cette thèse, combinées aux données d'autres laboratoires, montrent que le sacculus est composé de différentes populations de neurones olfactifs et thermosenseurs. Ces IRs sont très conservés parmi les insectes, suggérant que le sacculus représente révolution d'un ancien détecteur olfactif d'acides et de bases chez l'insecte. - Tous les animaux sont capables de percevoir les signaux chimiques dans leur environnement, comme les odeurs ou le goût, via différents organes. L'odorat est le sens qui permet de percevoir les odeurs, et il est implique des neurones olfactifs qui se trouvent dans le nez des mammifères ou les antennes des insectes. La capacité d'un neurone olfactif à détecter une molécule odorante dépend des types de récepteurs olfactifs qu'il exprime. Il existe deux grandes familles de récepteurs qui perçoivent les odeurs : les Récepteurs Olfactifs, ORs, et Récepteurs lonotropiques IRs, qui détectent différents types d'odeurs avec différents mécanismes. Lorsqu'un récepteur reconnaît une molécule odorante, il convertit ce signal en un signal électrique qui est ensuite transmis au centre olfactif dans le cerveau. La drosophile (Drosophila melanogaster), aussi appelée mouche du vinaigre, est utilisée comme animal modèle pour étudier l'odorat, parce que son génome entier a été séquencé et que ses gènes sont facilement manipulables. De plus, l'anatomie du système olfactif de la mouche est similaire à celui des mammifères, malgré qu'il possède moins de neurones, ce qui le rend moins complexe. Ma thèse a pour objectif d'étudier les Récepteurs lonotropiques dans un organe spécifique, appelé le sacculus, situé dans les antennes. Les neurones du sacculus exprimant des IRs envoient leurs projections au centre olfactif du cerveau, suggérant que ces neurones perçoivent les odeurs. Une technique d'imagerie optique a été utilisée sur le cerveau de mouches vivantes afin de mesurer la réponse des neurones du le sacculus à différentes odeurs. J'ai démontré que ces récepteurs détectent des acides et des amines, qui sont très importants pour les insectes. Par exemple, les acides se retrouvent dans les fruits mûrs sur lesquels les mouches vont se nourrir, s'accoupler et poser leurs oeufs, et les amines sont souvent produites par des bactéries pouvant être nuisible pour la mouche. La principale découverte de ma thèse est donc l'identification du sacculus comme un organe capable de détecter deux des principales odeurs importantes pour la mouche. Ces récepteurs sont aussi présents dans d'autres insectes où ils jouent peut-être des rôles différents. Les acides et les amines se retrouvent aussi dans les excrétions (comme la sueur ou l'urine) de beaucoup de mammifères, qui pourraient potentiellement être dangereux pour la mouche, mais qui attirent les moustiques se nourrissant de leur sang.

Consensus guidelines for enhanced recovery after gastrectomy: Enhanced Recovery After Surgery (ERAS®) Society recommendations.

BACKGROUND: Application of evidence-based perioperative care protocols reduces complication rates, accelerates recovery and shortens hospital stay. Presently, there are no comprehensive guidelines for perioperative care for gastrectomy. METHODS: An international working group within the Enhanced Recovery After Surgery (ERAS®) Society assembled an evidence-based comprehensive framework for optimal perioperative care for patients undergoing gastrectomy. Data were retrieved from standard databases and personal archives. Evidence and recommendations were classified according to the Grading of Recommendations, Assessment, Development and Evaluation (GRADE) system and were discussed until consensus was reached within the group. The quality of evidence was rated 'high', 'moderate', 'low' or 'very low'. Recommendations were graded as 'strong' or 'weak'. RESULTS: The available evidence has been summarized and recommendations are given for 25 items, eight of which contain procedure-specific evidence. The quality of evidence varies substantially and further research is needed for many issues to improve the strength of evidence and grade of recommendations. CONCLUSION: The present evidence-based framework provides comprehensive advice on optimal perioperative care for the patient undergoing gastrectomy and facilitates multi-institutional prospective cohort registries and adequately powered randomized trials for further research.

Effect of high-intensity interval exercise on lipid oxidation during postexercise recovery.

PURPOSE: The aim of this study was to examine whether lipid oxidation predominates during 3 h of postexercise recovery in high-intensity interval exercise as compared with moderate-intensity continuous exercise on a cycle ergometer in fit young men (n = 12; 24.6 +/- 0.6 yr). METHODS: The energy substrate partitioning was evaluated during and after high-intensity submaximal interval exercise (INT, 1-min intervals at 80% of maximal aerobic power output [Wmax] with an intervening 1 min of active recovery at 40% Wmax) and 60-min moderate-intensity continuous exercise at 45% of maximal oxygen uptake (C45%) as well as a time-matched resting control trial (CON). Exercise bouts were matched for mechanical work output. RESULTS: During exercise, a significantly greater contribution of CHO and a lower contribution of lipid to energy expenditure were found in INT (512.7 +/- 26.6 and 41.0 +/- 14.0 kcal, respectively) than in C45% (406.3 +/- 21.2 and 170.3 +/- 24.0 kcal, respectively; P < 0.001) despite similar overall energy expenditure in both exercise trials (P = 0.13). During recovery, there were no significant differences between INT and C45% in substrate turnover and oxidation (P > 0.05). On the other hand, the mean contribution of lipids to energy yield was significantly higher after exercise trials (C45% = 61.3 +/- 4.2 kcal; INT = 66.7 +/- 4.7 kcal) than after CON (51.5 +/- 3.4 kcal; P < 0.05). CONCLUSIONS: These findings show that lipid oxidation during postexercise recovery was increased by a similar amount on two isoenergetic exercise bouts of different forms and intensities compared with the time-matched no-exercise control trial.