Effect of inspiratory threshold loading on ventilatory kinetics during constant-load exercise.

Humoral factors play an important role in the control of exercise hyperpnea. The role of neuromechanical ventilatory factors, however, is still being investigated. We tested the hypothesis that the afferents of the thoracopulmonary system, and consequently of the neuromechanical ventilatory loop, have an influence on the kinetics of oxygen consumption (VO2), carbon dioxide output (VCO2), and ventilation (VE) during moderate intensity exercise. We did this by comparing the ventilatory time constants (tau) of exercise with and without an inspiratory load. Fourteen healthy, trained men (age 22.6 +/- 3.2 yr) performed a continuous incremental cycle exercise test to determine maximal oxygen uptake (VO2max = 55.2 +/- 5.8 ml x min(-1) x kg(-1)). On another day, after unloaded warm-up they performed randomized constant-load tests at 40% of their VO2max for 8 min, one with and the other without an inspiratory threshold load of 15 cmH2O. Ventilatory variables were obtained breath by breath. Phase 2 ventilatory kinetics (VO2, VCO2, and VE) could be described in all cases by a monoexponential function. The bootstrap method revealed small coefficients of variation for the model parameters, indicating an accurate determination for all parameters. Paired Student's t-tests showed that the addition of the inspiratory resistance significantly increased the tau during phase 2 of VO2 (43.1 +/- 8.6 vs. 60.9 +/- 14.1 s; P < 0.001), VCO2 (60.3 +/- 17.6 vs. 84.5 +/- 18.1 s; P < 0.001) and VE (59.4 +/- 16.1 vs. 85.9 +/- 17.1 s; P < 0.001). The average rise in tau was 41.3% for VO2, 40.1% for VCO2, and 44.6% for VE. The tau changes indicated that neuromechanical ventilatory factors play a role in the ventilatory response to moderate exercise.

Addition of inspiratory resistance increases the amplitude of the slow component of O2 uptake kinetics.

The contribution of respiratory muscle work to the development of the O(2) consumption (Vo(2)) slow component is a point of controversy because it has been shown that the increased ventilation in hypoxia is not associated with a concomitant increase in Vo(2) slow component. The first purpose of this study was thus to test the hypothesis of a direct relationship between respiratory muscle work and Vo(2) slow component by manipulating inspiratory resistance. Because the conditions for a Vo(2) slow component specific to respiratory muscle can be reached during intense exercise, the second purpose was to determine whether respiratory muscles behave like limb muscles during heavy exercise. Ten trained subjects performed two 8-min constant-load heavy cycling exercises with and without a threshold valve in random order. Vo(2) was measured breath by breath by using a fast gas exchange analyzer, and the Vo(2) response was modeled after removal of the cardiodynamic phase by using two monoexponential functions. As anticipated, when total work was slightly increased with loaded inspiratory resistance, slight increases in base Vo(2), the primary phase amplitude, and peak Vo(2) were noted (14.2%, P < 0.01; 3.5%, P > 0.05; and 8.3%, P < 0.01, respectively). The bootstrap method revealed small coefficients of variation for the model parameter, including the slow-component amplitude and delay (15 and 19%, respectively), indicating an accurate determination for this critical parameter. The amplitude of the Vo(2) slow component displayed a 27% increase from 8.1 +/- 3.6 to 10.3 +/- 3.4 ml. min(-1). kg(-1) (P < 0.01) with the addition of inspiratory resistance. Taken together, this increase and the lack of any differences in minute volume and ventilatory parameters between the two experimental conditions suggest the occurrence of a Vo(2) slow component specific to the respiratory muscles in loaded condition.

Repeated sprinting on natural grass impairs vertical stiffness but does not alter plantar loading in soccer players.

This study aimed to determine changes in spring-mass model (SMM) characteristics, plantar pressures, and muscle activity induced by the repetition of sprints in soccer-specific conditions; i.e., on natural grass with soccer shoes. Thirteen soccer players performed 6 × 20 m sprints interspersed with 20 s of passive recovery. Plantar pressure distribution was recorded via an insole pressure recorder device divided into nine areas for analysis. Stride temporal parameters allowed to estimate SMM characteristics. Surface electromyographic activity was monitored for vastus lateralis, rectus femoris, and biceps femoris muscles. Sprint time, contact time, and total stride duration lengthened from the first to the last repetition (+6.7, +12.9, and +9.3%; all P < 0.05), while flight time, swing time, and stride length remained constant. Stride frequency decrease across repetitions approached significance (-6.8%; P = 0.07). No main effect of the sprint number or any significant interaction between sprint number and foot region was found for maximal force, mean force, peak pressure and mean pressure (all P > 0.05). Center of mass vertical displacement increased (P < 0.01) with time, together with unchanged (both P > 0.05) peak vertical force and leg compression. Vertical stiffness decreased (-15.9%; P < 0.05) across trials, whereas leg stiffness changes were not significant (-5.9%; P > 0.05). Changes in root mean square activity of the three tested muscles over sprint repetitions were not significant. Although repeated sprinting on natural grass with players wearing soccer boots impairs their leg-spring behavior (vertical stiffness), there is no substantial concomitant alterations in muscle activation levels or plantar pressure patterns.

Changes in leg spring behaviour, plantar loading and foot mobility magnitude induced by an exhaustive treadmill run in adolescent middle-distance runners.

OBJECTIVES: This study aimed to determine adjustments in spring-mass model characteristics, plantar loading and foot mobility induced by an exhaustive run. DESIGN: Within-participants repeated measures. METHODS: Eleven highly-trained adolescent middle-distance runners ran to exhaustion on a treadmill at a constant velocity corresponding to 95% of velocity associated with VO₂max (17.8 ± 1.4 kmh(-1), time to exhaustion=8.8 ± 3.4 min). Contact time obtained from plantar pressure sensors was used to estimate spring-mass model characteristics, which were recorded (during 30 s) 1 min after the start and prior to exhaustion using pressure insoles. Foot mobility magnitude (a composite measure of vertical and medial-lateral mobility of the midfoot) was measured before and after the run. RESULTS: Mean contact area (foot to ground), contact time, peak vertical ground reaction force, centre of mass vertical displacement and leg compression increased significantly with fatigue, while flight time, leg stiffness and mean pressure decreased. Leg stiffness decreased because leg compression increased to a larger extent than peak vertical ground reaction forces. Step length, step frequency and foot mobility magnitude did not change at exhaustion. CONCLUSIONS: The stride pattern of adolescents when running on a treadmill at high constant velocity deteriorates near exhaustion, as evidenced by impaired leg-spring behaviour (leg stiffness) and altered plantar loading.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Acute creatine loading enhances human growth hormone secretion.

BACKGROUND: The main objective of this study was to explore the effect of acute creatine (Cr) ingestion on the secretion of human growth hormone (GH). METHODS: In a comparative cross-sectional study, 6 healthy male subjects ingested in resting conditions a single dose of 20 g creatine (Cr-test) vs a control (c-test). During 6 hours the Cr, creatinine and GH concentrations in blood serum were measured after Cr ingestion (Cr-test). RESULTS: During the Cr-test, all subjects showed a significant stimulation of GH (p<0.05), but with a large interindividual variability in the GH response: the difference between Cr-test and c-test averaged 83% (SD 45%). For the majority of subjects the maximum GH concentration occurred between 2 hrs and 6 hrs after the acute Cr ingestion. CONCLUSIONS: In resting conditions and at high dosages Cr enhances GH secretion, mimicking the response of strong exercise which also stimulates GH secretion. Acute body weight gain and strength increase observed after Cr supplementation should consider the indirect anabolic property of Cr.

Role of the hypocretin system in cocaine- and alcohol-related behaviors : evidence from hypocretin-deficient mice

RésuméL'addiction aux drogues est une maladie multifactorieile affectant toutes les strates de notre société. Cependant, la vulnérabilité à développer une addiction dépend de facteurs environnementaux, génétiques et psychosociaux. L'addiction aux drogues est décrite comme étant une maladie chronique avec un taux élevé de rechutes. Elle se caractérise par un besoin irrépressible de consommer une drogue et une augmentation progressive de la consommation en dépit des conséquences néfastes. Les mécanismes cérébraux responsables des dépendances aux drogues ne sont que partiellement élucidés, malgré une accumulation croissante d'évidences démontrant des adaptations au niveau moléculaire et cellulaire au sein des systèmes dopaminergique et glutamatergique. L'identification de nouveaux facteurs neurobiologiques responsables de la vulnérabilité aux substances d'abus est cruciale pour le développement de nouveaux traitements thérapeutiques capables d'atténuer et de soulager les symptômes liés à la dépendance aux drogues.Au cours des dernières années, de nombreuses études ont démontré qu'un nouveau circuit cérébral, le système hypocrétinergique, était impliqué dans plusieurs fonctions physiologiques, tel que l'éveil, le métabolisme énergétique, la motivation, le stress et les comportements liés aux phénomènes de récompense. Le système hypocrétinergique est composé d'environ 3000-4000 neurones issus de l'hypothalamus latéral projetant dans tout ie cerveau. Des souris transgéniques pour le gène des hypocrétines ont été générées et leur phénotype correspond à celui des animaux sauvages, excepté le fait qu'elles soient atteintes d'attaques de sommeil similaires à celles observées chez les patients narcoleptiques. H semblerait que les hypocrétines soient requises pour l'acquisition et l'expression de la dépendance aux drogues. Cependant, le mécanisme précis reste encore à être élucidé. Dans ce rapport, nous rendons compte des comportements liés aux phénomènes de récompense liés à l'alcool et à la cocaine chez les souris knock-out (KO), hétérozygotes (HET) et sauvages (WT).Nous avons, dans un premier temps, évalué l'impact d'injections répétées de cocaïne (15 mg/kg, ip) sur la sensibilisation locomotrice et sur le conditionnement place préférence. Nous avons pu observer que les souris WT, HET et KO exprimaient une sensibilisation locomotrice induite par une administration chronique de cocaïne, cependant les souris déficientes en hypocrétines démontraient une sensibilisation retardée et atténuée. Π est intéressant de mentionner que les mâles HET exprimaient une sensibilisation comportementale intermédiaire. Après normalisation des données, toutes les souris exprimaient une amplitude de sensibilisation similaire, excepté les souris mâles KO qui affichaient, le premier jour de traitement, une sensibilisation locomotrice réduite et retardée, reflétant un phénotype hypoactif plutôt qu'une altération de la réponse aux traitements chroniques de cocaïne. Contre toute attente, toutes les souris femelles exprimaient un pattern similaire de sensibilisation locomotrice à la cocaïne. Nous avons ensuite évalué l'effet d'un conditionnement comportemental à un environnement associé à des injections répétées de cocaine (15 mg / kg ip). Toutes les souris, quelque soit leur sexe ou leur génotype, ont manifesté une préférence marquée pour l'environnement apparié à la cocaïne. Après deux semaines d'abstinence à la cocaïne, les mâles et les femelles déficientes en hypocrétines n'exprimaient plus aucune préférence pour le compartiment précédemment associé à la cocaïne. Alors que les souris WT et HET maintenaient leur préférence pour le compartiment associé à la cocaïne. Pour finir, à l'aide d'un nouveau paradigme appelé IntelliCage®, nous avons pu évaluer la consommation de liquide chez les femelles WT, HET et KO. Lorsqu'il n'y avait que de l'eau disponible, nous avons observé que les femelles KO avaient tendance à moins explorer les quatre coins de la cage. Lorsque les souris étaient exposées à quatre types de solutions différentes (eau, ImM quinine ou 0.2% saccharine, alcool 8% et alcool 16%), les souris KO avaient tendance à moins consommer l'eau sucrée et les solutions alcoolisées. Cependant, après normalisation des données, aucune différence significative n'a pu être observée entre les différents génotypes, suggérant que la consommation réduite d'eau sucrée ou d'alcool peut être incombée à l'hypoactivité des souris KO.Ces résultats confirment que le comportement observé chez les souris KO serait dû à des compensations développementales, puisque la sensibilisation locomotrice et le conditionnement comportemental à la cocaïne étaient similaires aux souris HET et WT. En ce qui concerne la consommation de liquide, les souris KO avaient tendance à consommer moins d'eau sucrée et de solutions alcoolisées. Le phénotype hypoactif des souris déficientes en hypocrétine est probablement responsable de leur tendance à moins explorer leur environnement. Il reste encore à déterminer si l'expression de ce phénotype est la conséquence d'un état de vigilance amoindri ou d'une motivation diminuée à la recherche de récompense. Nos résultats suggèrent que les souris déficientes en hypocrétine affichent une motivation certaine à la recherche de récompense lorsqu'elles sont exposées à des environnements où peu d'efforts sont à fournir afin d'obtenir une récompense.AbstractDrug addiction is a multifactorial disorder affecting human beings regardless their education level, their economic status, their origin or even their gender, but the vulnerability to develop addiction depends on environmental, genetic and psychosocial dispositions. Drug addiction is defined as a chronic relapsing disorder characterized by compulsive drug seeking, with loss of control over drug intake and persistent maladaptive decision making in spite of adverse consequences. The brain mechanisms responsible for drug abuse remain partially unknown despite accumulating evidence delineating molecular and cellular adaptations within the glutamatergic and the dopaminergic systems. However, these adaptations do not fully explain the complex brain disease of drug addiction. The identification of other neurobiological factors responsible for the vulnerability to substance abuse is crucial for the development of promising therapeutic treatments able to alleviate signs of drug dependence.For the past few years, growing evidence demonstrated that a recently discovered brain circuit, the hypocretinergic system, is implicated in many physiological functions, including arousal, energy metabolism, motivation, stress and reward-related behaviors. The hypocretin system is composed of a few thousands neurons arising from the lateral hypothalamus and projecting to the entire brain. Hypocretin- deficient mice have been generated, and unexpectedly, their phenotype resembles that of wild type mice excepting sleep attacks strikingly similar to those of human narcolepsy patients. Evidence suggesting that hypocretins are required for the acquisition and the expression of drug addiction has also been reported; however the precise mechanism by which hypocretins modulate drug seeking behaviors remains a matter of debate. Here, we report alcohol and cocaine reward-related behaviors in hypocretin-deficient mice (KO), as well as heterozygous (HET) and wild type (WT) littermates.We first evaluated the impact of repeated cocaine injections (15 mg/kg, ip) on locomotor sensitization and conditioned place preference. We observed that WT, HET and KO mice exhibited behavioral sensitization following repeated cocaine administrations, but hypocretin deficient males displayed a delayed and attenuated response to chronic cocaine administrations. Interestingly, HET males exhibited an intermediate pattern of behavioral sensitization. However, after standardization of the post-injection data versus the period of habituation prior to cocaine injections, all mice displayed similar amplitudes of behavioral sensitization, except a reduced response in KO males on the first day, suggesting that the delayed and reduced cocaine-induced locomotor sensitization may reflect a hypoactive phenotype and probably not an altered response to repeated cocaine administrations. Unexpectedly, all female mice exhibited similar patterns of cocaine-induced behavioral sensitization. We then assessed the behavioral conditioning for an environment repeatedly paired with cocaine injections (15 mg/kg ip). All mice, whatever their gender or genotype, exhibited a robust preference for the environment previously paired with cocaine administrations. Noteworthy, following two weeks of cocaine abstinence, hypocretin-deficient males and females no longer exhibited any preference for the compartment previously paired with cocaine rewards whereas both WT and HET mice continued manifesting a robust preference. We finally assessed drinking behaviors in WT, HET and KO female mice using a novel paradigm, the IntelliCages®. We report here that KO females tended to less explore the four cage comers where water was easily available. When exposed to four different kinds of liquid solutions (water, ImM quinine or saccharine 0.2%, alcohol 8% and alcohol 16%), KO mice tended to less consume the sweet and the alcoholic beverages. However, after data standardization, no significant differences were noticed between genotypes suggesting that the hypoactive phenotype is most likely accountable for the trend regarding the reduced sweet or alcohol intake in KO.Taken together, the present findings confirm that the behavior seen in Hcrt KO mice likely reflects developmental compensations since only a slightly altered cocaine-induced behavioral sensitization and a normal behavioral conditioning with cocaine were observed in these mice compared to HET and WT littermates. With regards to drinking behaviors, KO mice barely displayed any behavioral changes but a trend for reducing sweet and alcoholic beverages. Overall, the most striking observation is the constant hypoactive phenotype seen in the hypocretin-deficient mice that most likely is accountable for their reduced tendency to explore the environment. Whether this hypoactive phenotype is due to a reduced alertness or reduced motivation for reward seeking remains debatable, but our findings suggest that the hypocretin-deficient mice barely display any altered motivation for reward seeking in environments where low efforts are required to access to a reward.

Effect of Sodium Loading/Depletion on Renal Oxygenation in Young Normo-and Hypertensive Men Measured with BOLD-MRI

Objective: To measure renal tissue oxygenation in young normo-and hypertensive volunteers under conditions of salt loading and depletion using blood oxygen level dependent magnetic resonance imaging (BOLD-MRI). Design and Methods: Ten normotensive (NT) male volunteers (age 26.5_7.4 y) and eight non-treated, hypertensive (HT) male volunteers (age 28.8_5.7 y) were studied after one week on a high salt (HS) regimen (6g of salt/day added to their normal regimen) and again after one week of a low sodium diet (LS). On the 8th day, BOLD-MRI was performed under standard hydration conditions. Four coronal slices were selected in each kidney, and combination sequence was used to acquire T2* weighted images. The mean R2* (1/T2*) was measured to determine cortical and medullar oxygenation. Results: Baseline characteristics and their changes are shown in the table. The mean cortical R2* was not different under conditions of HS or LS (17.8_1.3 vs. 18.2_0.6 respectively in NT group, p_0.27; 17.4_0.6 vs 17.8_0.9 in HT group, p_0.16). However, the mean medullary R2* was significantly lower under LS conditions in both groups (31.3_0.6 vs 28.1_0.8 in NT group, p_0.05; 30.3_0.8 vs 27.9_1.5 in HT group, p_0.05), corresponding to higher medullary oxygenation as compared to HS conditions, without significant changes in hemoglobin or hematocrit values. The salt induced changes in medullary oxygenation were comparable in the two groups (ANOVA, p_0.1). Conclusion: Dietary sodium restriction leads to increased renal medullary oxygenation compared to high sodium intake in normo-and hypertensive subjects. This observation may in part explain the potential renal benefits of a low sodium intake.

Are oxygen uptake kinetics modified when using a respiratory snorkel?

PURPOSE: The aim of this study was to compare VO2 kinetics during constant power cycle exercise measured using a conventional facemask (CM) or a respiratory snorkel (RS) designed for breath-by-breath analysis in swimming. METHODS: VO2 kinetics parameters-obtained using CM or RS, in randomized counterbalanced order-were compared in 10 trained triathletes performing two submaximal heavy-intensity cycling square-wave transitions. These VO2 kinetics parameters (ie, time delay: td1, td2; time constant: τ1, τ2; amplitude: A1, A2, for the primary phase and slow component, respectively) were modeled using a double exponential function. In the case of the RS data, this model incorporated an individually determined snorkel delay (ISD). RESULTS: Only td1 (8.9 ± 3.0 vs 13.8 ± 1.8 s, P < .01) differed between CM and RS, whereas all other parameters were not different (τ1 = 24.7 ± 7.6 vs 21.1 ± 6.3 s; A1 = 39.4 ± 5.3 vs 36.8 ± 5.1 mL x min(-1) x kg(-1); td2 = 107.5 ± 87.4 vs 183.5 ± 75.9 s; A2' (relevant slow component amplitude) = 2.6 ± 2.4 vs 3.1 ± 2.6 mL x min(-1) x kg(-1) for CM and RS, respectively). CONCLUSIONS: Although there can be a small mixture of breaths allowed by the volume of the snorkel in the transition to exercise, this does not appear to significantly influence the results. Therefore, given the use of an ISD, the RS is a valid instrument for the determination of VO2 kinetics within submaximal exercise.

High constant incidence rates of second primary cancers of the head and neck: a pooled analysis of 13 cancer registries.

Scanty data are available on the incidence (i.e., the absolute risk) of second cancers of the head and neck (HN) and its pattern with age. We investigated this issue using data from a multicentric study of 13 population-based cancer registries from Europe, Canada, Australia and Singapore for the years 1943-2000. A total of 99,257 patients had a first primary HN cancer (15,985 tongue, 22,378 mouth, 20,758 pharyngeal, and 40,190 laryngeal cancer), contributing to 489,855 person-years of follow-up. A total of 1,294 of the patients (1.3%) were diagnosed with second HN cancers (342 tongue, 345 mouth, 418 pharynx and 189 larynx). Male incidence rates of first HN cancer steeply increased from 0.68/100,000 at age 30-34 to 46.2/100,000 at age 70-74, and leveled off at older age; female incidence increased from 0.50/100,000 at age 30-34 to 16.5/100,000 at age 80-84. However, age-specific incidence of second HN cancers after a first HN cancer in men was around 200-300/100,000 between age 40-44 and age 70-74 and tended to decline at subsequent ages (150/100,000 at age 80-84); in women, incidence of second HN cancers was around 200-300/100,000 between age 45-49 and 80-84. The patterns of age-specific incidence were consistent for different subsites of second HN cancer and sexes; moreover, they were similar for age-specific incidence of first primary HN cancer in patients who subsequently developed a second HN cancer. The incidence of second HN cancers does not increase with age, but remains constant, or if anything, decreases with advancing age.