Préconditionnement ischémique et exercice : de la réadaptation à la performance

La pratique d’activité physique fait partie intégrante des recommandations médicales pour prévenir et traiter les maladies coronariennes. Suivant un programme d’entraînement structuré, serait-il possible d’améliorer la réponse à l’exercice tout en offrant une protection cardiaque au patient? C’est ce que semblent démontrer certaines études sur le préconditionnement ischémique (PCI) induit par un test d’effort maximal. Les mêmes mécanismes physiologiques induits par le PCI sont également observés lorsqu’un brassard est utilisé pour créer des cycles d’ischémie/reperfusion sur un muscle squelettique. Cette méthode est connue sous l’appellation : préconditionnement ischémique à distance (PCID). À l’autre extrémité du spectre de l’activité physique, des sportifs ont utilisé le PCDI durant leur échauffement afin d’améliorer leurs performances. C’est dans l’objectif d’étudier ces prémisses que se sont construits les projets de recherches suivants. La première étude porte sur les effets du PCID sur des efforts supra maximaux de courte durée. Les sujets (N=16) ont exécuté un test alactique (6 * 6 sec. supra maximales) suivi d’un test lactique (30 secondes supra maximales) sur ergocycle. Les sujets avaient été aléatoirement assignés à une intervention PCID ou à une intervention contrôle (CON) avant d’entreprendre les efforts. La procédure PCID consiste à effectuer quatre cycles d’ischémie de cinq minutes à l’aide d’un brassard insufflé à 50 mm Hg de plus que la pression artérielle systolique sur le bras. Les résultats de ce projet démontrent que l’intervention PCID n’a pas d’effets significatifs sur l’amélioration de performance provenant classiquement du « système anaérobie », malgré une légère hausse de la puissance maximal en faveur du PCID sur le test de Wingate de trente secondes (795 W vs 777 W) et sur le test de force-vitesse de six secondes (856 W vs 847 W). Le deuxième essai clinique avait pour objectif d’étudier les effets du PCID, selon la méthode élaborée dans le premier projet, lors d’un effort modéré de huit minutes (75 % du seuil ventilatoire) et un effort intense de huit minutes (115 % du seuil ventilatoire) sur les cinétiques de consommation d’oxygène. Nos résultats démontrent une accélération significative des cinétiques de consommation d’oxygène lors de l’intervention PCID par rapport au CON aux deux intensités d’effort (valeur de τ1 à effort modéré : 27,2 ± 4,6 secondes par rapport à 33,7 ± 6,2, p < 0,01 et intense : 29,9 ± 4,9 secondes par rapport à 33,5 ± 4,1, p < 0,001) chez les sportifs amateurs (N=15). Cela se traduit par une réduction du déficit d’oxygène en début d’effort et une atteinte plus rapide de l’état stable. Le troisième projet consistait à effectuer une revue systématique et une méta-analyse sur la thématique du préconditionnement ischémique (PCI) induit par un test d’effort chez les patients coronariens utilisant les variables provenant de l’électrocardiogramme et des paramètres d’un test d’effort. Notre recherche bibliographique a identifié 309 articles, dont 34 qui ont été inclus dans la méta-analyse, qui représente un lot de 1 053 patients. Nos analyses statistiques démontrent que dans un effort subséquent, les patients augmentent leur temps avant d’atteindre 1 mm de sous-décalage du segment ST de 91 secondes (p < 0,001); le sous-décalage maximal diminue de 0,38 mm (p < 0,01); le double produit à 1 mm de sous-décalage du segment ST augmente de 1,80 x 103 mm Hg (p < 0,001) et le temps total d’effort augmente de 50 secondes (p < 0,001). Nos projets de recherches ont favorisé l’avancement des connaissances en sciences de l’activité physique quant à l’utilisation d’un brassard comme stimulus au PCID avant un effort physique. Nous avons évalué l’effet du PCID sur différentes voies métaboliques à l’effort pour conclure que la méthode pourrait accélérer les cinétiques de consommation d’oxygène et ainsi réduire la plage du déficit d’oxygène. Nos découvertes apportent donc un éclaircissement quant à l’amélioration des performances de type contre-la-montre étudié par d’autres auteurs. De plus, nous avons établi des paramètres cliniques permettant d’évaluer le PCI induit par un test d’effort chez les patients coronariens.

Presión arterial en preescolares de la localidad de Usaquén en Bogotá

Introducción: La hipertensión arterial es un problema de salud pública tanto en países industrializados como en vía de desarrollo. Su prevalencia en la infancia viene en aumento por lo que es relevante determinarla en niños preescolares a nivel local. Objetivo: Determinar la prevalencia de hipertensión arterial en niños de tres a cinco años de una cohorte de 14 hogares infantiles del ICBF de la localidad de Usaquén en Bogotá. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de corte transversal analítico, utilizando la base de datos de un ensayo aleatorizado y controlado del año 200913, y se evaluaron las cifras de tensión arterial de acuerdo a sexo, edad, talla y su correlación con el IMC con un nivel de confianza del 95% y precisión del 1%. Se calcularon las medias, desviaciones estándar, percentiles y prevalencia. Resultados: Se obtuvo una muestra de 1035 casos, encontrándose una prevalencia de 4,5% de HTA sistólica, 10,4% de diastólica, ambas en estadio I; teniendo en cuenta tanto sistólica como diastólica, fue de 11,6% en estadio I. Se determinaron los valores de presión arterial sistólica y diastólica en cuartiles de acuerdo a edad, sexo y talla. El coeficiente de correlación entre el IMC y los niveles de presión arterial sistólica y diastólica fueron de 0.0992 y 0.0362 respectivamente. Conclusión: La prevalencia de HTA general fue de 11,6%, predominando la diastólica en estadio I en niños preescolares. No se encontró correlación entre el IMC y las cifras de tensión arterial sistólica y diastólica.

Comparación de la presión del manguito del tubo orotraqueal estimada por palpación frente a la medición tomada con un manómetro

La presión que ejerce el manguito del tubo orotraqueal (TOT) sobre la mucosa al ser insuflado debe mantenerse en un rango de seguridad que evite complicaciones por sobreinflación o por desinsuflación. En nuestro medio, los instrumentos de medición objetiva no son de uso común. Objetivo: evaluar la concordancia de la presión del manguito del TOT estimada por palpación frente al uso de un manómetro manual en pacientes adultos sometidos a anestesia general. Materiales y métodos: se realizó un estudio de corte transversal que incluyó a 40 pacientes, a quienes, una vez intubados, dos anestesiólogos enmascarados, diferentes al que los intubó, palparon el manguito del TOT categorizándolo como sobreinflado, normal o desinflado; posteriormente, uno de los investigadores registró la medida con un manómetro en fase inspiratoria y espiratoria. Se consideró como rango normal de 20 a 30 cm H2O. Resultados: la concordancia de la estimación por palpación entre los dos anestesiólogos fue débil (Kappa = 0,21, ES: 0,11). La concordancia entre la estimación por palpación y la medición con el manómetro manual fue muy débil. Entre el primer anestesiólogo y el investigador en fase inspiratoria, . 0,08 (ES: 0,09), y en espiración, . 0,08 (ES: 0,07). Entre el segundo anestesiólogo y el investigador, . 0,05 (ES: 0,07) y 0,02 (ES: 0,06), respectivamente. Conclusión: el estudio muestra que la concordancia entre los métodos subjetivo y objetivo para determinar si el manguito del TOT está adecuadamente inflado fue débil. Se sugiere el empleo de métodos más objetivos para su determinación.

Polimorfismos del gen Butirilcolinesterasa responsables de reacciones adversas en pacientes consumidores de “cocaína”

La butirilcolinesterasa humana (BChE; EC 3.1.1.8) es una enzima polimórfica sintetizada en el hígado y en el tejido adiposo, ampliamente distribuida en el organismo y encargada de hidrolizar algunos ésteres de colina como la procaína, ésteres alifáticos como el ácido acetilsalicílico, fármacos como la metilprednisolona, el mivacurium y la succinilcolina y drogas de uso y/o abuso como la heroína y la cocaína. Es codificada por el gen BCHE (OMIM 177400), habiéndose identificado más de 100 variantes, algunas no estudiadas plenamente, además de la forma más frecuente, llamada usual o silvestre. Diferentes polimorfismos del gen BCHE se han relacionado con la síntesis de enzimas con niveles variados de actividad catalítica. Las bases moleculares de algunas de esas variantes genéticas han sido reportadas, entre las que se encuentra las variantes Atípica (A), fluoruro-resistente del tipo 1 y 2 (F-1 y F-2), silente (S), Kalow (K), James (J) y Hammersmith (H). En este estudio, en un grupo de pacientes se aplicó el instrumento validado Lifetime Severity Index for Cocaine Use Disorder (LSI-C) para evaluar la gravedad del consumo de “cocaína” a lo largo de la vida. Además, se determinaron Polimorfismos de Nucleótido Simple (SNPs) en el gen BCHE conocidos como responsables de reacciones adversas en pacientes consumidores de “cocaína” mediante secuenciación del gen y se predijo el efecto delos SNPs sobre la función y la estructura de la proteína, mediante el uso de herramientas bio-informáticas. El instrumento LSI-C ofreció resultados en cuatro dimensiones: consumo a lo largo de la vida, consumo reciente, dependencia psicológica e intento de abandono del consumo. Los estudios de análisis molecular permitieron observar dos SNPs codificantes (cSNPs) no sinónimos en el 27.3% de la muestra, c.293A>G (p.Asp98Gly) y c.1699G>A (p.Ala567Thr), localizados en los exones 2 y 4, que corresponden, desde el punto de vista funcional, a la variante Atípica (A) [dbSNP: rs1799807] y a la variante Kalow (K) [dbSNP: rs1803274] de la enzima BChE, respectivamente. Los estudios de predicción In silico establecieron para el SNP p.Asp98Gly un carácter patogénico, mientras que para el SNP p.Ala567Thr, mostraron un comportamiento neutro. El análisis de los resultados permite proponer la existencia de una relación entre polimorfismos o variantes genéticas responsables de una baja actividad catalítica y/o baja concentración plasmática de la enzima BChE y algunas de las reacciones adversas ocurridas en pacientes consumidores de cocaína.

Variación en la resistencia al flujo de los tubos endotraqueales pediátricos modificando su longitud

Introducción: Se conocen los beneficios del uso de los tubos endotraqueales con neumotaponador, aunque dicha práctica tiene un impacto sobre el trabajo respiratorio durante el acto anestésico sin embargo se propone estudiar las consecuencias físicas de la variación en la longitud de los tubos para compensar dicha perdida de flujo, con base en la ley de Hagen-Poiseuille. Metodología: Se realizó un estudio experimental in vitro, en el cual se realizaron mediciones repetidas de flujo, variando la longitud y diámetro de diferentes tubos endotraqueales pediátricos (desde calibre 3.5mm hasta 6.5mm), con longitudes de 20cm, 15 cm, 10 cm y manteniendo su longitud original. Se analizaron los datos con el fin de medir el impacto sobre el flujo. Resultados: A pesar que los resultados muestran diferencias estadísticamente significativas (p0,000), la variación en la longitud de los tubos endotraqueales pediátricos tiene mucho menor impacto sobre la variación en el flujo, que la modificación del diámetro. Discusión: Si bien la práctica de acortar la longitud de un tubo endotraqueal pediátrico puede ayudar a reducir el espacio muerto y la retención de CO2, el impacto que tiene sobre el flujo es poco. Cuando se trata de disminuir el trabajo respiratorio de un niño en ventilación espontánea durante el acto anestésico, se debe escoger de forma apropiada el calibre de tubo correspondiente para la edad.

A utilização de transformadas de wavelet e de detrended fluctuation analysis no estudo da microcirculação da pele humana

A Fluxometria por Laser Doppler (LDF) é uma técnica não invasiva usada para medir o fluxo microvascular da pele humana. No fluxo é possível isolar componentes oscilatórias em gamas de frequências características que se encontram relacionadas com as actividades cardíaca, respiratória, miogénica, simpática e metabólica. A LDF permite assim estudar a fisiologia do fluxo sanguíneo. Neste trabalho foram realizadas medições de LDF nos tornozelos de 9 mulheres saudáveis numa situação de restrição à perfusão, usando uma braçadeira nos tornozelos. Os dados foram analisados com Transformada de Wavelet e Detrended Fluctuation Analysis (DFA) de modo a estudar os rácios das amplitudes das componentes de Wavelet e os respectivos expoentes . Estes parâmetros foram comparados nas situações de repouso, de restrição à perfusão e de recuperação após remoção da braçadeira. Observou-se que durante a restrição à perfusão houve um aumento significativo dos rácios de amplitude e dos expoentes a para as componentes cardíaca, respiratória e miogénica, o que pode reflectir vasoconstrição. Os parâmetros da componente metabólica apresentaram uma diminuição que se pode relacionar com variações na libertação de NO por parte do endotélio. Após a libertação da braçadeira, os parâmetros das componentes respiratória, miogénica e metabólica retornaram aos valores iniciais. Aanálise combinada de Wavelet com DFAoferece uma nova visão sobre a regulação do fluxo microvascular.

Explorando modelos in vivo para caracterizar a microcirculação periférica : um estudo piloto

Nos últimos anos, a circulação cutânea surgiu como uma janela interessante para analisar a função microcirculatória e os mecanismos de disfunção. Tecnologias não-invasivas, incluindo a Fluxometria por Laser Doppler (FLD), gasimetria transcutânea e a Perda Transepidérmica de Água (PTEA), ajudaram a considerar a circulação cutânea como um modelo de translação útil na doença vascular. Neste estudo procurou-se avaliar o perfil de resposta de um grupo de indivíduos jovens saudáveis ​​(n = 8), de ambos os sexos (24,5 ± 0,8 anos de idade) a três manobras de condicionamento da perfusão no membro inferior - A: elevação da perna enquanto sentado, B: elevação da perna enquanto em decúbito dorsal; C: oclusão supra-sistólica com um torniquete. As técnicas de medição incluiram FLD, pressões parciais transcutâneas (tc) pO2 e pCO2 por gasimetria e PTEA por evaporimetria. Foram aplicados testes de estatística descritiva e não paramétrica, sendo adotado um nível de confiança de 95%. As tcpO2 e tcpCO2 alteraram-se significativamente durante as manobras. Foi registado um perfil de evolução recíproca para FLD e PTEA em A e C, o que pode sugerir que, sob as condições experimentais as condições de perfusão local podem influenciar a função epidérmica "barreira". Os modelos propostos parecem ser adequados para caracterizar a microcirculação periférica in vivo, o que justifica estudos de desenvolvimento posteriores.

Analysing the ability to retain sidechain hydrogen-bonds in mutant proteins

Motivation: Hydrogen bonds are one of the most important inter-atomic interactions in biology. Previous experimental, theoretical and bioinformatics analyses have shown that the hydrogen bonding potential of amino acids is generally satisfied and that buried unsatisfied hydrogen-bond-capable residues are destabilizing. When studying mutant proteins, or introducing mutations to residues involved in hydrogen bonding, one needs to know whether a hydrogen bond can be maintained. Our aim, therefore, was to develop a rapid method to evaluate whether a sidechain can form a hydrogen-bond. Results: A novel knowledge-based approach was developed in which the conformations accessible to the residues involved are taken into account. Residues involved in hydrogen bonds in a set of high resolution crystal structures were analyzed and this analysis is then applied to a given protein. The program was applied to assess mutations in the tumour-suppressor protein, p53. This raised the number of distinct mutations identified as disrupting sidechain-sidechain hydrogen bonding from 181 in our previous analysis to 202 in this analysis.

Analysis of void volumes in proteins and application to stability of the p53 tumour suppressor protein

We have developed a new method for the analysis of voids in proteins (defined as empty cavities not accessible to solvent). This method combines analysis of individual discrete voids with analysis of packing quality. While these are different aspects of the same effect, they have traditionally been analysed using different approaches. The method has been applied to the calculation of total void volume and maximum void size in a non-redundant set of protein domains and has been used to examine correlations between thermal stability and void size. The tumour-suppressor protein p53 has then been compared with the non-redundant data set to determine whether its low thermal stability results from poor packing. We found that p53 has average packing, but the detrimental effects of some previously unexplained mutations to p53 observed in cancer can be explained by the creation of unusually large voids. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Calculation of converged rovibrational energies and partition function for methane using vibrational-rotational configuration interaction

The rovibration partition function of CH4 was calculated in the temperature range of 100-1000 K using well-converged energy levels that were calculated by vibrational-rotational configuration interaction using the Watson Hamiltonian for total angular momenta J=0-50 and the MULTIMODE computer program. The configuration state functions are products of ground-state occupied and virtual modals obtained using the vibrational self-consistent field method. The Gilbert and Jordan potential energy surface was used for the calculations. The resulting partition function was used to test the harmonic oscillator approximation and the separable-rotation approximation. The harmonic oscillator, rigid-rotator approximation is in error by a factor of 2.3 at 300 K, but we also propose a separable-rotation approximation that is accurate within 2% from 100 to 1000 K. (C) 2004 American Institute of Physics.

Regional impacts of climate change

The chapter provides an overview of major climate change impacts, at the regional scale.

High sensitivity recording of afferent nerve activity using ultra-compliant microchannel electrodes: an acutein vivovalidation

Neuroprostheses interfaced with transected peripheral nerves are technological routes to control robotic limbs as well as convey sensory feedback to patients suffering from traumatic neural injuries or degenerative diseases. To maximize the wealth of data obtained in recordings, interfacing devices are required to have intrafascicular resolution and provide high signal-to-noise ratio (SNR) recordings. In this paper, we focus on a possible building block of a three-dimensional regenerative implant: a polydimethylsiloxane (PDMS) microchannel electrode capable of highly sensitive recordings in vivo. The PDMS 'micro-cuff' consists of a 3.5 mm long (100 µm × 70 µm cross section) microfluidic channel equipped with five evaporated Ti/Au/Ti electrodes of sub-100 nm thickness. Individual electrodes have average impedance of 640 ± 30 kΩ with a phase angle of −58 ± 1 degrees at 1 kHz and survive demanding mechanical handling such as twisting and bending. In proof-of-principle acute implantation experiments in rats, surgically teased afferent nerve strands from the L5 dorsal root were threaded through the microchannel. Tactile stimulation of the skin was reliably monitored with the three inner electrodes in the device, simultaneously recording signal amplitudes of up to 50 µV under saline immersion. The overall SNR was approximately 4. A small but consistent time lag between the signals arriving at the three electrodes was observed and yields a fibre conduction velocity of 30 m s−1. The fidelity of the recordings was verified by placing the same nerve strand in oil and recording activity with hook electrodes. Our results show that PDMS microchannel electrodes open a promising technological path to 3D regenerative interfaces.

Evaluation of an elastomer based gold microelectrode array for neural recording applications

We are reporting on the fabrication and electrical characterization of a novel elastomer based micro-cuff neural interface. Electrodes are gold (Au) tracks of sub-100nm thickness and are thermally evaporated on a 0.5 mm thick polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. We investigate how electrode area and immersion in phosphate buffered saline (PBS) at 37°C influence electrode impedance. A microfluidic channel is bonded to the electrode array to form the cuff. In an acute, in-vivo, proof-of-principle recording, the device is capable of detecting light stroking and pinch of a hind leg of an anaesthetized rat.

Probing the 2D kinematic structure of early-type galaxies out to three effective radii

We detail an innovative new technique for measuring the two-dimensional (2D) velocity moments (rotation velocity, velocity dispersion and Gauss-Hermite coefficients h(3) and h(4)) of the stellar populations of galaxy haloes using spectra from Keck DEIMOS (Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) multi-object spectroscopic observations. The data are used to reconstruct 2D rotation velocity maps. Here we present data for five nearby early-type galaxies to similar to three effective radii. We provide significant insights into the global kinematic structure of these galaxies, and challenge the accepted morphological classification in several cases. We show that between one and three effective radii the velocity dispersion declines very slowly, if at all, in all five galaxies. For the two galaxies with velocity dispersion profiles available from planetary nebulae data we find very good agreement with our stellar profiles. We find a variety of rotation profiles beyond one effective radius, i.e. rotation speed remaining constant, decreasing and increasing with radius. These results are of particular importance to studies which attempt to classify galaxies by their kinematic structure within one effective radius, such as the recent definition of fast- and slow-rotator classes by the Spectrographic Areal Unit for Research on Optical Nebulae project. Our data suggest that the rotator class may change when larger galactocentric radii are probed. This has important implications for dynamical modelling of early-type galaxies. The data from this study are available on-line.