Quantitative functional MRI of the Cerebrovascular Reactivity to CO2

Le dioxyde de carbone (CO2) est un résidu naturel du métabolisme cellulaire, la troisième substance la plus abondante du sang, et un important agent vasoactif. À la moindre variation de la teneur en CO2 du sang, la résistance du système vasculaire cérébral et la perfusion tissulaire cérébrale subissent des changements globaux. Bien que les mécanismes exacts qui sous-tendent cet effet restent à être élucidés, le phénomène a été largement exploité dans les études de réactivité vasculaire cérébrale (RVC). Une voie prometteuse pour l’évaluation de la fonction vasculaire cérébrale est la cartographie de la RVC de manière non-invasive grâce à l’utilisation de l’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf). Des mesures quantitatives et non-invasives de de la RVC peuvent être obtenus avec l’utilisation de différentes techniques telles que la manipu- lation du contenu artériel en CO2 (PaCO2) combinée à la technique de marquage de spin artériel (Arterial Spin Labeling, ASL), qui permet de mesurer les changements de la perfusion cérébrale provoqués par les stimuli vasculaires. Toutefois, les préoccupations liées à la sensibilité et la fiabilité des mesures de la RVC limitent de nos jours l’adoption plus large de ces méthodes modernes de IRMf. J’ai considéré qu’une analyse approfondie ainsi que l’amélioration des méthodes disponibles pourraient apporter une contribution précieuse dans le domaine du génie biomédical, de même qu’aider à faire progresser le développement de nouveaux outils d’imagerie de diagnostique. Dans cette thèse je présente une série d’études où j’examine l’impact des méthodes alternatives de stimulation/imagerie vasculaire sur les mesures de la RVC et les moyens d’améliorer la sensibilité et la fiabilité de telles méthodes. J’ai aussi inclus dans cette thèse un manuscrit théorique où j’examine la possible contribution d’un facteur méconnu dans le phénomène de la RVC : les variations de la pression osmotique du sang induites par les produits de la dissolution du CO2. Outre l’introduction générale (Chapitre 1) et les conclusions (Chapitre 6), cette thèse comporte 4 autres chapitres, au long des quels cinq différentes études sont présentées sous forme d’articles scientifiques qui ont été acceptés à des fins de publication dans différentes revues scientifiques. Chaque chapitre débute par sa propre introduction, qui consiste en une description plus détaillée du contexte motivant le(s) manuscrit(s) associé(s) et un bref résumé des résultats transmis. Un compte rendu détaillé des méthodes et des résultats peut être trouvé dans le(s) dit(s) manuscrit(s). Dans l’étude qui compose le Chapitre 2, je compare la sensibilité des deux techniques ASL de pointe et je démontre que la dernière implémentation de l’ASL continue, la pCASL, offre des mesures plus robustes de la RVC en comparaison à d’autres méthodes pulsés plus âgées. Dans le Chapitre 3, je compare les mesures de la RVC obtenues par pCASL avec l’utilisation de quatre méthodes respiratoires différentes pour manipuler le CO2 artérielle (PaCO2) et je démontre que les résultats peuvent varier de manière significative lorsque les manipulations ne sont pas conçues pour fonctionner dans l’intervalle linéaire de la courbe dose-réponse du CO2. Le Chapitre 4 comprend deux études complémentaires visant à déterminer le niveau de reproductibilité qui peut être obtenu en utilisant des méthodes plus récentes pour la mesure de la RVC. La première étude a abouti à la mise au point technique d’un appareil qui permet des manipulations respiratoires du CO2 de manière simple, sécuritaire et robuste. La méthode respiratoire améliorée a été utilisée dans la seconde étude – de neuro-imagerie – où la sensibilité et la reproductibilité de la RVC, mesurée par pCASL, ont été examinées. La technique d’imagerie pCASL a pu détecter des réponses de perfusion induites par la variation du CO2 dans environ 90% du cortex cérébral humain et la reproductibilité de ces mesures était comparable à celle d’autres mesures hémodynamiques déjà adoptées dans la pratique clinique. Enfin, dans le Chapitre 5, je présente un modèle mathématique qui décrit la RVC en termes de changements du PaCO2 liés à l’osmolarité du sang. Les réponses prédites par ce modèle correspondent étroitement aux changements hémodynamiques mesurés avec pCASL ; suggérant une contribution supplémentaire à la réactivité du système vasculaire cérébral en lien avec le CO2.

Studies on the Characteristics of Vertical Circulation and Equatorial Waves using Indian MST Radar

The aim of the present study is to understand the characteristics and properties of different wave modes and the vertical circulation pattern in the troposphere and lower stratosphere over Indian region using data obtained from the Indian Mesosphere-Stratosphere Troposphere (MST) radar, National Center for Environmental Prediction/National Centres of Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysed data and radiosonde observations.Studies on the vertical motion in monsoon Hadley circulation are carried out and the results are discussed . From the analysis of MST radar data, an overall picture of vertical motion of air over Indian region is explained and noted that there exists sinking motion both during winter and summer. Besides, the study shows that there is an anomalous northerly wind in the troposphere over the southern peninsular region during southwest monsoon season.The outcome of the study on intrusion of mid-latitude upper tropospheric trough and associated synoptic-scale vertical velocity over the tropical Indian latitudes are reported and discussed . It shows that there is interaction between north Indian latitudes and tropical easterly region, when there is an eastward movement of Western Disturbance across the country. It explains the strengthening of westerlies and a change of winter westerlies into easterlies in the tropical troposphere and lower stratosphere. The divergence field computed over the MST radar station shows intensification in the downward motion in association with the synoptic systems of the northwest Indian region.

Surface Circulation in the Tropical Indian Ocean Using Multi-Mission Altimeter Data

In the present study the availability of satellite altimeter sea level data with good spatial and temporal resolution is explored to describe and understand circulation of the tropical Indian Ocean. The derived geostrophic circulations showed large variability in all scales. The seasonal cycle described using monthly climatology generated using 12 years SSH data from 1993 to 2004 revealed several new aspects of tropical Indian Ocean circulation. The interannual variability presented in this study using monthly means of SSH data for 12 years have shown large year-to-year variability. The EOF analysis has shown the influence of several periodic signals in the annual and interannual scales where the relative strengths of the signals also varied from year to year. Since one of the reasons for this kind of variability in circulation is the presence of planetary waves. This study discussed the influence of such waves on circulation by presenting two cases one in the Arabian Sea and other in the Bay of Bengal.

Circulation in the indian ocean in relation to the monsoon circulation of the atmosphere

The present thesis is an attempt by the researcher to Investigate the surface circulation of the Indian Ocean, north of 2095 in relation to the atmospheric circulation over the ocean. The aim is achieved by working out the circu1ation pattern and correlating it with the computed wind stress and its vorticity. The month wise surface circulation is arrived by drawing the streamlines, using freshand method with superimposed isotache. The zonal ad meridional componance of the wind stress and the curl of the wind stress are computed for each month over 2° latitude longitude quadrangle from the bulk aerodynamic formula, using a computer program. The data for drawing the surface circu1ation and for computing the wind stress and its curl have come from the Dutch Atlas.

Studies On Oxygen Minimum Layer In The Arabian Sea In Relation To The Oceanic Circulation

The thesis is divided into six chapters, with Further subdivisions.’ Chapter one has two sections. Section one deals with a general introduction, and section two,with the material and treatment of data For the present investigation. The second chapter concerns with the distribution of oxyty in the oxygen minimum layer and its topography during the southwest and northeast monsoons. The distribution of oxyty at various isanosteric surfaces within which the oxygen minimum layer lies during southwest and northeast monsoons and their topographies Form chapter three. In the fourth chapter the Flow pattern and its influence on the oxygen minimum layer are discussed. The fifth chapter presents the scatter diagrams of oxyty against temperature at the various isanosteric surfaces. The sixth chapter summarises the results of the investigation and presents the conclusions drawn therefrom

Local Hadley circulation over the Asian monsoon region associated with the Tropospheric Biennial Oscillation

The Tropospheric Biennial Oscillation (TBO), a major interannual variation phenomenon in the Indo-Pacific region, is the result of strong ocean-atmosphere coupling over the Asian-Australian monsoon area. Along with other meteorological and oceanographic parameters, the tropical circulation also exhibits interannual oscillations. Even though the TBO is the result of strong air–sea interaction, the circulation cells during TBO years are, as yet, not well understood. In the present study, an attempt has been made to understand the interannual variability of the mean meridional circulation and local monsoon circulation over south Asia in connection with the TBO. The stream function computed from the zonal mean meridional wind component of NCEP=NCAR reanalysis data for the years 1950–2003 is used to represent the meanmeridional circulation. Mean meridional mass transport in the topics reverses from a weak monsoon to a strong monsoon in the presence of ENSO, but in normal TBO yearsmean transport remains weak across the Northern Hemisphere. The meridional temperature gradient, which drives the mean meridional circulation, also shows no reversal during the normal TBO cycle. The local Hadley circulation over the monsoon area follows the TBO cycle with anomalous ascent (descent) in strong (weak) monsoon years. During normal TBO years, the Equatorial region and Indian monsoon areas exhibit opposite local Hadley circulation anomalies

Comparación de la severidad y extensión de la enfermedad coronaria multivaso por Syntax Score en una poblaciòn de las Antillas Holandesas vs controles nacionales

En la Enfermedad Coronaria (EC) existen factores genéticos, socioculturales, medioambientales y raciales adicionales a los factores de riesgo cardiovascular mayores que podrían influir en su presentación. Se desconoce el impacto de la raza en la severidad de la enfermedad coronaria en los pacientes extranjeros que son enviados a nuestro Servicio. Objetivos: Comparar la severidad de la EC multivaso en una población de pacientes de las Antillas y Nacionales, pareados por la escala Framingham. Metodología: Realizamos un estudio de corte transversal, comparando pacientes colombianos contra pacientes provenientes de las Antillas holandesas con similares factores de riesgo según escala de Framingham, catalogándolos por grupos de riesgo bajo, intermedio, alto y muy alto. Todos con EC severa multivaso documentada por angiografía coronaria desde enero del 2009 hasta Junio de 2011. Se excluyeron pacientes con antecedentes de intervención percutánea o quirúrgica previa. Resultados: Ingresaron 115 pacientes internacionales y 115 pacientes nacionales. La relación hombres/mujeres 3:1. La proporción de grupos de riesgo fue de bajo riesgo 2.5%, intermedio 15%, alto 19.3%, y muy alto 63.4%. El Syntax Score en pacientes nacionales fue 14.3+/-7.4 y en internacionales 22.2+/-10.5 p: 0.002. Conclusiones: En pacientes provenientes de las Antillas Holandesas, valorados en nuestra institución, se observó una mayor severidad de la enfermedad coronaria comparada con una población nacional con factores de riesgo similares. Estos hallazgos sugieren la influencia de la raza y factores genéticos en la severidad y extensión de la EC

Tratamiento de la hipertensión arterial en accidente cerebrovascular

Revisión sistemática de la literatura en la que se discuten las controversias del manejo de la presión arterial en las emergencias neurológicas agudas cerebrovasculares como accidente cerebrovascular isquémico, hemorrágico y hemorragia subaracnoidea.

Evento cerebrovascular y acidosis metabólica

En este artículo se presenta para discusión el caso de una paciente de 59 años con pérdida súbita de conciencia. La tomografía axial computa- rizada reveló una hemorragia intraparenquimatosa; en el postoperatorio de la cirugía de drenajedel hematoma presentó marcada acidemia metabólica sin causa aparente.

Evento cerebrovascular y acidosis metabólica

Paciente de sexo femenino, de 59 años, educadora; llevada a institución hospitalaria por alteración súbita del estado de conciencia. Antecedente de hipotiroidismo en manejo con levotiroxina, 50 microgramos al día. Al examen físico de ingreso se encontraba en mal estado general, FC: 88 x min., TA 170/110, FR: 8 x min., temp.: 35 Cº, Glasgow: 6/15; estuporosa, con apertura ocular al estímulo doloroso, sin respuesta verbal, movimiento de retirada en hemicuerpo izquierdo al estímulo doloroso. Plejia de miembro superior derecho, paresia 2/5 en miembro inferior derecho y Babinski bilateral. Las imágenes diagnósticas confirmaron evento cerebrovascular tipo hemorragia intraparenquimatosa, de extensión parietotemporal e insular del hemisferio cerebral izquierdo. Se le realizó cirugía de drenaje de hematoma intraparenquimatoso e intraventricular, sin complicaciones. En el primer día postoperatorio la paciente cursó con hipokalemia, que persistió a pesar de reposición de potasio y presentó acidemia metabólica sin causa aparente que empeoró a pesar de manejo médico.

Convergencia de vías de señalización en un modelo de apoptosis

La sepsis es un evento inflamatorio generalizado del organismo inducido por un daño causado generalmente por un agente infeccioso. El patógeno más frecuentemente asociado con esta entidad es el Staphylococcus aureus, responsable de la inducción de apoptosis en células endoteliales debida a la producción de ceramida. Se ha descrito el efecto protector de la proteína C activada (PCA) en sepsis y su relación con la disminución de la apoptosis de las células endoteliales. En este trabajo se analizó la activación de las quinasas AKT, ASK1, SAPK/JNK y p38 en un modelo de apoptosis endotelial usando las técnicas de Western Blotting y ELISA. Las células endoteliales (EA.hy926), se trataron con C2-ceramida (130μM) en presencia de inhibidores químicos de cada una de estas quinasas y PCA. La supervivencia de las células en presencia de inhibidores químicos y PCA fue evaluada por medio de ensayos de activación de las caspasas 3, 7 y 9, que verificaban la muerte celular por apoptosis. Los resultados evidencian que la ceramida reduce la activación de AKT y aumenta la activación de las quinasas ASK, SAPK/JNK y p38, en tanto que PCA ejerce el efecto contrario. Adicionalmente se encontró que la tiorredoxina incrementa la activación/fosforilación de AKT, mientras que la quinasa p38 induce la defosforilación de AKT.