Optical imaging and two-photon microscopy study of hemodynamic changes contralateral to ictal focus during epileptiform discharges

Il est relativement bien établi que les crises focales entraînent une augmentation régionale du flot sanguin dans le but de soutenir la demande énergétique en hémoglobine oxygénée des neurones épileptiques. Des changements hémodynamiques précoces ont également été rapportés dans la région homologue controlatérale, bien que ceci ait été moins bien caractérisé. Dans cette étude, notre objectif est de mieux caractériser, lors de crises focales, la nature des changements hémodynamiques précoces dans la région homologue controlatérale au foyer épileptique. L'imagerie optique intrinsèque (IOI) et la microscopie deux-photons sont utilisées pour étudier les changements hémodynamiques dans la région homologue controlatérale au site de crises focales induites par l’injection de 4-aminopyridine (4-AP) dans le cortex somatosensitif ipsilatéral de souris. Dans l'étude d'IOI, des changements de l’oxyhémoglobine (HbO), de la désoxyhémoglobine (HbR) et du débit sanguin cérébral ont été observées dans la région homologue controlatérale au site de crises focales lors de toutes les crises. Toutefois, ces changements étaient hétérogènes, sans patron cohérent et reproduisible. Nos expériences avec la microscopie deux-photons n’ont pas révélé de changements hémodynamiques significatifs dans la région homotopique controlatérale lors de trains de pointes épileptiques. Nos résultats doivent être interprétés avec prudence compte tenu de plusieurs limitations: d’une part absence de mesures électrophysiologiques dans la région d’intérêt controlatérale au foyer simultanément à l’imagerie deux-photons et à l'IOI; d’autre part, lors des expériences avec le deux-photons, incapacité à générer de longues décharges ictales mais plutôt des trains de pointes, couverture spatiale limitée de la région d’intérêt controlatérale, et faible puissance suite au décès prématuré de plusieurs souris pour diverses raisons techniques. Nous terminons en discutant de divers moyens pour améliorer les expériences futures.

Efectos de la simpatectomía torácica sobre la pletismografía de los miembros superiores en sujetos con hiperhidrosis palmar

Introducción: La simpatectomía es el tratamiento de la hiperhidrosis palmar y consiste en denervación simpática de miembros superiores que produce un efecto en el flujo sanguíneo al impactar la respuesta vasoconstrictora. El cambio en el flujo sanguíneo se puede evaluar a través de la onda fotopletismográfica. Metodología: Se realizaron 2 sesiones (presimpatectomía y postsimpatectomía) de 10 minutos en cada miembro superior en 28 pacientes obteniendo 79 señales fotopletismográficas distribuidas así: 37 presimpatectomía y 42 señales postsimpatectomía. De cada señal se analizó 1.5 minutos donde se tienen 80 ondas de fotopletismografía y se miden 6 variables: 1. Componente AC (componente pulsátil), 2. Componente DC (componente no pulsátil), 3. Relación entre AC/DC (índice de perfusión), 4. Area bajo la curva (AUC), 5. Tiempo entre el inicio de la onda y pico sistólico (T_DA) y 6. Tiempo entre cada onda de pulso (T_DD). Resultados: Aumentó 120% el componente AC y disminuyó 78% en DC del miembro superior derecho (MSD) con 99% de confiabilidad (p<0.001) entre presimpatectomía (n=18) y postsimpatectomía (n=21). AC/DC aumentó 55% con 95% de confiabilidad entre presimpatectomía (n=19) y postsimpatectomía (n=21) en el miembro superior izquierdo (p<0.05). No se encontró diferencia para T_DA, T_DD ni AUC. Discusión y Conclusión: La simpatectomía en pacientes con hiperhidrosis palmar produce un cambio en el flujo sanguíneo de los miembros superiores evidenciado por los cambios en el componente no pulsátil (DC) y pulsátil (AC) que es secundario a la vasodilatación consecuencia del bloqueo simpático por la denervación quirúrgica de los ganglios simpáticos torácicos.

Factores asociados con la duración del circuito extracorpóreo en terapias continúas de reemplazo renal en la Fundación Cardioinfantil

Introducción: las terapias continuas de reemplazo renal son una importante medida a utilizar en los pacientes con lesión renal aguda que ingresan a la unidad de cuidado intensivo, la pérdida temprana del circuito por coagulación del mismo es una situación que afecta a este grupo de pacientes. Materiales y métodos: se realizo un estudio de casos y controles de una duración de tres meses tomando los pacientes que eran sometidos a terapia continua de reemplazo renal en la fundación Cardioinfantil, se eligieron como casos aquellos pacientes que no lograban completar 72 horas de terapia por perdida del circuito relacionada con coagulación, y aquellos que si se tomaron como controles, se analizaron ambos grupos en función de diferentes variables demográficas, clínicas y del circuito, tomando como análisis primario el primer filtro utilizado y haciendo un análisis secundario incluyendo todos los filtros. Resultados: se recolectaron 24 pacientes para el análisis primario y 101 filtros para el análisis secundario, el 37,5% de los filtros duró > 72 horas y 62,5%, menos de este tiempo. El puntaje APACHE II (OR: 0,76, p 0.003) y sitio de inserción femoral derecho (OR: 0.14, p 0.007) se encontraron protectoras para la disfunción temprana. Discusión: aunque no se alcanzó la muestra total, se encontró asociación protectora del acceso femoral derecho, que fue novedosa, pero requiere confirmación. El APACHE II, también protector, puede corresponder a un sesgo, se necesitan más estudios para aclarar estos hallazgos y determinar la presencia de otras variables que intervengan.

Negative blood oxygen level dependence in the rat: a model for investigating the role of suppression in neurovascular coupling

Modern neuroimaging techniques rely on neurovascular coupling to show regions of increased brain activation. However, little is known of the neurovascular coupling relationships that exist for inhibitory signals. To address this issue directly we developed a preparation to investigate the signal sources of one of these proposed inhibitory neurovascular signals, the negative blood oxygen level-dependent (BOLD) response (NBR), in rat somatosensory cortex. We found a reliable NBR measured in rat somatosensory cortex in response to unilateral electrical whisker stimulation, which was located in deeper cortical layers relative to the positive BOLD response. Separate optical measurements (two-dimensional optical imaging spectroscopy and laser Doppler flowmetry) revealed that the NBR was a result of decreased blood volume and flow and increased levels of deoxyhemoglobin. Neural activity in the NBR region, measured by multichannel electrodes, varied considerably as a function of cortical depth. There was a decrease in neuronal activity in deep cortical laminae. After cessation of whisker stimulation there was a large increase in neural activity above baseline. Both the decrease in neuronal activity and increase above baseline after stimulation cessation correlated well with the simultaneous measurement of blood flow suggesting that the NBR is related to decreases in neural activity in deep cortical layers. Interestingly, the magnitude of the neural decrease was largest in regions showing stimulus-evoked positive BOLD responses. Since a similar type of neural suppression in surround regions was associated with a negative BOLD signal, the increased levels of suppression in positive BOLD regions could importantly moderate the size of the observed BOLD response.

Dynamic Devensian ice flow in NE England: a sedimentological reconstruction

This study reconstructs the depositional environments that accompanied both ice advance and ice retreat of the last British–Irish Ice Sheet in NE England during the Last Glacial Maximum, and proposes three regional ice-flow phases. The Late Devensian (29–22 cal. ka BP) Tyne Gap Ice Stream initially deposited the Blackhall Till Formation during shelf-edge glaciation (Phase I). This subglacial traction till comprises several related facies, including stratified and laminated diamictons, tectonites, and sand and gravel beds deposited both in subglacial canals and in proglacial streams. Eventually, stagnation of the Tyne Gap Ice Stream led to ice-marginal sedimentation in County Durham (Phase II). During the Dimlington Stadial (21 cal. ka BP), the North Sea Lobe advanced towards the coastline of N Norfolk. This resulted initially in sandur deposition (widespread, tabular sand and gravel; the Peterlee Sand and Gravel Formation; Phase II) and ultimately in deposition of the Horden Till Formation (Phase III), a massive subglacial till. As the North Sea Lobe overrode previous formations, it thrusted and stacked sediments in County Durham, and dammed proglacial lakes between the east-coast ice, the Pennine uplands and the remaining Pennine ice. The North Sea Lobe retreated after Heinrich Event 1 (16 ka). This study highlights the complexity of ice flow during the Late Devensian glaciation of NE England, with changing environmental and oceanic conditions forcing a mobile and sensitive ice sheet.

The effect of flavanol-rich cocoa on cerebral perfusion in healthy older adults during conscious resting state: a placebo controlled, crossover, acute trial

Rationale: There has recently been increasing interest in the potential of flavanols, plant derived compounds found in foods such as fruit and vegetables, to ameliorate age-related cognitive decline. Research suggests that cocoa flavanols improve memory and learning, possibly as a result of their anti-inflammatory and neuroprotective effects. These effects may be mediated by increased cerebral blood flow (CBF), thus stimulating neuronal function. Objectives: The present study employed arterial spin labelling (ASL) functional magnetic resonance imaging (FMRI) to explore the effect of a single acute dose of cocoa flavanols on regional CBF. Methods: CBF was measured pre and post consumption of low (23mg) or high (494mg) 330ml equicaloric flavanol drinks matched for caffeine, theobromine, taste and appearance according to a randomised counterbalanced crossover double-blind design in eight males and ten females, aged 50-65 years. Changes in perfusion from pre to post consumption were calculated as a function of each drink. Results: Significant increases in regional perfusion across the brain were observed following consumption of the high flavanol drink relative to the low flavanol drink, particularly in the anterior cingulate cortex (ACC) and the central opercular cortex of the parietal lobe. Conclusions: Consumption of cocoa flavanol improves regional cerebral perfusion in older adults. This provides evidence for a possible acute mechanism by which cocoa flavanols are associated with benefits for cognitive performance.

Platelet adhesion to podoplanin under flow is mediated by the receptor CLEC-2 and stabilised by Src/Syk-dependent platelet signalling

Platelet-specific deletion of CLEC-2, which signals through Src and Syk kinases, or global deletion of its ligand podoplanin results in blood-filled lymphatics during mouse development. Platelet-specific Syk deficiency phenocopies this defect, indicating that platelet activation is required for lymphatic development. In the present study, we investigated whether CLEC-2-podoplanin interactions could support platelet arrest from blood flow and whether platelet signalling is required for stable platelet adhesion to lymphatic endothelial cells (LECs) and recombinant podoplanin under flow. Perfusion of human or mouse blood over human LEC monolayers led to platelet adhesion and aggregation. Following αIIbβ3 blockade, individual platelets still adhered. Platelet binding occurred at venous but not arterial shear rates. There was no adhesion using CLEC-2-deficient blood or to vascular endothelial cells (which lack podoplanin). Perfusion of human blood over human Fc-podoplanin (hFcPDPN) in the presence of monoclonal antibody IV.3 to block FcγRIIA receptors led to platelet arrest at similar shear rates to those used on LECs. Src and Syk inhibitors significantly reduced global adhesion of human or mouse platelets to LECs and hFcPDPN. A similar result was seen using Syk-deficient mouse platelets. Reduced platelet adhesion was due to a decrease in the stability of binding. In conclusion, our data reveal that CLEC-2 is an adhesive receptor that supports platelet arrest to podoplanin under venous shear. Src/Syk-dependent signalling stabilises platelet adhesion to podoplanin, providing a possible molecular mechanism contributing to the lymphatic defects of Syk-deficient mice.

Fractal structures in stenoses and aneurysms in blood vessels

Recent advances in the field of chaotic advection provide the impetus to revisit the dynamics of particles transported by blood flow in the presence of vessel wall irregularities. The irregularity, being either a narrowing or expansion of the vessel, mimicking stenoses or aneurysms, generates abnormal flow patterns that lead to a peculiar filamentary distribution of advected particles, which, in the blood, would include platelets. Using a simple model, we show how the filamentary distribution depends on the size of the vessel wall irregularity, and how it varies under resting or exercise conditions. The particles transported by blood flow that spend a long time around a disturbance either stick to the vessel wall or reside on fractal filaments. We show that the faster flow associated with exercise creates widespread filaments where particles can get trapped for a longer time, thus allowing for the possible activation of such particles. We argue, based on previous results in the field of active processes in flows, that the non-trivial long-time distribution of transported particles has the potential to have major effects on biochemical processes occurring in blood flow, including the activation and deposition of platelets. One aspect of the generality of our approach is that it also applies to other relevant biological processes, an example being the coexistence of plankton species investigated previously.

Estudo da perfusão pulmonar em crianças hospitalizadas com bronquite viral aguda por meio da cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com 99mTC-MMA

Introdução: O conhecimento da distribuição da perfusão pulmonar pela cintilografia na bronquiolite viral aguda, pode auxiliar no entendimento das alterações no equilíbrio da ventilação - perfusão, peculiares a essa doença do lactente jovem. Objetivo: Avaliar o padrão de distribuição da perfusão pulmonar em pacientes hospitalizados com bronquiolite viral aguda por meio de cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com macroagregado de albumina com tecnécio (99mTc-MAA), estabelecendo associação com as avaliações clínica e radiológica, bem como determinando o seu padrão evolutivo até a condição de normalidade. Tipo de estudo: Dois estudos prospectivos com enfoque diagnóstico: um transversal, comparativo, e um longitudinal, evolutivo, controlado. Pacientes e métodos: A amostra da pesquisa foi constituída por pacientes hospitalizados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre com diagnóstico de bronquiolite viral aguda, no período de abril de 1998 a setembro de 2000, baseada em critérios clínicos de inclusão: idade entre 01 e 24 meses, com quadro respiratório obstrutivo de vias aéreas inferiores (primeiro episódio de sibilância expiratória de início súbito, com sinais de coriza, tosse irritativa, hipertermia, taquipnéia, tiragem, batimentos de asa de nariz, esforço expiratório), com gravidade suficiente para determinar a hospitalização e cujos pais aceitaram participar do estudo. Todos os pacientes da pesquisa foram submetidos à avaliação clínica, radiológica e da perfusão pulmonar com o radiofármaco. A cintilografia foi realizada na condição de crise (primeiras 24 horas da admissão) e na convalescência (depois de 7 dias da alta hospitalar). A quantificação do fluxo sangüíneo pulmonar, representada em valores percentuais, foi realizada em três áreas de interesse, nas projeções anterior e posterior, de ambos os pulmões. As comparações foram feitas entre ambos os pulmões e entre as condições de crise e controle, considerando as áreas de interesse e os gradientes entre elas e entre as projeções anterior e posterior das mesmas. Para análise comparativa das médias foi utilizado o teste t de Student para amostras pareadas, considerando o nível de significância de 0,05. Resultados: Iniciaram o estudo transversal 38 pacientes e permaneceram no estudo longitudinal 19 pacientes; da amostra total, 22 eram do sexo masculino. A idade variou de 1 a 8 meses (média 2,8 meses). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional foi maior na região superior do pulmão esquerdo (PE) em relação ao pulmão direito (PD), na crise (P < 0,001), e maior na região média do PD, no controle. Os gradientes de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões superior e média e superior e inferior foi maior no PE, na crise e no controle (P < 0,05). O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões média e inferior foi maior no PD, na crise e no controle. O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar no eixo ântero-posterior na região superior foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise, e apenas no PE, no controle; na região média, foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise e no controle; na região inferior, foi > 1,0 apenas no PD, na crise e no controle (P < 0,05). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar, comparada entre crise e controle, não mostrou diferença em quaisquer das regiões ou dos gradientes avaliados. Não houve associação entre o padrão de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional na crise com a avaliação clínica ou com a avaliação radiológica dos pacientes. Conclusão: não se evidenciou uma distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar com caraterística de expressar o padrão da relação ventilação-perfusão em lactentes jovens hospitalizados com bronquiolite viral aguda. Ocorreu apenas uma tendência de redirecionamento da distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar para as regiões superiores.

Efeitos hemodinâmicos e renais da injeção de doses elevadas de clonidina no espaço peridural do cão

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Não existem estudos que relatem as repercussões renais determinadas pela injeção de doses elevadas de clonidina no espaço peridural. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos hemodinâmicos e renais determinados pela injeção de doses elevadas de clonidina no espaço peridural do cão. MÉTODO: Vinte animais anestesiados com tiopental sódico e fentanil foram distribuídos aleatoriamente e de forma duplamente encoberta em dois grupos: Grupo 1 ou placebo (n = 10), que recebeu 0,2 mL.kg-1 de solução fisiológica, e Grupo 2 ou clonidina (n = 10), que recebeu 0,2 mL.kg-1 de uma solução contendo 50 µg.mL-1 de clonidina, no espaço peridural. Foram avaliados os seguintes parâmetros hemodinâmicos: freqüência cardíaca (FC): bat.min-1; pressão arterial média (PAM): mmHg; pressão da artéria pulmonar ocluida (PAOP): mmHg; débito cardíaco (DC): L.min-1; volume sistólico (VS): mL; também, os seguintes parâmetros da função renal foram avaliados: fluxo sangüíneo renal (FSR): mL.min-1; resistência vascular renal (RVR): mmHg.mL-1.min; volume urinário minuto (VUM): mL.min-1; depuração de creatinina (D Cr): mL.min-1; depuração de para-aminohipurato (D PAH): mL.min-1; fração de filtração (FF); depuração de sódio (D Na): mL.min-1; depuração de potássio (D K): mL.min-1; excreção fracionária de sódio (EF Na): %; excreção urinária de sódio (U NaV): µEq.min-1; excreção urinária de potássio (U K V): µEq.min-1. O experimento consistiu em três momentos de 20 minutos cada. Os dados foram coletados aos 10 minutos de cada momento e a diurese, no início e no final de cada momento. Ao término de M1, a clonidina ou a solução fisiológica foi administrada no espaço peridural. Após período de 20 minutos iniciou-se M2 e, em seguida, M3. RESULTADOS: A clonidina na dose de 10 µg.kg-1 no espaço peridural do cão promoveu alterações significativas, com diminuições da freqüência cardíaca e do débito cardíaco e aumento da relação depuração de para-aminohipurato de sódio/débito cardíaco. CONCLUSÕES: Nas condições realizadas e nas doses empregadas, pode-se concluir que a clonidina não promoveu alteração da função renal, mas diminuiu valores hemodinâmicos (freqüência e débito cardíaco).

Aspectos clínicos, ultra-sonográficos e venográficos da tromboflebite jugular experimental em equinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A mathematical model for wave propagation in elastic tubes with inhomogeneities: Application to blood waves propagation

We study the propagation of waves in an elastic tube filled with an inviscid fluid. We consider the case of inhomogeneity whose mechanical and geometrical properties vary in space. We deduce a system of equations of the Boussinesq type as describing the wave propagation in the tube. Numerical simulations of these equations show that inhomogeneities prevent separation of right-going from left-going waves. Then reflected and transmitted coefficients are obtained in the case of localized constriction and localized rigidity. Next we focus on wavetrains incident on various types of anomalous regions. We show that the existence of anomalous regions modifies the wavetrain patterns. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Alterações do fluxo sanguíneo em artéria umbilical na síndrome hipertensiva gestacional e suas implicações nos resultados neonatais

OBJETIVO: Avaliar as características antropométricas, a morbidade e mortalidade de recém-nascidos (RN) prematuros nascidos vivos de mães hipertensas em função da presença ou não de diástole zero (DZ) ou reversa (DR) na doplervelocimetria arterial umbilical. MÉTODOS: Estudo prospectivo, envolvendo RN prematuros nascidos vivos de gestantes hipertensas, com idade gestacional entre 25 e 33 semanas, submetidas à doplervelocimetria da artéria umbilical nos 5 dias que antecederam o parto, realizado no Hospital do Distrito Federal, entre 1º de novembro de 2009 e 31 de outubro de 2010. Os RN foram estratificados em dois grupos, conforme o resultado da doplervelocimetria da artéria umbilical: Gdz/dr=presença de diástole zero (DZ) ou diástole reversa (DR) e Gn=doplervelocimetria normal. Medidas antropométricas ao nascimento, morbidades e mortalidade neonatal foram comparadas entre os dois grupos. RESULTADOS: Foram incluídos 92 RN, assim distribuídos: Gdz/dr=52 RN e Gn=40 RN. No Gdz/dr a incidência de RN pequenos para idade gestacional foi significativamente maior, com risco relativo de 2,5 (IC95% 1,7‒3,7). No grupo Gdz/dr os RN permaneceram mais tempo em ventilação mecânica mediana 2 (0‒28) e no Gn mediana 0,5 (0‒25), p=0,03. A necessidade de oxigênio aos 28 dias de vida foi maior no Gdz/dr do que no Gn (33 versus10%; p=0,01). A mortalidade neonatal foi maior em Gdz/dr do que em Gn (36 versus 10%; p=0,03; com risco relativo de 1,6; IC95% 1,2 - 2,2). Nessa amostra a regressão logística mostrou que a cada 100 gramas a menos de peso ao nascer no Gdz/dr a chance de óbito aumentou 6,7 vezes (IC95% 2,0 - 11,3; p<0,01). CONCLUSÃO: em RN prematuros de mães hipertensas com alteração na doplervelocimetria da artéria umbilical a restrição do crescimento intrauterino é frequente e o prognóstico neonatal pior, sendo elevado o risco de óbito relacionado ao peso ao nascimento.

Hypoxic pulmonary vasoconstriction in reptiles: a comparative study of four species with different lung structures and pulmonary blood pressures

Low O-2 levels in the lungs of birds and mammals cause constriction of the pulmonary vasculature that elevates resistance to pulmonary blood flow and increases pulmonary blood pressure. This hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV) diverts pulmonary blood flow from poorly ventilated and hypoxic areas of the lung to more well-ventilated parts and is considered important for the local matching of ventilation to blood perfusion. In the present study, the effects of acute hypoxia on pulmonary and systemic blood flows and pressures were measured in four species of anesthetized reptiles with diverse lung structures and heart morphologies: varanid lizards (Varanus exanthematicus), caimans (Caiman latirostris), rattlesnakes (Crotalus durissus), and tegu lizards (Tupinambis merianae). As previously shown in turtles, hypoxia causes a reversible constriction of the pulmonary vasculature in varanids and caimans, decreasing pulmonary vascular conductance by 37 and 31%, respectively. These three species possess complex multicameral lungs, and it is likely that HPV would aid to secure ventilation-perfusion homogeneity. There was no HPV in rattlesnakes, which have structurally simple lungs where local ventilation-perfusion inhomogeneities are less likely to occur. However, tegu lizards, which also have simple unicameral lungs, did exhibit HPV, decreasing pulmonary vascular conductance by 32%, albeit at a lower threshold than varanids and caimans (6.2 kPa oxygen in inspired air vs. 8.2 and 13.9 kPa, respectively). Although these observations suggest that HPV is more pronounced in species with complex lungs and functionally divided hearts, it is also clear that other components are involved.

Cognitive Deficits in Machado-Joseph Disease Correlate with Hypoperfusion of Visual System Areas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)