Changes in heart rate variability associated with moderate alcohol consumption

Technological advances have driven some attempt of vital parameters monitoring in adverse environments; these improvements will make possible to monitor cardiac activity also in automotive environments. In this scenario, heart rate changes associated with alcohol consumption, become of great importance to assess the drivers state during time. This paper presents the results of a first set of experiments aimed to discover heart rate variability modification induced by moderate assumption of alcoholic drink (i.e. single draft beer) as that typically occurs in weekend among some people. In the study, twenty subjects were enrolled and for each of them two electrocardiographic recordings were carried out: the first before alcohol ingestion and the second after 25-30 minutes. Each participant remained fasting until the second ECG acquisition was completed. ECG signal were analyzed by typical timedomain, frequency and non linear analysis. Results showed a small increase in LF/HF ratio which reflects a dominance of the sympathetic system over the parasympathetic system, and an increase in signal complexity as proven by non linear analysis. However, the study highlighted the need to monitor HRV starting from alcohol ingestion until its complete metabolization to allow a more precise description of its variation. © Springer International Publishing Switzerland 2014.

Interictal autonomic abnormalities in idiopathic Rolandic Epilepsy

We investigated 50 young patients with a diagnosis of Rolandic Epilepsy (RE) for the presence of abnormalities in autonomic tone compared with 50 young patients with idiopathic generalized epilepsy with absences and 50 typically developing children of comparable age. We analyzed time domain (N-N interval, pNN50) and frequency domain (High Frequency (HF), Low Frequency (LF) and LF/HF ratio) indices from ten-minute resting EKG activity. Patients with RE showed significantly higher HF and lower LF power and lower LF/HF ratio than controls, independent of the epilepsy group, and did not show significant differences in any other autonomic index with respect to the two control groups. In RE, we found a negative relationship between both seizure load and frequency of sleep interictal EEG abnormalities with parasympathetic drive levels. These changes might be the expression of adaptive mechanisms to prevent the excessive sympathetic drive seen in patients with refractory epilepsies. © 2012 Elsevier Inc.

Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) sobre o córtex motor na modulação autonômica em pessoas com lesão medular com diferentes graus e níveis de lesão

Introduction: Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) has been used in studies for the treatment of chronic pain, but their effects on the autonomic nervous system (ANS) are non-existent. Therefore, the need for studies is of fundamental importance, as these individuals have autonomic imbalance and the intensity of this is dependent on the degree and level of injury. Objective: We investigated the effect of tDCS on the ANS in people with spinal cord injury (SCI) with different degrees and levels of injury. Methods: Randomized, placebo-controlled, double-blind, applied anodal tDCS or sham on the primary motor cortex (M1), bilaterally. The subjects (lower incomplete injury, n = 7; lower complete injury, n = 9; and high complete thoracic injury, n = 3) visited the laboratory three times and received active or sham tDCS for 13min. The heart rate variability (HRV) was measured before, during and after stimulation and analyzed the variables LF, HF and LF / HF. Results: The tDCS modulated the ANS in different ways among the groups. In individuals with SCI high complete thoracic the tDCS did not change the HRV. However, for individuals with SCI low incomplete, tDCS changed the HRV in order to increase sympathetic (LF, p = 0.046) and reduced parasympathetic (HF, p = 0.046). For individuals SCI low complete to tDCS changed the HRV reduction sympathetic (LF, p = 0.017) and increased parasympathetic (HF, p = 0.017). Conclusions: The present study suggests that anodal tDCS applied on the motor cortex bilaterally could modulate the ANS balance in people with spinal cord injury and that this effect is dependent on the degree and level of injury.

Mobilisation des dépôts ectopiques de tissu adipeux : ses implications dans la résolution des comorbidités associées à l'obésité sévère suivant une chirurgie bariatrique

La prévalence de l’obésité sévère ne cesse d’augmenter. La problématique associée à l’obésité sévère est la présence possible de nombreuses comorbidités qui peuvent coexister et altérer le système cardiovasculaire, pulmonaire, endocrinien, articulaire et même favoriser le développement de certains cancers. L’excès de poids, plus particulièrement l’excès de tissu adipeux, sont tous deux liés au développement de ces comorbidités. Aucune donnée n’est disponible quant au rôle de la déposition ectopique du tissu adipeux. Considérant le caractère morbide de l’obésité sévère, la mortalité de toute cause augmentée et l’espérance de vie réduite, à ce jour le seul traitement dit efficace à long terme pour le traitement de l’obésité sévère est la chirurgie bariatrique. L’efficacité est définie par la perte de poids, le maintien à long terme de cette perte de poids ainsi que par l’amélioration ou la résolution des comorbidités. L’intérêt clinique et scientifique pour la chirurgie bariatrique est grandissant. Un nombre important d’études s’intéresse aux mécanismes sous-jacents de la résolution des comorbidités. Le diabète de type 2 est la comorbidité la plus étudiée et peu d’études se sont intéressées aux déterm meil.inants de la résolution de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du som Comme premier objectif, cette thèse visait à caractériser les différences de la composition corporelle et de la distribution du tissu adipeux de patients obèses sévères avec ou sans diagnostic de diabète de type 2, d’hypertension artérielle et d’apnée obstructive du sommeil. Le deuxième objectif de cette thèse visait à comparer l’évolution postopératoire suite à une chirurgie bariatrique sur les changements de la composition corporelle et de la distribution du tissu adipeux selon le statut de résolution du diabète de type 2, de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil. De plus, considérant le peu d’évidences dans la littérature au sujet des déterminants de la résolution de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil, l’évaluation du profil inflammatoire, des adipokines et de l’activité du système nerveux autonome ont aussi été caractérisés. Premièrement, nous avons documenté qu’en présence d’obésité sévère, la déposition ectopique du tissu adipeux était plus importante chez les patients avec un diabète de type 2, une hypertension artérielle et une apnée obstructive du sommeil comparativement à ceux n’ayant pas ces comorbidités. Nous avons par la suite montré que la résolution du diabète de type 2 et de l’hypertension artérielle était caractérisée par une réduction plus importante du tissu adipeux viscéral. Au contraire, la résolution de l’apnée obstructive du sommeil était plutôt caractérisée par une réduction plus importante du tissu adipeux sous-cutané à la mi-cuisse et par une tendance à une perte de poids plus élevée. De plus, nous avons observé que chez les patients qui n’avaient pas résolu leur diabète de type 2, leur hypertension artérielle et leur apnée obstructive du sommeil, la quantité de tissu adipeux viscéral, à 12 mois suivant la chirurgie bariatrique, était plus importante comparativement à celle mesurée chez les patients n’ayant pas résolu ces comorbidités. Spécifiquement à l’évaluation du profil inflammatoire et des adipokines, nous avons observé que chez les patients obèses sévères, la présence de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil n’était pas caractérisée par un profil altéré au niveau des marqueurs inflammatoires et des adipokines. Également, nous n’avons pas observé de changements majeurs qui pouvaient expliquer, en partie, la résolution de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil. Quant à l’activité du système nerveux autonome, nous avons observé une faible activité du système nerveux parasympathique chez les patients obèses sévères avec hypertension artérielle et apnée obstructive du sommeil. Nous avons également documenté que la résolution de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil était associée à une tendance à une augmentation plus importante de l’activité parasympathique du système nerveux autonome. Les résultats obtenus au cours de ce doctorat supportent l’importance de la déposition ectopique du tissu adipeux en situation d’obésité sévère, particulièrement le rôle du tissu adipeux viscéral, dans le développement du diabète de type 2, de l’hypertension artérielle et de l’apnée obstructive du sommeil ainsi que dans la résolution de ces comorbidités suivant une chirurgie bariatrique. D’autres recherches devront davantage s’intéresser à la mobilisation des dépôts ectopiques de tissu adipeux comme un déterminant important dans la résolution à plus long terme de ces comorbidités.

Prevalencia y factores asociados al síndrome de agotamiento profesional en residentes de diferentes especialidades médicas : una revisión de la literatura de los últimos 15 años

El Síndrome de Agotamiento Profesional (SAP), es común en los trabajadores de la salud, particularmente en los expuestos a altos niveles de estrés en el trabajo e incluye el agotamiento emocional, despersonalización y baja realización personal. Se considera que los médicos residentes presentan una mayor prevalencia del síndrome que los médicos debido a que se encuentran en entrenamiento, período en el cual están sometidos a alta carga laboral debido a las largas horas de trabajo, horarios irregulares, privación de sueño, intensas demandas emocionales, así como la presión de dominar un gran conocimiento clínico. Objetivo. Determinar la prevalencia del Síndrome de Agotamiento Profesional o Burnout en la población de médicos residentes. Metodología. Se realizó una búsqueda de artículos en la base de datos electrónica Pubmed, seleccionando aquellos publicados entre los años 2001 al 2016, tanto en idioma inglés como en español, a texto completo y enfocados en estudios en médicos residentes. Resultados. Los hallazgos sugieren que el Síndrome de Agotamiento Profesional o Burnout es altamente prevalente, que varía de acuerdo a la residencia que se esté realizando, encontrando un promedio del 50% con un rango de 27% a 75% entre las diferentes especialidades de la población estudiada y, en consecuencia, puede constituir un problema de salud que amerita atención en cada Institución, esto a pesar de que la prevalencia pueda variar de un lugar a otro y en las diferentes especialidades. Conclusiones. El SAP o Burnout constituye un problema de salud entre la población de médicos residentes, lo que sugiere la conveniencia de diseñar medidas para su prevención como informar en la inducción al programa de residencia sobre el riesgo de la aparición del síndrome y sus síntomas, consultar tempranamente ante signos de alarma, adecuar el sistema de vigilancia epidemiológica para que incluya esta condición específica y ajustar o disminuir la carga laboral entre otras.

Distribution and expression of leptin in major salivary glands of a hyperleptinemia animal model

Saliva production is mainly regulated by the autonomic nervous system (sympathetic and parasympathetic); however studies indicate a possible hormonal influence on the control of salivary secretion. This study aims to assess if the induction of increased levels of circulating leptin influence the immunohistochemical expression of leptin at the level of major salivary glands in Wistar rats. It was found that the expression, in qualitative terms, of leptin has been positive, being more evident in submandibular and sublingual glands, either in the acini or ducts. However, through this technique, no obvious differences between groups could be observed. The results suggest that circulating leptin levels may not affect the expression of this hormone in the major salivary glands.

Functional and neural mechanisms of human fear conditioning: studies in healthy and brain-damaged individuals

Fear conditioning represents the learning process by which a stimulus, after repeated pairing with an aversive event, comes to evoke fear and becomes intrinsically aversive. This learning is essential to organisms throughout the animal kingdom and represents one the most successful laboratory paradigm to reveal the psychological processes that govern the expression of emotional memory and explore its neurobiological underpinnings. Although a large amount of research has been conducted on the behavioural or neural correlates of fear conditioning, some key questions remain unanswered. Accordingly, this thesis aims to respond to some unsolved theoretic and methodological issues, thus furthering our understanding of the neurofunctional basis of human fear conditioning both in healthy and brain-damaged individuals. Specifically, in this thesis, behavioural, psychophysiological, lesion and non-invasive brain stimulation studies were reported. Study 1 examined the influence of normal aging on context-dependent recall of extinction of fear conditioned stimulus. Study 2 aimed to determine the causal role of the ventromedial PFC (vmPFC) in the acquisition of fear conditioning by systematically test the effect of bilateral vmPFC brain-lesion. Study 3 aimed to interfere with the reconsolidation process of fear memory by the means of non-invasive brain stimulation (i.e. TMS) disrupting PFC neural activity. Finally, Study 4 aimed to investigate whether the parasympathetic – vagal – modulation of heart rate might reflect the anticipation of fearful, as compared to neutral, events during classical fear conditioning paradigm. Evidence reported in this PhD thesis might therefore provide key insights and deeper understanding of critical issues concerning the neurofunctional mechanisms underlying the acquisition, the extinction and the reconsolidation of fear memories in humans.

La stimolazione del Nervo Vago attraverso la pratica di tecniche respiratorie ai fini della neuroimmunomodulazione del riflesso infiammatorio: a Scoping Review.

Introduzione: I neuroni colinergici ricoprono un ruolo importante nella regolazione dei processi flogistici, tale scoperta ha portato la ricerca scientifica ad approfondire questo aspetto, provando che la stimolazione del Nervo Vago può essere utilizzata nel trattamento delle patologie infiammatorie. La respirazione potrebbe essere una tecnica volta a stimolare il Nervo Vago, inducendo cosi spostamenti nell’equilibrio simpatico-vagale verso una predominanza parasimpatica, con i conseguenti riflessi anti-infiammatori. Materiali e metodi: È stata effettuata una prima ricerca in letteratura per identificare studi che provassero la funzione immunologica, anti-infiammatoria, bi-direzionale del Nervo Vago. Attraverso la seconda ricerca è stata analizzata la possibile correlazione tra la pratica di pattern respiratori e la stimolazione del Nervo Vago analizzando i marker tonici vagali. Sono stati visionati i database elettronici PUBMED, CINAHL, COCHRANE e PEDRO. La ricerca è stata effettuata nel periodo che va da marzo 2020 ad ottobre 2020. Risultati: Il Nervo Vago è coinvolto nell’omeostasi dei processi infiammatori attraverso un sistema di controllo bi-direzionale neuroimmunologico. È capace di individuare i processi flogistici silenti nella periferia attraverso le vie afferenti, e mediante la via efferente colinergica anti- infiammatoria li disattiva. In base agli studi analizzati, un pattern respiratorio di circa 6 cicli resp/ min con un rapporto basso tra inspirazione ed espirazione evidenzia un aumento significativo nell’analisi dello spettro dell’ Heart Rate Variability, del baroriflesso e dell’aritmia sinusale respiratoria. Conclusioni: In accordo con i risultati biofisici e neurofisiologici e con le attuali pratiche medico ingegneristiche che utilizzano la stimolazione del Nervo Vago, nel trattamento di diverse patologie, si vuole invogliare la ricerca scientifica ad indagare un possibile utilizzo terapeutico della respirazione.

Cardiac functional and structural abnormalities in a mouse model of CDKL5 deficiency disorder

CDKL5 (cyclin-dependent kinase-like 5) deficiency disorder (CDD) is a rare and severe neurodevelopmental disease that mostly affects girls who are heterozygous for mutations in the X-linked CDKL5 gene. The lack of CDKL5 protein expression or function leads to the appearance of numerous clinical features, including early-onset seizures, marked hypotonia, autistic features, and severe neurodevelopmental impairment. Mouse models of CDD, Cdkl5 KO mice, exhibit several behavioral phenotypes that mimic CDD features, such as impaired learning and memory, social interaction, and motor coordination. CDD symptomatology, along with the high CDKL5 expression levels in the brain, underscores the critical role that CDKL5 plays in proper brain development and function. Nevertheless, the improvement of the clinical overview of CDD in the past few years has defined a more detailed phenotypic spectrum; this includes very common alterations in peripheral organ and tissue function, such as gastrointestinal problems, irregular breathing, hypotonia, and scoliosis, suggesting that CDKL5 deficiency compromises not only CNS function but also that of other organs/tissues. Here we report, for the first time, that a mouse model of CDD, the heterozygous Cdkl5 KO (Cdkl5 +/-) female mouse, exhibits cardiac functional and structural abnormalities. The mice also showed QTc prolongation and increased heart rate. These changes correlate with a marked decrease in parasympathetic activity to the heart and in the expression of the Scn5a and Hcn4 voltage-gated channels. Moreover, the Cdkl5 +/- heart shows typical signs of heart aging, including increased fibrosis, mitochondrial dysfunctions, and increased ROS production. Overall, our study not only contributes to the understanding of the role of CDKL5 in heart structure/function but also documents a novel preclinical phenotype for future therapeutic investigation.