Interaction entre ventilation mécanique et traumatisme à la moelle épinière : réponses inflammatoires pulmonaires et médullaires

Le traumatisme de la moelle épinière est à l’origine d’une inflammation locale importante caractérisée par l’augmentation massive des cellules inflammatoires et la présence de réactions oxydatives. Cette inflammation locale peut déclencher une réponse inflammatoire systémique par voie hématogène. Au niveau cervical, les lésions médullaires peuvent entraîner des faiblesses ou la paralysie des muscles respiratoires. Le patient, qui ne peut plus respirer de façon autonome, doit avoir recours à un support respiratoire. Bien que la ventilation mécanique soit la thérapie traditionnellement appliquée aux blessés médullaires souffrant d’insuffisance respiratoire, les études ont démontré qu’elle pouvait contribuer à promouvoir une réponse inflammatoire ainsi que des dommages pulmonaires. L’interaction entre le traumatisme médullaire et la ventilation mécanique, indispensable au maintien de l’équilibre des échanges respiratoires, est inconnue à ce jour. En voulant protéger les tissus, cellules et organes, l’organisme met en œuvre toute une panoplie de réponses inflammatoires à différents endroits. Nous pensons que ces réponses peuvent être altérées via l’interaction entre ce traumatisme et cette ventilation mécanique, sous l’influence de la principale source cellulaire de cytokines pour la défense de l’hôte, le macrophage, récemment classé en deux phénotypes principaux: 1) l’activation classique de type M1 et 2) l’activation alternative de type M2. Le phénotype M1 est conduit par le facteur GM-CSF et induit par l’interféron IFN-ɣ ainsi que le lipopolysaccharide. Le phénotype M2 quant à lui, est conduit par le facteur M-CSF et induit par les interleukines IL-4, IL-13 ou IL-21. M1 relâche principalement IL-1β, IL-6, TNF-α et MIP-1α tandis que M2 principalement IL-10 et MCP-1. Toutefois, nous ignorons actuellement par quel type d’activation se manifestera cette réponse immunitaire et si l’application de support respiratoire pourrait entraîner un risque inflammatoire additionnel au site du traumatisme. Nous ignorons également si la ventilation mécanique affecterait, à distance, les tissus de la moelle épinière via une inflammation systémique et amplifierait alors le dommage initial. Il n’existe pas à ce jour, de thérapie qui ait montré d’effet bénéfique réel envers une récupération fonctionnelle des patients blessés médullaires. Il paraît donc essentiel de déterminer si la ventilation mécanique peut moduler l’inflammation post-traumatique à la fois au niveau pulmonaire et au site de la lésion. Ce travail visait à caractériser les liens entre l’inflammation issue du traumatisme médullaire et celle issue de la ventilation, dans le but de fournir une meilleure compréhension des mécanismes inflammatoires activés dans ce contexte. L’étude a été menée sur un modèle animal. Elle consistait à évaluer : 1) si le traumatisme médullaire influençait les réponses inflammatoires pulmonaires induites par la ventilation mécanique, y compris le phénotype des macrophages alvéolaires et 2) si la ventilation pouvait altérer à distance, les tissus de la moelle épinière. L’impact de la blessure médullaire sur l’inflammation pulmonaire et locale, induite par la ventilation fut interprété grâce à l’analyse des cellules inflammatoires dans les lavages broncho-alvéolaires et dans les tissus prélevés à l’endroit de la blessure après 24 heures. Ces analyses ont démontré un profil spécifique des cytokines pulmonaires et médullaires. Elles ont révélé que la ventilation mécanique a engendré un environnement pro-inflammatoire en faveur d’un phénotype M1 chez les animaux ayant bénéficié de la thérapie respiratoire. Inversement, l’atteinte thoracique chez les animaux sans ventilation, a montré qu’une réponse immunitaire avait été activée en faveur d’un environnement anti-inflammatoire de phénotype M2. La lésion cervicale quant à elle a induit un profil de cytokines différent et les réponses au stress oxydatif dans le poumon induites par la ventilation ont été réduites significativement. De plus, une lésion médullaire a augmenté l’expression d’IL-6 et la ventilation a diminué l’IL-1β et augmenté le TNF-α dans les tissus de la moelle. Finalement, ces données ont fourni les premières évidences que la ventilation a induit d’avantage à un phénotype pulmonaire M1 et que le traumatisme médullaire a impacté spécifiquement les réponses inflammatoires et oxydatives dans le poumon. La ventilation a contribué non seulement à distance à une inflammation des tissus médullaires lésés mais aussi des tissus sains.

Propagation characteristics and wavelength tuning of amplified spontaneous emission from dye-doped polymer.

The propagation characteristics of amplified spontaneous emission (ASE) through a rhodamine 6 G-doped polymethyl methacrylate freestanding film waveguide were studied. This was done by shifting the excitation stripe horizontally along a transversely pumped waveguide. By this method, we could tune the ASE wavelength. The maximum tunability thus obtained was ~18 nm with a pump stripe length of 6 mm.

Parity violation in Aharonov-Bohm systems: The spontaneous Hall effect

We show how macroscopic manifestations of P (and T) symmetry breaking can arise in a simple system subject to Aharonov-Bohm interactions. Specifically, we study the conductivity of a gas of charged particles moving through a dilute array of flux tubes. The interaction of the electrons with the flux tubes is taken to be of a purely Aharonov-Bohm type. We find that the system exhibits a nonzero transverse conductivity, i.e., a spontaneous Hall effect. This is in contrast to the fact that the cross sections for both scattering and bremsstrahlung (soft-photon emission) of a single electron from a flux tube are invariant under reflections. We argue that the asymmetry in the conductivity coefficients arises from many-body effects. On the other hand, the transverse conductivity has the same dependence on universal constants that appears in the quantum Hall effect, a result that we relate to the validity of the mean-field approximation.

The importance of causal connections in the comprehension of spontaneous spoken discourse. 'La importancia de las conexiones causales en la comprensi??n de discurso oral espont??neo'

Resumen tomado de la publicaci??n

Spontaneous language measures in monolingual preschool Spanish-speaking children. 'Medidas de evaluación del lenguaje espontáneo en niños hispanohablantes en edad preescolar'.

Resumen en español. Resumen basado en el de la publicación

Spontaneous Meta-Arithmetic as the First Step Toward School Algebra. 'La meta-aritmética espontánea como el primer paso hacia el álgebra escolar'.

Resumen basado en el de la publicación

Spontaneous otoacoustic emissions

This paper reviews spontaneous otoacoustic emissions.

Spontaneous otoacoustic emissions in a chinchilla: audiometric correlates as seen in audiogram microstructure

This paper reviews a study to evaluate the audiogram microstructure of a chinchilla with a documented spontaneous otoacoustic emission.

A case study of boundary layer ventilation by convection and coastal processes

It is often assumed that ventilation of the atmospheric boundary layer is weak in the absence of fronts, but is this always true? In this paper we investigate the processes responsible for ventilation of the atmospheric boundary layer during a nonfrontal day that occurred on 9 May 2005 using the UK Met Office Unified Model. Pollution sources are represented by the constant emission of a passive tracer everywhere over land. The ventilation processes observed include shallow convection, turbulent mixing followed by large-scale ascent, a sea breeze circulation and coastal outflow. Vertical distributions of tracer are validated qualitatively with AMPEP (Aircraft Measurement of chemical Processing Export fluxes of Pollutants over the UK) CO aircraft measurements and are shown to agree impressively well. Budget calculations of tracers are performed in order to determine the relative importance of these ventilation processes. Coastal outflow and the sea breeze circulation were found to ventilate 26% of the boundary layer tracer by sunset of which 2% was above 2 km. A combination of coastal outflow, the sea breeze circulation, turbulent mixing and large-scale ascent ventilated 46% of the boundary layer tracer, of which 10% was above 2 km. Finally, coastal outflow, the sea breeze circulation, turbulent mixing, large-scale ascent and shallow convection together ventilated 52% of the tracer into the free troposphere, of which 26% was above 2 km. Hence this study shows that significant ventilation of the boundary layer can occur in the absence of fronts (and thus during high-pressure events). Turbulent mixing and convection processes can double the amount of pollution ventilated from the boundary layer.

Boundary-layer ventilation by baroclinic lifecycles

Ventilation of the boundary layer has an important effect on local and regional air quality and is a prerequisite for long-range pollution transport. Once in the free troposphere, pollutants can alter the chemical composition of the troposphere and impact on the Earth's radiative forcing. Idealised baroclinic life cycles, LC1 and LC2, have been simulated in a three-dimensional dry hemispheric model in the presence of boundary-layer turbulent fluxes. A passive tracer is added to the simulations to represent pollution emitted at, or near, the surface. A simple conveyor-belt diagnostic is developed to objectively identify regions of the boundary layer that can be ventilated by either warm or cold conveyor belts. Transport of pollutants within and above the boundary layer is examined on synoptic scales. Three different physical mechanisms are found to interact with each other to ventilate pollutants out of the boundary layer. These mechanisms are turbulent mixing within the boundary layer, horizontal advection due to Ekman convergence and divergence within the boundary layer, and advection by the warm conveyor belt. The mass of tracer ventilated by the two life cycles is remarkably similar given the differences in frontal structure, suggesting that the large-scale baroclinicity is an effective constraint on ventilation.

Application of the Lighthill-Ford theory of spontaneous imbalance to clear-air turbulence forecasting

A new method of clear-air turbulence (CAT) forecasting based on the Lighthill–Ford theory of spontaneous imbalance and emission of inertia–gravity waves has been derived and applied on episodic and seasonal time scales. A scale analysis of this shallow-water theory for midlatitude synoptic-scale flows identifies advection of relative vorticity as the leading-order source term. Examination of leading- and second-order terms elucidates previous, more empirically inspired CAT forecast diagnostics. Application of the Lighthill–Ford theory to the Upper Mississippi and Ohio Valleys CAT outbreak of 9 March 2006 results in good agreement with pilot reports of turbulence. Application of Lighthill–Ford theory to CAT forecasting for the 3 November 2005–26 March 2006 period using 1-h forecasts of the Rapid Update Cycle (RUC) 2 1500 UTC model run leads to superior forecasts compared to the current operational version of the Graphical Turbulence Guidance (GTG1) algorithm, the most skillful operational CAT forecasting method in existence. The results suggest that major improvements in CAT forecasting could result if the methods presented herein become operational.

Spontaneous generation and impact of inertia-gravity waves in a stratified, two-layer shear flow

Inertia-gravity waves exist ubiquitously throughout the stratified parts of the atmosphere and ocean. They are generated by local velocity shears, interactions with topography, and as geostrophic (or spontaneous) adjustment radiation. Relatively little is known about the details of their interaction with the large-scale flow, however. We report on a joint model/laboratory study of a flow in which inertia-gravity waves are generated as spontaneous adjustment radiation by an evolving large-scale mode. We show that their subsequent impact upon the large-scale dynamics is generally small. However, near a potential transition from one large-scale mode to another, in a flow which is simultaneously baroclinically-unstable to more than one mode, the inertia-gravity waves may strongly influence the selection of the mode which actually occurs.