Sleep disorders in boys with Duchenne muscular dystrophy

Introduction La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une myopathie progressive liée au chromosome X qui atteint environ un garçon sur 3500. Des troubles du sommeil (TDS) sont fréquemment rapportés par ces patients Les études effectuées à ce jour se sont essentiellement concentrées sur les troubles respiratoires liés au sommeil. Les TDS débutent toutefois fréquemment avant l'installation d'un trouble ventilatoire nocturne et de nombreux autres facteurs peuvent en être la cause. Objectif L'objectif de cette étude est d'évaluer la fréquence des TDS chez les garçons avec une DMD et d'en identifier les facteurs de risque. Méthode II s'agit d'une étude transversale effectuée par questionnaire postal adressé aux parents de tout garçon âgé de 4-18 ans avec une DMD, suivi dans deux centres tertiaires de réhabilitation pédiatrique (Lausanne et Dublin). Les TDS sont évalués à l'aide de la 'Sleep Disturbance Scale for Children' (SDSC), validée sur 1157 enfants sains. Elle permet d'obtenir un score total et des scores pour six facteurs représentant les TDS les plus fréquents (troubles de l'endormissement et du maintien du sommeil (TEMS), éveil nocturne-cauchemars, transition veille-sommeil, somnolence diurne excessive, troubles respiratoires associés au sommeil (TRS), hyperhidrose du sommeil). Un T- score supérieur à 70 (>2DS) est considéré comme pathologique. Les associations potentielles entre des scores pathologiques et des facteurs individuels (âge, mobilité diurne et nocturne, douleur), thérapeutiques (orthèses nocturnes, ventilation non-invasive, médication) et environnementaux (facteurs socio-familiaux) sont évaluées à l'aide d'analyses univariées (χ2) et de régressions logistiques ascendantes. Résultats Seize garçons sur 63, soit 25.4%, présentent un score total pathologique en comparaison au 3% attendus dans la population générale. Les TEMS (29.7%), les TRS (15.6%) et l'hyperhidrose du sommeil (14.3%) sont les TDS les plus prévalent. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=9.4; 95%CI: 2.2-40.7; p=0.003) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.2; 95%CI: 1.5-35.1; p=0.015) sont des facteurs de risque indépendants pour un score total pathologique. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=18.0; 95%CI: 2.9¬110.6; p=0.002), le traitement par corticostéroïdes (OR=7.7; 95%CI: 1.4-44.0; p-0.021) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.0; 95%CI: 1.3-38.4; p=0.025) sont des facteurs de risque indépendants pour un TEMS. Discussion Cette étude montre une prévalence élevée des TDS chez les garçons avec une DMD (25% contre 3% attendus dans la population générale). Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers est identifié comme un facteur de risque important pour un score total pathologique et un TEMS. Il reflète vraisemblablement un degré d'atteinte motrice tel qu'il limite les mouvements spontanés et les adaptations posturales du sommeil, ayant pour conséquence une diminution importante de la qualité du sommeil. Les enfants vivant dans un foyer monoparental présentent plus fréquemment un score total pathologique et des TEMS, possiblement en lien avec un stress psychologique plus important dans ces familles. Le traitement par corticostéroïdes est identifié comme facteur de risque pour un TEMS. Une adaptation du schéma ou du dosage permet généralement de limiter cet effet secondaire. Si nécessaire, un traitement par Mélatonine peut être instauré. Aucune association n'a pu être mise en évidence entre les facteurs analysés et les TRS, possiblement en raison du petit nombre de garçons ayant rapporté de tels symptômes et du fait que certains symptômes d'hypoventilation nocturne ne sont pas évalués par la SDSC. Par ailleurs, la valeur prédictive de l'anamnèse, comme celle des fonctions pulmonaires diurnes, est connue pour être limitée, raison pour laquelle une oxy-capnométrie est effectuée de routine en dessous d'une capacité vitale forcée de 50%. Elle permet, si nécessaire, l'instauration précoce d'une ventilation non-invasive, limitant ainsi vraisemblablement l'impact de ('hypoventilation nocturne sur la qualité du sommeil dans notre population. Plusieurs limitations sont à évoquer. Le petit nombre de patients ne permet pas d'exclure d'autres associations potentielles. La nature transversale de l'étude augmente le risque de causalité inverse. Cette étude n'inclut pas de mesure quantitative du sommeil. Les questionnaires adressés aux parents ont toutefois pu être démontrés comme fiables hormis pour les TRS. Un biais de non-réponse ne peut pas être totalement exclu, bien que le taux de réponse soit élevé (86,5%) et qu'il n'y ait pas de différence significative entre les populations de répondeurs et non-répondeurs. Conclusion La prévalence des TDS est élevée chez les garçons avec une DMD et leurs causes sont multiples. Les facteurs de risques sont physiques (immobilité nocturne), pharmacologiques (corticothérapie) et environnementaux (famille monoparentale). Compte tenu de son impact sur la qualité de vie, l'évaluation du sommeil doit être systématique en consultation et ne pas se limiter aux seuls troubles ventilatoires nocturnes.

Convergent genetic architecture underlies social organization in ants.

Complex adaptive polymorphisms are common in nature, but what mechanisms maintain the underlying favorable allelic combinations [1-4]? The convergent evolution of polymorphic social organization in two independent ant species provides a great opportunity to investigate how genomes evolved under parallel selection. Here, we demonstrate that a large, nonrecombining "social chromosome" is associated with social organization in the Alpine silver ant, Formica selysi. This social chromosome shares architectural characteristics with that of the fire ant Solenopsis invicta [2], but the two show no detectable similarity in gene content. The discovery of convergence at two levels-the phenotype and the genetic architecture associated with alternative social forms-points at general genetic mechanisms underlying transitions in social organization. More broadly, our findings are consistent with recent theoretical studies suggesting that suppression of recombination plays a key role in facilitating coordinated shifts in coadapted traits [5, 6].

Genetics of normal and pathological sleep in humans.

The complexity of sleep-wake regulation, in addition to the many environmental influences, includes genetic predisposing factors, which begin to be discovered. Most of the current progress in the study of sleep genetics comes from animal models (dogs, mice, and drosophila). Multiple approaches using both animal models and different genetic techniques are needed to follow the segregation and ultimately to identify 'sleep genes' and molecular bases of sleep disorders. Recent progress in molecular genetics and the development of detailed human genome map have already led to the identification of genetic factors in several complex disorders. Only a few genes are known for which a mutation causes a sleep disorder. However, single gene disorders are rare and most common disorders are complex in terms of their genetic susceptibility, environmental factors, gene-gene, and gene-environment interactions. We review here the current progress in the genetics of normal and pathological sleep and suggest a few future perspectives.

Sleep deprivation (SD) on focal brain ischemia in the rat : effects of different SD protocols

Sleep-wake disturbances are frequently observed in stroke patients and are associated with poorer functional outcome. Until now the effects of sleep on stroke evolution are unknown. The purpose of the present study was to evaluate the effects of three sleep deprivation (SD) protocols on brain damages after focal cerebral ischemia in a rat model. Permanent occlusion of distal branches of the middle cerebral artery was induced in adult rats. The animals were then subjected to 6h SD, 12h SD or sleep disturbances (SDis) in which 3 x 12h sleep deprivation were performed by gentle handling. Infarct size and brain swelling were assessed by Cresyl violet staining, and the number of damaged cells was measured by terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) staining. Behavioral tests, namely tape removal and cylinder tests, were performed for assessing sensorimotor function. In the 6h SD protocol, no significant difference (P > 0.05) was found either in infarct size (42.5 ± 30.4 mm3 in sleep deprived animals vs. 44.5 ± 20.5 mm3 in controls, mean ± s.d.), in brain swelling (10.2 ± 3.8 % in sleep deprived animals vs. 11.3 ± 2.0 % in controls) or in number of TUNEL-positive cells (21.7 ± 2.0/mm2 in sleep deprived animals vs. 23.0 ± 1.1/mm2 in controls). In contrast, 12h sleep deprivation increased infarct size by 40 % (82.8 ± 10.9 mm3 in SD group vs. 59.2 ± 13.9 mm3 in control group, P = 0.008) and number of TUNEL-positive cells by 137 % (46.8 ± 15/mm in SD group vs. 19.7 ± 7.7/mm2 in control group, P = 0.003). There was no significant difference (P > 0.05) in brain swelling (12.9 ± 6.3 % in sleep deprived animals vs. 11.6 ± 6.0 % in controls). The SDis protocol also increased infarct size by 76 % (3 x 12h SD 58.8 ± 20.4 mm3 vs. no SD 33.8 ± 6.3 mm3, P = 0.017) and number of TUNEL-positive cells by 219 % (32.9 ± 13.2/mm2 vs. 10.3 ± 2.5/mm2, P = 0.008). Brain swelling did not show any difference between the two groups (24.5 ± 8.4 % in SD group vs. 16.7 ± 8.9 % in control group, p > 0.05). Both behavioral tests did not show any concluding results. In summary, we demonstrate that sleep deprivation aggravates brain damages in a rat model of stroke. Further experiments are needed to unveil the mechanisms underlying these effects.

Dreaming without REM sleep.

To test whether mental activities collected from non-REM sleep are influenced by REM sleep, we suppressed REM sleep using clomipramine 50mg (an antidepressant) or placebo in the evening, in a double blind cross-over design, in 11 healthy young men. Subjects were awakened every hour and asked about their mental activity. The marked (81%, range 39-98%) REM-sleep suppression induced by clomipramine did not substantially affect any aspects of dream recall (report length, complexity, bizarreness, pleasantness and self-perception of dream or thought-like mentation). Since long, complex and bizarre dreams persist even after suppressing REM sleep either partially or totally, it suggests that the generation of mental activity during sleep is independent of sleep stage.

Sleep function: current questions and new approaches.

The mammalian brain oscillates through three distinct global activity states: wakefulness, non-rapid eye movement (NREM) sleep and REM sleep. The regulation and function of these 'vigilance' or 'behavioural' states can be investigated over a broad range of temporal and spatial scales and at different levels of functional organization, i.e. from gene expression to memory, in single neurons, cortical columns or the whole brain and organism. We summarize some basic questions that have arisen from recent approaches in the quest for the functions of sleep. Whereas traditionally sleep was viewed to be regulated through top-down control mechanisms, recent approaches have emphasized that sleep is emerging locally and regulated in a use-dependent (homeostatic) manner. Traditional markers of sleep homeostasis, such as the electroencephalogram slow-wave activity, have been linked to changes in connectivity and plasticity in local neuronal networks. Thus waking experience-induced local network changes may be sensed by the sleep homeostatic process and used to mediate sleep-dependent events, benefiting network stabilization and memory consolidation. Although many questions remain unanswered, the available data suggest that sleep function will best be understood by an analysis which integrates sleep's many functional levels with its local homeostatic regulation.