Subclinical thyroid dysfunction, cardiac function, and the risk of heart failure. The Cardiovascular Health study.

OBJECTIVES: The goal of this study was to determine whether subclinical thyroid dysfunction was associated with incident heart failure (HF) and echocardiogram abnormalities. BACKGROUND: Subclinical hypothyroidism and hyperthyroidism have been associated with cardiac dysfunction. However, long-term data on the risk of HF are limited. METHODS: We studied 3,044 adults>or=65 years of age who initially were free of HF in the Cardiovascular Health Study. We compared adjudicated HF events over a mean 12-year follow-up and changes in cardiac function over the course of 5 years among euthyroid participants, those with subclinical hypothyroidism (subdivided by thyroid-stimulating hormone [TSH] levels: 4.5 to 9.9, >or=10.0 mU/l), and those with subclinical hyperthyroidism. RESULTS: Over the course of 12 years, 736 participants developed HF events. Participants with TSH>or=10.0 mU/l had a greater incidence of HF compared with euthyroid participants (41.7 vs. 22.9 per 1,000 person years, p=0.01; adjusted hazard ratio: 1.88; 95% confidence interval: 1.05 to 3.34). Baseline peak E velocity, which is an echocardiographic measurement of diastolic function associated with incident HF in the CHS cohort, was greater in those patients with TSH>or=10.0 mU/l compared with euthyroid participants (0.80 m/s vs. 0.72 m/s, p=0.002). Over the course of 5 years, left ventricular mass increased among those with TSH>or=10.0 mU/l, but other echocardiographic measurements were unchanged. Those patients with TSH 4.5 to 9.9 mU/l or with subclinical hyperthyroidism had no increase in risk of HF. CONCLUSIONS: Compared with euthyroid older adults, those adults with TSH>or=10.0 mU/l have a moderately increased risk of HF and alterations in cardiac function but not older adults with TSH<10.0 mU/l. Clinical trials should assess whether the risk of HF might be ameliorated by thyroxine replacement in individuals with TSH>or=10.0 mU/l.

Molecular autopsy in sudden cardiac death and its implication for families: discussion of the practical, legal and ethical aspects of the multidisciplinary collaboration.

Sudden cardiac death (SCD) is a major cause of premature death in young adults and children in developed countries. Standard forensic autopsy procedures are often unsuccessful in determining the cause of SCD. Post-mortem genetic testing, also called molecular autopsy, has revealed that a non-negligible number of these deaths are a result of inherited cardiac diseases, including arrhythmic disorders such as congenital long QT syndrome and Brugada syndrome. Due to the heritability of these diseases, the potential implications for living relatives must be taken into consideration. Advanced diagnostic analyses, genetic counselling, and interdisciplinary collaboration should be integral parts of clinical and forensic practice. In this article we present a multidisciplinary collaboration established in Lausanne, with the goal of properly informing families of these pathologies and their implications for surviving family members. In Switzerland, as in many other countries, legal guidelines for genetic testing do not address the use of molecular tools for post-mortem genetic analyses in forensic practice. In this article we present the standard practice guidelines established by our multidisciplinary team.

Significant decrease in in-hospital mortality and major adverse cardiac events in Swiss STEMI patients between 2000 and December 2007.

To evaluate the in-hospital outcome of STEMI (ST elevation myocardial infarction) patients admitted to Swiss hospitals between 2000 and December 2007, and to identify the predictors of in-hospital mortality and major cardiac events. Data from the Swiss national registry AMIS Plus (Acute Myocardial Infarction and Unstable Angina in Switzerland) were used. All patients admitted between January 2000 and December 2007 with STEMI or a new LBBB (left bundle branch block) were included in the registry. We studied 12 026 STEMI patients admitted to 68 hospitals. The mean age was 64 +/- 13 years and 73% of the patients were male. Incidence of in-hospital death was 7.6% in 2000 and 6% in 2007. Reinfarction fell from 3.7% in 2000 to 0.9% in 2007. Thrombolysis decreased from 40.2% in 2000 to 2% in 2007. Clinical predictors of mortality were: age >65 years, Killips class III or IV, diabetes, Q wave myocardial infarction (at presentation). Patients undergoing percutaneous coronary intervention (PCI) had lower mortality and reinfarction rates (3.9% versus 11.2% and 1.1% versus 3.1% respectively, p <0.001) over time, although their numbers increased from 43% in 2000 to 85% in 2007. Patients admitted to hospitals with PCI facilities had lower mortality than patients hospitalised in hospitals without it, but the demographic characteristics differ widely between the two groups. Both in-hospital mortality and reinfarction decreased significantly over the time, parallel to an increased number of PCI. PCI was also the strongest predictor of survival. In-hospital mortality and reinfarction rate have decreased significantly in Swiss STEMI patients in the last seven years, parallel to a significant increase in the number of percutaneous coronary interventions in addition to medical therapy. Outcome is not related to the site of admission but to PCI access.

Sudden cardiac death in forensic medicine - Swiss recommendations for a multidisciplinary approach.

Sudden cardiac death (SCD) is by definition unexpected and cardiac in nature. The investigation is almost invariably performed by a forensic pathologist. Under these circumstances the role of the forensic pathologist is twofold: (1.) to determine rapidly and efficiently the cause and manner of death and (2.) to initiate a multidisciplinary process in order to prevent further deaths in existing family members. If the death is determined to be due to "natural" causes the district attorney in charge often refuses further examinations. However, additional examinations, i.e. extensive histopathological investigations and/or molecular genetic analyses, are necessary in many cases to clarify the cause of death. The Swiss Society of Legal Medicine created a multidisciplinary working group together with clinical and molecular geneticists and cardiologists in the hope of harmonising the approach to investigate SCD. The aim of this paper is to close the gap between the Swiss recommendations for routine forensic post-mortem cardiac examination and clinical recommendations for genetic testing of inherited cardiac diseases; this is in order to optimise the diagnostic procedures and preventive measures for living family members. The key points of the recommendations are (1.) the forensic autopsy procedure for all SCD victims under 40 years of age, (2.) the collection and storage of adequate samples for genetic testing, (3.) communication with the families, and (4.) a multidisciplinary approach including cardiogenetic counselling.

Survey on current practices for neurological prognostication after cardiac arrest.

PURPOSE: To investigate current practices and timing of neurological prognostication in comatose cardiac arrest patients. METHODS: An anonymous questionnaire was distributed to the 8000 members of the European Society of Intensive Care Medicine during September and October 2012. The survey had 27 questions divided into three categories: background data, clinical data, decision-making and consequences. RESULTS: A total of 1025 respondents (13%) answered the survey with complete forms in more than 90%. Twenty per cent of respondents practiced outside of Europe. Overall, 22% answered that they had national recommendations, with the highest percentage in the Netherlands (>80%). Eighty-nine per cent used induced hypothermia (32-34 °C) for comatose cardiac arrest patients, while 11% did not. Twenty per cent had separate prognostication protocols for hypothermia patients. Seventy-nine per cent recognized that neurological examination alone is not enough to predict outcome and a similar number (76%) used additional methods. Intermittent electroencephalography (EEG), brain computed tomography (CT) scan and evoked potentials (EP) were considered most useful. Poor prognosis was defined as cerebral performance category (CPC) 3-5 (58%) or CPC 4-5 (39%) or other (3%). When prognosis was considered poor, 73% would actively withdraw intensive care while 20% would not and 7% were uncertain. CONCLUSION: National recommendations for neurological prognostication after cardiac arrest are uncommon and only one physician out of five uses a separate protocol for hypothermia treated patients. A neurological examination alone was considered insufficient to predict outcome in comatose patients and most respondents advocated a multimodal approach: EEG, brain CT and EP were considered most useful. Uncertainty regarding neurological prognostication and decisions on level of care was substantial.

Spectrum of digoxin-induced ocular toxicity: a case report and literature review.

BACKGROUND: Digoxin intoxication results in predominantly digestive, cardiac and neurological symptoms. This case is outstanding in that the intoxication occurred in a nonagenarian and induced severe, extensively documented visual symptoms as well as dysphagia and proprioceptive illusions. Moreover, it went undiagnosed for a whole month despite close medical follow-up, illustrating the difficulty in recognizing drug-induced effects in a polymorbid patient. CASE PRESENTATION: Digoxin 0.25 mg qd for atrial fibrillation was prescribed to a 91-year-old woman with an estimated creatinine clearance of 18 ml/min. Over the following 2-3 weeks she developed nausea, vomiting and dysphagia, snowy and blurry vision, photopsia, dyschromatopsia, aggravated pre-existing formed visual hallucinations and proprioceptive illusions. She saw her family doctor twice and visited the eye clinic once until, 1 month after starting digoxin, she was admitted to the emergency room. Intoxication was confirmed by a serum digoxin level of 5.7 ng/ml (reference range 0.8-2 ng/ml). After stopping digoxin, general symptoms resolved in a few days, but visual complaints persisted. Examination by the ophthalmologist revealed decreased visual acuity in both eyes, 4/10 in the right eye (OD) and 5/10 in the left eye (OS), decreased color vision as demonstrated by a score of 1/13 in both eyes (OU) on Ishihara pseudoisochromatic plates, OS cataract, and dry age-related macular degeneration (ARMD). Computerized static perimetry showed non-specific diffuse alterations suggestive of either bilateral retinopathy or optic neuropathy. Full-field electroretinography (ERG) disclosed moderate diffuse rod and cone dysfunction and multifocal ERG revealed central loss of function OU. Visual symptoms progressively improved over the next 2 months, but multifocal ERG did not. The patient was finally discharged home after a 5 week hospital stay. CONCLUSION: This case is a reminder of a complication of digoxin treatment to be considered by any treating physician. If digoxin is prescribed in a vulnerable patient, close monitoring is mandatory. In general, when facing a new health problem in a polymorbid patient, it is crucial to elicit a complete history, with all recent drug changes and detailed complaints, and to include a drug adverse reaction in the differential diagnosis.

Cost evaluation and comparison of three decision strategies for cardiac revascularization : results of the suspected CAD protocol of the European CMR registry

Background: The public health burden of coronary artery disease (CAD) is important. Perfusion cardiac magnetic resonance (CMR) is generally accepted to detect and monitor CAD. Few studies have so far addressed its costs and costeffectiveness. Objectives: To compare in a large CMR registry the costs of a CMR-guided strategy vs two hypothetical invasive strategies for the diagnosis and the treatment of patients with suspected CAD. Methods: In 3'647 patients with suspected CAD included prospectively in the EuroCMR Registry (59 centers; 18 countries) costs were calculated for diagnostic examinations, revascularizations as well as for complication management over a 1-year follow-up. Patients with ischemia-positive CMR underwent an invasive X-ray coronary angiography (CXA) and revascularization at the discretion of the treating physician (=CMR+CXA strategy). Ischemia was found in 20.9% of patients and 17.4% of them were revascularized. In ischemia-negative patients by CMR, cardiac death and non-fatal myocardial infarctions occurred in 0.38%/y. In a hypothetical invasive arm the costs were calculated for an initial CXA followed by FFR testing in vessels with ≥50% diameter stenoses (=CXA+FFR strategy). To model this hypothetical arm, the same proportion of ischemic patients and outcome was assumed as for the CMR+CXA strategy. The coronary stenosis - FFR relationship reported in the literature was used to derive the proportion of patients with ≥50% diameter stenoses (Psten) in the study cohort. The costs of a CXA-only strategy were also calculated. Calculations were performed from a third payer perspective for the German, UK, Swiss, and US healthcare systems.

Cortical and autonomic modulation of attentional control /

Whereas the role of the anterior cingulate cortex (ACC) in cognitive control has received considerable attention, much less work has been done on the role of the ACC in autonomic regulation. Its connections through the vagus nerve to the sinoatrial node of the heart are thought to exert modulatory control over cardiovascular arousal. Therefore, ACC is not only responsible for the implementation of cognitive control, but also for the dynamic regulation of cardiovascular activity that characterizes healthy heart rate and adaptive behaviour. However, cognitive control and autonomic regulation are rarely examined together. Moreover, those studies that have examined the role of phasic vagal cardiac control in conjunction with cognitive performance have produced mixed results, finding relations for specific age groups and types of tasks but not consistently. So, while autonomic regulatory control appears to support effective cognitive performance under some conditions, it is not presently clear just what factors contribute to these relations. The goal of the present study was, therefore, to examine the relations between autonomic arousal, neural responsivity, and cognitive performance in the context of a task that required ACC support. Participants completed a primary inhibitory control task with a working memory load embedded. Pre-test cardiovascular measures were obtained, and ontask ERPs associated with response control (N2/P3) and error-related processes (ERN/Pe) were analyzed. Results indicated that response inhibition was unrelated to phasic vagal cardiac control, as indexed by respiratory sinus arrhythmia (RSA). However, higher resting RSA was associated with larger ERN ampUtude for the highest working memory load condition. This finding suggests that those individuals with greater autonomic regulatory control exhibited more robust ACC error-related responses on the most challenging task condition. On the other hand, exploratory analyses with rate pressure product (RPP), a measure of sympathetic arousal, indicated that higher pre-test RPP (i.e., more sympathetic influence) was associated with more errors on "catch" NoGo trials, i.e., NoGo trials that simultaneously followed other NoGo trials, and consequently, reqviired enhanced response control. Higher pre-test RPP was also associated with smaller amplitude ERNs for all three working memory loads and smaller ampUtude P3s for the low and medium working memory load conditions. Thus, higher pretest sympathetic arousal was associated with poorer performance on more demanding "catch" NoGo trials and less robust ACC-related electrocortical responses. The findings firom the present study highlight tiie interdependence of electrocortical and cardiovascular processes. While higher pre-test parasympathetic control seemed to relate to more robust ACC error-related responses, higher pre-test sympathetic arousal resulted in poorer inhibitory control performance and smaller ACC-generated electrocortical responses. Furthermore, these results provide a base from which to explore the relation between ACC and neuro/cardiac responses in older adults who may display greater variance due to the vulnerabihty of these systems to the normal aging process.

Self-Esteem and Mastery in Maintenance Cardiac Rehabilitation

Background: CVD is the second leading cause of death in Canada. Mastery and self-esteem are psychosocial factors, suggested to be emerging risk factors for CVD. Purpose: The purpose of the study was two-fold; first to establish whether mastery and self-esteem predicted adherence to maintenance CR; and second, whether mastery and self-esteem improved after a 6-month maintenance CR program. Methods: Data were collected at the Brock University Heart Institute. The study involved a sample of 98 participants. At intake to the program and 6-month follow-up, participants completed a questionnaire battery which included the Rosenberg Self-Esteem Scale and the Pearlin-Schooler Mastery Scale. Results: Mastery and self-esteem scores did not alter the likelihood of adherence to the CR program. Mastery and self-esteem did significantly improve after 6-months of CR amongst participants with the lowest exercise capacity. Conclusion: Maintenance CR does improve mastery and self-esteem amongst those with diminished exercise capacity.

Respiratory Sinus Arrhythmia and Emotional Responding to Dyadic Discussions of a Disagreement as Predictors of Helping Related Subjective Well-Being in Older Mothers and Their Adult Daughters

The current study considered affect-related variables as predictors of the quality of helping relationships between older mothers and their adult daughters. Specifically, self-reported and observed emotional responses to the dyadic discussion of a disagreement between mothers and daughters, as well as baseline measures of respiratory sinus arrhythmia were considered as predictors of mothers' and daughters' satisfaction with their helping relationships. Relationship satisfaction was measured by considering mothers' and daughters' subjective well-being specifically in regards to the help they gave and received. Overall, these variables predicted more variance in mothers' satisfaction with their helping relationships than daughters', and RSA (respiratory sinus arrhythmia) was a stronger predictor than the self-reported or observed emotional reactions to the dyadic discussion of a disagreement. Implications of these findings and limitations to the current study are discussed.

Autonomic and Electrophysiological Correlates of Cognitive Control in Aging

This thesis tested a model of neurovisceral integration (Thayer & Lane, 2001) wherein parasympathetic autonomic regulation is considered to play a central role in cognitive control. We asked whether respiratory sinus arrhythmia (RSA), a parasympathetic index, and cardiac workload (rate pressure product, RPP) would influence cognition and whether this would change with age. Cognitive control was measured behaviourally and electrophysiologically through the error-related negativity (ERN) and error positivity (Pe). The ERN and Pe are thought to be generated by the anterior cingulate cortex (ACC), a region involved in regulating cognitive and autonomic control and susceptible to age-related change. In Study 1, older and younger adults completed a working memory Go/NoGo task. Although RSA did not relate to performance, higher pre-task RPP was associated with poorer NoGo performance among older adults. Relations between ERN/Pe and accuracy were indirect and more evident in younger adults. Thus, Study 1 supported the link between cognition and autonomic activity, specifically, cardiac workload in older adults. In Study 2, we included younger adults and manipulated a Stroop task to clarify conditions under which associations between RSA and performance will likely emerge. We varied task parameters to allow for proactive versus reactive strategies, and motivation was increased via financial incentive. Pre-task RSA predicted accuracy when response contingencies required maintenance of a specific item in memory. Thus, RSA was most relevant when performance required proactive control, a metabolically costly strategy that would presumably be more reliant on autonomic flexibility. In Study 3, we included older adults and examined RSA and proactive control in an additive factors framework. We maintained the incentive and measured fitness. Higher pre-task RSA among older adults was associated with greater accuracy when proactive control was needed most. Conversely, performance of young women was consistently associated with fitness. Relations between ERN/Pe and accuracy were modest; however, isolating ACC activity via independent component analysis allowed for more associations with accuracy to emerge in younger adults. Thus, performance in both groups appeared to be differentially dependent on RSA and ACC activation. Altogether, these data are consistent with a neurovisceral integration model in the context of cognitive control.

The Origin and Stimuli Implicated in the Expression of Nestin(+) Cardiac Myocyte-like Cells in the Ischemic Heart

Nos études ont démontrées que la formation de la cicatrice et la guérison sont associées avec l’apparition de cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) dans la région péri-infarcie. Présentement, l’étude examine le mécanisme, tel que l’hypoxie ou les hormones neuronales, possiblement impliqué dans leur recrutement et de dévoiler leur origine cellulaire. La présence de ces cellules a été détectée dans les coeurs infarcies d’une semaine et maintenue après neuf mois suite à une sujétion coronaire complète. Aussi, ces cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) ont été observées dans le coeur infarci humain. L’hypoxie représente un événement prédominant suite à un infarctus de myocarde, mais l’exposition des rats normaux à un environnement hypoxique n’a pas pu promouvoir l’apparition de ces cellules. Autrement, l’infusion de l’agoniste -adrénergique non-sélectif isoprotérénol (ISO) dans les rats adultes Sprague-Dawley a augmenté la protéine nestine dans le ventricule gauche et a été associé avec la réapparition de cellules de type myocytes cardiaques nestine(+). Cela représente possiblement un effet secondaire suite à la nécrose des myocytes cardiaques par l’administration d’isoprotérénol. Dernièrement, on a identifié une sous-population de cellules nestine(+) dans le coeur normal du rat qui co-exprime les marqueurs de cellules cardiaques progénitrices Nkx-2.5 et GATA-4. Cette sous-population de cellules nestine/Nkx-2.5/GATA-4 pourrait représenter des substrats cellulaires qui puissent se différentier en cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) suite à une ischémie. Mots clés: nestine, isoprotérénol, nécrose, cellule souche, cellule progénitrice, myocyte cardiaque

Caractéristiques et origine fonctionnelle des propriétés fréquentielles du noeud auriculoventriculaire

Le nœud auriculoventriculaire (AV) joue un rôle vital dans le cœur normal et pathologique. Il connecte les oreillettes aux ventricules et, grâce à sa conduction lente, génère un délai entre les contractions auriculaire et ventriculaire permettant d’optimiser le pompage sanguin. Sa conduction lente et sa longue période réfractaire font du nœud AV un filtre d’impulsions auriculaires lors de tachyarythmies assurant ainsi une fréquence ventriculaire plus lente favorable au débit cardiaque. L’optimisation de ce filtrage est une cible dans le traitement de ces arythmies. Malgré ce rôle vital et de nombreuses études, le nœud AV demeure l’objet de plusieurs controverses qui en rendent la compréhension laborieuse. Nos études expérimentales sur des préparations isolées de cœurs de lapin visent à apporter des solutions à certains des problèmes qui limitent la compréhension des propriétés fréquentielles du nœud AV. Le premier problème concerne la définition de la propriété de récupération nodale. On s’accorde généralement sur la dépendance du temps de conduction nodale (intervalle auriculo-Hissien, AH) du temps de récupération qui le précède mais un débat presque centenaire persiste sur la façon de mesurer ce temps de récupération. Selon que l’on utilise à cette fin la longueur du cycle auriculaire (AA) ou l’intervalle His-auriculaire précédent (HA), la même réponse nodale montre des caractéristiques différentes, un paradoxe à ce jour inexpliqué. Le temps de conduction nodale augmente aussi avec le degré et la durée d'une fréquence rapide, un phénomène appelé fatigue. Or, les caractéristiques de la fatigue mesurée varient avec l’indice de récupération utilisé (AA vs. HA). De plus, une troisième propriété appelée facilitation qui entraîne un raccourcissement du temps de conduction diffère aussi avec l’indice de récupération utilisé. Pour établir l’origine de ce problème, nous avons déterminé les différences entre les courbes de récupération (AH compilé en fonction du AA ou HA) pour 30 états fonctionnels nodaux différents. Ces conditions étaient obtenues à l’aide de protocoles permettant la variation du cycle de base (BCL) et du cycle prétest (PTCL), deux paramètres connus pour altérer la fonction nodale. Nous avons pu établir que pour chaque état fonctionnel, la forme de la courbe de récupération et le niveau de fatigue étaient les mêmes pour les deux indices de récupération. Ceci s’applique aussi aux données obtenues à des BCL et PTCL égaux comme dans les protocoles de stimulation prématurée conventionnels couramment utilisés. Nos résultats ont établi pour la première fois que les propriétés nodales de récupération et de fatigue sont indépendantes de l’indice de récupération utilisé. Nos données montrent aussi que les différences entre les courbes de récupération en fonction de l’indice utilisé proviennent d’effets associés aux variations du PTCL. Notre deuxième étude établit à partir des mêmes données pourquoi les variations du PTCL altèrent différemment les courbes de récupération selon l’indice utilisé. Nous avons démontré que ces différences augmentaient en proportion directe avec l’augmentation du temps de conduction au battement prétest. Cette augmentation cause un déplacement systématique de la courbe construite avec l’intervalle AA vers la droite et de celle construite avec l’intervalle HA vers la gauche. Ce résultat met en évidence l’importance de tenir compte des changements du temps de conduction prétest dans l’évaluation de la fonction nodale, un paramètre négligé dans la plupart des études. Ce résultat montre aussi que chacun des deux indices a des limites dans sa capacité d’évaluer le temps de récupération nodale réel lorsque le temps de conduction prétest varie. Lorsque ces limites sont ignorées, comme c’est habituellement le cas, elles entraînent un biais dans l’évaluation des effets de fatigue et de facilitation. Une autre grande difficulté dans l’évaluation des propriétés fréquentielles du nœud AV concerne son état réfractaire. Deux indices sont utilisés pour évaluer la durée de la période réfractaire nodale. Le premier est la période réfractaire efficace (ERPN) définie comme l’intervalle AA le plus long qui n’est pas conduit par le nœud. Le deuxième est la période réfractaire fonctionnelle (FRPN) qui correspond à l’intervalle minimum entre deux activations mesurées à la sortie du nœud. Paradoxalement et pour des raisons obscures, l’ERPN augmente alors que la FRPN diminue avec l’augmentation de la fréquence cardiaque. De plus, ces effets varient grandement avec les sujets, les espèces et l’âge. À partir des mêmes données que pour les deux autres études, nous avons cherché dans la troisième étude l’origine des variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN. Le raccourcissement du BCL prolonge l’ERPN mais n’affecte pas la FRPN. L’allongement de l’ERPN provient principalement d’un allongement du temps de conduction prétest. Un PTCL court en comparaison avec un BCL court allonge encore plus substantiellement le temps de conduction prétest mais raccourcit en même temps l’intervalle His-auriculaire, ces deux effets opposés s’additionnent pour produire un allongement net de l’ERPN. Le raccourcissement de l’intervalle His-auriculaire par le PTCL court est aussi entièrement responsable pour le raccourcissement de la FRPN. Nous avons aussi établi que, lorsque la composante du temps de conduction prétest est retirée de l’ERPN, un lien linéaire existe entre la FRPN et l’ERPN à cause de leur dépendance commune de l’intervalle His-auriculaire. Le raccourcissement combiné du BCL et du PTCL produit des effets nets prévisibles à partir de leurs effets individuels. Ces effets reproduisent ceux obtenus lors de protocoles prématurés conventionnels. Ces observations supportent un nouveau schème fonctionnel des variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN à partir des effets distincts du BCL et du PTCL. Elles établissent aussi un nouveau lien entre les variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN. En conclusion, la modulation fréquentielle de la fonction du nœud AV provient de la combinaison d’effets concurrents cumulatifs liés au cycle de base et non-cumulatifs liés au cycle prétest. Ces effets peuvent être interprétés de façon consistante indépendamment de l’indice de récupération en tenant compte des changements du temps de conduction au battement prétest. Les effets fréquentiels disparates sur l’ERPN et la FRPN sont aussi grandement liés aux changements du temps de conduction prétest. Lorsque l’analyse tient compte de ce facteur, l’ERPN et la FRPN montrent des variations parallèles fortement liées à celles de l’intervalle His-auriculaire. Le nouveau schème fonctionnel des propriétés fréquentielles du nœud AV supporté par nos données aidera à mieux cibler les études sur les mécanismes cellulaires contrôlant la modulation fréquentielle nodale. Nos données pourraient aider à l’interprétation et au contrôle des réponses nodales diverses associées aux tachyarythmies supraventriculaires et à leur traitement pharmacologique. En bref, nos travaux supportent une compréhension factuelle améliorée du comportement fréquentiel du nœud AV, un domaine aux applications multiples en rythmologie cardiaque.

Automaticité dans le coeur ischémique : analyse de bifurcation d’un modèle mathématique de cellule ventriculaire humaine

L’ischémie aigüe (restriction de la perfusion suite à l’infarctus du myocarde) induit des changements majeurs des propriétés électrophysiologique du tissu ventriculaire. Dans la zone ischémique, on observe une augmentation du potassium extracellulaire qui provoque l’élévation du potentiel membranaire et induit un "courant de lésion" circulant entre la zone affectée et saine. Le manque d’oxygène modifie le métabolisme des cellules et diminue la production d’ATP, ce qui entraîne l’ouverture de canaux potassique ATP-dépendant. La tachycardie, la fibrillation ventriculaire et la mort subite sont des conséquences possibles de l’ischémie. Cependant les mécanismes responsables de ces complications ne sont pas clairement établis. La création de foyer ectopique (automaticité), constitue une hypothèse intéressante expliquant la création de ses arythmies. Nous étudions l’effet de l’ischémie sur l’automaticité à l’aide d’un modèle mathématique de la cellule ventriculaire humaine (Ten Tusscher, 2006) et d’une analyse exhaustive des bifurcations en fonction de trois paramètres : la concentration de potassium extracellulaire, le "courant de lésion" et l’ouverture de canaux potassiques ATP-dépendant. Dans ce modèle, nous trouvons que seule la présence du courant de lésion peut entrainer une activité automatique. Les changements de potassium extracellulaire et du courant potassique ATP-dépendant altèrent toutefois la structure de bifurcation.

Pro-fibrotic role of ERK3-MK5 during pressure-overload induced cardiac hypertrophy

Il y a 4 isoforme de p38 : α, β, δ, and γ. MK5, à l'origine identifié comme étant un régulateur de PRAK (Regulated/Activated Protein Kinase), est maintenant connu pour être activée par la protéine kinase p38 (qui est un mitogène activé par la protéine kinase, MAPK). Cette dernière est impliquée dans les mécanismes de fibrose et d'apoptose pendant l'hypertrophie cardiaque. De plus, MK5 est également activée par les MAPKs atypiques; ERK3 et ERK4. Bien qu’elles soient fortement exprimées dans le coeur, le rôle physiologique de MK5 et ERK3 demeure inconnu. Par conséquent, nous avons étudié l'effet de la constriction aortique transversale (TAC) – induisant un surcharge chronique de pression chez les souris hétèrozygotes knockout pour MK5 (MK5+/-) ou ERK3 (ERK3+/-) et pour leurs types sauvages (MK5+/+ et ERK3+/+). Deux sem post-TAC; le ratio de poids du coeur/poids corporel a été augmenté chez les 2 souris MK5+/- et MK5+/+. L'échocardiographie de la trans-thoracique démontre que la surcharge de pression a altéré la fonction diastolique du ventricule gauche chez MK5+/+, mais pas chez la souris MK5+/-. De plus, nous avons observé moins de dépôt de collagène, évalué par une coloration au trichrome de Masson, 2 et 3 sem post-TAC chez les souris MK5+/-. Parallèlement, le niveau de l’ARNm de collagène type1 alpha-1 a été significativement diminué dans les coeurs des souris MK5+/-, 2 et 3 sem post-TAC. De même, ERK3, mais pas ERK5 ni p38α, co-IP avec MK5 dans les 2 modèles des coeurs TAC; aigus ou chroniques. En revanche, l’ajout exogénique de GST-MK5 a abaissé ERK4 et p38α, mais pas ERK3 dans les lysâtes de coeur de souris. Par contre, GST-ERK3 et GST-p38α ne démontrent aucune co-IP avec MK5. Ces données suggèrent que dans le coeur seul ERK3, et non ERK4 ou p38α, est capable d’interagir avec, et réguler MK5. A niveau physiologique MK5 interagit entièrement avec ERK3 et par conséquent MK5 n’est pas disponible pour lier les protéines exogéniques. Les souris hétérozygotes pour ERK3 (ERK3+/-) ont également démontré une réduction ou une absence de collagène et une faible expression d’ARNm du collagène type1 alpha1, 3 sem post-TAC. Ces résultats démontrent un important rôle pro-fibrotique de la signalisation MK5-ERK3 pendant une surcharge chronique de pression.Nous avons également démontré 5 variant d'épissage de (MK5.1-5), y compris la forme originale (MK5.1). MK5.2 et MK5.5 subissent une délétion de 6 paires de base dans l’exon 12 : MK5.3 manque l'exon 12 : MK5.4 et MK5.5 manquent les exons 2-6. L'expression des ARNm des différents variant d'épissage a été vérifiée par PCR en temps réel (qPCR). Bien que l’expression est ubiquitaire, l'abondance relative de chaque variant était tissu-spécifique (coeur, rein, pancréas, muscle squelettique, poumon, foie, et cerveau). En plus, l'abondance relative des variant d’épissage varie pendant la surcharge de pression et le développement postnatal du coeur. En outre, l'immunofluorescence a indiqué que MK5.1-5.3 se localise au noyau alors que MK5.4-5.5 est situé au niveau cytoplasmic dans les cellules HEK 293 non stimulées. Suite à une stimulation avec l'anisomycin, un activateur de p38 MAPK, MK5.1-5.3 se translocalise du noyau au cytoplasme alors qu’une petite fraction de MK5.4-5.5 translocalise vers le noyau. Ces variant d'épissage peuvent diversifier la signalisation de MK5-ERK3 dans coeur, mais leur rôle exact oblige des recherches supplémentaires. Excepté l’isoforme δ, toutes les isoformes de p38 sont exprimées dans le coeur et la forme α est considérée comme étant l'isoforme dominante. L’analyse par qPCR et immunobuvardage de type western ont démontré que p38α et p38γ sont les deux isoformes prédominantes alors que p38β et p38δ sont exprimées aux mêmes niveaux dans le coeur de rat adulte. L'immunofluorescence a démontré que p38α et p38γ se trouvent dans le cytoplasme et le noyau. Cependant, suite à la surcharge par TAC, p38γ s'est accumulé dans noyau tandis que la distribution de p38α est demeurée inchangée. Ainsi, l'abondance de p38γ et sa translocalisation nucléaire suite à la surcharge de pression indique un rôle potentiel dans l'expression génique pendant le remodelage cardiaque. En conclusion, nous avons mis en évidence pour la première fois un rôle pro-fibrotique pour la signalisation MK5-ERK3 pendant une surcharge chronique de pression. D'ailleurs, les niveaux comparables d'expression de p38γ avec p38α, et la localisation différentielle de p38γ pendant la surcharge aiguë ou chronique de pression suggèrent différents rôles possibles pour ces isoformes pendant le remodelage hypertrophique cardiaque.