Études psychophysiques de la mémoire à court terme de la douleur expérimentale

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle du stress oxydatif dans l'augmentation de l'expression des protéines Gi[alpha] dans l'hypertension

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La production de l'anion superoxyde par l'angiotensine, l'endothéline et les voies de signalisation dépendantes de l'acide arachidonique dans les tissus vasculaires dans le développement de l'hypertension

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Epigenetic Therapy for the Treatment of Hypertension-Induced Cardiac Hypertrophy and Fibrosis

BACKGROUND: The development of heart failure is associated with changes in the size, shape, and structure of the heart that has a negative impact on cardiac function. These pathological changes involve excessive extracellular matrix deposition within the myocardial interstitium and myocyte hypertrophy. Alterations in fibroblast phenotype and myocyte activity are associated with reprogramming of gene transcriptional profiles that likely requires epigenetic alterations in chromatin structure. The aim of our work was to investigate the potential of a currently licensed anticancer epigenetic modifier as a treatment option for cardiac diseases associated with hypertension-induced cardiac hypertrophy and fibrosis.

METHODS AND RESULTS: The effects of DNA methylation inhibition with 5-azacytidine (5-aza) were examined in a human primary fibroblast cell line and in a spontaneously hypertensive rat (SHR) model. The results from this work allude to novel in vivo antifibrotic and antihypertrophic actions of 5-aza. Administration of the DNA methylation inhibitor significantly improved several echocardiographic parameters associated with hypertrophy and diastolic dysfunction. Myocardial collagen levels and myocyte size were reduced in 5-aza-treated SHRs. These findings are supported by beneficial in vitro effects in cardiac fibroblasts. Collagen I, collagen III, and α-smooth muscle actin were reduced in a human ventricular cardiac fibroblast cell line treated with 5-aza.

CONCLUSION: These findings suggest a role for epigenetic modifications in contributing to the profibrotic and hypertrophic changes evident during disease progression. Therapeutic intervention with 5-aza demonstrated favorable effects highlighting the potential use of this epigenetic modifier as a treatment option for cardiac pathologies associated with hypertrophy and fibrosis.

Conception, développement et validation expérimentale d’une boussole haptique

Ce mémoire présente la conception, le contrôle et la validation expérimentale d’une boussole haptique servant à diriger les utilisateurs aux prises avec une déficience visuelle, et ce, dans tous les environnements. La revue de littérature décrit le besoin pour un guidage haptique et permet de mettre en perspective cette technologie dans le marché actuel. La boussole proposée utilise le principe de couples asymétriques. Son design est basé sur une architecture de moteur à entraînement direct et un contrôle en boucle ouverte étalonné au préalable. Cette conception permet d’atteindre une vaste plage de fréquences pour la rétroaction haptique. Les propriétés mécaniques de l’assemblage sont évaluées. Puis, l’étalonnage des couples permet d’assurer que le contrôle en boucle ouverte produit des couples avec une précision suffisante. Un premier test avec des utilisateurs a permis d’identifier que les paramètres de fréquence entre 5 et 15 Hz combinés avec des couples au-delà de 40 mNm permettent d’atteindre une efficacité intéressante pour la tâche. L’expérience suivante démontre qu’utiliser une rétroaction haptique proportionnelle à l’erreur d’orientation améliore significativement les performances. Le concept est ensuite éprouvé avec dix-neuf sujets qui doivent se diriger sur un parcours avec l’aide seule de cette boussole haptique. Les résultats montrent que tous les sujets ont réussi à rencontrer tous les objectifs de la route, tout en maintenant des déviations latérales relativement faibles (0:39 m en moyenne). Les performances obtenues et les impressions des utilisateurs sont prometteuses et plaident en faveur de ce dispositif. Pour terminer, un modèle simplifié du comportement d’un individu pour la tâche d’orientation est développé et démontre l’importance de la personnalisation de l’appareil. Ce modèle est ensuite utilisé pour mettre en valeur la stratégie d’horizon défilant pour le placement de la cible intermédiaire actuelle dans un parcours sur une longue distance.

Intolérence à l'effort en hypertension artérielle pulmonaire : Implication des déterminants périphériques

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie caractérisée par l’augmentation progressive des résistances vasculaires pulmonaires causant une augmentation de la pression artérielle pulmonaire qui mène au décès prématuré des patients. Malgré une amélioration rapide ces dernières années des traitements spécifiques, les patients souffrant d’HTAP demeurent dyspnéiques et intolérants à l’effort. L’atteinte vasculaire pulmonaire est actuellement irréversible. Elle est également la source de plusieurs anomalies au niveau des systèmes cardiovasculaires, ventilatoires et musculaires constituant les principaux déterminants physiologiques de la capacité à l’effort des patients. Cette thèse a investigué différentes facettes de la tolérance à l’effort en HTAP : les différents mécanismes ayant un impact sur l’apport musculaire en oxygène, l’altération des voies de signalisation cellulaire impliquées dans l’angiogenèse musculaire et les mécanismes ayant un impact sur la régulation du débit sanguin et l’oxygénation cérébrale en HTAP. Nous avons premièrement documenté une diminution de l’apport en oxygène aux muscles squelettiques à l’effort des patients en relation avec une diminution de la densité capillaire musculaire. Ce défaut d’angiogenèse corrélait d’ailleurs avec la capacité à l’effort des sujets. Par la suite, nous avons étudié les voies de signalisations cellulaires de l’angiogenèse musculaire. Ces résultats ont permis de démontrer une diminution de l’expression de miR-126, unique aux patients HTAP, qui était responsable de la diminution de la densité capillaire et qui contribuait à leur intolérance à l’effort. De plus, il était possible de moduler in vivo l’expression de miR-126. L’expérimentation in vivo, à l’aide d’un modèle murin d’HTAP, a permis de rétablir l’expression de miR-126, d’augmenter la microcirculation musculaire et d’améliorer la tolérance à l’effort des animaux, ce qui met en lumière le potentiel thérapeutique de l’angiogenèse musculaire pour améliorer la capacité à l’effort en HTAP. Notre dernier projet a démontré que les patients HTAP présentaient une diminution de débit sanguin cérébral. Ce projet a également démontré que les changements de pression artérielle sont moins bien amortis par les vaisseaux cérébraux des patients et que leurs vaisseaux cérébraux étaient moins réactifs aux changements de CO2. Les patients présentaient aussi une augmentation de la sensibilité des chémorécepteurs centraux qui contribuait à augmenter leur ventilation au repos, mais aussi à l’exercice. Finalement, à l’effort, nous avons démontré que le débit sanguin cérébral des patients HTAP était principalement influencé par la pression artérielle alors que chez les sujets sains, le débit sanguin cérébral était influencé principalement par la PETCO2. Nous avons également démontré que les patients HTAP présentaient une diminution progressive de leur oxygénation cérébrale, qui corrélait avec leur capacité à l’effort. Les résultats obtenus au cours de ce doctorat démontrent bien que la capacité à l’effort en HTAP est aussi déterminée par plusieurs anomalies physiopathologiques périphériques.

Préparation de la version expérimentale d'un outil de mesure de l'employabilité "Copilote insertion

Depuis les dernières années, on assiste à une croissance du taux de chômage. Le nombre de chercheurs d'emploi ne cesse d'augmenter et beaucoup d'entre eux sont confrontés à de longues périodes sans emploi. D'après un récent rapport publié par le Développement des ressources humaines Canada, le taux de chômage a affiché une moyenne de 12.2% au Québec en 1994. Le nombre de chercheurs d'emploi augmente considérablement et ceux-ci proviennent de différents domaines d'activités d'emploi. Plusieurs de ces personnes ont besoin de support pour réintégrer le marché du travail. Des organismes d'aide à l'employabilité permettent à cette clientèle d'identifier des objectifs pour faciliter leur insertion. Afin de bien répondre aux besoins des chercheurs d'emploi par des moyens rapides et utiles, un logiciel a été conçu par Dominique Clavier, chercheur et clinicien Français. Ce logiciel s'appelle le Copilote insertion. Il permet aux usagers d'avoir un diagnostic complet des difficultés à trouver un emploi. Ce diagnostic donne aussi des recommandations conformes à la situation de la personne. Étant donné que cet outil a été d'abord conçu pour les Européens, on peut s'attendre que les énoncés formulés dans le Copilote présentent des difficultés pour les québécois. L'objet de cet essai est de ressortir les problèmes de compréhension pour ensuite faire l'adaptation culturelle du Copilote insertion. Dans le premier chapitre de cet ouvrage, nous nous attarderons à définir les enjeux du travail et la notion de l'employabilité. Nous aborderons par la suite deux modèles qui traitent des stratégies d'insertion : celui de Dominique Clavier auteur du logiciel Copilote insertion et celui de Jacques Limoges auteur du Trèfle chanceux. Il sera question par la suite de l'intégration de ces deux approches et de l'adaptation culturelle de ce logiciel. Le deuxième chapitre présentera la méthodologie qui indiquera la conduite de l'expérimentation auprès d'un échantillon de chercheurs d'emploi québécois. Un dernier chapitre permettra, suite à l'analyse des données, de présenter les résultats et de proposer des correctifs pour la refonte des énoncés du Copilote insertion.

Investigation expérimentale du décollement dans l’aspirateur d’une turbine bulbe

La présente thèse propose une étude expérimentale du décollement dans le diffuseur d’un modèle de turbine hydroélectrique bulbe. Le décollement se produit quand la turbine est opérée à forte charge et il réduit la section effective de récupération du diffuseur. La diminution de la performance du diffuseur à forte charge engendre une baisse brusque de l’efficacité de la turbine et de la puissance extraite. Le modèle réduit de bulbe est fidèle aux machines modernes avec un diffuseur particulièrement divergent. Les performances de la turbine sont mesurées sur une large gamme de points d’opération pour déterminer les conditions les plus intéressantes pour l’étude du décollement et pour étudier la distribution paramétrique de ce phénomène. La pression est mesurée le long de l’aspirateur par des capteurs dynamiques affleurants alors que les champs de vitesse dans la zone de décollement sont mesurés avec une méthode PIV à deux composantes. Les observations à la paroi sont pour leur part faites à l’aide de brins de laine. Pour un débit suffisant, le gradient de pression adverse induit par la géométrie du diffuseur affaiblit suffisamment la couche limite, entraînant ainsi l’éjection de fluide de la paroi le long d’une large enveloppe tridimensionelle. Le décollement instationnaire tridimensionnel se situe dans la même zone du diffuseur indépendamment du point d’opération. L’augmentation du débit provoque à la fois une extension de la zone de décollement et une augmentation de l’occurrence de ses manifestations. La position et la forme du front de décollement fluctue significativement sans périodicité. L’analyse topologique et celle des tourbillons des champs de vitesse instantanés montrent une topologie du front de décollement complexe qui diffère beaucoup d’une réalisation à l’autre. Bien que l’écoulement soit turbulent, les tourbillons associés aux foyers du front sont clairement plus gros et plus intenses que ceux de la turbulence. Cela suggère que le mécanisme d’enroulement menant aux tourbillons du décollement est clairement distinct des mécanismes de la turbulence.

ASSOCIATION OF SERUM VITAMIN D AND KEY CO-NUTRIENTS IN RELATION TO HYPERTENSION: A CROSS-SECTIONAL STUDY BASED ON NHANES DATA

Observational studies demonstrate strong associations between deficient serum vitamin D (25(OH)D) levels and cardiovascular disease. To further examine the association between vitamin D and hypertension (HTN), data from the 2003-2006 National Health and Nutrition Examination Survey were analyzed to assess whether the association between vitamin D and HTN varies by sufficiency of key co-nutrients necessary for metabolic vitamin D reactions to occur. Logistic regression results demonstrate independent effect modification by calcium, magnesium, and vitamin A on the association between vitamin D and HTN. Among non-pregnant adults with adequate renal function, those with low levels of calcium, magnesium, and vitamin D levels had 1.75 times the odds of HTN compared to those with sufficient vitamin D levels (p = <0.0001). Additionally, participants with low levels of calcium, magnesium, vitamin A, and vitamin D had 5.43 times the odds of HTN compared to those with vitamin D sufficiency (p = 0.0103).

Étude expérimentale de l'écoulement en entrée d'aspirateur d'une turbine bulbe

Ce mémoire présente l’étude expérimentale de l’écoulement d’entrée d’un aspirateur d’une turbine bulbe présentant une chute abrupte de performance. Des mesures par vélocimétrie laser à effet Doppler (LDV) ont été réalisées sur deux axes soit en aval des pales de la roue et en aval du moyeu de la roue. Une particularité de cette étude est la conception d’un montage permettant de mesurer la vitesse axiale proche de la paroi du cône. De plus, une méthode d’estimation de la vitesse radiale moyenne a été développée. Ces mesures ont permis de caractériser l’écoulement primaire et les écoulements secondaires et d’analyser leur évolution entre les deux axes. De plus, l’évolution de ces écoulements est analysée en fonction de la chute de performance de la turbine. Les principales particularités de l’écoulement sont la présence d’une recirculation sous le moyeu, d’une zone contrarotative, des sillages des directrices et des tourbillons de bout de pale.

Effect of portal hypertension in the small bowel: an endoscopic approach

BACKGROUND AND AIM: The effects of portal hypertension in the small bowel are largely unknown. The aim of the study was to prospectively assess portal hypertension manifestations in the small bowel. METHODS: We compared, by performing enteroscopy with capsule endoscopy, the endoscopic findings of 36 patients with portal hypertension, 25 cirrhotic and 11 non-cirrhotic, with 30 controls. RESULTS: Varices, defined as distended, tortuous, or saccular veins, and areas of mucosa with a reticulate pattern were significantly more frequent in patients with PTH. These two findings were detected in 26 of the 66 patients (39%), 25 from the group with PTH (69%) and one from the control group (3%) (P < 0.0001). Among the 25 patients with PTH exhibiting these patterns, 17 were cirrhotic and 8 were non-cirrhotic (P = 0.551). The presence of these endoscopic changes was not related to age, gender, presence of cirrhosis, esophageal or gastric varices, portal hypertensive gastropathy, portal hypertensive colopathy, prior esophageal endoscopic treatment, current administration of beta-blockers, or Child-Pugh Class C. More patients with these endoscopic patterns had a previous history of acute digestive bleeding (72% vs. 36%) (P = 0.05). Active bleeding was found in two patients (5.5%). CONCLUSIONS: The presence of varices or areas of mucosa with a reticulate pattern are manifestations of portal hypertension in the small bowel, found in both cirrhotic and non-cirrhotic patients. The clinical implications of these findings, as regards digestive bleeding, are uncertain, although we documented acute bleeding from the small bowel in two patients (5.5%).

Cardiac magnetic resonance imaging in the diagnosis and determination of outcome of pulmonary hypertension

Pulmonary hypertension (PH) is a rare but serious condition that causes progressive right ventricular (RV) failure and death. PH may be idiopathic, associated with underlying connective-tissue disease or hypoxic lung disease, and is also increasingly being observed in the setting of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). The management of PH has been revolutionised by the recent development of new disease-targeted therapies which are beneficial in pulmonary arterial hypertension (PAH), but can be potentially harmful in PH due to left heart disease, so accurate diagnosis and classification of patients is essential. These PAH therapies improve exercise capacity and pulmonary haemodynamics, but their overall effect on the right ventricle remains unclear. Current practice in the UK is to assess treatment response with 6-minute walk test and NYHA functional class, neither of which truly reflects RV function. Cardiac magnetic resonance (CMR) imaging has been established as the gold standard for the evaluation of right ventricular structure and function, but it also allows a non-invasive and accurate study of the left heart. The aims of this thesis were to investigate the use of CMR in the diagnosis of PH, in the assessment of treatment response, and in predicting survival in idiopathic and connective-tissue disease associated PAH. In Chapter 3, a left atrial volume (LAV) threshold of 43 ml/m2 measured with CMR was able to distinguish idiopathic PAH from PH due to HFpEF (sensitivity 97%, specificity 100%). In Chapter 4, disease-targeted PAH therapy resulted in significant improvements in RV and left ventricular ejection fraction (p<0.001 and p=0.0007, respectively), RV stroke volume index (p<0.0001), and left ventricular end-diastolic volume index (p=0.0015). These corresponded to observed improvements in functional class and exercise capacity, although correlation coefficients between Δ 6MWD and Δ RVEF or Δ LVEDV were low. Finally, in Chapter 5, one-year and three-year survival was worse in CTD-PAH (75% and 53%) than in IPAH (83% and 74%), despite similar baseline clinical characteristics, lung function, pulmonary haemodynamics and treatment. Baseline right ventricular stroke volume index was an independent predictor of survival in both conditions. The presence of LV systolic dysfunction was of prognostic significance in CTD-PAH but not IPAH, and a higher LAV was observed in CTD-PAH suggesting a potential contribution from LV diastolic dysfunction in this group.

Effet préventif de la milrinone inhalée chez les patients avec hypertension pulmonaire subissant une chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle : une approche pharmacométrique

La circulation extracorporelle (CEC) est une technique utilisée en chirurgie cardiaque effectuée des milliers de fois chaque jour à travers le monde. L’instabilité hémodynamique associée au sevrage de la CEC difficile constitue la principale cause de mortalité en chirurgie cardiaque et l’hypertension pulmonaire (HP) a été identifiée comme un des facteurs de risque les plus importants. Récemment, une hypothèse a été émise suggérant que l'administration prophylactique (avant la CEC) de la milrinone par inhalation puisse avoir un effet préventif et faciliter le sevrage de la CEC chez les patients atteints d’HP. Toutefois, cette indication et voie d'administration pour la milrinone n'ont pas encore été approuvées par les organismes réglementaires. Jusqu'à présent, la recherche clinique sur la milrinone inhalée s’est principalement concentrée sur l’efficacité hémodynamique et l'innocuité chez les patients cardiaques, bien qu’aucun biomarqueur n’ait encore été établi. La dose la plus appropriée pour l’administration par nébulisation n'a pas été déterminée, de même que la caractérisation des profils pharmacocinétiques (PK) et pharmacodynamiques (PD) suite à l'inhalation. L'objectif de notre recherche consistait à caractériser la relation exposition-réponse de la milrinone inhalée administrée chez les patients subissant une chirurgie cardiaque sous CEC. Une méthode analytique par chromatographie liquide à haute performance couplée à un détecteur ultraviolet (HPLC-UV) a été optimisée et validée pour le dosage de la milrinone plasmatique suite à l’inhalation et s’est avérée sensible et précise. La limite de quantification (LLOQ) était de 1.25 ng/ml avec des valeurs de précision intra- et inter-dosage moyennes (CV%) <8%. Des patients souffrant d’HP pour lesquels une chirurgie cardiaque sous CEC était prévue ont d’abord été recrutés pour une étude pilote (n=12) et, par la suite, pour une étude à plus grande échelle (n=28) où la milrinone (5 mg) était administrée par inhalation pré-CEC. Dans l'étude pilote, nous avons comparé l'exposition systémique de la milrinone peu après son administration avec un nébuliseur pneumatique ou un nébuliseur à tamis vibrant. L’efficacité des nébuliseurs en termes de dose émise et dose inhalée a également été déterminée in vitro. Dans l'étude à plus grande échelle conduite en utilisant exclusivement le nébuliseur à tamis vibrant, la dose inhalée in vivo a été estimée et le profil pharmacocinétique de la milrinone inhalée a été pleinement caractérisé aux niveaux plasmatique et urinaire. Le ratio de la pression artérielle moyenne sur la pression artérielle pulmonaire moyenne (PAm/PAPm) a été choisi comme biomarqueur PD. La relation exposition-réponse de la milrinone a été caractérisée pendant la période d'inhalation en étudiant la relation entre l'aire sous la courbe de l’effet (ASCE) et l’aire sous la courbe des concentrations plasmatiques (ASC) de chacun des patients. Enfin, le ratio PAm/PAPm a été exploré comme un prédicteur potentiel de sortie de CEC difficile dans un modèle de régression logistique. Les expériences in vitro ont démontré que les doses émises étaient similaires pour les nébuliseurs pneumatique (64%) et à tamis vibrant (68%). Cependant, la dose inhalée était 2-3 fois supérieure (46% vs 17%) avec le nébuliseur à tamis vibrant, et ce, en accord avec les concentrations plasmatiques. Chez les patients, en raison des variations au niveau des facteurs liés au circuit et au ventilateur causant une plus grande dose expirée, la dose inhalée a été estimée inférieure (30%) et cela a été confirmé après récupération de la dose de milrinone dans l'urine 24 h (26%). Les concentrations plasmatiques maximales (Cmax: 41-189 ng/ml) et l'ampleur de la réponse maximale ΔRmax-R0 (0-65%) ont été observées à la fin de l'inhalation (10-30 min). Les données obtenues suite aux analyses PK sont en accord avec les données publiées pour la milrinone intraveineuse. Après la période d'inhalation, les ASCE individuelles étaient directement reliées aux ASC (P=0.045). Enfin, notre biomarqueur PD ainsi que la durée de CEC ont été identifiés comme des prédicteurs significatifs de la sortie de CEC difficile. La comparaison des ASC et ASCE correspondantes a fourni des données préliminaires supportant une preuve de concept pour l'utilisation du ratio PAm/PAPm comme biomarqueur PD prometteur et justifie de futures études PK/PD. Nous avons pu démontrer que la variation du ratio PAm/PAPm en réponse à la milrinone inhalée contribue à la prévention de la sortie de CEC difficile.

Examining the Association between Acculturation and Hypertension among Asian Americans in the Washington D.C. Metropolitan Area

Objective: To evaluate the association between Acculturation and hypertension among Asian Americans in the Washington, D.C. metropolitan area. Methods: A cross-sectional study was conducted of 600 Chinese, Korean, and Vietnamese adults. Logistic regression was used to investigate the relationship between acculturation variables (years in the U.S., self-rated acculturation, self-rated English fluency) and hypertension, determined from a mean of 3 blood pressure readings taken on site. Results: Compared to those who resided in the U.S. for 0-5 years, individuals who resided for 6-10 years were about 60% less likely to have hypertension (aOR= 0.36; 95% CI: 0.12, 1.05; p-value=0.06). No significant association was observed between self-rated identity and hypertension. Compared to those with poor English fluency, those who speak “so-so” English have increased odds of hypertension (aOR=1.57; 95%CI: 0.93, 2.64; p-value= 0.09). Disaggregated analysis was conducted for Asian American subgroups, which showed differences in trends of acculturation and hypertension. Conclusion: Findings suggest an association between acculturation and hypertension, guiding future studies to investigate further into these observed effects. Some subgroup differences were observed among Asian American subgroups, potentially suggesting a subgroup-focused intervention.