Mitofusins 1/2 and ERRalpha expression are increased in human skeletal muscle after physical exercise

Mitochondrial impairment is hypothesized to contribute to the pathogenesis of insulin resistance. Mitofusin (Mfn) proteins regulate the biogenesis and maintenance of the mitochondrial network, and when inactivated, cause a failure in the mitochondrial architecture and decreases in oxidative capacity and glucose oxidation. Exercise increases muscle mitochondrial content, size, oxidative capacity and aerobic glucose oxidation. To address if Mfn proteins are implicated in these exercise-induced responses, we measured Mfn1 and Mfn2 mRNA levels, pre-, post-, 2 and 24 h post-exercise. Additionally, we measured the expression levels of transcriptional regulators that control mitochondrial biogenesis and functions, including PGC-1alpha, NRF-1, NRF-2 and the recently implicated ERRalpha. We show that Mfn1, Mfn2, NRF-2 and COX IV mRNA were increased 24 h post-exercise, while PGC-1alpha and ERRalpha mRNA increased 2 h post-exercise. Finally, using in vitro cellular assays, we demonstrate that Mfn2 gene expression is driven by a PGC-1alpha programme dependent on ERRalpha. The PGC-1alpha/ERRalpha-mediated induction of Mfn2 suggests a role of these two factors in mitochondrial fusion. Our results provide evidence that PGC-1alpha not only mediates the increased expression of oxidative phosphorylation genes but also mediates alterations in mitochondrial architecture in response to aerobic exercise in humans

Une méthode simplifiée de mesure du volume atrial gauche sur les scanners de score calcique. Cardiovasculaire diagnostique et interventionnel. Séance Cardiovasculaire diagnostique et interventionnel. Séance ''L21 - Imagerie cardiaque non invasive''

Objectifs : Evaluer une méthode simple et rapide de mesure du volume atrial gauche. Matériels et méthodes : Cinquante patients ont été examinés avec un CT gaté pour mesure du score calcique. Trois méthodes ont été utilisées pour calculer le volume atrial gauche : 1) une méthode orthogonale avec mesure des surfaces/diamètres dans les plans axiaux/coronaux/sagittaux, 2) une méthode biplan inspirée de l'échocardiographie et 3) une méthode volumétrique. Les mesures ont été faites par le même observateur un mois plus tard et ont été répétées par trois autres observateurs. L'axe cardiaque a aussi été mesuré. La méthode Bland-Altmann et les corrélations de Spearman ont été utilisées. Résultats : La méthode volumétrique montre les variations intra/interobservateur les plus basses avec une variabilité de 6,1/7,4 ml, respectivement. Pour les mesures avec la méthode orthogonale (surfaces/diamètres), les variations intra/interobservateur sont 12,3/13,5 ml et 14,6/11,6 ml, respectivement. Pour la méthode biplan, les variations intra/interobservateur sont plus hautes : 23,9/19,8 ml. Comparée à la méthode de référence volumétrique, la méthode orthogonale avec les surfaces est mieux corrélée (R=0,959, p<0,001) que les autres méthodes. Il y a une faible influence de l'axe du coeur sur la méthode orthogonale avec les surfaces. Conclusion : La méthode volumétrique est le gold standard en terme de variabilité. Cependant elle est longue à metttre en oeuvre. La méthode orthogonale avec les surfaces est une alternative simple, sauf chez les patients obèses avec un coeur horizontalisé.

A comparative study of reactive hyperemia in human forearm skin and muscle

Résumé en français: L'hyperémie réactive dans la microcirculation musculature et cutanée de l'avant-bras permet d'évaluer l'atteinte vasculaire dans les maladie cardiovasculaires. Cette méthode permet d'obtenir un reflet de la progression de l'atteinte vasculaire, de traquer la progression de la maladie ainsi que le risque cardio-vasculaires. Elle est en étude également pour tester l'efficacité d'une intervention thérapeutique. L'hyperémie réactive est dépendante d'une dilatation post ischémique par diminution des résistances artériolaires. Au niveau des membres, l'ischémie peut-être débutée et interrompue très facilement par une manchette à pression gonflée au-dessus de la pression systolique suivie quelques minutes plus tard de son dégonflement. Les mesures de flux sanguin musculaire et cutané au niveau d'un membre sont facile à réaliser chez l'homme, tout particulièrement au niveau de l'avant-bras. Pour l'instant aucune étude utilisant cette approche ne spécifiait quel avant-bras était utilisé. Il est cependant concevable que la réponse varie selon que l'on teste le bras dominant ou non-dominant. Il parait donc important de clarifier ce point. Le premier but de l'étude consiste donc à investiguer une éventuelle différence entre le bras dominant et le bras non-dominant d'un sujet lors de tests de l'hyperémie réactive dans le muscle et la peau. Il est connu que l'hyperémie réactive au niveau musculaire peut-être diminuée par les médicaments antiinflammatoires non stéro~idiens (AINS), indiquant une implication partielle des métabolites de la cyclo-oxygénase. L'influence des AINS sur la réponse cutanée est moins clairement établie. Ainsi, le second but de cette étude est de comparer l'effet de l'inhibition de la cyclo-oxygénase sur l'hyperémie réactive musculaire et cutanée chez des sujets sains. Le collectif de patients consiste en 23 sujets masculins volontaires, en bonne santé, non fumeurs, de 18 à 30 ans. Aucuns antécédents médicaux ne sont connus et aucune médication n'est prise durant la période de l'étude. Tous . les sujets ont donné leur consentement par écrit. Le flux sanguin musculaire de l'avant-bras est mesuré au moyen d'une pléthysmographie par occlusion veineuse, et le flux cutané l'est par imagerie laser Doppler. Les expériences ont lieu entre 16 et 18 h dans une chambre calme à température constante (23-24°C) chez un sujet couché. Les participants n'ont pas consommé d'AINS durant la semaine précédente ni bu de café dans les 12 h précédant l'expérience. Les mesures sont effectuées en triplicat au niveau musculaire puis cutané ou inversement selon un ordre aléatoire. Suite à une occlusion artérielle l'étude du flux se fait sur 3 min et 5 min de récupération sont prises entre 2 mesures. L'expérience 1 consiste à tester un possible effet systématique de la latéralisation du bras dominant ou non sur la réponse à l'hyperémie réactive dans la peau et le muscle de l'avant-bras. 16 sujets sont étudiés à 2 reprises, espacées de 1 à 3 jours. A la première visite, l'hyperémie musculaire est étudiée dans un avant-bras, la réaction cutanée dans l'autre et inversement lors de la deuxième visite. Une précaution est observée afin de mesurer le flux sanguin cutané à la même distance du poignet dans les 2 avant-bras. L'expérience 2 est développée pour évaluer l'impact d'une inhibition des cyclo-oxygénases. Sept sujet sont considérés à 2 occasions espacées de 7 à 10 j. L'étude s'effectue uniquement au niveau de l'avant-bras dominant. Le site cutané au niveau du poignet est marqué lors de la première visite afin d'utiliser le même site de mesure lors de la seconde visite. Le sujet ingère 1,8 g d'Aspegic (équivalant à 1 g d'acide acétylsalilcylique) dissout dans 125 ml de jus d'orange ou le jus d'orange seul lors de l'autre visite selon un ordre randomisé. Les mesures sont débutées 2 h après la prise. Summary Reactive hyperemia (RH) in forearm muscle or skin microcirculation has been considered as a surrogate endpoint in clinical studies of cardiovascular disease. We evaluated two potential confounders that might limit such use of RH, namely laterality of measurement and intake of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDS). Twenty-three young non-smoking healthy adults were enrolled. In Experiment 1 (n=16), the RH elicited by 3 min of ischemia was recorded in the muscle (strain gauge plethysmography, hand excluded) and skin (laser Doppler imaging) of both forearms. In Experiment 2 (n=7), RH was determined in the dominant forearm only, one hour following oral acetylsalicylic acid (1 g) or placebo. In Experiment 1, peak RH was identical in both forearms, and so were the corresponding durations of responses. RH lasted significantly less in muscle than in skin (p=0.003), a hitherto unrecognized fact. In the skin, acetylsalicylate reduced duration (43 vs 57.4 s for placebo, p=0.03), without affecting the peak response. In muscle, duration tended to decrease with acetylsalicylate (21.4 vs 26.0 s with placebo, p=0.06) and the peak increase in blood flow was blunted (27.2 vs 32.4 ml/min/100 ml tissue with placebo, p=0.003). We conclude that, when using RH as a surrogate endpoint in studies of cardiovascular disease, a confounding by laterality of measurement need not be feared, but NSAIDS may have an influence, although perhaps not on the peak response in the skin.

A new paradigm of neuromuscular electrical stimulation for the quadriceps femoris muscle.

PURPOSE: Neuromuscular electrical stimulation (NMES) with large electrodes and multiple current pathways (m-NMES) has recently been proposed as a valid alternative to conventional NMES (c-NMES) for quadriceps muscle (re)training. The main aim of this study was to compare discomfort, evoked force and fatigue between m-NMES and c-NMES of the quadriceps femoris muscle in healthy subjects. METHODS: Ten healthy subjects completed two experimental sessions (c-NMES and m-NMES), that were randomly presented in a cross-over design. Maximal electrically evoked force at pain threshold, self-reported discomfort at different levels of evoked force, and fatigue-induced force declines during and following a series of 20 NMES contractions were compared between c-NMES and m-NMES. RESULTS: m-NMES resulted in greater evoked force (P < 0.05) and lower discomfort in comparison to c-NMES (P < 0.05-0.001), but fatigue time course and magnitude did not differ between the two conditions. CONCLUSIONS: The use of quadriceps m-NMES appears legitimate for (re)training purposes because it generated stronger contractions and was less discomfortable than c-NMES (due to multiple current pathways and/or lower current density with larger electrodes).

Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA) improves the matching of diaphragmatic electrical activity and tidal volume in comparison to pressure support (PS) under non invasive ventilation

INTRODUCTION. Patient-ventilator asynchrony is a frequent issue in non invasivemechanical ventilation (NIV) and leaks at the patient-mask interface play a major role in itspathogenesis. NIV algorithms alleviate the deleterious impact of leaks and improve patient-ventilator interaction. Neurally adusted ventilatory assist (NAVA), a neurally triggered modethat avoids interferences between leaks and the usual pneumatic trigger, could further improvepatient-ventilator interaction in NIV patients.OBJECTIVES. To evaluate the feasibility ofNAVAin patients receiving a prophylactic postextubationNIV and to compare the respective impact ofPSVandNAVAwith and withoutNIValgorithm on patient-ventilator interaction.METHODS. Prospective study conducted in 16 beds adult critical care unit (ICU) in a tertiaryuniversity hospital. Over a 2 months period, were included 17 adult medical ICU patientsextubated for less than 2 h and in whom a prophylactic post-extubation NIV was indicated.Patients were randomly mechanically ventilated for 10 min with: PSV without NIV algorithm(PSV-NIV-), PSV with NIV algorithm (PSV-NIV+),NAVAwithout NIV algorithm (NAVANIV-)and NAVA with NIV algorithm (NAVA-NIV+). Breathing pattern descriptors, diaphragmelectrical activity, leaks volume, inspiratory trigger delay (Tdinsp), inspiratory time inexcess (Tiexcess) and the five main asynchronies were quantified. Asynchrony index (AI) andasynchrony index influenced by leaks (AIleaks) were computed.RESULTS. Peak inspiratory pressure and diaphragm electrical activity were similar in thefour conditions. With both PSV and NAVA, NIV algorithm significantly reduced the level ofleak (p\0.01). Tdinsp was not affected by NIV algorithm but was shorter in NAVA than inPSV (p\0.01). Tiexcess was shorter in NAVA and PSV-NIV+ than in PSV-NIV- (p\0.05).The prevalence of double triggering was significantly lower in PSV-NIV+ than in NAVANIV+.As compared to PSV,NAVAsignificantly reduced the prevalence of premature cyclingand late cycling while NIV algorithm did not influenced premature cycling. AI was not affectedby NIV algorithm but was significantly lower in NAVA than in PSV (p\0.05). AIleaks wasquasi null with NAVA and significantly lower than in PSV (p\0.05).CONCLUSIONS. NAVA is feasible in patients receiving a post-extubation prophylacticNIV. NAVA and NIV improve patient-ventilator synchrony in different manners. NAVANIV+offers the best patient-ventilator interaction. Clinical studies are required to assess thepotential clinical benefit of NAVA in patients receiving NIV.

Assessing dystrophies and other muscle diseases at the nanometer scale by atomic force microscopy.

AIM: Atomic force microscopy nanoindentation of myofibers was used to assess and quantitatively diagnose muscular dystrophies from human patients. MATERIALS & METHODS: Myofibers were probed from fresh or frozen muscle biopsies from human dystrophic patients and healthy volunteers, as well as mice models, and Young's modulus stiffness values were determined. RESULTS: Fibers displaying abnormally low mechanical stability were detected in biopsies from patients affected by 11 distinct muscle diseases, and Young's modulus values were commensurate to the severity of the disease. Abnormal myofiber resistance was also observed from consulting patients whose muscle condition could not be detected or unambiguously diagnosed otherwise. DISCUSSION & CONCLUSION: This study provides a proof-of-concept that atomic force microscopy yields a quantitative read-out of human muscle function from clinical biopsies, and that it may thereby complement current muscular dystrophy diagnosis.