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.

Contribution de la motivation dans les jeux sérieux

La motivation incite les apprenants à s’engager dans une activité et à persévérer dans son accomplissement afin d’atteindre un but. Dans les Systèmes Tutoriels Intelligents (STI), les études sur la motivation des apprenants possèdent trois manques importants : un manque de moyens objectifs et fiables pour évaluer cet état, un manque d’évaluation de rôles joués par les facteurs motivationnels conçus dans l’environnement d’apprentissage et un manque de stratégies d’interventions motivationnelles pour soutenir la motivation des apprenants. Dans cette thèse, nous nous intéressons à mieux comprendre l’état de la motivation des apprenant ainsi que les facteurs et stratégies motivationnels dans un environnement d’apprentissage captivant : les jeux sérieux. Dans une première étude, nous évaluons la motivation des apprenants par l’entremise d’un modèle théorique de la motivation (ARCS de Keller) et de données électro-physiologiques (la conductivité de la peau, le rythme cardiaque et l’activité cérébrale). Nous déterminons et évaluons aussi quelques situations ou stratégies favorisant la motivation dans l’environnement des jeux sérieux étudié. Dans une deuxième étude, nous développons un prototype de jeux sérieux intégrant – dans une première version – quelques éléments motivationnels issus de jeux vidéo et – dans une deuxième version – des stratégies motivationnelles d’un modèle théorique de la motivation. Nous espérons, avec une évaluation motivationnelle de notre prototype, soutenir les apprenants à atteindre des hauts niveaux de motivation, de persévérance et de performance.

Étude des œstrogènes sur la repolarisation cardiaque et de la grossesse sur l’électrocardiographie chez la souris

Le tamoxifène, un modulateur sélectif des récepteurs oestrogéniques, est un médicament largement utilisé depuis plus de vingt ans pour le traitement et la prévention du cancer du sein. Plusieurs études ont rapporté que l’administration aiguë du tamoxifène pouvait réduire certains courants K+ cardiaques. Cette observation suggère que les femmes traitées de façon chronique avec le tamoxifène risquent d’avoir une prolongation de leur intervalle QT, favorisant ainsi le développement de torsades de pointes. Puisque in vivo, le tamoxifène est largement métabolisé et son effet est attribué à celui du 4hydroxy-tamoxifène (4OH-tamoxifène), nous avons d'abord vérifié si les effets du tamoxifène sur la repolarisation pouvaient être dus au 4OH-tamoxifène. À l'aide de la méthode de patch-clamp, nous avons étudié l’effet aigu du 4OH-tamoxifène sur les courants K+ présents au niveau ventriculaire chez la souris femelle. En premier lieu, nous avons démontré que les souris traitées avec le 4OH-tamoxifène présentaient une diminution des courants K+ comparativement aux souris intactes. Fait intéressant, le prétraitement des myocytes avec l’antagoniste des récepteurs oestrogéniques, le ICI 182,780, ou l’inhibiteur de la synthèse protéique, l'actinomycine D, n’a pas modifié les effets du 4OH-tamoxifène. Ces résultats suggéraient que les effets du 4OH-tamoxifène sur les courants potassiques ne soient pas liés à la transcription génomique et n’implique pas les récepteurs aux œstrogènes. Bien que l’administration aiguë du 4OH-tamoxifène diminue les courants K+ cardiaques, l’absence de troubles au niveau du rythme cardiaque chez les femmes traitées à long terme exclu la possibilité de conclure que le traitement chronique avec le tamoxifène augmente la durée de l’intervalle QT. L'accès à des souris femelles et des cobayes nous a permis de démontrer que contrairement au traitement en aigu, les courants et les canaux K+ cardiaques sont augmentés en chronique. Les oestrogènes associés à une diminution des courants K+ d’une part et nos résultats obtenus avec le tamoxifène d’autre part suggèrent qu’en bloquant les récepteurs oestrogéniques, le tamoxifène puisse prévenir les effets inhibiteurs des oestrogènes sur les courants K+. Cette association œstrogènes- tamoxifène- récepteurs oestrogéniques et courants K+ nous a encouragées à approfondir encore nos études et vérifier l’influence des hormones sexuelles féminines sur la repolarisation ventriculaire. Une troisième étude a été ainsi réalisée chez des souris femelles ovariectomisées et des souris déficientes en récepteurs oestrogéniques α ou β afin de vérifier le rôle des oestrogènes et des récepteurs oestrogéniques sur la repolarisation ventriculaire. Nos résultats ont révélé clairement que l’absence des oestrogènes entraîne une augmentation de la densité du courant K+ transitoire indépendant du Ca2+ (Ito) et de l’expression du canal Kv4.3 et ces effets sont médiés par les REα. Ces données soutiennent davantage notre conclusion que l’inhibition des récepteurs oestrogéniques est responsable de l’augmentation des courants/canaux K+ et suggèrent fortement qu’ils jouent un rôle dans la régulation de la repolarisation ventriculaire. Elles soulignent aussi l'importance de vérifier le statut hormonal des animaux utilisés pour des études touchant l'électrophysiologie cardiaque. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons vérifié les effets de la grossesse et du système nerveux autonome sur les différents paramètres électrocardiographiques et plus particulièrement sur le rythme cardiaque chez la souris. Nos données ont montré que, comme chez la femme enceinte, la grossesse est associée à une augmentation du rythme cardiaque. De plus, l'augmentation des niveaux des hormones féminines pourrait affecter l’automatisme et l’activité électrique cardiaque. Ces différentes études ont augmenté les connaissances sur la régulation hormonale de l'électrophysiologie cardiaque et aideront aux avancements des recherches chez les femmes.

Modélisation des émotions de l’apprenant et interventions implicites pour les systèmes tutoriels intelligents

La modélisation de l’expérience de l’utilisateur dans les Interactions Homme-Machine est un enjeu important pour la conception et le développement des systèmes adaptatifs intelligents. Dans ce contexte, une attention particulière est portée sur les réactions émotionnelles de l’utilisateur, car elles ont une influence capitale sur ses aptitudes cognitives, comme la perception et la prise de décision. La modélisation des émotions est particulièrement pertinente pour les Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI). Ces systèmes cherchent à identifier les émotions de l’apprenant lors des sessions d’apprentissage, et à optimiser son expérience d’interaction en recourant à diverses stratégies d’interventions. Cette thèse vise à améliorer les méthodes de modélisation des émotions et les stratégies émotionnelles utilisées actuellement par les STEI pour agir sur les émotions de l’apprenant. Plus précisément, notre premier objectif a été de proposer une nouvelle méthode pour détecter l’état émotionnel de l’apprenant, en utilisant différentes sources d’informations qui permettent de mesurer les émotions de façon précise, tout en tenant compte des variables individuelles qui peuvent avoir un impact sur la manifestation des émotions. Pour ce faire, nous avons développé une approche multimodale combinant plusieurs mesures physiologiques (activité cérébrale, réactions galvaniques et rythme cardiaque) avec des variables individuelles, pour détecter une émotion très fréquemment observée lors des sessions d’apprentissage, à savoir l’incertitude. Dans un premier lieu, nous avons identifié les indicateurs physiologiques clés qui sont associés à cet état, ainsi que les caractéristiques individuelles qui contribuent à sa manifestation. Puis, nous avons développé des modèles prédictifs permettant de détecter automatiquement cet état à partir des différentes variables analysées, à travers l’entrainement d’algorithmes d’apprentissage machine. Notre deuxième objectif a été de proposer une approche unifiée pour reconnaître simultanément une combinaison de plusieurs émotions, et évaluer explicitement l’impact de ces émotions sur l’expérience d’interaction de l’apprenant. Pour cela, nous avons développé une plateforme hiérarchique, probabiliste et dynamique permettant de suivre les changements émotionnels de l'apprenant au fil du temps, et d’inférer automatiquement la tendance générale qui caractérise son expérience d’interaction à savoir : l’immersion, le blocage ou le décrochage. L’immersion correspond à une expérience optimale : un état dans lequel l'apprenant est complètement concentré et impliqué dans l’activité d’apprentissage. L’état de blocage correspond à une tendance d’interaction non optimale où l'apprenant a de la difficulté à se concentrer. Finalement, le décrochage correspond à un état extrêmement défavorable où l’apprenant n’est plus du tout impliqué dans l’activité d’apprentissage. La plateforme proposée intègre trois modalités de variables diagnostiques permettant d’évaluer l’expérience de l’apprenant à savoir : des variables physiologiques, des variables comportementales, et des mesures de performance, en combinaison avec des variables prédictives qui représentent le contexte courant de l’interaction et les caractéristiques personnelles de l'apprenant. Une étude a été réalisée pour valider notre approche à travers un protocole expérimental permettant de provoquer délibérément les trois tendances ciblées durant l’interaction des apprenants avec différents environnements d’apprentissage. Enfin, notre troisième objectif a été de proposer de nouvelles stratégies pour influencer positivement l’état émotionnel de l’apprenant, sans interrompre la dynamique de la session d’apprentissage. Nous avons à cette fin introduit le concept de stratégies émotionnelles implicites : une nouvelle approche pour agir subtilement sur les émotions de l’apprenant, dans le but d’améliorer son expérience d’apprentissage. Ces stratégies utilisent la perception subliminale, et plus précisément une technique connue sous le nom d’amorçage affectif. Cette technique permet de solliciter inconsciemment les émotions de l’apprenant, à travers la projection d’amorces comportant certaines connotations affectives. Nous avons mis en œuvre une stratégie émotionnelle implicite utilisant une forme particulière d’amorçage affectif à savoir : le conditionnement évaluatif, qui est destiné à améliorer de façon inconsciente l’estime de soi. Une étude expérimentale a été réalisée afin d’évaluer l’impact de cette stratégie sur les réactions émotionnelles et les performances des apprenants.

Properties of Equilibrium Distributions of Order n

The present work is intended to discuss various properties and reliability aspects of higher order equilibrium distributions in continuous, discrete and multivariate cases, which contribute to the study on equilibrium distributions. At first, we have to study and consolidate the existing literature on equilibrium distributions. For this we need some basic concepts in reliability. These are being discussed in the 2nd chapter, In Chapter 3, some identities connecting the failure rate functions and moments of residual life of the univariate, non-negative continuous equilibrium distributions of higher order and that of the baseline distribution are derived. These identities are then used to characterize the generalized Pareto model, mixture of exponentials and gamma distribution. An approach using the characteristic functions is also discussed with illustrations. Moreover, characterizations of ageing classes using stochastic orders has been discussed. Part of the results of this chapter has been reported in Nair and Preeth (2009). Various properties of equilibrium distributions of non-negative discrete univariate random variables are discussed in Chapter 4. Then some characterizations of the geo- metric, Waring and negative hyper-geometric distributions are presented. Moreover, the ageing properties of the original distribution and nth order equilibrium distribu- tions are compared. Part of the results of this chapter have been reported in Nair, Sankaran and Preeth (2012). Chapter 5 is a continuation of Chapter 4. Here, several conditions, in terms of stochastic orders connecting the baseline and its equilibrium distributions are derived. These conditions can be used to rede_ne certain ageing notions. Then equilibrium distributions of two random variables are compared in terms of various stochastic orders that have implications in reliability applications. In Chapter 6, we make two approaches to de_ne multivariate equilibrium distribu- tions of order n. Then various properties including characterizations of higher order equilibrium distributions are presented. Part of the results of this chapter have been reported in Nair and Preeth (2008). The Thesis is concluded in Chapter 7. A discussion on further studies on equilib- rium distributions is also made in this chapter.

Field measurements of the CO2 evolution rate under different crops during an irrigation cycle in a mountain oasis of Oman

For millennia oasis agriculture has been the backbone of rural livelihood in the desertic Sultanate of Oman. However, little is known about the functioning of these oasis systems, in particular with respect to the C turnover. The objective was to determine the effects of crop, i.e. alfalfa, wheat and bare fallow on the CO2 evolution rate during an irrigation cycle in relation to changes in soil water content and soil temperature. The gravimetric soil water content decreased from initially 24% to approximately 16% within 7 days after irrigation. The mean CO2 evolution rates increased significantly in the order fallow (27.4 mg C m^−2 h^−1) < wheat (45.5 mg C m^−2 h^−1) < alfalfa (97.5 mg C m^−2 h^−1). It can be calculated from these data that the CO2 evolution rate of the alfalfa root system was nearly four times higher than the corresponding rate in the wheat root system. The decline in CO2 evolution rate, especially during the first 4 days after irrigation, was significantly related to the decline in the gravimetric water content, with r = 0.70. CO2 evolution rate and soil temperature at 5 cm depth were negatively correlated (r = -0.56,n = 261) due to increasing soil temperature with decreasing gravimetric water content.

Variación de volumen sistólico como predictor de hipovolemia en pacientes pediátricos con choque séptico

El compromiso del sistema cardiovascular es frecuente en los pacientes en estado crítico, por tanto la monitorización hemodinámica es esencial para un tratamiento apropiado dirigido a objetivos terapéuticos en este grupo de pacientes. La monitorización hemodinámica del gasto cardíaco y la estimación del volumen intravascular son fundamentales para el manejo de los pacientes pediátricos en estado crítico, la medición del gasto cardíaco es uno de los principales elementos para evaluar la situación hemodinámica y la perfusión tisular de un paciente ayudando a dirigir el tratamiento y a monitorizar la respuesta clínica en pacientes con choque séptico. La hipovolemia es una causa común para la falla circulatoria en pacientes en condición crítica, el encontrar un método confiable para medición de precarga es importante para guiar la administración de líquidos. Tradicionalmente se han utilizado medidas de la volemia asociadas como la presión venosa central (PVC), frecuencia cardiaca (FC), presión arterial (PA) y el gasto urinario. Estos indicadores tienen grandes factores de distracción que hacen que su valor sea limitado y por tanto se tengan que buscar alternativas más confiables. En años recientes se han postulado parámetros dinámicos para la evaluación de la precarga, entre ellos uno de los mas ampliamente estudiado es la medición de la variabilidad de Volumen sistólico (VVS); Este valor se basa en el concepto de que durante la inspiración, la disminución del retorno venoso produce una disminución del Volumen sistólico, lo cual se manifiesta como una disminución en la onda de pulso; Por tanto en una situación de hipovolemia esta diferencia será mayor, dado que será más evidente la disminución del volumen al final de la diástole. En adultos este parámetro se ha convertido en una herramienta útil para evaluar estado de volumen de los pacientes que se encuentran en estado crítico y ha demostrado su utilidad para predecir respuesta a administración de fluidos en diferentes poblaciones de pacientes. En la actualidad no hay estudios en niños que comparen la medición de VVS contra dichas medidas tradicionales de volemia.

A phylogenetic mixture model for detecting pattern-heterogeneity in gene sequence or character-state data

We describe a general likelihood-based 'mixture model' for inferring phylogenetic trees from gene-sequence or other character-state data. The model accommodates cases in which different sites in the alignment evolve in qualitatively distinct ways, but does not require prior knowledge of these patterns or partitioning of the data. We call this qualitative variability in the pattern of evolution across sites "pattern-heterogeneity" to distinguish it from both a homogenous process of evolution and from one characterized principally by differences in rates of evolution. We present studies to show that the model correctly retrieves the signals of pattern-heterogeneity from simulated gene-sequence data, and we apply the method to protein-coding genes and to a ribosomal 12S data set. The mixture model outperforms conventional partitioning in both these data sets. We implement the mixture model such that it can simultaneously detect rate- and pattern-heterogeneity. The model simplifies to a homogeneous model or a rate- variability model as special cases, and therefore always performs at least as well as these two approaches, and often considerably improves upon them. We make the model available within a Bayesian Markov-chain Monte Carlo framework for phylogenetic inference, as an easy-to-use computer program.

A continuum anisotropic model of sea-ice dynamics

We develop the essential ingredients of a new, continuum and anisotropic model of sea-ice dynamics designed for eventual use in climate simulation. These ingredients are a constitutive law for sea-ice stress, relating stress to the material properties of sea ice and to internal variables describing the sea-ice state, and equations describing the evolution of these variables. The sea-ice cover is treated as a densely flawed two-dimensional continuum consisting of a uniform field of thick ice that is uniformly permeated with narrow linear regions of thinner ice called leads. Lead orientation, thickness and width distributions are described by second-rank tensor internal variables: the structure, thickness and width tensors, whose dynamics are governed by corresponding evolution equations accounting for processes such as new lead generation and rotation as the ice cover deforms. These evolution equations contain contractions of higher-order tensor expressions that require closures. We develop a sea-ice stress constitutive law that relates sea-ice stress to the structure tensor, thickness tensor and strain rate. For the special case of empty leads (containing no ice), linear closures are adopted and we present calculations for simple shear, convergence and divergence.

Hidden Markov analysis describes dive patterns in semiaquatic animals

Existing methods of dive analysis, developed for fully aquatic animals, tend to focus on frequency of behaviors rather than transitions between them. They, therefore, do not account for the variability of behavior of semiaquatic animals, and the switching between terrestrial and aquatic environments. This is the first study to use hidden Markov models (HMM) to divide dives of a semiaquatic animal into clusters and thus identify the environmental predictors of transition between behavioral modes. We used 18 existing data sets of the dives of 14 American mink (Neovison vison) fitted with time-depth recorders in lowland England. Using HMM, we identified 3 behavioral states (1, temporal cluster of dives; 2, more loosely aggregated diving within aquatic activity; and 3, terminal dive of a cluster or a single, isolated dive). Based on the higher than expected proportion of dives in State 1, we conclude that mink tend to dive in clusters. We found no relationship between temperature and the proportion of dives in each state or between temperature and the rate of transition between states, meaning that in our study area, mink are apparently not adopting different diving strategies at different temperatures. Transition analysis between states has shown that there is no correlation between ambient temperature and the likelihood of mink switching from one state to another, that is, changing foraging modes. The variables provided good discrimination and grouped into consistent states well, indicating promise for further application of HMM and other state transition analyses in studies of semiaquatic animals.

Autonomic arousal in childhood anxiety disorders: associations with state anxiety and social anxiety disorder

Background Psychophysiological theories suggest that individuals with anxiety disorders may evidence inflexibility in their autonomic activity at rest and when responding to stressors. In addition, theories of social anxiety disorder, in particular, highlight the importance of physical symptoms. Research on autonomic activity in childhood (social) anxiety disorders, however, is scarce and has produced inconsistent findings, possibly because of methodological limitations. Method The present study aimed to account for limitations of previous studies and measured respiratory sinus arrhythmia (RSA) and heart rate (HR) using Actiheart heart rate monitors and software (Version 4) during rest and in response to a social and a non-social stressor in 60 anxious (30 socially anxious and 30 ‘other’ anxious), and 30 nonanxious sex-and age-matched 7–12 year olds. In addition, the effect of state anxiety during the tasks was explored. Results No group differences at rest or in response to stress were found. Importantly, however, with increases in state anxiety, all children, regardless of their anxiety diagnoses showed less autonomic responding (i.e., less change in HR and RSA from baseline in response to task) and took longer to recover once the stressor had passed. Limitations This study focused primarily on parasympathetic arousal and lacked measures of sympathetic arousal. Conclusion The findings suggest that childhood anxiety disorders may not be characterized by inflexible autonomic responding, and that previous findings to the contrary may have been the result of differences in subjective anxiety between anxious and nonanxious groups during the tasks, rather than a function of chronic autonomic dysregulation.

Activation of c-Jun N-terminal kinases and p38-mitogen-activated protein kinases in human heart failure secondary to ischaemic heart disease.

Three well-characterized mitogen-activated protein kinase (MAPK) subfamilies are expressed in rodent and rabbit hearts, and are activated by pathophysiological stimuli. We have determined and compared the expression and activation of these MAPKs in donor and failing human hearts. The amount and activation of MAPKs was assessed in samples from the left ventricles of 4 unused donor hearts and 12 explanted hearts from patients with heart failure secondary to ischaemic heart disease. Total MAPKs or dually phosphorylated (activated) MAPKs were detected by Western blotting and MAPK activities were measured by in gel kinase assays. As in rat heart, c-Jun N-terminal kinases (JNKs) were detected in human hearts as bands corresponding to 46 and 54 kDa; p38-MAPK(s) was detected as a band corresponding to approximately 40 kDa, and extracellularly regulated kinases, ERK1 and ERK2, were detected as 44- and 42-kDa bands respectively. The total amounts of 54 kDa JNK, p38-MAPK and ERK2 were similar in all samples, although 46-kDa JNK was reduced in the failing hearts. However, the mean activities of JNKs and p38-MAPK(s) were significantly higher in failing heart samples than in those from donor hearts (P<0.05). There was no significant difference in phosphorylated (activated) ERKs between the two groups. In conclusion, JNKs, p38-MAPK(s) and ERKs are expressed in the human heart and the activities of JNKs and p38-MAPK(s) were increased in heart failure secondary to ischaemic heart disease. These data indicate that JNKs and p38-MAPKs may be important in human cardiac pathology.

HISTAMINE IN THE POSTERODORSAL MEDIAL AMYGDALA MODULATES CARDIOVASCULAR REFLEX RESPONSES IN AWAKE RATS

Centrally injected histamine (HA) affects heart rate (HR), arterial blood pressure (BP), and sympathetic activity in rats. The posterodorsal medial amygdala (MePD) has high levels of histidine decarboxylase, connections with brain areas involved with the modulation of cardiovascular responses, and is relevant for the pathogenesis of hypertension. However, there is no report demonstrating the role of the MePD histaminergic activity on the cardiovascular function in awake rats. The alms of the present work were: 1) to study the effects of two doses (10-100 nM) of HA microinjected in the MePD on basal cardiovascular recordings and on baroreflex- and chemoreflex-mediated responses; 2) to reveal whether cardiovascular reflex responses could be affected by MePD microinjections of (R)-alpha-methylhistamine (AH(3)), an agonist of the inhibitory autoreceptor H(3); and, 3) to carry out a power spectral analysis to evaluate the contribution of the sympathetic and parasympathetic components in the variability of the HR and BP recordings. When compared with the control group (microinjected with saline, 0.3 mu l), HA (10 nM) promoted an increase in the MAP(50), i.e. the mean value of BP at half of the HR range evoked by the baroreflex response. Histamine (100 nM) did not affect the baroreflex activity, but significantly decreased the parasympathetic component of the HR variability, increased the sympathetic/parasympathetic balance at basal conditions (these two latter evaluated by the power spectral analysis), and promoted an impairment in the chemoreflex bradycardic response. Microinjection of AH(3) (10 mu M) led to mixed results, which resembled the effects of both doses of HA employed here. Present data suggest that cardiovascular changes induced by baroreceptors and chemoreceptors involve the histaminergic activity in the MePD. This neural regulation of reflex cardiovascular responses can have important implications for homeostatic and allostatic conditions and possibly for the behavioral displays modulated by the rat MePD. (C) 2008 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.