Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Differentiated chemical reactivity of nanoparticles toward DTT

RATIONALE: Induction of oxidative stress and impairment of the antioxidant defense are considered important biological responses following nanoparticle (NP) exposure. The acellular in vitro dithiothreitol (DTT) assay is proposed to measure the oxidative potential of NP. In addition, DTT can be considered as a model compound of sulfur containing antioxidants. The objective of this work is to evaluate the surface reactivity in solution of a NP panel toward DTT. METHOD: The NP panel was composed of four carbonaceous particles, six types of metal oxides and silver with primary size ranged from 7 to 300 nm. Suspensions were prepared in surfactant solution with 30 min sonication. DTT was used as reductant to evaluate the oxidative properties of the different NP. The determination of the NP ability to catalyze electron transfer from DTT to oxygen was carried out as described in Sauvain et al., Nanotoxicology, 2008, 2:3, 121−129. RESULTS: All the carbonaceous NP catalyzed the oxidation of DTT by oxygen following the mass based order: carbon black > diesel exhaust particle > nanotubes > fullerene. A contrasting reactivity was observed for the metallic NP. Except for nickel oxide and metallic silver, which reacted similarly to the carbonaceous NP, all other metal oxides hindered the oxidation of DTT by oxygen, with ZnO being the most effective one. CONCLUSIONS : DTT was stabilized against oxidation in the presence of metal oxide NP in the solution. This suggests that different chemical interactions take place compared with carbonaceous NP. To explain these differences, we hypothesize that DTT could form complexes with the metal oxide surface (or dissolved metal ions), rendering it less susceptible to oxidation. By analogy, such a process could be thought to apply in biological systems with sulfur−containing antioxidants, reducing their buffer capacity. Such NP could thus contribute to oxidative stress by an alternative mechanism.

Particle exposure scenarios for research and production activities involving nanomaterials

Nanomaterials with structures in the nanoscale (1 to 100 nm) often have chemical, physical and bioactive characteristics different from those of larger entities of the same material. This is interesting for industry but raises questions about the health of exposed people. However, little is known so far about the exposure of workers to inhalable airborne nanomaterials. We investigated several activities in research laboratories and industry to learn about relevant exposure scenarios. Work process analyses were combined with measurements of airborne particle mass concentrations and number−size distributions. Background levels in research settings were mostly low, while in industrial production, levels were sometimes elevated, especially in halls near busy roads or in the presence of diesel fork lifts without particle filters. Peak levels were found in an industrial setting dealing with powders (up to 80,000 particles/cm³ and up to 15 mg/m³). Mostly low concentrations were found for activities involving liquid applications. However, centrifugation and lyophilization of nanoparticle containing solutions resulted in very high particle number concentrations (up to 300,000 particles/cm³), whereas no increases were seen for the same activities conducted with nanoparticle−free liquids. No significant increases of particle concentrations were found for processes involving nanoparticles bound to surfaces. Also no increases were observed in laboratories that were visualizing properties and structures of small amounts of nanomaterials. Conclusion: When studying exposure scenarios for airborne nanomaterials, the focus should not only be on processes involving nano−powders, but also on processes involving intensively treated nanoparticle−containing liquids. Acknowledgement: We thank Chantal Imhof, MSc and Guillaume Ferraris, MSc for their contributions.

Industrial nanoparticle application : representative survey among Swiss companies shows low usage and basic protection means

Manufactured nanoparticles are introduced into industrial processes, but they are suspected to cause similar negative health effects as ambient particles. The poor knowledge about the scale of this introduction did not allow global risk analysis so far. In 2006 a targeted telephone survey among Swiss companies (1) showed the usage of nanoparticles in a few selected companies but did not provide data to extrapolate on the totality of the Swiss workforce. To gain this kind of information a layered representative questionnaire survey among 1'626 Swiss companies was conducted in 2007. Data was collected about the number of potentially exposed persons in the companies and their protection strategy. The response rate was 58.3%. An expected number of 586 companies (95%−confidence interval 145 to 1'027) was shown by this study to use nanoparticles in Switzerland. Estimated 1'309 (1'073 to 1'545) workers do their job in the same room as a nanoparticle application. Personal protection was shown to be the predominant type of protection means. Companies starting productions with nanomaterials need to consider incorporating protection measures into the plans. This will not only benefit the workers' health, but will also likely increase the competitiveness of the companies. Technical and organisational protection means are not only more cost−effective on the long term, but are also easier to control. Guidelines may have to be designed specifically for different industrial applications, including fields outside nanotechnology, and adapted to all sizes of companies.

Association between growth and blood pressure during the life course in children and adolescents

Background: Little is known on the relative importance of growth at different periods between birth and adolescence on blood pressure (BP). Objective: To assess the association between birth weight, change in body weight (growth) and BP across the entire span of childhood and adolescence. Methods: School-based surveys were conducted annually between 1998 and 2006 among all children in four school grades (kindergarten, 4th, 7th, and 10th year of compulsory school) in the Seychelles, Indian Ocean. Height and weight and BP were measured. Three cohorts of children examined twice were analyzed: 1606 children surveyed at age 5.5 and 9.1, 2557 at age 9.2 and 12.5, and 2065 at age 12.5 and 15.5, respectively. Weights at birth and at one year were extracted from medical files. Weights were expressed as Z-scores and growth was defined as a change in weight Z-scores (corresponding to weight centile crossing). The association between BP (at age 5.5, 9.2, 12.5, and 15.5) and weight at different times was assessed by linear regression. Using results of regression models of BP on all successive weights, life course plots were drawn by plotting regression coefficients against age at which weight was measured. The figure shows a life course plot of systolic BP in boys aged 15.5. Results: Without adjustment for current weight (at the time of BP measurement), birth weight was not associated with current BP, irrespective of age, excepted for girls at age 15.5 for whom a modest positive association was found. When adjusted for current weight, birth weight was negatively and modestly associated with current BP. BP was strongly associated with current weight, irrespective of age. Life course plots showed that BP was strongly associated with growth during the few preceding years but not with growth during earlier years, except for growth during the first year of life which tended to be associated with systolic BP. Conclusions: Our findings suggest that BP during childhood and adolescence is mainly determined by current body weight and recent growth.

Aging preferentially affects molecular pathways implicated in development and disease of myelinating glial cells

The central and peripheral nervous systems are involved in multiple age-dependent neurological deficits that are often attributed to alterations in function of myelinating glial cells. However, the molecular events that underlie the age-related decline of glial cell function are unknown. We used Schwann cells as a model to study biological processes affected in glial cells by aging. We comprehensively profiled gene expression of the Schwann cellrich mouse sciatic nerve throughout life, from day of birth until senescence (840 days of age). We combined the aging data with the microarray transcriptional data obtained using nerves isolated from Schwann cell-specific neuropathy-inducing mutants MPZCre/+/Lpin1fE2−3/fE2−3 , MPZCre/+/ScapfE1/fE1 and Pmp22-null mice. The majority of age related transcripts were also affected in the analyzed mouse models of neuropathy (54.4%) and in development (59.5%) indicating a high level of overlapping in implicated molecular pathways. We observed that compared to peripheral nerve development, dynamically changing expression profiles in aging have opposite (anticorrelated) orientation while they copy the orientation of transcriptional changes observed in analyzed neuropathy models. Subsequent clustering and biological annotation of dynamically changing transcripts revealed that the processes most significantly deregulated in aging include inflammatory/immune response and lipid biosynthesis/metabolism. Importantly, the changes in these pathways were also observed in myelinated oligodendrocyte-rich optic nerves of aged mice, albeit with lower magnitude. This observation suggests that similar biological processes are affected in aging glial cells in central and peripheral nervous systems, however with different dynamics. Our data, which provide the first comprehensive comparison of molecular changes in glial cells in three distinct biological conditions comprising development, aging and disease, provide not only a new inside into the molecular alterations underlying neural system aging but also identify target pathways for potential therapeutic approaches to prevent or delay complications associated with age-related and inherited forms of neuropathies. *Current address: Department of Physiology, UCSF, San Francisco, CA, USA.

Aportacion al conocimiento de la flora liquenica silicicola de la parte culminal de Sierra Nevada

Aportación al conocimiento de la flora liquénica silicícola de la parte culminal de Sierra Nevada comprendida entre los Peñones de San Francisco (2.500 m) y el Mulhacén (3.482 m). Se da cuenta de 104 especies, en su mayoría nuevas citas para Sierra Nevada, entre las cuales, son táxones nuevos para España los que se citan en el resumen en inglés.

Miten valjastaa teoria tehokkaan intervention suunnitteluun?

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Uskonnollisuuden ja terapian vuoropuhelusta

Teemanumero: Lukivaikeus.

Satama sydämettömässä maailmassa?

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The estimation of tuberculosis transmission parameters using ABC and MCMC methods

The aim of this work is to apply approximate Bayesian computation in combination with Marcov chain Monte Carlo methods in order to estimate the parameters of tuberculosis transmission. The methods are applied to San Francisco data and the results are compared with the outcomes of previous works. Moreover, a methodological idea with the aim to reduce computational time is also described. Despite the fact that this approach is proved to work in an appropriate way, further analysis is needed to understand and test its behaviour in different cases. Some related suggestions to its further enhancement are described in the corresponding chapter.