Ageing and endurance training effects on quantity and quality of pulmonary vascular bed in healthy men

International audienceIt has recently been demonstrated that in healthy individuals, peak oxygen consumption is associated with a greater pulmonary capillary blood volume and a more distensible pulmonary circulation. Our cross-sectional study suggests that, in healthy men aged 20 to 60 years (n = 63), endurance sport practice (vigorous-intensity domain of the International Physical Activity Questionnaire) is associated with better quantity (pulmonary capillary blood volume) and quality (slope of increase in lung diffusion for carbon monoxide on exercise) of the pulmonary vascular bed, partly counterbalancing the deleterious effects of ageing, which remains to be demonstrated in a prospective longitudinal design

Diagnostic value of cone beam computed tomography (CBCT) in occult scaphoid and wrist fractures

OBJECTIVE: Evaluate the diagnostic value of cone beam computed tomography (CBCT) for scaphoid and wrist fractures that are missed on standard radiographs. MATERIALS AND METHODS: Between September 2014 and October 2015, we prospectively enrolled 49 patients with a clinically suspected scaphoid fracture following an acute injury but had normal radiographs. Each patients underwent radiographs, CBCT and (magnetic resonance imaging) MRI within 7days of the initial injury event. Both exam were evaluated independently by two radiologists. RESULTS: For scaphoid cortical fractures CBCT sensitivity is 100% (95% CI: 75%-100%), specificity 97% (95% CI: 83%-100%). CBCT diagnosed all 24 corticals wrist fractures, corresponding to a sensitivity of 100% (95% CI: 83%-100%), specificity of 95% (95% CI: 75%-100%). Kappa agreement rate between the two radiologists was K=0.95 (95% CI: 0.85-1) for scaphoid fractures and K=0.87 (95% CI: 0.73-1) for wrist fractures. CONCLUSIONS: CBCT is superior to radiographs for diagnosing occult cortical fractures. Because of its low radiation dose, we believe that CBCT can be used in current practice as a replacement or supplement to radiographs to detect these fractures and optimize the cost-effectiveness ratio by limiting the number of needless immobilizations

Relationships between Specific Airway Resistance and Forced Expiratory Flows in Asthmatic Children

. The first aim was to assess the relationships between forced expiratory flows and sRaw in a large group of asthmatic children in a transversal study. We then performed a longitudinal study in order to determine whether sRaw of preschool children could predict subsequent impairment of forced expiratory flows at school age.Pulmonary function tests (sRaw and forced expiratory flows) of 2193 asthmatic children were selected for a transversal analysis, while 365 children were retrospectively selected for longitudinal assessment from preschool to school age. (% predicted) (−0.09, 95% CI, −0.20 to 0). and could be used in preschool children to predict subsequent mild airflow limitation

Increased physiological dead space at exercise is a marker of mild pulmonary or cardiovascular disease in dyspneic subjects

Background: The characteristics of cardiopulmonary exercise testing (CPET)-derived parameters for the differential diagnosis of exertional dyspnea are not well known. Objectives: We hypothesized that increased physiological dead space ventilation (VD/Vt) is a marker for mild pulmonary or cardiovascular disease in patients with exertional dyspnea. Design: We used receiver operating characteristic analysis to determine the performance of individual CPET parameters for identifying subjects with either mild pulmonary or cardiovascular disease, among 77 subjects with mild-to-moderate exertional dyspnea (modified Medical Research Council scale 1–2). Results: In comparison with subjects without disease, subjects with pulmonary disease (n = 31) had higher VE/V′CO2 slope, higher VD/Vt, and lower ventilatory reserve. Subjects with cardiovascular disease (n = 14) had lower heart rate and cardiovascular double product and higher VD/Vt at peak exercise. At a threshold of 28%, the sensitivity and specificity of VD/Vt at peak exercise for identifying pulmonary or cardiovascular disease were 89% (95% CI: 64–98%) and 72% (95% CI: 46–89%), respectively. Conclusions: Increased physiological VD/Vt at exercise is a sensitive and specific marker of mild pulmonary or cardiovascular disease in dyspneic subjects

Rôles clinico-biologiques du monoxyde d'azote produit par les voies aériennes

Le monoxyde d'azote (NO) est une molécule produite par l'ensemble des cellules des voies aériennes. Sa synthèse à partir de la L-arginine fait appel à un groupe d'enzymes : les NO synthases (NOS). Il existe trois isoformes de NOS exprimées par des cellules ayant des fonctions diverses conférant ainsi au NO produit une spécificité d'action dépendante de la cellule et de la situation ayant entraîné sa synthèse. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse explorent des rôles différents (bronchoréactivité, immunitaires) du NO produit par les voies aériennes ainsi que la mesure du NO dans le contexte de l'anesthésie réanimation. L'objectif du premier travail était de revisiter la fonction régulatrice du tonus bronchique dans le cadre d'une pathologie respiratoire, l'objectif du second travail était méthodologique (étude des sources anatomiques du NO expiré chez le patient sous ventilation mécanique), et l'objectif du troisième travail était d'utiliser la mesure validée dans le second travail pour évaluer les fonctions immunes du NO en réanimation.Premier travail. La compétition entre les NO synthases et les arginases pour leur substrat commun, la L-arginine, pourrait être impliquée dans régulation de la réactivité et du remodelage bronchique chez le patient atteint de BPCO. Le but du premier travail était d'évaluer la relation entre expression de cette balance enzymatique, et les effets pharmacologiques de l'inhibition des NOS et des arginases sur la réactivité bronchique ex vivo à l'acétylcholine de patients sans et avec une BPCO peu sévère. Pour cela, nous avons étudié les bronches de 22 patients. Des études immunohistochimiques nous ont permis de mettre en évidence une expression bronchique NOS-2 plus importante chez les patients BPCO comparée aux patients non BPCO. De plus, les études pharmacologiques réalisées en cuve à organe ont permis de mettre en évidence une tension bronchique de base plus importante chez les BPCO, corrélée à l'expression de la NOS-2 et au degré d'obstruction bronchique (VEMS). L'utilisation d'inhibiteur des NOS diminuait cette tension de base. Nous avons démontré ainsi qu'une augmentation de l'expression NOS-2 chez le BPCO était impliquée dans l'augmentation du tonus bronchique de base et dans l'obstruction bronchique.Second travail. Les variations de NO expiré après chirurgie cardiaque avec circulation extracorporelle (CEC) demeurent controversées. Le but de ce deuxième travail était de déterminer quelle source de NO expiré (bronchique ou alvéolaire) était modifiée après CEC, et d'étudier les effets de la ventilation mécanique pendant la CEC sur ces variations. Nous avons étudié ainsi 32 patients ventilés ou non durant une chirurgie cardiaque avec CEC. Nous avons observé une diminution significative du NO expiré d'origine bronchique après la CEC. Cette diminution n'était pas observée lors du maintien durant la CEC d'une ventilation avec pression expiratoire positive (PEEP). Ce travaille permettait de conclure que la diminution du NO bronchique après la CEC pouvait être liée à une occlusion des petites voies aériennes. Cette atteinte de petites voies aériennes était prévenue par la PEEP.Troisième travail. Enfin, dans ce troisième travail, nous avons émis l'hypothèse que la mesure du NO produit par les voies aériennes (NO expiré et nasal) pouvait constituer un marqueur prédictif de survenue d'infection nosocomiale (fonctions immunitaires du NO). Dans une étude observationnelle chez 45 patients de réanimation ventilés (15 patients ont développé une infection nosocomiale), le NO nasal était le seul marqueur significativement plus bas chez les patients développant une infection nosocomiale (le NO expiré, les dosages d'IL6 et d'IL10 ainsi que le score SOFA n'étaient pas différents entre les deux groupes). Un NO nasal inférieur à 148 ppb 72 heures après l'admission du patient, permettait de prédire la survenue d'une infection nosocomiale avec une sensibilité et une spécificité de 80% et de 70% respectivement et un odds ratio de 2.7. Le développement de ce bio marqueur simple à mesurer permettrait de mettre en place des stratégies préventives (immunonutrition avec de la L-arginine).In the respiratory tract, NO is produced by a wide variety of cell types and is generated via oxidation of l-arginine that is catalyzed by the enzyme NO synthase (NOS). NOS exists in three distinct isoforms: neuronal NOS (NOS-1), inducible NOS (NOS-2), and endothelial NOS (NOS-3). NO derived from the constitutive isoforms of NOS (NOS-1 and NOS-3) and other NO-adduct molecules (nitrosothiols) have been shown to be modulators of bronchomotor tone. On the other hand, NO derived from NOS-2 seems to be a proinflammatory mediator with immunomodulatory effects. This thesis explores the physiological and pathophysiological role of endogenous nitric oxide in the airways, and the clinical aspects of monitoring nitric oxide in exhaled air of patients with respiratory disease.First Study: competition between nitric oxide synthases (NOSs) and arginases for their common substrate l-arginine could be involved in the regulation of cholinergic airway reactivity and subsequent airway remodeling. The aims of this study were to evaluate the relationships between the expression of this enzymatic balance and the effects of NOS and arginase inhibition on bronchoconstrictive response to acetylcholine of patients without and with early chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Twenty-two human bronchi were investigated for immunohistochemistry and modulation of acetylcholine-induced airway constriction. Significantly increased expression of NOS2 in immunoblots of bronchial tissue and staining in smooth muscle cells was evidenced in patients with COPD compared with control subjects. Forced expiratory volume in 1 s (FEV1) and NOS2 expression were negatively correlated. Pharmacological experiments demonstrated that resting tension was elevated in COPD compared with control subjects and was positively correlated with the expression of NOS2. The sole effect of the specific arginase inhibitor Nomega-hydroxy-nor-L-arginine was to decrease sensitivity in COPD patients, whereas NG-nitro-L-arginine methyl ester unexpectedly decreased resting tension because of a non-cGMP-dependent effect. In conclusion, an upregulation of NOS2 expression in COPD patients is involved in airway tone regulation and functional airflow limitation, whereas increased arginase activity is involved in airway sensitivity.Second Study: the change in exhaled NO after cardio-pulmonary bypass remains controversial. The aims were to determine whether exhaled NO sources (alveolar or bronchial) are modified after bypass, and whether mechanical ventilation (MV) settings during bypass modify exhaled NO changes. Thirty-two patients were divided into three groups: without MV during bypass and positive end-expiratory pressure (PEEP) (n=12), dead space MV without PEEP (n=10) and dead space MV with PEEP (n=10). Alveolar NO concentration and bronchial NO flux were calculated before and 1h after surgery using a two-compartment model of NO exchange developed in spontaneous breathing patients. Whereas a significant decrease in bronchial NO was found after bypass in the two groups without PEEP during bypass, this decrease was not observed in patients with dead space ventilation with PEEP. Alveolar NO was not significantly modified whatever the ventilation settings. In conclusion, the impairment of bronchial NO seemed related to airway closure since dead space mechanical ventilation with PEEP prevented its decrease.Third Study: the development of biomarkers able to predict the occurrence of nosocomial infection could help manage preventive strategies, especially in medical patients whose degree of acquired immunosuppression may be variable. We hypothesized that the NO fraction present in the airways (upper and lower) of critically ill patients under mechanical ventilation could constitute such a biomarker. We conducted an observational study in a medical intensive care unit. Forty-five patients (26 men; 72 [25th-75th percentiles] years [56-82]; Simplified Acute Physiology Score II, 63 [50-81], 14 infected) under mechanical ventilation (>3 days) underwent on day 1 and day 3 of their stay: nasal and exhaled (partitioned in bronchial and alveolar sources) bedside NO measurements, determination of urine NO end products and plasma cytokine (IL-6, IL-10) concentrations, and Sequential Organ Failure Assessment score calculation. Nosocomial infection incidence was recorded during the 15 subsequent days. Fifteen patients (33%) acquired a nosocomial infection. Nasal NO was the only marker significantly different between patients with and without subsequent infection (day 1, 52 ppb [20-142] vs. 134 [84-203], P = 0.038; day 3, 98 ppb [22-140] vs. 225 [89-288], P = 0.006, respectively). Nasal NO fraction 148 ppb or less at day 3 had an 80% sensitivity, a 70% specificity, and an odds ratio of 2.7 (95% confidence interval, 1.9-3.8) to predict acquisition of nosocomial infection. Nasal NO seems to be a relatively sensitive and specific biomarker of subsequent nosocomial infection acquisition.PARIS-EST-Université (770839901) / SudocSudocFranceF

Physiopathologie des modifications des défenses innées pulmonaires après agression

Les polynucléaires neutrophiles sanguins des patients hospitalisés en réanimation présentent des anomalies fonctionnelles qui semblent participer à la survenue d’infections nosocomiales. Ces dernières sont à l‘origine d’une morbidité et mortalité en réanimation Nous avons donc voulu reproduire un scénario de réanimation en utilisant un modèle expérimental animal de pneumopathie nosocomiale a Pseudomonas aeruginosa dans les suites d’une péritonite cher le rat pour confirmer l’existence d’un déficit de capacité de migration des polynucéaires après une agression infectieuse et tenter de corriger ce déficit par l’administration d’un facteur de croissance médullaire, le G-CSF (Granulocyte Colony Stimulation Factor’s Cette étude démontre une svnthese precoce et transitoire de cytokines pro inflammatoire (TNF-alpha, IL-lbéta et une synthèse anti-inflammatoire précoce et durable (d’IL-10) dans le plasma comparé à des rats normaux. Un déficit de migration des polynucléaires neutrophiles vers les espaces alvéolaires lorsqu’une instillation alvéolaire d’endotoxine est réalisée au décours de la péritonite est mis en évidence par rapport aux rats normaux instillés, évoquant un état d’immunodépression. Cette inhibition de la migration de neutrophiles est corrigée par l’administration préventive de G-CSF (l00 microg/kg). Par ailleurs, le G-CSF augmente la clairance bactérienne lors de la pneumopathie à P. aeruginosa après péritonite, traduisant une amélioration des défenses anti-infectieuses pulmonaires. Le monoxyde d’azote (NO) présente des capacités anti-infectieuses mais aussi des propriétés visant à diminuer la réponse inflammatoire locale pulmonaire. Cette dernière propriété pourrait être responsable de la survenue ultérieure de surinfections respiratoires. Nous avons confirmé que la présence d’une activité PLA2-II était responsable d’une hydrolyse du surfactant qui participe à la diminution de compliance du système respiratoire. Cette activité n’est présente que dans les modèles avec inflammation alvéolaire. En revanche son inhibitions ne permet pat de corriger les anomalies mécaniques et pas de modification des défenses antibactériennes.PARIS12-CRETEIL BU Multidisc. (940282102) / SudocSudocFranceF