Le speckle laser est un effet d'interférence longtemps considéré comme néfaste lors de l'utilisation de sources de lumière cohérente. Cependant, pour certaines applications, cet effet peut être bénéfique et utilisé comme source d'information. C’est le cas du domaine biomédical.Ainsi, le speckle laser est utilisé depuis des décennies pour la surveillance du flux sanguin microvasculaire. Il commence à être considéré aussi pour l'extraction de paramètres de la macrocirculation sanguine. Ce travail vise donc tout d’abord à démontrer que le speckle laser permet d'évaluer les paramètres hémodynamiques de la macrocirculation avec fiabilité et à partir d’une technique identique à celle employée dans l’étude de la microcirculation. Ceci conduira à une intégration rapide du dispositif dans les instruments existants. Par ailleurs, l'un des problèmes les plus importants du speckle laser,empêchant l’obtention d’une analyse totalement quantitative, est l'effet des diffuseurs statiques. Ce type de diffuseurs influence fortement le contraste de speckle, conduisant à une mauvaise interprétation des données. Le second objectif de ce travail est donc d'étudier l'effet des diffuseurs statiques sur la corrélation et le contraste du speckle laser. Nos résultats montrent tout d’abord que le speckle laser est un phénomène intéressant pour extraire les paramètres hémodynamiques de la macrocirculation. Par ailleurs, nos études révèlent que le calcul de la corrélation du speckle laser permet d'estimer le rapport entre diffuseurs statiques / dynamiques avec une bonne fiabilité. En outre, le contraste temporel permet de déterminer les diffuseurs dynamiques possédant des vitesses différentes. / The laser speckle is an interference effect that has been considered as a main drawback in the use of coherent light sources. However, for a specific set of applications, this effect can become a source of information. Among these applications there are the biomedical ones. The laser speckle has been used for decades to monitor microvascular blood flow but only now starts to be considered as a method that can also be used for macrocirculation parameters extraction. This work first aims at demonstrating that laser speckle can be used for macrocirculation assessment with good reliability, using the same technique as the one employed in microcirculation assessment. The use of the same methods could lead to a rapid inclusion of this new evaluation in the existing devices. Furthermore, one of the most important laser speckle issues, that prevents a fully quantitative analysis, is the effect of static scatterers. This type of scatterers strongly influences the speckle contrast, leading to a wrong interpretation of the data. The second objective of this work is to study the effect of statics catterers on the laser speckle correlation and contrast. Our results show that the laser speckle is an interesting phenomenon to extract hemodynamic parameters in the macrocirculation. This work also demonstrates that the laser speckle correlation is able to estimate the ratio between static/dynamic scatterers with good reliability. Moreover, the temporal speckle contrast achieved a very good performance in discerning dynamic scatterers with different velocities.

Notch3, récepteur exprimé dans les cellules musculaires lisses (CML), est impliqué dans la maturation des artères de résistance. La délétion de Notch3 aggrave les atteintes cardiaques induites par une hypertension artérielle (HTA), mais les mécanismes impliqués sont inconnus. Mes objectifs étaient de déterminer le rôle de la voie Notch3 dans le myocarde lors du remodelage cardiovasculaire induit par une surcharge de pression ou de débit. Nous avons étudié l'impact de l'absence de Notch3 lors l'HTA induite par l'Angiotensine II via deux modèles de souris (1- Notch3 KO et 2- invalidation induite de cette voie dans les CML, via RBPJk). Nous montrons que la voie Notch3-RBPJk est nécessaire à l'intégrité coronaire à l'âge adulte. Lors d'une HTA, son absence altère la réponse vasculaire et la microcirculation conduisant à un stress oxydant et une inflammation cardiaque. Puis, nous avons exploré les conséquences d'une surcharge de débit (exercice physique chez le mâle ou gestation chez la femelle Notch3-/-). Les mâles Notch3-/- ne présentent pas de signes de réponse angiogénique après 5 semaines de course, mais ce protocole a un effet bénéfique sur l'hypertrophie cardiaque. En parallèle, l'analyse des coeurs femelles Notch3-/- montre un défaut artériolaire similaire aux mâles Notch3-/-, mais sans hypertrophie ventriculaire. En post-partum, la densité capillaire augmente chez ces souris. Alors que le c¿ur post-partum se caractérise par un environnement anti-angiogénique, ces voies ne sont pas activées chez les femelles Notch3-/-. Ces résultats démontrent que la voie Notch3 est nécessaire à la réponse adaptative du réseau coronaire en réponse à une surcharge de pression ou de débit / Notch3, a receptor expressed in the smooth muscle cells (SMC), is involved in the maturation of resistance arteries. Notch3 knockout aggravates cardiac disorders induced by hypertension (HT), however mechanisms are unknown. My objectives were to determine the role of Notch3 signaling during cardiovascular remodeling induced by pressure or volume overload. First, we studied the Angiotensin II-induced HT consequences on two mouse models (1- congenital: Notch3 KO or 2- induced invalidation of Notch signaling in SMC via RBPJκ). We showed that Notch3-RBPJκ signaling is required for the maintenance of coronary structure in the adult. During HT, Notch3 signaling defect impaired the media hypertrophic response and the microvasculation leading oxidative stress and inflammation. Then we aimed to define the consequences of volume overload (moderate exercise training in males or pregnancy in female Notch3-/- mice). The Notch3-/- males doesn’t exhibit any signs of angiogenic responses in the microvascular compartment after 5 weeks of exercise training, however this protocol had positive effect on the basal hypertrophy. In parallel, female Notch3-/- mice exhibited the same arteriolar defect as males, without ventricular hypertrophy, suggesting a better adaptation. The post-partum hearts showed a microvascular adaptation in these mice. While cardiac status in post-partum is characterized by an anti-angiogenic environment leading to a physiological hypertrophy regression, these signaling pathways didn’t seem to be active in the Notch3-/- mice. These results showed that Notch3 signaling pathway was necessary to the adaptive coronary network response to pressure or volume overload.

Cette thèse porte sur l’étude de la séquence d’imagerie IRM IVIM (« Intravoxel incoherent motion »). Cette séquence permet l’étude des microvaisseaux sanguins tels que les capillaires, artérioles et veinules. Pour être sensible seulement aux groupes de spins non statiques dans les tissus, des gradients de diffusion sont ajoutés avant et après l’impulsion 180° d’une séquence d’écho de spin. La composante du signal correspondant aux spins qui diffusent dans le tissu peut être séparée de celle des spins en mouvement dans les vaisseaux sanguins qui est appelée signal IVIM. Ces deux composantes sont pondérées par f IVIM qui représente la fraction volumique du sang à l’intérieur du tissu. Le signal IVIM est en général modélisé par une fonction mono-exponentielle (ME) caractérisée par un coefficient de pseudo-diffusion D*. Nous proposons un modèle IVIM bi-exponentiel formé d’une composante lente caractérisée F slow et D* slow qui correspondrait aux capillaires comme dans le modèle ME, et d’une composante rapide caractérisée par F fast et D* fast qui correspondrait à des vaisseaux plus gros comme des artérioles et veinules. Ce modèle a été validé expérimentalement et des informations supplémentaires ont été obtenues en comparant les signaux expérimentaux avec un dictionnaire de signaux IVIM simulés numériquement. L’influence de la séquence d’impulsions, du temps de répétition et du temps d’encodage de diffusion a également été étudiée. Enfin, la séquence IVIM a été appliquée à l’étude d’un modèle animal de la maladie d’Alzheimer. / This PhD thesis is centered on the study of the IVIM (“Intravoxel Incoherent Motion”) MRI sequence. This sequence allows for the study of the blood microvasculature such as the capillaries, arterioles and venules. To be sensitive only to moving groups of spins, diffusion gradients are added before and after the 180° pulse of a spin echo (SE) sequence. The signal component corresponding to spins diffusing in the tissue can be separated from the one related to spins travelling in the blood vessels which is called the IVIM signal. These two components are weighted by f IVIM which represents the volume fraction of blood inside the tissue. The IVIM signal is usually modelled by a mono-exponential (ME) function and characterized by a pseudo-diffusion coefficient, D*. We propose instead a bi-exponential IVIM model consisting of a slow pool, characterized by F slow and D* slow corresponding to the capillaries as in the ME model, and a fast pool, characterized by F fast and D* fast, related to larger vessels such as medium-size arterioles and venules. This model was validated experimentally and more information was retrieved by comparing the experimental signals to a dictionary of simulated IVIM signals. The influence of the pulse sequence, the repetition time and the diffusion encoding time was also studied. Finally, the IVIM sequence was applied to the study of an animal model of Alzheimer’s disease.

La cicatrisation est un processus complexe faisant intervenir de nombreux acteurs. En contexte pathologique, ces processus peuvent être altérés, entrainant un retard de cicatrisation et l’augmentation du risque de survenue de complications.Durant cette thèse, par une approche préclinique, nous nous sommes intéressés à la cicatrisation d’ulcères cutanés dans deux pathologies : la sclérodermie systémique et le diabète. La sclérodermie systémique est une maladie relativement rare, caractérisée par une atteinte microvasculaire combinée à une fibrose cutanée. De son côté le diabète est une maladie caractérisée par une hyperglycémie chronique étant à l’origine de nombreuses complications. Bien que ces deux pathologies soient différentes d’un point de vue physiopathologique, elles possèdent toutes deux une altération de leur fonction endothéliale ainsi qu’un retard de cicatrisation. Ce contexte physiopathologique augmente la survenue de complication de la cicatrisation, pouvant dans le pire des cas aboutir à l’amputation du membre atteint.Nous avons tenté dans ce travail de thèse de valider l’utilisation de l’iontophorèse de tréprostinil, un analogue de la PGI2, dans le traitement de ces ulcères cutanés.Succinctement, l’iontophorèse est une technique d’administration locale de molécules chargées au moyen d’un courant électrique. De plus, il est reconnu que le courant électrique a un effet positif propre sur la cicatrisation cutanée. Nous avons doc tenté de combiné l’effet pharmacologique du médicament administré avec cet effet courant.Les deux études principales de ce travail ont pu mettre en évidence la faisabilité et la validation du traitement par iontophorèse d’un analogue de la prostacycline d’ulcères cutanés dans un contexte sclérodermique et diabétique.D’autres études précliniques devront toutefois être menées afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans ces améliorations de cicatrisation. / Wound healing is a complex processes composed with a lot of actors. In pathological context, these processes could be altered may lead to wound healing delay and increasing incidence of complications.During this thesis, my fundamental works focused on wound healing in two pathologies: systemic scleroderma and diabetes. Systemic scleroderma is a rare pathology characterized by a microvascular alteration and cutaneous fibrosis. On a other hand, diabetes is characterized by chronic hyperglycemia would induced numerous complications. These two pathologies are physio-pathologically differences. However they are both characterized by an endothelial dysfunction and wound healing delay. This context increase incidence of wound healing complications, and sometimes lead to an amputation.My work has tried to validate the use of iontophoresis of treprostinil, a prostacycline analogue, in the treatment on skin wound healing.Briefly, iontophoresis is a local method of drugs administration with electric current. Moreover, it’s well known that current alone has a positive impact on wound healing too.We tried to combine in this thesis the pharmacological effect of an analogue of prostacycline with this of the current alone.Both mains studies showed the feasibility and validation of the treatment by iontophoresis of a prostacycline analogue on wound healing in these two pathologies.Furthers studies will be necessary to highlight mechanisms involved in this improvement.

La prévalence de l’obésité infantile est en augmentation constante et constitue un enjeu majeur de santé publique, justifiant la mise en place de stratégies de modification des modes de vie. L’obésité infantile est associée à des complications métaboliques et vasculaires, en relation avec le statut inflammatoire et stress oxydant, mais aussi à une insuffisance en vitamine D (VD). Ainsi, l’objectif général de ce travail de thèse a consisté à évaluer les effets de différents types de prises en charge chez des adolescents obèses hospitalisés pour perte de poids avec la comparaison de différentes modalités d’exercice et l’étude d’une supplémentation en vitamine D (VD). Nous avons comparé la fonction microvasculaire de 29 adolescents obèses par comparaison avec 16 adolescents normo-pondérés et déterminer les effets d’une prise en charge de 3 mois associant diète et exercice soit modéré continu (MCT) soit intensif intermittent (HIIT) sur les paramètres de santé et la fonction microvasculaire chez 29 adolescents obèses. Les deux modalités de prise en charge (diète et MCT ou diète et HIIT) ont été aussi efficaces pour la perte de poids et de masse grasse et pour l’amélioration de la condition physique. Les paramètres de la fonction microvasculaire n’ont pas été modifiés, seules les valeurs de perfusion basale ont eu tendance à augmenter quel que soit le groupe suggérant un possible phénomène d’angiogénèse.Les objectifs de l’étude VIDADO, étude interventionnelle randomisée contrôlée en double aveugle,ont été de vérifier l’effet additionnel/synergique d’une supplémentation en VD 1) sur les paramètres cardiométaboliques, 2) sur l’amélioration de la compliance artérielle et la diminution de l’épaisseur de l’intima-média de la carotide et 3) sur la fonction vasculaire macro- et microcirculatoire chez les adolescents obèses. Des adolescents obèses ont été randomisés en 2 groupes : l’un supplémenté enVD (n = 13) et l’autre non (n = 13). À l'inclusion, l'insuffisance en 25(OH)D était très élevée chez les adolescents obèses (73%) que chez les 23 adolescents normo-pondérés (22%). Tous les facteurs cardiométaboliques des adolescents obèses étaient altérés par rapport au normo-pondérés. Le diamètre carotidien et l’épaisseur de l’intima-média étaient respectivement plus faible et plus élevé chez des adolescents obèses. Les résultats de la macrocirculation ont montré une préservation de lafonction endothéliale et de la fonction musculaire lisse chez les adolescents obèses. Au niveau de la microcirculation, ils présentaient des valeurs plus faibles de la conductance vasculaire cutanée en réponse aux doses d’ACh et de SNP. La concentration de 25 (OH) D n'était corrélée ni avec les données vasculaires ni à aucun marqueur inflammatoire. Après l’intervention de 3 mois, tous les adolescents obèses du groupe supplémenté ont atteint des taux adéquats de 25 (OH) D> 50 nmol,contre seulement 46% pour le groupe placebo. L’intervention a permis d’améliorer les facteurs cardiométaboliques, le statut inflammatoire et les performances physiques, mais la supplémentation en VD n’a pas eu d’effet supplémentaire. Les adolescents obèses ont présenté des réductions significatives de l’épaisseur intima-media tandis que la compliance artérielle carotidienne a augmenté sans différence entre les 2 groupes. A noter, les concentrations sériques delta 25OHD (%)étaient seulement corrélées négativement avec les valeurs delta de l’épaisseur intima-media (%). La conductance vasculaire cutanée en réponse aux doses d’ACh et de SNP a pu être améliorée dans leseul groupe supplémenté. La variation du statut en 25(OH)D était significativement corrélée avec la variation de la conductance vasculaire cutanée en réponse aux doses d’ACh et de SNP pour les deux groupes. Les résultats de cette thèse semblent prometteurs pour mettre en place des stratégies sur les modes de vie, dont l’intérêt de sessions d’activités physiques adaptées intensives et intermittentes. / The increasing prevalence of early childhood overweight and obesity raises major public healthissues with considerable risk consequences, especially on vascular health. Childhood obesity isassociated with early signs of vascular dysfunction and with vitamin D (VD) deficiency statusand cardiometabolic abnormalities. The main aim of the thesis was to study the effects ofdifferent programs of intervention in adolescents obese.The first study aimed to determine the effects of a lifestyle intervention including 3 months ofmoderate continuous training (MCT) or high-intensity interval-training (HIIT), on healthrelatedparameters and microvascular function in 29 obese adolescents. At baseline, obeseadolescents had higher peak microcirculatory response. After 3 months, peak microcirculatoryfunction remained unchanged after MCT and HIIT. Only basal cutaneous blood flow increasedwhatever the modality of exercise.The second study (VIDADO), double-blind, randomized, placebo-controlled clinical study,aimed to analyze the cardiometabolic and vascular effects of VD supplementation in a lifestyleprogram submitted to obese adolescents. Twenty-six obese adolescents (OA) and twenty-threenormal-weight (NW) were enrolled and matched on age, gender and puberty stage. OAfollowed a 3-month weight-loss program combining a reduced caloric diet and interval trainingphysical activity and were randomized into two groups: a VD supplemented (4000 IU/d) (n=13)group (OS) and non-supplemented (n=13) one (ONS).At inclusion, 25(OH)D concentration was lower in OA than in NW. At baseline, VDinsufficiency (25(OH)D levels < 50 nmol/L) was higher in OA (73%) than in NW (22%). Allcardiometabolic factors of OA were impaired in comparison with NW. After the 3-monthlifestyle intervention, all OS achieved adequate 25(OH)D levels > 50 nmol against only 46%for ONS. Intervention led to improve the cardiometabolic factors, inflammatory status andphysical performance, but VD supplementation did not have an additional effect. OA displayedhigher IMT but lower carotid compliance than controls. After three months, the changes of IMTwere negatively correlated with the changes of 25(OH)D in OA displaying VD insufficiency atbaseline. OA displayed preserved macrocirculation function but altered microcirculationfunction with decreased vascular conductance increase responses to ACh and SNP. Interventionled to improve ACh and SNP vascular conductance only in the VD-supplemented group. Thedelta change of 25(OH)D was significantly correlated with delta changes of peak ACh and peakSNP.In conclusion, these results may yield promising interventional program including intensive,intermittent exercise and vitamin D supplementation.

Sepsis et défaillances viscérales; aspects diagnostiques et thérapeutiques<p><p>Le sepsis est un problème fréquemment rencontré en unité de soins intensifs (USIs) avec une morbidité et une mortalité élevées. Comprendre les mécanismes physiopathologiques du sepsis est essentiel à la fois pour mieux déterminer les bénéfices et/ou les effets indésirables des thérapies déjà en cours et développer de nouvelles statégies thérapeutiques. Des études épidémiologiques offrent une vue d´ensemble sur l´importance de la mobidité et la mortalité liées au sepsis et permettent d’apporter un élément de réponse aux questions essentielles concernant le sepsis et son traitement à l’USI, ce qui permet de réaliser les fondements de nouvelles études contrôlées randomisées à venir.<p>Ces dernières années, un certain nombre d´études ont été publiées concernant les données épidémiologiques sur la fréquence de survenue, les facteurs associés et le coût engendré par la prise en charge des patients atteints de sepsis. Cependant, vu la dynamique du sepsis qui est un syndrome multifactoriel et complexe, une mise à jour régulière de nos connaissances sur le diagnostic, la prise en charge et le pronostic du sepsis est d’importance capitale.<p>L´étude SOAP, une étude de cohorte, multicentrique d´observation a été réalisée pour mieux définir l´incidence du sepsis et les caractéristiques des patients hospitalisés en USI en Europe. Chez tous les patients admis entre le 1er et le 15 mai 2002 dans 198 USI dans 24 pays d´Europe, les données épidémiologiques, cliniques et biologiques et les maladies chroniques sous-jacentes ont été relevées de façon prospective. Les patients ont été suivis jusqu´à leur décès ou leur sortie de l´USI pendant une durée de 60 jours. <p>Sur 3147 adultes, avec un age moyen de 64 an, 1177 (soit 37.4%) avaient un sepsis; parmi eux 777 (soit24.7%) avaient un sepsis à l´admission. L´origine du sepsis était le plus souvent pulmonaire (68%) et abdominale dans 22%. Une preuve bactériologique a été mise en évidence dans 60% des cas. Les germes rencontrés étaient un staphyloccoque doré (30%, dont 14% méthicilline-résistant), Pseudomonas sp.(14%), Escherischia coli (13%). Par analyse multivariée, Pseudomonas sp. était le seul germe associé à une mortalité plus élevé. Les patients septiques avaient des défaillances viscérales plus graves, un séjour hospitalier et en USI plus long et une mortalité plus élevé que les patients sans sepsis. Chez les patients septiques l´âge, un état de choc, un cancer, un bilan hydrique positif et une admission médicale (plutôt que chirurgicale) étaient les facteurs pronostiques corrélés à une mortalité plus élevée. Il y avait des variations considérables selon les pays, avec une corrélation importante entre la fréquence du sepsis et les taux de mortalité en USI dans chaque pays.<p>Des publications récentes ont suggéré que les conditions de ventilation mécanique pouvaient influencer le devenir des patients présentant un ALI et un ARDS. Nous avons étudié si l´utilisation de volumes courants plus élevés en cas d´infection/sepsis que ceux utilisés dans l´étude ARDSnet (> 7,4ml/kg) avait des conséquences péjoratives (en terme de mortalité) chez les patients présentant un ALI/ARDS.<p>Sur les 3147 patients inclus dans l´étude SOAP, 393 (soit 12,5%) avaient les critères d’ALI/ARDS. Le taux de mortalité en USI et la mortalité hospitalière étaient plus élevés chez ces patients (respectivement 39 contre 16% et 46 contre 21 %, p < 0,001). Un analyse multivariée en régression logistique prenant le devenir en USI comme facteur déterminant a montré que les facteurs pronostiques indépendants étaient: l´existence d´un cancer, l´utilisation de volumes courant plus élevés que ceux utilisés dans l´étude ARDSnet, le degré de défaillance multiviscérale et un bilan hydrique positif. Le sepsis, le choc septique et la saturation d´O2 au début de l´ALI/ARDS n´avaient pas de valeur pronostique.<p>Chez les patients en USI, l´utilité d´un monitorage par cathéter artériel pulmonaire (PAC) est discutable. Nous avons étudié les aspects épidémiologiques de l´utilisation du monitorage artériel pulmonaire dans les USI en Europe et leur impact en terme de mortalité. Les patients sous PAC (n: 481, 15,3%) étaient plus âgés, plus souvent atteints d´une cardiopathie, moins souvent d´un cancer et en majorité des patients “chirurgicaux”. La mortalité en USI et hospitalière étaient plus importante chez les patients monitorés (respectivement 28,1 contre 16,8 et 32,5 contre 22,5%, p<0,001). Cependant le monitorage artériel pulmonaire n´était pas un facteur de risque indépendant pour la durée de séjour de 60 jours en analyse multivariée. De plus, et chez 453 malades pairés (“propensity matched-pairs”), les taux de mortalité en USI et hospitalière étaient similaires (27 contre 26 and 31 contre 33 %, p:NS). La survie à 60 jours était également similaire dans les 2 groupes appairés (Log Rank: 0,02, p = 0,89). Cette étude suggère que le monitorage artériel pulmonaire n´est pas corrélé à une mortalité supplémentaire dans cette population hétérogène.<p>La drogue vasoactive “idéale” à administrer en cas de choc est également controversée. Nous avons étudié l´influence de l´administration de dopamine sur l’état de choc. Sur 3147 patients, 1058 (soit 34%) avaient un état de choc tout le long de la période d´étude; 462 (soit 15%) avaient un choc septique. Le taux de mortalité en USI par état de choc était de 38 % et de 47 % en cas de choc septique. Parmi les patients en état de choc, 375 (soit 35 %) recevaient de la dopamine (groupe dopamine) et 683 (soit 65 %) n´en recevaient pas. L´âge, le sexe, les scores de sévérité (SAPS II et SOFA) était comparables dans les 2 groupes. Le groupe dopamine avait un une mortalité en USI et hospitalière plus élevée (respectivement 43 contre 36%, p:0,02 et 50 contre 42%, p = 0,01). L´étude des courbes de survie Kaplan-Meier a montré une survie à 30 jours diminuée dans le groupe dopamine (log Rank: 4,6; p: 0,032). Dans une étude multivariée prenant le taux de mortalité en USI comme facteur indépendant, l´âge, un cancer, les patients admis pour raison médicale (non-chirurgicale), le score SOFA moyen plus élevé, un bilan hydrique positif et l´administration de dopamine étaient des facteurs pronostiques indépendants. Cette étude suggère que l´administration de dopamine est associée à une augmentation de la mortalité en cas de choc. Afin de confirmer cette hypothèse, une étude prospective comparant la dopamine à la noradrénaline dans la prise en charge de l´état de choc a été lancée.<p>Nous avons également étudié l´administration des solutions d´albumine dans les USI en Europe et son influence en terme de mortalité :350 patients (soit 11,2%) ont reçu de l´albumine et 2793 patients (soit 89 %) n´en ont pas reçu. Les patients du groupe albumine étaient plus souvent cirrhotiques, atteints de cancer, “chirurgicaux” ou de sepsis. Ces patients avaient un séjour en USI et un taux de mortalité plus élevé, mais étaient également plus sévèrement malades comme en témoignent des scores SAPS II et SOFA plus élevés. Un modele de Cox (risque proportional) a montré que l´administration d´albumine était significativement corrélée avec une moindre survie à 30 jours. La mortalité en USI et hospitalière était plus élevée chez les patients du groupe albumine que chez ceux n´en ayant pas reçu (respectivement 35 contre 21% et 41 contre 28%, p<0,001). Nous en avons conclu que l´administration d´albumine était associée avec une moindre survie chez ces patients gravement malades. Des études prospectives randomisées et contrôlées sont nécessaires pour étudier les effets de l´administration d´albumine sur la survie de ces patients pris en charge en USI.<p>Finalement, nous avons étudié les effets de l´administration de solutions d’hydroxyethylamidon (HES) sur la fonction rénale chez les patients inclus dans l´étude SOAP. Les patients ayant reçu une solution de HES (n: 1075, soit 34%) étaient plus âgés (moyenne+/- DS: 62+/- 18 ans, p: 0,022), avaient en majorité des affections chirurgicales ou hématologiques, une défaillance cardiaque, un score SAPS II ou SOFA plus élevé et étaient moins susceptible de recevoir un support rénal extracorporel (2 contre 4%, p<0,001) que ceux n´ayant pas reçu de solution de HES. Le score SOFA rénal était significativement plus élevé au cours du séjour en USI indépendamment du liquide de remplissage utilisé. Cependant, dans le groupe HES plus de patients avaient besoin de support rénal extracorporel que dans le groupe “non-HES” (11 contre 9%, p: 0,006). Toutefois, en analyse multivariée, l´administration de HES n´était pas associée à un besoin plus élevé de support rénal extracorporel. Le sepsis, la défaillance cardio-vasculaire, une hémopathie maligne et un score SOFA rénal de base > 1 étaient tous associés à un besoin plus élevé de RRT.<p>Les altérations microcirculatoires sont fréquentes chez les patients septiques. Les sont directement liées à la sévérité du sepsis et plus marquées chez les patients qui sont décédés que chez ceux qui ont survécu, sans toutefois être corrélées à l´état hémodynamique ou aux besoins en agents vasoactifs. Ces obnservations ont été faites au début de la maladie si bien que leur évolution dans le temps n´a pas bien pu être caractérisée. L´OPS est une nouvelle technqiue, qui permet d´étudier la microcirculation des tissus recouverts d´un fin épithélium, comme les muqueuses. Cette technique a été validée pour l´étude de la microcirculation chez l´homme et l´animal.<p>Pour préciser l´évolution de l´altération de la microcirculation et son pronostic en terme de morbidité et de mortalité chez les patients présentant un choc septique, nous avons étudié chez 49 patients en choc septique, l’évolution des altérations microcirculatoires (par OPS) du jour du début de l´état de choc et de façon quotidienne les jours suivants jusqu´à résolution complète du choc ou le décès. Au début de l´état de choc, les survivants et les non survivants avaient la même densité de capillaire et le même pourcentage de capillaire perméable au niveau du tissu étudié. La microcirculation était préservée chez les survivants, mais pas chez les patients décédés. Malgré un statut hémodynamique et des besoins en drogues vasoactives similaires ainsi qu´à des taux de saturation en oxygène comparable, les patients décédés des suites du choc septique dans un tableau de défaillance multiviscérale avaient un pourcentage de capillaires perfusés significativement inférieur aux patients ayant survécu. Nous en avons conclu que les altérations de la microcirculation s´améliorent rapidement en cas d’évolution favorable, mais au contraire progressent en cas de défaillance multiviscérale.<p>Pour étudier les effets de la transfusion de concentrés érythrocytaires sur la microcirculation au cours du sepsis, nous avons évalué la microcirculation de la muqueuse sublinguale à l´aide de l´OPS chez 35 patients avant et après la transfusion de 1 à 2 unités de concentrés érythrocytaires. Cinq séquences de 20 secondes chacune ont été enregistrées et analysées par une méthode semi- quantitative. La transfusion de concentrés érythrocytaires a augmenté le taux d´hémoglobine, la pression artérielle et le transport en oxygène. La microcirculation ne s´est pas significativement altérée mais des variations individuelles considérables ont été relevées. Les modifications de la perfusion capillaire après transfusion ont été significativement corrélées avec le degré inital de perfusion capillaire. La perfusion capillaire de base était significativement inférieure chez les patients qui ont augmenté leur perfusion capillaire de plus de 5% par rapport à ceux ne l´ayant pas augmenté, et cela à conditions hémodynamiques et de transport d´oxygène similaire dans les 2 groupes. Ces résultats montrent que la microcirculation muqueuse sublinguale n´est pas altérée par l´apport de concentrés érythrocytaires en cas de sepsis. Cependant, la perfusion capillaire de base peu augmenter en cas d´altération préexistante.<p>Et finalement, pour évaluer les effets de la dobutamine sur la microcirculation chez les patients septiques, nous avons étudié 10 malades sous dobutamine (administrée à la dose de 5 mcg/kg.min) pendant 2 heures suivies par l´application de 10 - 2 M d´acéthylcholine sur la muqueuse sublinguale. Un monitorage hémodynamique complet avant et après l´administration de dobutamine a été réalisé. Les enregistrements ont été obtenus grâce à l´OPS avant et après l´administration de dobutamine et d´acétylcholine. La dobutamine augmente significativement la perfusion capillaire et ce avec de larges variations individuelles, alors que la densité capillaire est restée constante. L´adjonction topique d´acéthylcholine restitue entièrement la perfusion et la densité capillaire. Les modifications de la perfusion capillaire n´ont pas été en rapport avec les fluctuations de la pression artérielle et de l´index cardiaque. La baisse de la lactacidémie était proportionnelle à l´augmentation de la perfusion capillaire, et sans corrélation avec les modifications de l´index cardiaque. Nous en avons conclu que l´administration de 5 mcg/kg.min de dobutamine en cas de choc septique peut augmenter la perfusion capillaire sans toutefois la restaurer. Ces modifications sont indépendantes des fluctuations de l´hémodynamique systémique.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

It has been deduced from indirect evidence that significant adjustments of vascular resistance take place in the venous network when blood flow changes in a organ. In the following experiments, we attempted to test the hypotheses that changes in postcapillary resistance in skeletal muscle may be due to changes in venous diameter, changes in the number of venules with blood flow, and/or changes in the apparent viscosity of blood in venules. The hypotheses were tested by observing the response of cat sartorius muscle venules (7-200 μm diameter) during arterial pressure reduction and muscle contraction. There was no observable change in venular diameter during any of the above perturbations. There was a significant decrease in the already low normalized velocity of blood in venules from a mean of 13 sec⁻¹ under control conditions to 5 sec⁻¹ during arterial pressure reduction to 20 mm Hg. At very low pressures, the number of venules with blood flow decreased. Combining our findings with Lipowsky's (1975) in vivo viscometry data, it was predicted that resistance in venules would increase 100% as a result of increases in blood viscosity when blood flow was reduced 60%. During post-contraction hyperemia the normalized velocity of blood in venules increased from 16 sec⁻¹ to 38 sec⁻¹ and the number of venules with blood flow increased a modest amount. Combining our observations with Lipowsky's data, we predict that venular resistance would fall 54% when blood flow increased 250% If shear rate changes cause substantial changes in blood viscosity in venules as suggested by the findings cited above, hydrostatic pressure in the small venules should tend to remain relatively constant as flow is altered. To determine whether this is the case, pressures of venules were measured using the servo-null technique during arterial pressure reduction. Pressures in the larger venules were a linear function of blood pressure and blood flow with an intercept not significantly different from the systemic venous pressure. Pressures in the smallest venules studied (24 μm), however, were somewhat insensitive to alterations in blood pressure (intercept of 10.4 mm Hg) and blood flow (intercept of 13.2 mm Hg). The stability of pressure in 40 venules supports the hypothesis that variable blood viscosity maintains the pressure drop in the venous network and the capillary hydrostatic pressure somewhat constant during changes in blood flow.

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In these experiments, we tested the hypothesis that sympathetic escape in skeletal muscle is mediated through a fall in parenchymal cell oxygen levels following blood flow reduction. This hypothesis predicts that if the fall in parenchymal cell PO₂ during stimulation can be minimized, escape should be reduced. To test this prediction, we studied the behavior of superficial arterioles of the cat sartorius muscle during 3 minutes of sympathetic nerve stimulation. The muscle was covered with silicone oil equilibrated with 0%, 5% and 10% oxygen. During stimulation under 0% oxygen, 90% of visible arterioles showed a significant secondary relaxation (escape). The relaxation averaged 55% of the initial constriction. Under 5% oxygen, resting arteriolar diameter was reduced by an average of 12% and escape was significantly reduced throughout the arteriolar network. Under 10% ambient oxygen, there was an additional 5% reduction in resting diameter and a further reduction of escape. Escape was not attenuated when control diameter was reduced to the same degree with arginine vasopressin, suggesting that the effect of oxygen was specific rather than secondary to an increase in vascular tone. The above observations are also consistent with the hypothesis that escape is mediated through a fall in vascular wall PO₂. To evaluate this possibility, periarteriolar and parenchymal tissue PO₂ were measured with oxygen microelectrodes during sympathetic stimulation under 0% and 10% oxygen suffusion of the muscle. In the proximal arterioles, the periarteriolar PO₂ during control and during stimulation was identical under 0% and 10% oxygen yet escape was reduced by 75% under 10% oxygen. Similarly, escape was reduced 90% in the distal arterioles under 10% oxygen but periarteriolar PO₂ was very nearly the same as that measured under 0% oxygen. In contrast, mean parenchymal tissue PO₂ fell to low levels during stimulation under 0% oxygen but did not fall below normal levels during stimulation under 10% oxygen. These findings argue against the hypothesis that a fall in vascular wall PO₂ is responsible for escape. The findings are consistent with the hypothesis that sympathetic escape in skeletal muscle is mediated through a fall in parenchymal cell PO₂. (Abstract shortened with permission of author.)

Evidence suggests different sections of the arteriolar network supplying muscle can respond independently and this may provide a mechanism for the localized distribution of blood flow. This hypothesis was tested in the microcirculation of the cat sartorius muscle by measurement of arteriolar diameter changes during muscle contraction and sympathetic nerve stimulation in each consecutive section of the network. The diameter changes were referenced to the initial distribution of resistance across the network, as determined from arteriolar pressure measurements and morphometric data. This led to an estimate of the change in network resistance. Unlike previous reports, the most distal arterioles dilated little during muscle contraction and our resistance estimate indicates these vessels play an insignificant role in functional hyperemia. The more proximal, third order arterioles dilated proportionately more than other arteriolar orders and made the largest single contribution to resting resistance. Similarly, these vessels were the largest single site of resistance change during sympathetic stimulation. Together, these findings suggest the third order arterioles play a dominant role in regulating flow to the capillaries that each supplies. Antagonism of sympathetic control during muscle contraction has been attributed to direct inhibition of vascular smooth muscle contraction and to inhibition of sympathetic neurotransmission. Evidence to support the latter mechanism comes from the observation that functional dilation is reduced with exogenous norepinephrine as compared to sympathetic stimulation. However, exogenous norepinephrine may bind to both alpha-1 and alpha-2 adrenergic receptors, whereas that released by sympathetic stimulation may bind primarily to alpha-1 receptors. Since this difference could be significant, functional dilation after systemic injection of norepinephrine or phenylephrine, a selective alpha-1 agonist, was compared to that during sympathetic stimulation. In contrast to the findings with norepinephrine, functional dilation after phenylephrine did not differ from that observed during sympathetic stimulation. This indicates the dilator substance(s) released during exercise may selectively inhibit alpha-1 mediated vasoconstriction but less effectively inhibit vasoconstriction mediated by alpha-2 receptors. Furthermore, these findings suggest that the vasodilator mechanism may act primarily at the level of the vascular smooth muscle, without appreciable pre-junctional inhibition of sympathetic nerves.