Problématique : La qualité de l’air intérieur est devenue une préoccupation majeure de santé publique, en raison du temps passé à l’intérieur des locaux et de la diversité des contaminants biologiques et des polluants chimiques présents. Objectifs : Il s’agit de renseigner et de modéliser l’exposition domestique à des polluants chimiques retrouvés dans l’air intérieur et d’en étudier le lien avec la morbidité respiratoire au cours de la première année de vie des nouveau-nés de la cohorte PARIS (Pollution and Asthma Risk : an Infant Study). Méthodes : À 1, 3, 6, 9 et 12 mois, des questionnaires sanitaires sont adressés aux parents pour renseigner la survenue des infections des voies respiratoires et des symptômes évocateurs d’asthme (sifflements, toux sèche nocturne, etc.). Des questionnaires environnementaux sont envoyés en parallèle pour documenter le cadre et le mode de vie des enfants. Pour pallier l’imprécision résultant d’une évaluation de l’exposition aux polluants de l’air intérieur par simple questionnaire, des investigations environnementales complémentaires ont été conduites, à 1, 6, 9 et 12 mois, au domicile d’un échantillon aléatoire de 196 nouveau-nés de la cohorte PARIS et dans des crèches parisiennes fréquentées par ces enfants. Les données issues des mesurages domestiques répétés ont été confrontées aux données recueillies par questionnaires afin d’établir des modèles prédictifs s concentrations domestiques annuelles de polluants. Ces modèles ont ensuite été appliqués à l’ensemble des logements fréquentés par les enfants de la cohorte afin de les classer au regard de leur exposition domestique annuelle pour étudier l’impact sanitaire de cette exposition. Résultats : Les modèles prédictifs des concentrations mesurées ont permis d’identifier les déterminants des niveaux de formaldéhyde, de dioxyde d’azote, de toluène et de tétrachloroéthylène : les sources continues et leur caractère récent (panneaux de particules, parquet vitrifié, stratifié, flottant et peinture), les sources discontinues (combustion et proximité au pressing) et les paramètres d’aération et de ventilation conditionnant l’entrée ou la sortie du polluant selon leur origine dominante. Au cours de la première année de vie, près d’un enfant sur deux présente une infection des voies respiratoires basses, 14,8 % une toux sèche nocturne. Concernant l’impact sanitaire de l’exposition aux polluants chimiques, après ajustement sur l’ensemble des facteurs de risque, seule l’exposition domestique au formaldéhyde majore la survenue des infections et plus particulièrement des infections sifflantes. L’exposition au formaldéhyde est aussi associée à la toux sèche nocturne et plus particulièrement chez les enfants sans antécédents parentaux d’allergie. Conclusion : Une exposition domestique aux polluants chimiques de l’air intérieur, tels que le formaldéhyde, peut être associée à la morbidité respiratoire du jeune enfant. Ces résultats viennent appuyer les mesures prises par les pouvoirs publics concernant les émissions des matériaux / There is a growing public health concern about indoor air quality due to the time spent indoors and the presence of numerous biological and chemical pollutants. Aims: To assess indoor chemical pollutant levels, to model domestic exposure and to examine the impact of indoor chemical pollutants on the respiratory health of infants from the PARIS birth cohort, during their first year of life. Methods: Multiple self-administered questionnaires were used to gather information from parents about respiratory infections and asthma-like symptoms (wheezing, nocturnal dry cough. . . ) in their infants at ages 1, 3, 6, 9 and 12 months. Details about home characteristics and family living conditions were also collected by phone interview when the child was 1 month old, and mailed questionnaires captured changes at 3, 6, 9 and 12 months. Pollutant air sampling (aldehyde, volatile organic compound, nitrogendioxide and nicotine) were conducted at 1, 6, 9 and 12 months in the bedrooms of a subset of randomly selected 196infants. Repeated pollutant measurements were joined with interview and questionnaire information to construct annual pollutant exposure models for all infants. Furthermore, an environmental investigation was performed in Parisian child day care centers to document chemical exposure levels. Results: Formaldehyde, toluene, nitrogen dioxide and perchlororethylene level determinants: continuous sources (particleboard, varnished parquet floor, wall coating), discontinuous sources (combustion, dry cleaning facilities) and aeration parameters were identified. At one year, around half of babies experienced at least one lower respiratory infection, and nearly half of those infections included wheezing, 14,8 % of babies suffered from a nocturnal dry cough. After known risk factors were considered, lower respiratory infections were associated with estimated formaldehyde levels, and formaldehyde exposure is also related to nocturnal dry cough, especially in infants without parental history of allergy. Conclusion: This study shows that formaldehyde exposure in early life is associated with respiratory health in infants, promoting public actions regarding emissions from materials

Contexte : Le pronostic de la fonction olfactive après chirurgie de la fente olfactive (FO) dans la polypose nasosinusienne (PNS) n'est pas connu. Objectifs : 1) Préciser la localisation des polypes dans les différents sous-compartiments de l'ethmoïde ; 2) Déterminer la corrélation entre l'auto-évaluation de l'odorat et les résultats de Sniffin'Sticks test ainsi qu'entre l'auto-évaluation de l'odorat et de l'obstruction nasale chez les patients porteurs d'une PNS avec ou sans hamartome épithélial respiratoire adénomatoïde des fentes olfactives (HERA - FO); 3) Évaluer la fonction olfactive avant et 6 semaines après chirurgie de la PNS comportant une chirurgie de la FO et rechercher les facteurs pronostiques de la récupération de l'olfaction après chirurgie. Échantillons : Ce travail repose sur des études observationnelles rétrospectives et prospectives chez les patients atteints de PNS opérés par voie endoscopique selon la procédure de nasalisation de Septembre 2009 à Novembre 2010 dans le service ORL du CHU de Nancy. Résultats : 1) Dans la PNS, les polypes se développaient dans tous les compartiments ethmoïdaux (au niveau du méat moyen dans 98%, de la fente olfactive postérieure dans 75%, du méat supérieur dans 61%, du cornet moyen dans 50% et de la FO antérieure dans 40% des cas); 2) Il existait une forte corrélation entre l'auto-évaluation et la mesure de l'olfaction avant la chirurgie (r =-0,66 ; p<0,0001) et après la chirurgie (r =-0,67 a 6 semaines r = -0.66 a 7 mois, p<0,0001). La corrélation était plus faible avant chirurgie (r =-0,35; p=0,01) qu'après chirurgie chez les patients hypo-anosmiques (r =-0,74 ; p<0,0001 a 6 semaines et r =-0,73 ; p=0,0002 a 7 mois). Les auto-évaluations de l'obstruction nasale et des troubles de l'odorat n'étaient pas corrélées lorsque les deux symptômes étaient dissocies ; 3) Il existait une relation étroite entre la présence de l'HERA dans les FO et l'ancienneté de la PNS (p= 0,0009), l'asthme (p = 0,004) et les antécédents de la chirurgie de PNS (p = 0,0006). Les facteurs prédictifs de non-récupération de la fonction olfactive après la chirurgie étaient un bas score TI préopératoire (p = 0,028), l'antécédent de résection des cornets moyens au cours des procédures chirurgicales précédentes (p = 0,0018), et la résection récente des cornets moyens (p = 0,04). L'histologie des polypes (HERA vs Polype éosinophile) et le type de geste sur les FO (biopsies vs exérèse des polypes) n'étaient pas des facteurs prédictifs pour la non-récupération de l'odorat. Conclusion : l'évaluation de l'odorat dans la PNS est complexe et nécessite une combinaison de tests psychophysiques et d'auto-évaluation. La chirurgie de la fente olfactive dans la PNS n'est pas un facteur péjoratif du pronostic olfactif en post-opératoire / Background: The olfactory outcome after surgery of the olfactory clefts (OC) in patients with nasal polyposis (NP) is unknown. Objectifs: 1) to refine the description of the polyps' origin within the different subcompartments of the ethmoidal bone; 2) to investigate correlations, before and after surgery, between the sense of smell self-ratings and measures of olfactory function, and self-ratings of sense of smell and nasal obstruction; 3) to assess the olfactory outcome after surgery of ethmoidal labyrinths and OC for either Eosinophilic Polyps (EP) or Respiratory Epithelial Adenomatoid Hamartoma (REAH) in patients with nasal polyposis (NP). Samples: All patients with NP operated according to the nasalization procedure from September 2009 to November 2010 in our tertiary hospital (CHU de Nancy) were enrolled in these retrospective and prospective studies. Results: 1) Polyps were found in the middle meatus (98%), in the posterior olfactory fossa (75%), in the superior meatus (61%), on the middle turbinate proper (50%) and in the anterior olfactory fossa (40%); 2) Overall, self-ratings and measures of olfactory function correlated strongly preoperatively (r = - 0.66, p < 0.0001) and postoperatively (r = -0.67 at 6 weeks and -0.66 at 7 months, p < 0.0001). This relationship was better in patients with previous surgery. The correlation was weaker before (r = -0.35, p=0.01) than after surgery in hyposmic/anosmic patients (r = -0.74, p < 0.0001 at 6 weeks and r = -0.73, p = 0.0002 at 7 months) and wasn't found in normosmic patients. Self-ratings of nasal patency and smell were not correlated when the two complaints were dissociated; 3) There was a close relationship between the presence of REAH-OC and the duration of NP disease (p=.0009), asthma (p=.004) and previous surgery (p=.0006). Predictors of poor olfactory outcomes after surgery were low TI score before surgery (p = 0.028), history of previous middle turbinate resection (p = 0.0018), and recent middle turbinate resection (p = 0.04). Polyp histology and surgery of the OC were not predictors of poor olfactory outcomes. Conclusion: The evaluation of the sense of smell in patients with NP should be performed in combination of psychophysic tests and self-ratings of the olfactory function. The resection of REAH or EP of the OC in patients with NP does not worsen but instead can improve the postoperative olfaction

L’atteinte neuromusculaire, responsable notamment d’une dégradation des muscles, entraine une insuffisance respiratoire sévère. Cette dernière constitue la composante majeure de la maladie, tant en termes de pronostic que de prise en charge. A ce jour, seule la ventilation mécanique permet de compenser l’affection respiratoire. Elle s’impose donc comme indication thérapeutique incontournable et son efficacité n’est plus à prouver. En effet, l’utilisation de la ventilation mécanique a permis l’impact de l’atteinte respiratoire très tôt le pronostic vital. En 40 ans, ce traitement a permis d’allonger considérablement l’espérance de vie des malades, passant pour par exemple les myopathies de Duchenne de Boulogne de 15 ans à plus de 30 ans à l’heure actuelle.Aujourd’hui, pour ces personnes dont la durée de vie a pu être allongée, se pose l’inévitable question de leur Qualité de vie, d’autant plus que cet allongement de vie s’accompagne d’une aggravation de la déficience musculaire et donc des dysfonctions motrices. De plus, il apparaît que la ventilation mécanique, si elle assure un confort respiratoire indispensable, accroît considérablement le niveau de dépendance des malades et fait émerger chez eux de nouvelles problématiques identitaires, psychosociales ou même économiques. Il s’avère essentiel d’identifier les conséquences de la maladie et du Handicap qu’elle entraine. Il convient ensuite d’analyser l’impact direct de la ventilation mécanique sur la qualité de vie des malades et notamment son effet délétère sur la communication et la déglutition des patients. L’objectif principal de ce travail est de proposer en réponse à notre problématique des alternatives visant à améliorer la qualité de vie des patients en optimisant les deux grandes fonctions physiologiques que sont la parole et la déglutition / Neuromuscular diseases responsible of a wasting of the muscles, may involve severe respiratory failure. It is a major component of the disease, both in terms of prognosis and management. Up to now, only mechanical ventilation can compensate the respiratory disease. It is therefore required as an essential therapeutic indication and its effectiveness is already proven. Indeed, mechanical ventilation has allowed a significant increase of life expectancy. Over the past 40 years, this treatment has considerably increased the life expectancy of patients; for instance patients with Duchenne who passed away in their late teens survive now over their 30’s. Nowadays, for those people whose life has been extended, the question of their quality of life is unavoidable, especially as this longer life is accompanied by a worsening of muscle impairment and of motor disorder. Moreover, it appears that mechanical ventilation, if it provides breathing comfort, increases the level of dependency of patients and leads to the emerging psychological and even economical problems. It is essential to identify the consequences of the disease and the disability that it involves. It is then necessary to analyze the direct impact of mechanical ventilation on the quality of life of patients and especially its deleterious effects on communication and swallowing

Le syndrome d'apnée du sommeil (SAS) est une maladie multifactorielle caractérisée par des épisodes récurrents de pauses respiratoires ou des réductions significatives de l'amplitude respiratoire pendant le sommeil. Ces épisodes peuvent provoquer des réactions cardiorespiratoires aiguës; délétères à long terme. Plusieurs thérapies ont été proposées, étant la pression positive continue des voies respiratoires (CPAP) le traitement de référence. Malgré ces excellents résultats chez les patients symptomatiques, le taux de refus initial est de 15% et une adhésion à long terme est difficile à atteindre. Par conséquent, le développement de méthodes de traitement non invasives, avec une meilleure acceptabilité, reste d’une importance majeure. Dans ce contexte, l’hypothèse qui sous-tend ce travail est qu’une stimulation kinesthésique contrôlée, délivrée au cours de la phase précoce de l’apnée, peut réduire la durée des événements respiratoires et, par la suite, limiter les désaturations d’oxygène associées, par une activation contrôlée du réflexe de sursaut. La première partie de ce manuscrit est consacrée à la description d'un nouveau système (PASITHEA) de surveillance en temps réel et de neuromodulation thérapeutique, qui fonctionne comme un dispositif polyvalent de diagnostic et de traitement de SAS par stimulation kinesthésique. Les principales contributions de cette thèse se concentrent sur les aspects du traitement du signal et du contrôle de ce système, ainsi que sur l'électronique associée. Une autre contribution est liée à l'évaluation de ces méthodes et dispositifs par des protocoles cliniques spécifiques. Dans une deuxième partie, nous proposons une première méthode de contrôle On/Off optimale pour délivrer la stimulation, en utilisant comme variable de contrôle la sortie d'un détecteur d'événements respiratoires en temps réel. Lors de la détection d'un événement, une stratégie de stimulation unique avec amplitude de stimulation constante est appliquée, cette dernière a été mise en œuvre dans le cadre d'un premier protocole clinique dédié à l'évaluation de la réponse du patient au traitement. Les résultats ont montré que 75% des patients répondaient correctement au traitement en termes de durées des épisodes respiratoires. De plus, des diminutions significatives de la variabilité du SaO2 ont également été constatées lors de la mise en œuvre d'une nouvelle méthode d'analyse aiguë. Puisque nous avons supposé qu'une sélection inappropriée des patients pourrait expliquer l'absence de réponse observée chez 25% des patients. Nous avons proposé une méthode pour différencier les patients qui pourraient bénéficier de cette thérapie, basée sur l'estimation d'indices de variabilité cardiaque. Les résultats de ces analyses ont montré que l'efficacité de cette thérapie semble corrélée à un système nerveux autonome fonctionnel. Enfin, une méthode améliorée de contrôle en boucle fermée, intégrant des correcteurs proportionnels-dérivés (PD) couplés et simultanés a été proposée afin de modifier de façon adaptative l’amplitude de stimulation kinesthésique délivrée au patient par le système thérapeutique, en utilisant comme variables de contrôle des signaux physiologiques enregistrés en temps réel. Un deuxième protocole clinique visant à valider l'algorithme de contrôle de la stimulation kinesthésique adaptative spécifique au patient a été initié. Plusieurs améliorations ont été effectuées à la première version du système afin de permettre l'intégration du contrôleur proposé. Les résultats préliminaires de cette étude ont validé le fonctionnement de notre contrôleur et ont montré que notre système était capable de fournir une stimulation kinesthésique adaptative en fonction des réponses propres au patient. Une autre phase de cette étude, mettant en œuvre le contrôleur avec un ensemble des paramètres de contrôle présélectionnés, est actuellement en cours. / Sleep apnea syndrome (SAS) is a multifactorial disease characterized by recurrent episodes of breathing pauses or significant reductions in respiratory amplitude during sleep. These episodes may provoke acute cardiorespiratory responses along with alterations of the sleep structure, which may be deleterious in the long term. Several therapies have been proposed for the treatment of SAS, being continuous positive airway pressure the gold standard treatment. Despite its excellent results in symptomatic patients, there is a 15% initial refusal rate and long term adherence is difficult to achieve in minimally symptomatic patients. Therefore, the development of non-invasive SAS treatment methods, with improved acceptability, is of major importance. The objective of this PhD thesis is to propose new signal processing and control methods of non-invasive neuromodulation for the treatment of SAS. The hypothesis underlying this work is that bursts of kinesthetic stimulation delivered during the early phase of apneas or hypopneas may elicit a controlled startle response that can activate sub-cortical centers controlling upper airways muscles and the autonomic nervous system, stopping respiratory events without generating a cortical arousal. In this context, the first part of this manuscript is dedicated to the description of a novel real-time monitoring and therapeutic neuromodulation system, which functions as a multi-purpose device for SAS diagnosis and treatment through kinesthetic stimulation. This system has been developed in the framework of an ANR TecSan project led by our laboratory, with the participation of Sorin CRM SAS. The main contributions in this thesis are focused on the signal processing and control aspects of this system, as well as the electronics associated. Another contribution is related to the evaluation of these methods and devices through specific clinical protocols. In a second part, we propose a first optimal On/Off control method for delivering kinesthetic stimulation, using as control variable the output of a real-time respiratory event detector. A unique stimulation strategy where a constant stimulation amplitude is applied upon event detention was implemented in a first clinical protocol, dedicated to assessing the patient response to therapy. Results showed that 75% of the patients responded correctly to therapy, showing statistically significant reductions in respiratory event durations. Also, significant decreases in the SaO2 variability were also found when implementing a novel acute analysis method. Since we hypothesized that inappropriate patient selection could explain the observed lack of response in 25% of patients, we proposed a method to differentiate patients who could benefit from this therapy based on the estimation of complexity-based indexes of heart rate variability. Results of these analyses showed that the effectiveness of this therapy seems correlated to a functional autonomic nervous system. Finally, an improved closed-loop control method integrating concurrent, coupled proportional-derivative (PD) controllers in order to adaptively change the kinesthetic stimulation was proposed. It uses as control variables three physiological signals recorded in real-time: Nasal pressure, oxygen saturation and the electrocardiogram signal. A second clinical protocol with the main objective of validating the control algorithm for patient-specific adaptive kinesthetic stimulation was launched. Several improvements to the first version of the system were developed to allow the integration of the proposed controller. Preliminary results from the first phase of this study validated the proposed controller operation and showed that the controller was able to provide adaptive kinesthetic stimulation in function of the patient-specific responses. A second phase of this study implementing the proposed controller and the set of the selected control parameters from the first phase is currently ongoing.

Les objectifs de cette thèse sont: i) de mettre au point de nouvelles techniques adaptées à la période néonatale d'analyse automatique des signaux physiologiques cardiaque (ECG) et respiratoire (RESP) afin d'étudier la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et respiratoire (VFR), ainsi que les interrelations cardiorespiratoires; ii) de les valider et de les utiliser sur des modèles ovins pour mieux comprendre les altérations du contrôle cardiorespiratoire dans des différentes situations expérimentales. Durant les expérimentations, les agneaux étaient non sédationnés et libres de leurs mouvements, ce qui rend le traitement des signaux ECG et RESP enregistrés durant plusieurs heures difficile, à cause des artefacts. D'abord, une chaîne de traitement semi-automatique des signaux a été proposée. Elle comprend l'élimination automatique des périodes artefactuelles, l'extraction des séries temporelles des segments propres de l'ECG et du signal RESP, l'application d'un test de stationnarité sur ces séries temporelles pour extraire les segments stationnaires et le calcul de différents indices de la VFC et la VFR obtenus en appliquant des analyses linéaires et non linéaires. Ces analyses ont été complétées par la mesure des interrelations cardiorespiratoires. Cette chaîne de traitement a permis d'étudier les effets de trois situations expérimentales sur le contrôle cardiorespiratoire. La première situation cherche à étudier l'exposition d'agneaux nouveau-nés à la fumée de cigarette durant les deux premières semaines de vie. Une importante altération des interrelations cardiorespiratoires a été mise en évidence, surtout au niveau de l'arythmie sinusale respiratoire et du couplage cardioventilatoire. Ce résultat inédit donne un éclairage nouveau sur la physiopathologie des effets de l'exposition à la fumée de cigarette en période néonatale, incluant en particulier le syndrome de la mort subite du nourrisson. La deuxième situation expérimentale examine l'hyperbilirubinémie (HB) des agneaux prématurés. Une HB modérée a été induite durant 17h par injection intraveineuse de bilirubine. Les effets de l'HB modérée sur la VFC, la VFR et les interrelations cardiorespiratoires ont été évalués sur 7 heures d'enregistrement au moment de l'HB (J0) et 72h plus tard (J3), après normalisation de la bilirubinémie. À J0, une augmentation de la variabilité accompagnée d'une augmentation des indices fréquentiels de la VFC a été observée indiquant une coactivation sympathovagale. Tous ces effets ont disparu à J3. Une diminution de la fréquence respiratoire a été retrouvé avec une augmentation de la VFR; ces effets étaient maintenus jusqu'à J3. Une augmentation de l'arythmie sinusale respiratoire, de la synchronisation et du nombre de RR dans une inspiration et une expiration a été observée. Ces deux derniers effets étaient toujours présents au jour 3. La troisième situation expérimentale concerne l'application nasale d'une pression positive continue (PPC) de 6 cmH2O à des agneaux nouveau-nés sains pendant 6 heures. Une augmentation de la fréquence cardiaque a été observée avec diminution des indices temporels et fréquentiels de la VFC et augmentation de la complexité des intervalles RR. De plus, un ralentissement de la respiration a été montré avec allongement de la durée de l'expiration et diminution de la VFR indiquant une stabilisation de la respiration. Enfin, la seule altération des interrelations cardiorespiratoires retrouvée était une augmentation du nombre de RR dans le cycle respiratoire attribuable à l'augmentation de la fréquence cardiaque et à la diminution de la fréquence respiratoire. L'interprétation des résultats a été approfondie en utilisant une approche à base de modèles pour représenter le comportement des systèmes cardiovasculaire, respiratoire et du baroréflexe artériel dans les conditions expérimentales. Celle-ci permet d'accéder à des variables physiologiques difficilement observables durant les expérimentations. / The objectives of this thesis are: i) to develop new techniques, adapted to the neonatal period, for the automatic analysis of cardiac (ECG) and respiratory (RESP) signals in order to study heart rate variability (HRV), respiratory rate variability (RRV), as well as cardiorespiratory interrelations; ii) to validate these techniques and use them on neonatal ovine models to better understand alterations in the cardiorespiratory control in experimental situations mimicking exposure to postnatal environmental tobacco smoke, hyperbilirubinemia in the premature infant and continuous positive airway pressure application. In the different experimental situations, the lambs were without sedation and moving freely; this makes the treatment of ECG and RESP signals recorded for several hours difficult because of artifacts. As a first step, a semi-automated signal processing approach has been proposed. It includes the automatic elimination of artefactual periods, the extraction of time series from the clean segments of the ECG and RESP signals, the performance of a stationarity test in order to extract stationary segments, the application of linear (in time and frequency domains) and nonlinear HRV and RRV analysis as well as the calculation of cardiorespiratory interrelations indices. This approach was validated and allowed to study the effects of three different experimental conditions on cardiorespiratory control. The first condition explored the effects of exposing newborn lambs to postnatal environmental tobacco smoke (ETS) for the first two weeks of life. Significant impairment of cardiorespiratory interrelations was demonstrated, particularly for respiratory sinus arrhythmia and cardioventilatory coupling. This novel result sheds new light on the physiopathology of the effects of ETS exposure in the neonatal period, particularly for sudden infant death syndrome. The second experimental situation corresponds to hyperbilirubinemia (HB) of premature lambs. Moderate HB was induced for 17h by intravenous injection of bilirubin. The effects of moderate HB on HRV, RRV and cardiorespiratory interrelationships were assessed over 7 hours of recording during acute HB (D0) and after 72h (D3), following normalization of bilirubinemia. On D0, an increase in HRV accompanied by an increase in frequency indices of HRV was observed, indicating sympathovagal coactivation. These effects were absent on D3. A decreased respiratory rate and an increase in RRV were noted on D0; these effects were maintained until D3. The study of cardiorespiratory interrelations showed an increase in respiratory sinus arrhythmia, phase synchronization and the number of RRs in inspiration and expiration. The latter effects were still observed on day 3. The third experimental situation concerns the nasal application of a continuous positive pressure (CPAP) of 6 cmH2O in healthy neonatal lambs for 6 hours. An increase in heart rate associated with a decrease in temporal and frequency indices of HRV and an increase in RR interval complexity was observed. In addition, we observed a decrease in respiratory rate accompanied by a prolonged expiration and a decreased RRV, indicating a stabilization of breathing. Finally, no alterations of cardiorespiratory interrelations were observed excepted an increase in the number of RRs in the respiratory cycle explained by the increased heart rate and decreased respiratory rate. To further understand these results, a model of cardiorespiratory coupling comprising three compartments mimicking the functioning of the cardiovascular and respiratory systems and the arterial baroreflex, was adapted to the conditions of the experiment. Results obtained with the model allowed to gain access to variables that were not measured during the experiments.

Afin d'appréhender l'ensemble système ventilatoire/ventilateur en tant que système dynamique nous avons construit un modèle mathématique d'objets en interaction. Ce modèle présente deux types de dynamiques : oscillations et amortissements. Nous avons ensuite introduit la variabilité ventilatoire dans le modèle avec l'hypothèse d'un système déterministe chaotique et nous avons utilisé les outils de la théorie du chaos. Nous avons recherché l'existence du chaos sur des données (débits instantanés) expérimentales et simulées de ventilation spontanée et avec ajout de résistances. La similitude des résultats du modèle et des données expérimentales nous conforte dans 1) l'utilisation du plus grand exposant de Lyapunov comme index de variabilité, 2) le choix du modèle et donc dans la possibilité que le système ventilatoire soit un système de type déterministe chaotique. Cependant, la démonstration que le système ventilatoire soit un système chaotique n'est pas faite.

Nous avons étudié les effets de l'exposition à de multiples polluants de l'air intérieur sur la santé allergique et respiratoire. Les éléments à considérer pour étudier ce phénomène étaient, d'une part, les corrélations entre polluants et d'autre part leurs effets potentiellement additifs et synergiques. Les analyses menées chez les adultes ont montré que les prévalences des symptômes allergiques et respiratoires étaient plus élevées dans les logements les plus multi-pollués, notamment par les composés organiques volatils (COV). En particulier, les effets sanitaires des COV étaient plus importants lorsque dans le logement il y avait aussi des allergènes d'animaux en excès. Les analyses menées chez les enfants ont montré qu'il était difficile de séparer les effets des différents polluants. Cependant, une mauvaise qualité d'air dans les écoles était associée à une augmentation du risque de symptômes respiratoires. Des analyses prenant en compte l'exposition totale à la pollution ont mis en cause des effets combinés des polluants physico-chimique sur la fonction respiratoire des enfants. Au total, la prise en compte de la pollution multiple a permis de mettre en avant l'effet délétère de certains polluants combinés à d'autres substances, alors que leurs effets isolés n'étaient pas détectés. Nos études ont montré que des associations étaient observées à des concentrations plus faibles que celles observées dans les études toxicologiques, impliquant les effets additifs et synergiques entre les polluants. En conclusion, nos résultats ont mis en évidence des effets combinés entre des polluants variés sur la santé allergique et respiratoire des adultes et des enfants.

LA PRINCIPALE SOURCE D'ESPECES REACTIVES DE L'OXYGENE (ROS) EST LA MITOCHONDRIE, PAR L'INTERMEDIAIRE DE SA CHAINE RESPIRATOIRE. DEUX PARAMETRES ESSENTIELS PEUVENT MODULER CETTE PRODUCTION : LA NATURE DES EQUIVALENTS REDUITS (NADH,H+ ET FADH2) ET L'APPORT EN OXYGENE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AUX EFFETS DE REGIMES ALIMENTAIRES (MODIFIANT LA PROPORTION ENTRE NADH,H+ ET FADH2) ET A L'HYPEROXIE (MODIFIANT L'APPORT EN O2) SUR LA PRODUCTION D'H2O2 PAR LES MITOCHONDRIES DE MUSCLE SQUELETTIQUE ET/OU DE FOIE DE RATS. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUE LA CONSOMMATION DE LIPIDES SUPPRIME LES EFFETS BENEFIQUES DE LA RESTRICTION CALORIQUE SUR LA PRODUCTION DE ROS. LE REGIME RICHE EN FRUCTOSE AUGMENTE LA QUANTITE D'H2O2 GENEREE PAR LES MITOCHONDRIES, CELLE-CI POUVANT NEANMOINS ETRE PREVENUE PAR UN TRAITEMENT A LA GLISODIN® (CONSTITUEE DE SOD VEGETALE). LE PRECONDITIONNEMENT HYPEROXIQUE (4 JOURS A 50% D'O2 SUIVI DE 5 JOURS A 80% D'O2) DIMINUERAIT LA PRODUCTION DE ROS EN STIMULANT L'ACTIVITE DE LA COX.

Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre.