Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La caféine, une puissante stimulant respiratoire, est largement utilise pour traiter l'apnée du prématuré. Cependant, elle réduit mais n'élimine pas l'apnée et on ignore si ces effets sont spécifiques au sexe. Récemment, la progestérone qui est également un stimulant respiratoire a été proposée pour traiter l'apnée qui persiste à la caféine. Nos données antérieures chez le rat nouveau-né indiquent que la progestérone améliore la réponse ventilatoire à l'hypoxie et réduit la fréquence de l'apnée. Ici, nous avons testé l'hypothèse que l'ajout de progestérone améliore la respiration et diminue la fréquence de l'apnée de manière sexe-dépendant chez le rat de 12 jours de vie et sous traitement quotidien à caféine, telle qu'elle est utilisée en clinique. Nos résultats démontrent que chez le rat mâle préalablement traité avec de la caféine, la progestérone diminue la ventilation et augmente la fréquence de l’apnée en condition de normoxie et en réponse à l’hypoxie. Par contre, chez la femelle, la progestérone diminue la fréquence respiratoire seulement en réponse à l'hypoxie. Cependant, l’administration de la caféine en normoxie comme en hypoxie a réduit de maniére plus importante la fréquence de l’apnée chez le rat femelle que chez le mâle. Ces résultats indiquent une meilleure efficacité de la caféine dans le contrôle de l'apnée chez le rat nouveau-né femelle. Les mécanismes sous-jacents de ces observations sexe spécifique de la caféine sur les irrégularités respiratoires doivent être étudiés plus en détail. De plus, nos résultats suggèrent que l'administration chronique de la caféine à des rats nouveau-nés peut induire des changements au niveau des neurotransmetteurs qui modifient le rôle de la progestérone comme stimulant respiratoire. / Caffeine is a potent respiratory stimulant and a widely used treatment for apnea of prematurity. However, caffeine reduces, but does not eliminate apnea and it is not known if these effects are sex-specific. Recently, progesterone which is also a respiratory stimulant, has been proposed to treat apnea persistent with caffeine. Our previous data in newborn rats indicate that progesterone enhances the ventilatory response to hypoxia and reduces apnea frequency. Here, we tested the hypothesis that the addition of progesterone to daily caffeine administration, as used in clinic, enhances respiration and decreases apnea frequency in a sex-dependent manner in 12 day old rats. Our results show that, in rats treated with caffeine progesterone depressed ventilation under normoxia and in response to hypoxia. Whereas in female rats, progesterone decreased the respiratory frequency only in response to hypoxia. However, during normoxia and hypoxia, chronic caffeine administration reduced apnea frequency more in female than male rats. These results indicate a better efficiency of caffeine in controlling apnea in newborn female rats. The underlying mechanisms of these sexspecific effects of caffeine on breathing irregularities need further investigation. In addition, our results suggest that chronic caffeine administration to newborn rats may induce changes in neurotransmitters milieu that consequently affect the role of progesterone as a respiratory stimulant.

Ce travail porte sur l'étude des transformations induites par les procédés industriels (TIPI) dans le domaine de l'industrie pharmaceutique. Il se focalise sur le procédé de compression directe et sur deux principes actifs modèles qui sont la caféine et la carbamazépine. Des méthodes de caractérisations expérimentales des transitions de phases dans les comprimés ont été développées. La densité des comprimés a été mesurée par tomographie à rayons X et évaluée en surface par micro-indentation. Des méthodes thermiques telles que l'ACD et l'ATG ont été utilisées pour estimer les transformations dans tout le volume des comprimés. La spectroscopie Raman à basses fréquences a été appliquée pour la première fois pour cartographier la surface des comprimés. La spectroscopie Raman à hautes fréquences a été développée dans le but d'augmenter le nombre de données et d'automatiser le traitement des spectres. La transformation de la caféine forme I (métastable) en forme II (stable) nécessite plusieurs années dans les conditions ambiantes. Les investigations menées sur la caféine I ont révélé que la transition est induite par la compression directe car une transformation partielle en forme II est mesurée dans tout le volume du comprimé. La transformation continue au sein du comprimé lors de son stockage et le taux de transformation reste supérieur à celui de la poudre de caféine forme I non comprimée. Les quantifications misent en place par ACD et spectroscopie Raman à basses fréquences ont montré des transformations de la forme I dans tout le volume des comprimés et leur valeur est indépendante de l'intensité de la pression de compression. De plus, les deux formes de la caféine coexistent à l'échelle micrométrique, ce qui tend à prouver que des cristallites de forme II apparaissent dans tous les grains de caféine. La caféine formulée avec de la cellulose microcristalline présente un comportement plastique lors de la compression. La tomographie à rayons X révèle l'existence d'une zone locale de densité plus élevée au niveau des parois latérales, sans que ceci influe localement sur le taux de transition de la caféine. L'emploi d'une caféine calibrée entraine un comportement plus fragmentaire, qui semble réduire le taux de transformation mesuré. Aucune transformation de phase solide de la carbamazépine dihydrate n'a été décelée par ATG et spectroscopie Raman dans les comprimés fabriqués. Il semble que ce principe actif soit stable en compression directe

Introduction: Les chémoréflexes laryngés (CRL) chez l'agneau prématuré se manifestent fréquemment par des apnées et des bradycardies sévères pouvant mettre en jeu le pronostic vital. La pression positive continue nasale (PPCN) et la caféine font partie des stratégies thérapeutiques employées en néonatologie pour la prise en charge des apnées du prématuré. Objectif: L'objectif principal de cette étude est d'évaluer les effets de la caféine et/ou de la PPCN sur les événements cardiorespiratoires survenant lors des CRL chez les agneaux prématurés. L'objectif secondaire est d'améliorer le modèle d'agneaux nés prématurément. Méthodologie: 7 agneaux prématurés (âge gestationnel de 133 jours vs 147 jours à terme) nés par voie basse, suite à l'administration intramusculaire de bétaméthasone (corticoïde favorisant la maturation pulmonaire) et de mifépristone (un anti progestatif) ont été instrumentés chirurgicalement au 5eme jour de vie afin de recueillir les stades de conscience, les activités musculaires laryngées et des variables cardiorespiratoires. De plus, un cathéter supra-glottique transcutané a été installé afin d'induire des CRL durant le sommeil calme par l'HCI et le lait de brebis dans 4 conditions randomisées: 1) sans PPCN et sans caféine (condition contrôle); 2) avec PPCN (5 cmH2O) mais sans caféine (PPCN); 3) avec caféine mais sans PPCN; 4) avec PPCN et caféine. Les mouvements respiratoires ont été recueillis via pléthysmographie d'inductance respiratoire et la saturation a été mesurée par oxymétrie pulsée. Résultats: Avec une prise en charge continue non invasive durant les 48 premières heures de vie, le taux de survie des agneaux prématurés a été de 90% vs 50% du modèle précédent (St-Hilaire et al., 2007). Par ailleurs, la PPCN a diminué l'inhibition cardiorespiratoire des CRL vs la condition contrôle, incluant le temps passé en apnée (2 vs 10s, p = 0,004), en bradycardie (2 vs 12s, p = 0,007) et le pourcentage de diminution de la SpO 2 (4 vs 9%, p = 0,07), contrairement à la caféine qui n'a globalement pas eu d'effet. Conclusion: La PPCN améliore les évènements cardiorespiratoires liés aux CRL chez l'agneau prématuré, ce qui suggère son utilisation comme alternative thérapeutique dans les apnées du prématuré pour lesquelles l'implication des CRL est fortement suspectée. [symboles non conformes]

La grande disponibilité et les propriétés psychostimulantes de la caféine en font l’un des psychostimulants les plus consommés mondialement. Sa capacité à augmenter la vigilance serait reliée à son action antagoniste des récepteurs adénosinergiques. Le vieillissement s'accompagne de changements dans les mécanismes de régulation de la vigilance, y compris le système adénosinergique, qui pourraient moduler les effets de la caféine. Alors que plusieurs études ont investigué les impacts de la caféine sur la vigilance chez une population jeune, peu ont identifié les effets chez une population plus âgée. Deux protocoles expérimentaux pouvant distinguer les effets différentiels de la caféine selon l’âge ont été élaborés. La première étude a évalué les effets de 200 mg de caféine sur la vigilance, comparée à un placebo, chez une population jeune et d’âge moyen lors d’une privation de sommeil de 25 heures. L’augmentation de la vigilance subjective et de la performance psychomotrice suite à l’administration de caféine est comparable dans les deux groupes d’âge. Or, des modifications de la puissance spectrale de certaines bandes de fréquences de l’EEG d’éveil suite à l’administration de la caféine sont spécifiques au groupe d’âge moyen. Une deuxième étude a évalué les effets de 200 mg de caféine sur la vigilance, comparée à un placebo, chez des sujets jeunes et d’âge moyen consommateurs légers de caféine. La caféine n’a pas augmenté la vigilance subjective des consommateurs légers. Par ailleurs, la caféine a augmenté la performance psychomotrice de façon similaire dans les deux groupes d’âge. De plus, on remarque que la caféine induit des modifications de la puissance spectrale sur certaines bandes de fréquences à l’EEG chez le groupe d’âge moyen uniquement. Ces travaux suggèrent tout d’abord que la caféine tend à augmenter la vigilance, peu importe le niveau basal d’alerte. De plus, malgré l’absence d’effet subjectif de la caféine sur la vigilance, les consommateurs légers de caféine montrent des effets sur les mesures objectives de la vigilance. Bien que la caféine augmente la vigilance chez les deux groupes d’âge, la spécificité de certaines modifications relevées à l’EEG suggère une augmentation de la sensibilité à la caféine selon l’âge. Il est possible qu’il existe des changements du système adénosinergique au cours du vieillissement qui sous-tendent les effets différentiels de la caféine au cours du vieillissement. / The availability and psychoactive properties of caffeine make it one of the most widely consumed behaviourally active substances in the world. The capacity of caffeine to increase vigilance relies on its antagonist action on adenosine receptors. Aging is associated with changes in the mechanisms regulating vigilance, possibly through changes in the adenosinergic system which could in turn affect eh influence of caffeine. While extensive research identified the impacts of caffeine on vigilance in young populations, few studies have investigated the effects in an older population. Two experimental protocols which can highlight the differential effects of caffeine according to age were elaborated. The first study estimated the effects of 200 mg of caffeine on vigilance, compared with a placebo, in young and middle-aged subjects during 25 hours of sleep deprivation. Caffeine increased subjective and psychomotor measures similarly in young and middle-aged subjects. However, modifications of the spectral power in some frequencies bands after caffeine ingestion were specific to the middle-aged group. The second study focused on the effects of 200 mg of caffeine on vigilance, compared with a placebo, in young and middle-aged light caffeine consumers. Caffeine did not increase subjective alertness in light consumers but enhanced psychomotor performance similarly in both age groups. Furthermore, caffeine affected waking EEG spectral power in specific frequencies bands in the middle-aged group only. In conclusion, these results suggest that caffeine enhance vigilance when basal level of alertness is either high or low. Furthermore, light consumers show effects of caffeine on subjective vigilance but not on objective measures. In spite of an increase of alertness in both age groups, some modifications found in the waking EEG of middle-aged subjects suggest a differential effect of caffeine depending on age. It is possible to hypothesize that changes in the adenosinergic system occur during aging and these changes could explain our results.

La littérature scientifique démontre clairement que la caféine altère la qualité du sommeil, mais des études avancent qu’une tolérance à la caféine peut être développée avec le temps. Par ailleurs, le sommeil change graduellement au cours du vieillissement, et il semble devenir plus sensible aux pressions externes et internes. Nous avons donc choisi de comparer les effets de 200 mg de caféine consommés en soirée, comparativement à un placébo, sur le sommeil de sujets jeunes et d’âge moyen, en fonction de leurs habitudes de consommation de caféine. Le groupe d’âge moyen a manifesté en condition caféine plus d’éveils nocturnes dans le dernier tiers de la nuit que le groupe de jeunes. De plus, la caféine a réduit la durée totale de sommeil et l’efficacité de sommeil de façon plus significative chez les consommateurs légers que chez les consommateurs modérés de caféine. Toutefois, une corrélation a été constatée entre ces derniers résultats et la concentration salivaire de caféine des sujets de chaque groupe, ce qui pourrait expliquer les différences d’effets constatées. D’autre part, la caféine a augmenté la latence au sommeil, le pourcentage de stade 1 et les éveils nocturnes pour tous les groupes, tout en réduisant l’efficacité de sommeil et la durée totale de sommeil. Aucune interaction significative ne fut constatée entre l’âge, les habitudes de consommation et les effets de la caféine sur le sommeil. Nous croyons donc que la caféine, conjointement aux habitudes de consommation chez les consommateurs modérés réguliers, mène à une tolérance partielle aux effets de cette substance, et que le sommeil, particulièrement vers la fin de la nuit, est plus vulnérable aux pressions chez les individus d’âge moyen. / Scientific literature clearly shows that caffeine impairs the quality of sleep, but studies suggest that tolerance to caffeine may be developed with time. In addition, sleep gradually changes during aging, and it seems to become more sensitive to external and internal challenges. We have therefore chosen to compare the effects of 200 mg of caffeine consumed in the evening, compared to a placebo, on sleep in young and middle-aged subjects, in relation to their caffeine consumption habits. Compared to the placebo condition, caffeine increased the duration of wakefulness in the last third of the night for middle-aged subjects only. Furthermore, caffeine also decreased total sleep time and sleep efficiency more significantly in light consumers than in moderate consumers, although a correlation between these results and salivary concentration differences was found, which might explain the differences in the effects noted. On the other hand, caffeine increased sleep latency, the percentage of time spent in stage 1 and wake after sleep onset for all groups, while reducing sleep efficiency and total sleep duration. No significant interaction was found between age, consumption habits and the effects of caffeine on sleep. We thus believe that the combination of consumption habits and caffeine leads to a partial tolerance to caffeine effects for moderate regular consumers, and that sleep, particularly towards the end of the night, is more vulnerable to challenges in middle-aged individuals.

Les voies d'endocytose chez l'amibe Dictyostelium discoideum ont été explorées en étudiant l'acidification des compartiments endocytaires et en caractérisant l'action de la caféine et de la cycloheximide, deux inhibiteurs qui ne modifient pas le métabolisme énergétique de la cellule.<br />Le dextran marqué par l'isothiocyanate de fluorescéine (FITC dextran) a été employé comme sonde de phase fluide. Dictyostelium montre une internalisation de fluide plus active dans un milieu nutritif que dans un milieu non nutritif. Dans les deux cas, une cinétique biphasique est observée avec une première phase linéaire en fonction du temps, suivie d'un plateau qui correspond à l'équilibre dynamique entre l'entrée et la sortie de fluide. Les cinétiques sont modélisables sur la base d'un compartiment endocytaire unique. L'activité pinocytaire diminue avec la température avec une énergie d'activation de 27 kcal/mol.<br />Le FITC dextran a été utilisé comme sonde de pH. Au plateau de pinocytose, le compartiment endosomal est à une valeur moyenne de pH 5,8 (+/- 0,2) qui est indépendante du pH extracellulaire. Les bases faibles et d'autres agents comme la monensine ou le carbonyl cyanide m-chloro phenylhydrazone, diminuent l'acidité du compartiment endosomal. La détermination du pH endosomal pendant les phases initiales (t<15 min) met en évidence un compartiment plus acide que le compartiment endosomal majeur. Le pH endosomal reste constant pendant l'engagement de la différenciation induite par une carence nutritionnelle. <br />La caféine inhibe de façon immédiate toutes les activités endocytaires chez l'amibe Dictyostelium : la pinocytose de phase fluide, la phagocytose et la sécrétion des enzymes lysosomales. La caféine est aussi un inhibiteur de la croissance axénique dans la même gamme de concentrations que celles qui inhibent l'endocytose. D'autres méthylxanthines, comme la théobromine, la théophylline ou la paraxanthine sont sans effet sur l'endocytose ou la croissance de Dictyostelium. L'hypothèse pour expliquer l'effet inhibiteur de la caféine est une perturbation de l'homéostasie du Ca2+ intracellulaire.<br />La cycloheximide est un inhibiteur de la synthèse protéique chez les eucaryotes. Après une phase de latence d'environ 10 minutes, la cycloheximide bloque toutes les activités endocytaires chez l'amibe Dictyostelium. D'autres inhibiteurs de la synthèse protéique des cellules eucaryotes qui possèdent des modes d'action et des structures différents, tels que l'anisomycine, l'émétine, la pactamycine et la puromycine inhibent aussi l'endocytose. L'hypothèse envisagée pour rendre compte de l'inhibition de l'endocytose par les inhibiteurs de la synthèse protéique fait intervenir des mécanismes de réponse au stress.

La grande disponibilité et les propriétés psychostimulantes de la caféine en font l’un des psychostimulants les plus consommés mondialement. Sa capacité à augmenter la vigilance serait reliée à son action antagoniste des récepteurs adénosinergiques. Le vieillissement s'accompagne de changements dans les mécanismes de régulation de la vigilance, y compris le système adénosinergique, qui pourraient moduler les effets de la caféine. Alors que plusieurs études ont investigué les impacts de la caféine sur la vigilance chez une population jeune, peu ont identifié les effets chez une population plus âgée. Deux protocoles expérimentaux pouvant distinguer les effets différentiels de la caféine selon l’âge ont été élaborés. La première étude a évalué les effets de 200 mg de caféine sur la vigilance, comparée à un placebo, chez une population jeune et d’âge moyen lors d’une privation de sommeil de 25 heures. L’augmentation de la vigilance subjective et de la performance psychomotrice suite à l’administration de caféine est comparable dans les deux groupes d’âge. Or, des modifications de la puissance spectrale de certaines bandes de fréquences de l’EEG d’éveil suite à l’administration de la caféine sont spécifiques au groupe d’âge moyen. Une deuxième étude a évalué les effets de 200 mg de caféine sur la vigilance, comparée à un placebo, chez des sujets jeunes et d’âge moyen consommateurs légers de caféine. La caféine n’a pas augmenté la vigilance subjective des consommateurs légers. Par ailleurs, la caféine a augmenté la performance psychomotrice de façon similaire dans les deux groupes d’âge. De plus, on remarque que la caféine induit des modifications de la puissance spectrale sur certaines bandes de fréquences à l’EEG chez le groupe d’âge moyen uniquement. Ces travaux suggèrent tout d’abord que la caféine tend à augmenter la vigilance, peu importe le niveau basal d’alerte. De plus, malgré l’absence d’effet subjectif de la caféine sur la vigilance, les consommateurs légers de caféine montrent des effets sur les mesures objectives de la vigilance. Bien que la caféine augmente la vigilance chez les deux groupes d’âge, la spécificité de certaines modifications relevées à l’EEG suggère une augmentation de la sensibilité à la caféine selon l’âge. Il est possible qu’il existe des changements du système adénosinergique au cours du vieillissement qui sous-tendent les effets différentiels de la caféine au cours du vieillissement. / The availability and psychoactive properties of caffeine make it one of the most widely consumed behaviourally active substances in the world. The capacity of caffeine to increase vigilance relies on its antagonist action on adenosine receptors. Aging is associated with changes in the mechanisms regulating vigilance, possibly through changes in the adenosinergic system which could in turn affect eh influence of caffeine. While extensive research identified the impacts of caffeine on vigilance in young populations, few studies have investigated the effects in an older population. Two experimental protocols which can highlight the differential effects of caffeine according to age were elaborated. The first study estimated the effects of 200 mg of caffeine on vigilance, compared with a placebo, in young and middle-aged subjects during 25 hours of sleep deprivation. Caffeine increased subjective and psychomotor measures similarly in young and middle-aged subjects. However, modifications of the spectral power in some frequencies bands after caffeine ingestion were specific to the middle-aged group. The second study focused on the effects of 200 mg of caffeine on vigilance, compared with a placebo, in young and middle-aged light caffeine consumers. Caffeine did not increase subjective alertness in light consumers but enhanced psychomotor performance similarly in both age groups. Furthermore, caffeine affected waking EEG spectral power in specific frequencies bands in the middle-aged group only. In conclusion, these results suggest that caffeine enhance vigilance when basal level of alertness is either high or low. Furthermore, light consumers show effects of caffeine on subjective vigilance but not on objective measures. In spite of an increase of alertness in both age groups, some modifications found in the waking EEG of middle-aged subjects suggest a differential effect of caffeine depending on age. It is possible to hypothesize that changes in the adenosinergic system occur during aging and these changes could explain our results.