Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 174-201. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 76-82. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité dans le monde, et un tiers de ces décès sont causés par la maladie coronaire et la rupture de plaques d'athérome vulnérables. L'altération hétérogène de la microcirculation coronaire est un phénomène précoce lié à de nombreux facteurs de risque cardiovasculaire qui peut fortement présager du développement ultérieur de la maladie coronaire, et conduire à l'apparition d'une hétérogénéité de la perfusion myocardique. La médecine nucléaire permet l'étude de la perfusion myocardique en routine clinique grâce à la réalisation de scintigraphies après injection d'un traceur radioactif du débit sanguin coronaire. L'analyse des images scintigraphiques de la perfusion permet actuellement le dépistage de l'ischémie myocardique, mais la capacité de la technique à mesurer l'hétérogénéité de la perfusion dans des zones apparemment normalement perfusées est inconnue. La première partie de cette thèse porte sur une étude clinique rétrospective visant à déterminer la faisabilité de la quantification de l'hétérogénéité de la perfusion du myocarde mesurée par tomographie d'émission monophotonique (TEMP) au Thallium-201 chez des patients diabétiques par rapport à des sujets sains. L'étude clinique a démontré la capacité du Thallium-201 en imagerie TEMP de routine à quantifier une hétérogénéité de la perfusion du myocarde plus importante chez des patients diabétiques par rapport à des individus normaux. La seconde partie de cette thèse teste l'hypothèse que l'hétérogénéité de la perfusion du myocarde pourrait être quantifiée en imagerie du petit animal TEMP au Thallium-201 et/ou au Technetium-99m-MIBI par une étude expérimentale chez deux modèles animaux de diabète, et serait en corrélation avec des altérations histologiques. L'absence de différence d'hétérogénéité de la perfusion myocardique entre les animaux diabétiques et contrôles suggère que les modèles animaux sont peu adaptés, ou que la technologie actuellement disponible ne semble pas satisfaisante pour obtenir des résultats similaires à l'étude clinique. / Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide, and third of these deaths are caused by coronary artery disease and rupture of vulnerable atherosclerotic plaques. The heterogeneous alteration of the coronary microcirculation is an early phenomenon associated with many cardiovascular risk factors that can strongly predict the subsequent development of coronary artery disease, and lead to the appearance of myocardial perfusion heterogeneity. Nuclear medicine allows the study of myocardial perfusion in clinical routine through scintigraphic scans performed after injection of a radioactive tracer of coronary blood flow. Analysis of scintigraphic perfusion images currently allows the detection of myocardial ischemia, but the ability of the technique to measure the perfusion heterogeneity in apparently normally perfused areas is unknown. The first part of this thesis focuses on a retrospective clinical study to determine the feasibility of myocardial perfusion heterogeneity quantification measured by Thallium-201 single photon emission computed tomography (SPECT) in diabetic patients compared with healthy subjects. The clinical study has demonstrated the ability of routine thallium-201 SPECT imaging to quantify greater myocardial perfusion heterogeneity in diabetic patients compared with normal subjects. The second part of this thesis tests the hypothesis that the myocardial perfusion heterogeneity could be quantified in small animal SPECT imaging by Thallium-201 and/or Technetium-99m-MIBI in an experimental study using two animal models of diabetes, and is correlated with histological changes. The lack of difference in myocardial perfusion heterogeneity between control and diabetic animals suggests that animal models are poorly suited, or that the technology currently available does not seem satisfactory to obtain similar results as the clinical study.

Introduction : Le diagnostic de cardiomyopathie hypertrophique (CMH) est difficile chez l’athlète. En effet, le remodelage physiologique induit par l’entraînement physique intense entraîne des modifications électriques et morphologiques qui peuvent mimer une cardiomyopathie. Or il est indispensable de poser le diagnostic de cardiomyopathie avec certitude chez un athlète. Ne pas contre-indiquer un athlète avec une cardiomyopathie l’expose à un risque de mort subite, mais poser un diagnostic par excès l’expose à de lourdes répercussions tant professionnelles que sociales. Méthodes : (1) Nous avons cherché à améliorer les critères ECG actuels de détection de cardiomyopathie chez l’athlète à partir d’une cohorte multicentrique d’athlètes et de CMH. (2) Nous avons cherché à déterminer quel bilan complémentaire réaliser en cas d’anomalie ECG par un suivi longitudinal d’athlètes avec ondes T négatives. (3) Nous avons essayé de mieux caractériser le phénotype des athlètes atteints de CMH par rapport aux CMH sédentaires dans une cohorte multicentrique. (4) Nous avons tenté de déterminer si l’utilisation des nouvelles techniques d’imagerie de déformation myocardique permettait d’améliorer la pertinence diagnostique et pronostique en cas de CMH dans une cohorte de CMH et d’athlètes rennais. Résultats : Nous avons proposé une nouvelle classification ECG permettant de mieux identifier les athlètes avec modifications ECG non pathologiques sans diminuer pour autant la capacité à détecter les CMH. En cas d’ondes T négatives chez l’athlète, nous avons démontré qu’il était indispensable de réaliser une IRM myocardique. En effet l’échocardiographie peut être prise en défaut dans près de 35% des cas. Néanmoins, les critères diagnostiques actuels de CMH peuvent être pris en défaut; en effet les athlètes avec une CMH ont un phénotype différent des CMH sédentaires avec une meilleure fonction systolique, notamment longitudinale, et diastolique. L’évaluation de la fonction longitudinale à l’effort et l’évaluation de la dispersion mécanique sont des paramètres qui semblent prometteurs en terme de diagnostic. En effet l’altération la fonction longitudinale semble être en lien avec la fibrose myocardique. L’échocardiographie d’effort, notamment la présence d’une insuffisance mitrale à l’effort, semble être un facteur pronostic important dans les CMH. Conclusions : les travaux réalisés ont permis de développer des outils pour mieux différencier une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG) pathologique d’une HVG physiologique mais également pour mieux caractériser cette HVG et déterminer avec plus de précision le pronostic des CMH . / Introduction: the diagnosis of hypertrophic cardiomyopathy (HCM) in athlete is difficult. Indeed, intense sports practice induces an electrical and morphological physiological remodeling which can be difficult to differentiate from the changes induced in pathology. However, it is essential to diagnose an athlete with a cardiomyopathy. Indeed, in case of underlying cardiomyopathy the athlete will be at risk of sudden cardiac death, but an excessive over diagnosis has strong professional and social consequences. Methods: (1) we have tried to improve the ECG criteria’s, which enable the differentiation between ECG changes induced by exercise and the ECG changes induced by an underlying cardiomyopathy. (2) We tried to define the best investigation algorithm in case of abnormal ECG changes in athletes. (3) We tried to improve the characterization of the phenotype of athletes with HCM as compared to sedentary HCM. (4) We tried to investigate if the use of new imaging technics, i.e. speckle tracking, might improve the diagnostic accuracy and enable a better prognostic evaluation in HCM. Results: We have proposed a new classification of ECG in athletes enabling to decrease the rate of false positive ECG in athletes without decreasing its diagnostic accuracy in HCM. In case of pathological T wave inversion (PTWI) in athletes, we demonstrated that a CMR is mandatory, as echocardiography missed a diagnosis of pathology in 35% of PTWI athletes. Nevertheless, the diagnosis of HCM with current criteria’s of HCM can be challenging. Indeed, HCM athletes have a different phenotype from HCM sedentary, with a better systolic and diastolic function; they also have a better longitudinal function. The assessment of longitudinal function during exercise and mechanical dispersion are promising tool for the diagnosis of HCM in athletes. Indeed, the alteration of longitudinal strain is related to myocardial fibrosis. Exercise echocardiography, i.e. exercise mitral insufficiency, seems to be a prognostic factor in HCM patients. Conclusions: Ours results enabled to develop tools which might help to better differentiate pathological and physiological left ventricular hypertrophy (LVH); but also to better characterize LVH and the prognosis in HCM patients.

Pas de résumé disponible / The work done in this thesis is related to the project 3DStrain the overall objective of which is to develop a generic framework for the parietal and regional tracking of the left ventricle and to adapt it the 3D + t cardiac imaging modalities used in clinical routine (3D ultrasound, SPECT, cine MRI). We worked on the parietal motion and myocardial deformation. We made the state-of-the-art on motion estimation approaches in general and on methods applied to imaging modalities in clinical practice to quantify myocardial deformation taking into account their specificities and limitations. We focused on tracking methods that optimize the similarity between the intensities between consecutive images of a sequence to estimate the spatial velocity field. They are based on the assumption of the invariance of image gray level (or optical flow) and regularization terms are used to solve the aperture problem. We proposed a regularization term well suited to physical and physiological properties of myocardial motion. The advantage of the proposed approach relies on its flexibility to estimate the dense field of myocardial motion on image sequences over the cardiac cycle. Motion is estimated while preserving myocardial wall discontinuities. However, the data similarity term used in our method is based only on the intensity of the image. It properly estimates the displacement field especially in the radial direction as the movement of circumferential twist is hardly visible on cine MRI in short axis view, the data we used for performing the experiments. To make the estimation more robust, we proposed a dynamic evolution model for the cardiac contraction and relaxation to introduce the temporal constraint ofthe dynamics of the heart. This model helps to estimate not only the dense field of myocardial displacement, but also other parameters of myocardial contractility (the contraction phase and asymmetry between systole and diastole) in variational data assimilation formalism. Automatic estimation of deformation and myocardial contractibility (the strain, phase and asymmetry) was validated against the cardiological and radiological expertise (Dr Elisabeth Coupez and Dr Lucie Cassagnes, CHU Clermont-Ferrand) through semi-quantitative scores of contraction called Wall Motion Score (WMS) and Wall Thickening Index (WTI). The proposed method provides promising results for both motion estimation results and the diagnosis indices for evaluation of myocardial dyskinesia. In order to gain in robustness and accuracy, it is necessary to perform the measurement of strain and indices of myocardial contraction precisely inside endocardial and epicardial walls. Therefore, we conducted a collaborative work with Kevin Bianchi, another PhD student on the project 3DStrain and we proposed a method of coupling of myocardial segmentation by deformable models and estimation of myocardial motion in a variational data assimilation framework.

Dans le cadre du développement d’une stratégie clinique de diminution de l’invasivité de l’acte de Chirurgie cardiaque, axée à la fois sur la réduction du traumatisme de la paroi thoracique, de l’ischémie myocardique peropératoire, et de l’agressivité de la CEC, une étude prospective randomisée a été réalisée pour comparer l’impact sur le métabolisme myocardique en peropératoire de l’utilisation de la cardioplégie cristalloïde Custodiol® versus la solution de cardioplégie de St Thomas au cours de la chirurgie coronarienne. L’objectif de cette étude est de comparer les modifications periopératoire de la concentration dans l’espace interstitiel de lactate, pyruvate, glycérol et glucose dans les deux groupes de cardioplégie et ceci depuis le déclampage jusqu'à 24h en post-opératoire. Matériels et méthodes. Vingt-huit patients ont pu être inclus dans l’étude. Le monitorage a été pratiqué avec la technique de microdialyse (cathéter CMA 70, Analyseur CMA 600, CMA Microdialysis,Sweden), avec une mesure toutes les 10 minutes pendant le temps du clampage et la première heure post déclampage, puis toutes les heures, des concentrations interstitielles des métabolites. Les concentrations plasmatiques des troponines à la sortie du bloc opératoire et à H +12 ont été également évaluées dans les deux groupes. Résultats : Des 28 patients inclus et randomisés, 22 ont pu bénéficier d’un monitorage complet (12 pour le groupe Custodiol® et 10 pour le groupe St Thomas). Six ont été exclus pour des raisons techniques (1 arrachement, 3 plicatures, 1 chute du cathéter et 1 dysfonctionnement de l’analyseur). Une analyse comparative entre les patients inclus et exclus de l’étude ne montre pas de différences significatives pour les facteurs de risque cardiovasculaires, la FEVG, l’âge, le genre. Les valeurs moyennes des concentrations +/- écart type de lactate, pyruvate, glucose et glycérol au déclampage (T0,) sont les suivants : groupe Custodiol® : 2.77+/-1.81 mmol l-1 ; 13.74+/-20.87 μmol l-1 ; 0.46+/-0.84 mmol l-1 ; 196.99+/-122.22 mmol l-1 ; groupe St Thomas : 0.89+/-0.64 mmol l-1 ; 6.49+/-9.10 μmol l-1 ; 0.19+/-0.18 mmol l-1 ; 73.17+/-72.11 mmol l-1. Les temps de CEC et de clampage ont été respectivement dans le groupe Custodiol® de : 94.2+/-14 min et 59.8+/-15 min, et, dans le groupe St Thomas de 82.6+/-15.9 min et 55.8+/-16.29 et min (p=ns). Les concentrations post-opératoires en troponine T (sortie de bloc et H+12) ont été respectivement de 2.8+/-1.8 et 7.4+/-5.3 μmol/L pour le groupe Custodiol® et de 3.3+/-4.0 et 5.0+/-3.6 μmol/L (p=ns) pour le groupe Saint Thomas. Aucun évènement clinique ou électrocardiographique n’a eu lieu en post opératoire dans les deux groupes. Conclusion. Le monitorage de l’état redox myocardique interstitiel a été possible dans les deux groupes de façon sûre et efficace et a permis de déceler des variations des concentrations en métabolites dans les deux groupes en l’absence d’évènements cliniques. Les résultats de ces analyses retrouvent, au déclampage, des concentrations significativement plus hautes de lactate et glycérol dans le groupe Custodiol®. Ces différences s’effacent rapidement pendant la phase de reperfusion avec une tendance (non significative) à une concentration de lactates plus basse dans le groupe de patients du groupe Custodiol®. Des études multicentriques ciblées sur des clampages longs supérieurs à 90 min nous semblent nécessaires pour définir si une différence à la fois métabolique et clinique peut exister entre les différentes solutions de protection cardiaque / In our unit, the challenge is to develop a clinical strategy of reduction of the invasiveness of the “On pump procedure” of cardiac surgery: that means a reduction of the chest wall trauma, of the cross clamping perioperative myocardial ischemia, and of the invasiveness of the extra-corporeal circulation. In this background, we organized a randomized perspective study in order to assess the impact of the perioperative myocardial redox metabolism during the on pump coronary surgery protected with Custodiol® versus St Thomas crystalloid cardioplegias. Objectives: To assess the presence and the severity of the perioperative myocardial ischemia in the Custodiol® versus St Thomas group, defined as the interstitial myocardial concentrations of lactate, pyruvate, glycerol and glucose, at the time of the removal of the aortic clamp. Materials and methods : Twenty height patients could be enrolled in the study and were randomized in the Custodiol® and in the St-Thomas group. Monitoring was assessed with the technique of the cardiac microdialysis (CMA 70 probe, CMA 600 analyzer, CMA Microdialysis, Sweden), by dosing every ten minutes during the aortic cross clamping period and every hour out of the operating room, up to 24 hours, the interstitial myocardial concentrations of Lactate, pyruvate, glycerol and glucose. The Lactate/pyruvate ratio and glucose/lactate ratios and 12 hours post-operative troponin plasmatic concentrations were also assessed. Statistical analysis comparing the Custodiol® versus ST Thomas group were performed via a t-test. Results: Out of the 28 enrolled patients, twenty-two (12 of the Custodiol® group and 10 of the St Thomas group) could be successfully monitored with the microdialysis technique. Six were excluded because of technical reasons (one intempestive ablation, 3 iatrogenic plication of the tube, 1 felled out of the table, one due to a dysfunction of the analyzer). The comparative analysis between included and excluded patients did not prove any statistical result in terms of cardiovascular risk factors, EF, age and gender. At declamping time (T0), mean values of concentrations of lactate, pyruvate, glucose and glycerol were the following: Custodiol® group: 2.77+-1.81 mmol l-1;13.74+-20.87 μmol l-1;0.46+-0. mmol l-1;196.99+-122.22 mmol l-1 ; St Thomas : 0.89+-0.64 mmol l-1 ; 6.49+-9.10 μmol l-1; 0.19+-0.18 mmol l-1; 73.17+-72.11 mmol l-1. Cross clamping and CPB times were respectively 94.2+/-14 et 59.8+/-15 min (Custodiol®), and 82.6+/-15.9 et 55.8+/-16.29 et minutes (St-Thomas) (p=ns) . Post operative plasmatic levels of Troponin (arrival in the ICU and 12 H+12) were respectively de 2.8+/-1.8 and 7.4+/-5.3 (pour le groupe Custodiol®) et de 3.3+/-4.0 et 5.0+/-3.6 μmol/L (Saint Thomas) (ns). Conclusion: Monitoring of the interstitial myocardial redox state was safely possible in both groups and allowed to assess metabolic different findings in the two cardioprotective methods that were not enhanced by perioperative clinical ischemic events. Microdialysis assessed, at the time of aorta declamping, significantly higher concentrations of lactate and Glycerol in the Custodiol® group. That difference regressed during the reperfusion phase with a tendency for a lower lactate level in the Custodiol® group. Multicentric studies focused on cross clamping time longer than 90 minutes seem necessary to enhance metabolic interstitial and clinical superiority between cardioprotective solutions

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'effet bénéfique de la reperfusion du tissu myocardique ischémique est atténué par des phénomènes délétères, appelés lésions de reperfusion, se produisant durant cette période. En intervenant avec des agents pharmacologiques, il est possible de réduire ces lésions ainsi que la taille de l'infarctus. Parmi ces différents agents, les agonistes des récepteurs AZA de l'adénosine (AZAR) se sont avérés efficaces à engendrer cette protection. Toutefois les mécanismes intracellulaires sous-jacents à cette cardioprotection demeurent encore inconnus. Il a été observé que la modulation de l'activité de la phosphoinositide 3- kinase (PI3-K) et de la p38 « mitogen-activated protein kinase » (MAPK) influence la taille de l'infarctus reperfusé. Pour mieux comprendre les voies intracellulaires impliquées dans ces phénomènes de protection post-ischémique lors de la stimulation des Â2ARs, nous avons mesuré l'activité de la PI3-K et de la p38 MAPK dans un modèle d'infarctus du myocarde chez le lapin anesthésié (30 minutes d'ischémie et cinq heures de reperfusion). Trois groupes ont été constitués : l) groupe témoin, 2) groupe recevant un agoniste sélectif des Â2ARs, le CGS 21680 (0,2 /xg/kg/min), cinq minutes avant le début de la reperfusion et ce, pour 120 minutes (groupe précoce) et 3) groupe recevant l'agoniste cinq minutes après le début de la reperfusion (groupe tardif). Une réduction significative de la taille de l'infarctus, lorsque exprimée en pourcentage de la zone à risque, a été observée dans le groupe traité de façon précoce (25,7 ± 5,3 %) par rapport aux groupes témoin (46,5 ± 5,3 %) et traité tardivement (38,2 ± 6,2 %). L'activité de la p38 MAPK, mesurée par immunodétection (« Western Blot »), était significativement diminuée au niveau du susendocarde ischémique pour les deux groupes traités par rapport au groupe témoin. L'activité de la PI3-K, mesurée par phosphorylation in vitro, était quant à elle augmentée significativement uniquement dans le groupe traité de façon précoce. Ces résultats indiquent que la stimulation des A2aRs avant le début de la reperfusion permet de réduire la taille de l'infarctus. Cette diminution des dommages myocardiques est associée à une augmentation de l'activité de la PI3-K dans le susendocarde. L'inhibition de la p38 MAPK n'est toutefois pas suffisante pour induire une cardioprotection significative.

L'objectif de la présente thèse était d'examiner dans une large population non sélectionnée au Québec, l'impact du diabète sur la mortalité suite à une hospitalisation pour un premier infarctus aigu du myocarde (IAM) survenue dans des centres hospitaliers de la province de Québec entre 1995 et 2001. La réalisation de ce projet de thèse s'est basée sur le jumelage de trois bases de données médico-administratives, soit 1) le fichier québécois des hospitalisations, 2) le registre des décès et 3) la base de données du Programme québécois de surveillance du diabète. L'analyse des données a permis dans un premier temps de mettre en évidence l'influence du diabète dans l'augmentation de la mortalité à long terme chez les groupes les plus à risque, en l'occurrence les jeunes femmes âgées de moins de 65 ans, chez qui, le risque de mortalité à cinq ans était 1,5 fois plus élevé que chez les hommes diabétiques et 3 fois plus élevé que chez les femmes non diabétiques de même tranche d'âge, et ce, indépendamment des facteurs sociodémographiques, des co-morbidités, des complications hospitalières et du traitement invasif par revascularisation reçu pendant le séjour hospitalier. Dans un deuxième temps, nous avons examiné l'évolution temporelle dans la létalité hospitalière et à 1 an suite à l'admission pour IAM et dans le recours à la revascularisation (pontage coronarien et angioplastie) chez les patients diabétiques et non diabétiques. Les résultats de cette étude descriptive ont démontré une augmentation significative dans le recours à la revascularisation chez les patients diabétiques durant la période de l'étude. Cette amélioration était accompagnée d'un déclin significatif dans la létalité, similaire à la population non diabétique. Par ailleurs, malgré cette baisse significative de la létalité, le risque de mortalité à 1 an demeure toutefois 1,21 fois plus élevé chez les diabétiques que chez les non diabétiques, et ce même après ajustement pour les caractéristiques des patients et les co-morbidités. Par la suite, nous avons démontré que cette baisse de mortalité chez la population diabétique était restreinte aux groupes appartenant à une classe socio-économique favorisée. Chez les plus démunis, matériellement et socialement, la létalité est demeurée relativement stable dans le temps. Enfin, les résultats de l'étude de validation de la définition de cas de diabète utilisée dans la présente thèse ont démontré que la définition de cas de diabète est associée à une sensibilité de 94,6% et à une valeur prédictive positive de 87,9%. Ces résultats indiquent que les bases de données administratives constituent une source valide et fiable pour identifier l'ensemble de la population diagnostiquée diabétique au Québec.

Partie I : Objectifs. Ce travail propose une étude anatomique du coeur de porc afin d’élaborer des recommandations pour la réalisation d’une chirurgie cardiaque expérimentale. Matériels et méthodes. 16 porcs ont été étudiés. Le réseau coronaire artériel a été étudié chirurgicalement (n=13) et angiographiquement (n=10). Le réseau veineux coronaire a été analysé par dissections anatomiques (n=13) et injections rétrogrades de bleu de méthylène via le sinus coronaire (n=8). Résultats. Le positionnement intrapéricardique spécifique du coeur de porc, limite l’accès à l’aorte ascendante et à l’oreillette droite et nécessite des précautions particulières pour la réalisation d’une sternotomie et d’une canulation de l’aorte ascendante avec cardioplégie antérograde par la racine de l’aorte. Le réseau coronaire artériel est comparable au réseau humain (réseau droit dominant: 70%). Le sinus coronaire reçoit 4 afférences contre 3 chez l’homme. L’étude de la distribution de surface du réseau veineux nécessite la ligature préalable de la veine azygos gauche et confirme une asymétrie de perfusion au détriment du VD. La paroi antérieure du VD étant drainée par des petites veines cardiaques indépendantes du sinus coronaire. Conclusions. La connaissance des spécificités anatomiques cardiaques du porc a permis d’établir des recommandations pour la réalisation du modèle d’autorétroperfusion myocardique et plus largement de procédures chirurgicales cardiaques expérimentales sécurisées. Partie II : Objectifs. La perfusion rétrograde dans le sinus coronaire est utilisée pour la diffusion d’une solution de cardioplégie. Nous avons développé un modèle porcin d’autorétroperfusion myocardique à coeur battant (SMR) utilisant le réseau veineux coronaire pour assurer l’oxygénation du myocarde ventriculaire gauche. Ce modèle nous a permis d’évaluer les réponses hémodynamiques et cardiaques induites par SMR avant et après occlusion de l’artère IVA. Matériels et Méthodes. Une dérivation entre l’aorte ascendante et le sinus coronaire a été mise en place pour assurer une perfusion rétrograde sélective de la grande veine coronaire en sang oxygéné (SMR). Un groupe Contrôle (n=6) a permis de collecter des données physiologiques de référence et un groupe SMR (n=6) a été spécifiquement dédié à l’évaluation du concept d’autorétroperfusion myocardique après occlusion de l’artère IVA pendant au moins 240 minutes. Le débit cardiaque (CO), la pression maximale intra-VG (Pmax in-LV), le volume éjecté (SV), la fraction d’éjection ventriculaire gauche (FEVG), la durée diastolique (DD), la fréquence cardiaque (HR) et la pression artérielle systémique ont été monitorés en continu durant la période d’autorétroperfusion au moyen d’un cathéter de conductance type Millar® avant et après occlusion de l’IVA. La qualité de la perfusion systémique périphérique a été évaluée par l’analyse de la microcirculation sublinguale. En fin de procédure, les coeurs étaient prélevés pour une analyse histologique. Résultats. L’évaluation échographique de la FEVG était biaisée par la sternotomie alors que celle réalisée par le cathéter de conductance ne l’était pas. Le débit cardiaque après sternotomie a chuté en moyenne de 7.51% (P < 0.05). L’autorétroperfusion avec artère IVA perméable a généré des effets inotropes positifs, caractérisés par une augmentation du CO, du SV, de la Pmax in-LV et de la FEVG (P <0.0001). Après occlusion de l’IVA, l’autorétroperfusion a assuré, durant 240 minutes, une oxygénation myocardique et une compensation hémodynamique garantissant la préservation de la perfusion périphérique. L’analyse histologique a confirmé l’absence d’infarctus myocardique. Conclusions. L’autorétroperfusion myocardique a confirmé des propriétés inotropes positives et protectrices contre l’ischémie ouvrant des perspectives d’applications intéressantes / Part I: Objectives. This work reports an anatomic study of swine heart in order to produce technical recommendations and achieve successful experimental cardiac surgical procedures. Methods. 16 swines were studied. Coronary artery vessels were surgically (n=13) and angiographically (n=10) assessed. Coronary venous vessels were studied by anatomic dissections (n=13) and retrograde injection of methylene blue through the coronary sinus (n=8). Results. Specific pericardial positioning of swine heart dramatically differs from human heart resulting in a limited access to ascending aorta and right atrium, requiring surgical precautions to perform a safe sternotomy and canulation of ascending aorta with an antegrade cardioplegia. Arterial coronary pattern is similar to that of humans (right dominant supply: 70%). Pig coronary sinus receives 4 main branches vs 3 in human sinus. Preliminary ligation of the left azygos vein is required to visualize the surface distribution of methylene blue within the venous vessels, thereby confirming an optimized perfusion of the left ventricle whereas the right ventricle remains poorly perfused. This asymmetry of perfusion results from a specific venous drainage of the right ventricle through small cardiac veins disconnected from coronary sinus. Conclusions. Anatomic knowledge of swine heart validated surgical guidelines for designing the model of self-myocardial retroperfusion and safely performing experimental cardiac surgical procedures. Part II: Background. Retrograde perfusion into the coronary sinus is used to deliver cardioplegia. We developed an in-vivo porcine beating-heart model of self-myocardial retroperfusion (SMR) using the venous route to supply myocardial oxygenation and sought to assess hemodynamic and cardiac responses triggered by SMR before and after a prolonged occlusion of the LAD.Methods. A bypass-line between the ascending aorta and the coronary sinus was made to perform a selective retrograde perfusion of the great cardiac vein with oxygenated blood (SMR). A Control group (n=6) was assigned to collect baseline data, and an SMR group (n=6) was dedicated to undergo SMR with occlusion of LAD for 240 minutes. Cardiac output (CO), maximal pressure in the LV (Pmax in-LV), stroke volume (SV), left ventricular ejection fraction (LVEF), diastolic durations, heart rate, and arterial systemic pressure were evaluated with conductance catheters for the following periods: basal (before SMR), SMR with patent LAD, and SMR with occluded LAD. In order to assess peripheral perfusion, patterns of sublingual microcirculation were analyzed. At the end of the procedures, the hearts were harvested for histology. Results. Echographic LVEF evaluation was affected by sternotomy, but conductance catheter evaluation was not. Following pericardiotomy, CO decreased by 7.51% (P < 0.05). SMR with patent LAD showed inotropic properties with improvements in CO, SV, Pmax in-LV and LVEF (P < 0.0001). Following LAD occlusion, SMR supplied myocardial oxygenation with hemodynamic compensation and preserved the peripheral perfusion. Histology confirmed no signs of infarct. Conclusions. SMR showed capacities to produce inotropic effects and protect against ischemia, opening interesting potential applications

Le syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est connu pour être un facteur de risque indépendant de l'insuffisance coronarienne aiguë. Chez le rat, l'hypoxie intermittente (HI) aiguë ou chronique augmente la sensibilité du cœur à l'infarctus. En effet, l'exposition à l'HI (FiO2 5%) de 4 h ou de 14 jours aggrave les lésions myocardiques induites par une ischémie-reperfusion (I/R). Le but de ce travail est de déterminer si des agents connus pour leurs propriétés anti-ischémiques peuvent prévenir les conséquences cardiovasculaires délétères de l'HI chez le rat. Ainsi les effets de l'érythropoïétine (EPO), la trimétazidine (TMZ), le tempol et la mélatonine sur la cardiosensiblisation induite par l'HI ont été étudiés. L'administration d'EPO exogène immédiatement avant ou après une I/R empêche l'aggravation de l'infarctus induite par l'IH aiguë dans le cœur isolé de rat. Le tempol et la mélatonine préviennent également les effets délétères de l'HI via leurs propriétés antioxydantes. L'administration concomitante à une HI chronique de 14 jours de l'un de ces agents permet de réduire significativement l'aggravation de l'infarctus et l'élévation de la pression artérielle moyenne. De plus, le traitement par le tempol abolit la génération d'ion superoxyde (O2.-) et la surexpression de la sous-unité p47-phox de la NADPH oxydase, suggérant le rôle du stress oxydant dans les effets cardiovasculaires délétères de l'HI chez le rat. En revanche, la trimétazidine administrée durant les 14 jours d'HI n'a pas d'effet significatif, suggérant que l'action anti-ischémique de la TMZ ne peut compenser les effets de l'HI. Des études complémentaires sont nécessaires pour explorer les mécanismes impliqués dans la cardiosensibilisation et en particulier le rôle exact du stress oxydant. Ainsi, de nouvelles perspectives cliniques et thérapeutiques basées sur ces études pourraient être envisagées dans le SAOS.