Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L'addiction correspond à un désordre psychobiologique caractérisé par une tendance chronique à la rechute, et implique des processus d'ordre motivationnels et émotionnels qui mettent en jeu des phénomènes d'apprentissage et de mémoire affective. Chez le toxicomane abstinent, la présentation de situations environnementales précédemment associées à l'expérience du sevrage des opiacés est capable d'induire un intense désir pour la drogue (craving), et il a été proposé que ces stimuli conditionnés pourraient précipiter la rechute en réactivant les circuits neuronaux qui sont mis en jeu de manière inconditionnée par le sevrage. Dans ce contexte, nous avons entrepris la caractérisation de la composante motivationnelle du sevrage des opiacés en utilisant des modèles comportementaux (sevrage précipité par des faibles doses de naloxone chez le rat morphino-dépendant, réexposition à des stimuli environnementaux précédemment associés au sevrage dans un modèle d'aversion de place conditionnée) qui permettent d'évaluer les propriétés aversives et motivationnelles du sevrage, aussi bien sur le versant inconditionné que conditionné. Nous avons ainsi recherché les substrats neurobiologiques impliqués dans ces phénomènes en traçant de manière extensive les circuits neuronaux recrutés, en terme de localisation et de populations neuronales, par une approche de neuroanatomie fonctionnelle utilisant la détection du marqueur de réactivité neuronale c-fos par hybridation in situ. D'une manière générale, nos résultats montrent que les substrats neuronaux sous-jacents à la composante motivationnelle du sevrage – qui incluent en particulier les structures de l'extended amygdala (noyau accumbens partie médiale shell, noyau du lit de la strie terminale et noyau central de l'amygdale) et les régions limbiques qui lui sont associées (noyau basolatéral de l'amygdale, hippocampe, septum latéral et aire tegmentale ventrale) – peuvent être dissociés d'un ensemble d'autres régions cérébrales qui sont en revanche impliquées dans l'expression de la symptomatologie somatique du sevrage. Au niveau de l'aire tegmentale ventrale (VTA), notre analyse phénotypique des neurones recrutés au cours du sevrage précipité par la naloxone (situation inconditionnée) et lors de la présentation de stimuli environnementaux associés au sevrage (situation conditionnée) montre une induction massive dans la population des interneurones GABAergiques. Bien qu'une telle activité GABAergique est supposée être capable d'inhiber en grande partie les neurones dopaminergiques, nous montrons également qu'une sous-population de neurones dopaminergiques de la VTA (environ 15%) est activée dans ces deux situations. Au niveau de l'amygdale, nos résultats montrent l'existence d'une double dissociation anatomique et fonctionnelle dans la réponse globale des noyaux central (CeA) et basolatéral (BlA) en terme d'expression de c-fos entre les situations inconditionnée et conditionnée. Dans le BlA, bien que le sevrage précipité par la naloxone induise une diminution de l'activité de la majorité des neurones efférents glutamatergiques, une sous-population de ces neurones montre une intense induction de l'ARNm c-fos. La réexposition aux stimuli conditionnés au sevrage provoque quant à elle une intense activation dans de nombreux neurones glutamatergiques du BlA. Dans les neurones GABAergiques du CeA, les réponses c-fos sont opposées aux réponses globales du BlA, puisque l'expression de c-fos dans ces neurones est augmentée dans la situation inconditionnée, alors qu'elle est diminuée dans la situation conditionnée. Nous proposons que le pattern d'expression de c-fos que nous détectons dans l'ensemble de ces structures limbiques pourrait refléter 1/ la mise en place de processus d'apprentissage associatif permettant d'encoder la valeur affective et motivationnelle des stimuli environnementaux associés au sevrage de la morphine, dans la situation inconditionnée, et 2/ le rappel et l'expression des associations mémorisées au cours du conditionnement, dans la situation conditionnée (mémoire du sevrage). Ainsi, sur la base de l'ensemble de nos résultats et de nombreuses données de la littérature, nous proposons un modèle fonctionnel pour la formation et le rappel de la mémoire du sevrage des opiacés.

Les diarrhées post-sevrages causées par des infections à Escherichia coli entérotoxinogène positif pour le fimbriae F4 (ETEC F4), entraînent des pertes économiques importantes chez les producteurs de porc. Depuis quelques années, l’utilisation de probiotiques, comme additif alimentaire pour prévenir ce type d’infection entérique et réduire les traitements aux antimicrobiens, suscite un intérêt grandissant en production porcine. Le but du présent travail est de déterminer l’influence de l’administration des probiotiques Pediococcus acidilactici (PA) et Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB) sur la colonisation et l’attachement des ETEC F4, l’accumulation de fluide intestinal et l’expression de cytokines dans l’iléon de porcelets sevrés. Dès la naissance, différentes portées de porcelets ont été affectées aux traitements suivants : PA, SCB, PA + SCB, témoin et témoin avec antibiotiques (ATB). Une dose quotidienne de probiotiques (1 × 109 UFC) a été administrée aux porcelets des groupes probiotiques durant la lactation et après le sevrage. Sept jours après le sevrage, à 28 jours d’âge, des porcelets positifs pour le récepteur intestinal spécifique pour F4 ont été infectés oralement avec une souche ETEC F4. Les porcelets ont été euthanasiés 24 heures après l’infection (jour 29) et différents échantillons intestinaux ont été prélevés. Chez les porcelets recevant des probiotiques, l’attachement des ETEC F4 à la muqueuse iléale était significativement diminué chez les groupes PA ou SCB en comparaison avec le groupe ATB. Finalement, l’expression de cytokines intestinales était plus élevée chez les porcs du groupe PA + SCB en comparaison avec les porcelets témoins. En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que l’administration de probiotiques pourrait être une alternative pour limiter les infections à ETEC F4 chez le porc. / Postweaning diarrhea (PWD) associated with F4-positive enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC F4) causes important economic losses in swine production. Since a couple of years, the use of probiotics as feed additives to prevent such enteric infections and reduce the use of antimicrobial treatments, has gained in interest. The aim of the present study is to evaluate the effects of Pediococcus acidilactici (PA) and Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB), on ETEC F4 colonization and attachment, accumulation of intestinal fluid and cytokines expression in weaned pig’s ileum. At birth, different litters of pigs were allocated to the following treatments: PA, SCB, PA + SCB, control (CTRL) and control with antibiotics (ATB). Probiotics (1 × 109 CFU) were administered daily to probiotics group during the lactation period and after weaning. One week after weaning, at 28 days of age, all F4-receptor-positive pigs were orally challenged with an ETEC F4 strain. Pigs were slaughter 24 hours later (day 29) and different intestinal samples were collected. In pigs treated with PA or SCB, the attachment of ETEC F4 to the ileal mucosa was significantly reduced in comparison with the ATB group. Finally, intestinal cytokines were upregulated in PA + SCB group in comparison with the CTRL group. In conclusion, these results suggest that administration of probiotics could be an alternative to attenuate ETEC F4 infection in pigs.

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Les diarrhées post-sevrages causées par des infections à Escherichia coli entérotoxinogène positif pour le fimbriae F4 (ETEC F4), entraînent des pertes économiques importantes chez les producteurs de porc. Depuis quelques années, l’utilisation de probiotiques, comme additif alimentaire pour prévenir ce type d’infection entérique et réduire les traitements aux antimicrobiens, suscite un intérêt grandissant en production porcine. Le but du présent travail est de déterminer l’influence de l’administration des probiotiques Pediococcus acidilactici (PA) et Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB) sur la colonisation et l’attachement des ETEC F4, l’accumulation de fluide intestinal et l’expression de cytokines dans l’iléon de porcelets sevrés. Dès la naissance, différentes portées de porcelets ont été affectées aux traitements suivants : PA, SCB, PA + SCB, témoin et témoin avec antibiotiques (ATB). Une dose quotidienne de probiotiques (1 × 109 UFC) a été administrée aux porcelets des groupes probiotiques durant la lactation et après le sevrage. Sept jours après le sevrage, à 28 jours d’âge, des porcelets positifs pour le récepteur intestinal spécifique pour F4 ont été infectés oralement avec une souche ETEC F4. Les porcelets ont été euthanasiés 24 heures après l’infection (jour 29) et différents échantillons intestinaux ont été prélevés. Chez les porcelets recevant des probiotiques, l’attachement des ETEC F4 à la muqueuse iléale était significativement diminué chez les groupes PA ou SCB en comparaison avec le groupe ATB. Finalement, l’expression de cytokines intestinales était plus élevée chez les porcs du groupe PA + SCB en comparaison avec les porcelets témoins. En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que l’administration de probiotiques pourrait être une alternative pour limiter les infections à ETEC F4 chez le porc. / Postweaning diarrhea (PWD) associated with F4-positive enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC F4) causes important economic losses in swine production. Since a couple of years, the use of probiotics as feed additives to prevent such enteric infections and reduce the use of antimicrobial treatments, has gained in interest. The aim of the present study is to evaluate the effects of Pediococcus acidilactici (PA) and Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB), on ETEC F4 colonization and attachment, accumulation of intestinal fluid and cytokines expression in weaned pig’s ileum. At birth, different litters of pigs were allocated to the following treatments: PA, SCB, PA + SCB, control (CTRL) and control with antibiotics (ATB). Probiotics (1 × 109 CFU) were administered daily to probiotics group during the lactation period and after weaning. One week after weaning, at 28 days of age, all F4-receptor-positive pigs were orally challenged with an ETEC F4 strain. Pigs were slaughter 24 hours later (day 29) and different intestinal samples were collected. In pigs treated with PA or SCB, the attachment of ETEC F4 to the ileal mucosa was significantly reduced in comparison with the ATB group. Finally, intestinal cytokines were upregulated in PA + SCB group in comparison with the CTRL group. In conclusion, these results suggest that administration of probiotics could be an alternative to attenuate ETEC F4 infection in pigs.

La prise illicite de drogues opiacées est un problème majeur de santé publique dans le monde. L’apparition du syndrome de sevrage aux opiacés (SAO) suite à l’arrêt de prise d’opiacés est considérée comme élément clef dans la vulnérabilité associée à la rechute de prise d’opiacés. En effet le syndrome de SAO est caractérisé par des altérations comportementales et neurobiologiques en réponse au stress qui sont déterminantes dans le phénomène de dépendance aux opiacés. Le système corticotropin-releasing factor (CRF) est un coordinateur central des circuits de réponse au stress par l’intermédiaire de ses deux récepteurs le: CRF1 et CRF2. L’objectif de cette thèse est de déterminer le rôle du récepteur CRF2 dans l’apparition des états affectifs négatifs et des désordres motivationnels impliqués dans la rechute de la consommation de drogues opioïdes lors du SAO.Nous avons démontré par une série d’expériences conduite chez des souris invalidées au récepteur CRF2 (CRF2-/-), que la délétion génétique du récepteur CRF2-/- éliminait les états dysphoriques ainsi que les altérations moléculaires induites par le SAO sans détériorer les réponses neuroendocriniennes qui sont primordiales lors des adaptations aux stress associées au sevrage. De surcroît, nous avons trouvé que les souris CRF2-/- entrainées dans une procédure de tâche opérante dirigée vers l’obtention d’une nourriture palatable, montraient une diminution des troubles motivationnels induits par le SAO. Plusieurs rapports montrent que chez l’Homme, les évènements stressants apparaissant lors d’une période de sevrage provoquent une rechute de la consommation d’alcool ou de drogues. Nous avons développé un modèle murin qui montrait un rétablissement de recherche de nourriture palatable suite à une procédure de stress appliquée pendant une période de SAO. Par ailleurs, nous avons observé un dimorphisme sexuel du rôle du récepteur CRF2 dans le rétablissement de recherche de nourriture palatable, suite au stress, longtemps après un SAO.Les résultats de ce travail de thèse nous permettent de mettre en avant le récepteur CRF2 comme possible cible thérapeutique dans le traitement de la dépendance aux opiacés. / Opiate illicit use represents one of the most severe sanitary problems throughout the world. Among humans, the emergence of the opiate withdrawal (OW) syndrome after cessation of opiate intake is considered as one of the key motivational elements that lead to the vulnerability to opiates relapse. Therefore, the OW is characterized by a various alterations of the behavioral and neurobiological homeostasis responses to stress which are determinants in opiate dependence. The Corticotropin-releasing factor (CRF) system is the major coordinator of stress-responsive circuitry. Through its two receptors CRF1 and CRF2, the CRF system has recently emerged as major contributor in the development of components of the OW syndrome. The aim of this thesis is to determine the role of CRF2 receptor in the negative affective states and motivational disorders implicated in opiate relapse during OW.Behavioral and biological experiments were conducted in CRF2 receptor-deficient mice (CRF2-/-). We reported that genetic deletion of the CRF2 receptor eliminates dysphoria and molecular alterations elicited by OW without impairing brain, neuroendocrine and autonomic stress-coping responses to withdrawal. Using behavioral approaches of operant responding to highly palatable food (HPF) we found that CRF2-/- reduces motivational disorders induced by intermittent morphine injections and withdrawal. Finally, we described a mouse model of stress-induced food reinstatement seeking behavior during prolonged OW. Furthermore, we reported a gender dimorphism in the role of the CRF2 receptor in the stress-induced reinstatement of HPF seeking behavior long-lasing after opiate treatment.These findings underscore the importance of CRF2 receptor as possible effective treatment of the critical problem of opiate dependence.

Des asynchronies patient-ventilateur sont fréquemment observées en ventilation assistée. Objectif : Déterminer l'incidence et les facteurs favorisants des asynchronies, venant du patient, du ventilateur ou des réglages, et préciser le réglage optimal du ventilateur. Méthodes : Nous avons évalué l'incidence des asynchronies avec une méthode simple et non invasive basée sur l'analyse des courbes du ventilateur. Chez les patients qui présentaient des efforts inefficaces, nous avons mesuré l'effort inspiratoire avec une sonde œsophagienne afin d'optimiser le réglage du ventilateur. Nous avons évalué l'impact du mode ventilatoire sur la qualité du sommeil avec une polysomnographie complète. Enfin, tous les ventilateurs de réanimation ont été testés sur banc afin de comparer les performances en termes de trigger et pressurisation. Résultats : Près d'un quart des patients présentaient des asynchronies fréquentes. La durée de ventilation de ces patients était plus longue et le sevrage plus difficile. Les efforts inefficaces, qui représentaient les asynchronies les plus fréquentes, étaient favorisés par une assistance ventilatoire excessive. La réduction du niveau d'aide inspiratoire (AI) permettait d'éliminer quasi-complètement les efforts inefficaces, sans augmenter l'effort inspiratoire et sans modifier la vraie fréquence respiratoire du patient. Le mode ventilatoire n'avait pas d'influence sur la qualité du sommeil et les asynchronies. Les efforts inefficaces survenaient aussi bien en AI qu'en ventilation assistée contrôlée. Avec un niveau d'AI adéquat, les apnées centrales étaient peu nombreuses et n'avaient pas d'influence sur la qualité du sommeil. Les performances insuffisantes observées avec certains ventilateurs peuvent également altérer la synchronisation. Conclusion : Les asynchronies patient-ventilateur sont fréquentes et associées à une durée de ventilation prolongée. Une « dose de ventilation » excessive favorise les efforts inefficaces, mais un réglage optimal du ventilateur permet de minimiser ces asynchronies. Cette thèse est un support pour déterminer dans une étude plus large si une synchronisation adéquate peut réduire la durée de ventilation. / Major patient-ventilator asynchrony seems common on ventilator screen during assisted mechanical ventilation. Objectives: To evaluate the incidence of major asynchrony and to identify factors related to patient's characteristics and ventilator parameters associated with asynchrony, and to determine optimal ventilator adjustments. Methods: We evaluated the incidence of major patterns of asynchrony easily detected using a noninvasive method based on flow and airway pressure curves. In patients with frequent ineffective efforts we measured patient's effort using esophageal pressure measurements to optimize ventilatory settings. We evaluated the impact of ventilatory mode on sleep quality using a complete polysomnography. All intensive-care-unit ventilators were compared on a bench test in terms of trigger performance and pressurization capacity. Results: One-fourth of intubated patients exhibited major asynchrony. Duration of mechanical ventilation was longer and weaning more difficult in patients with asynchrony as compared to patients without asynchrony. Ineffective triggering was the main pattern of asynchrony and was promoted by excessive ventilatory assistance. Reducing the pressure-support completely eliminated ineffective efforts in most of patients, without inducing excessive respiratory muscle effort and without modifying the true patient's respiratory rate. Ventilatory mode did not influence sleep quality and asynchrony. Ineffective efforts were detected during both pressure-support ventilation and assist-control ventilation, and central apneas were not common using adequate level of pressure-support. Some ventilators exhibited poor performances which could promote patient-ventilator asynchrony. Conclusion: Patient-ventilator asynchrony is frequent during assisted ventilation and associated with prolonged duration of mechanical ventilation. Excessive ventilatory support could promote ineffective efforts although optimal ventilatory settings could minimize asynchrony. This work is a starting point to determine in a large study, whether optimization of ventilatory settings could shorten duration of mechanical ventilation.

Le contrôle de la ventilation procède d’une interaction complexe entre des efférences centrales à destination des groupes musculaires ventilatoires et des afférences ventilatoires provenant de mécano et de chémorécepteurs. Cette commande de la ventilation s’adapte en permanence aux besoins ventilatoires. L’activation électrique du diaphragme (EAdi) informe sur la commande ventilatoire, la charge des muscles respiratoires, la synchronie patient-ventilateur et l’efficacité de la ventilation des patients de réanimation. L’utilisation inadaptée d’un mode deventilation spontanée avec une sur ou sous-assistance peut entrainer des dysfonctions diaphragmatiques, des lésions alvéolaires et des asynchronies. La première étude a permis de cibler l’assistance du mode NAVA en fonction de l’EAdi enregistrée lors d’un échec de test de sevrage. Nous avons observé une augmentation quotidienne de cette EAdi au cours du sevrage jusqu’à l’extubation. La deuxième étude a montré que cette augmentation n’est pas associée à une modification de l’efficacité neuro-ventilatoire lors du test de sevrage, possiblement en rapport avec l’inhibition d’une sédation résiduelle. La troisième étude a montré l’importance de l’inhibition de cette sédation résiduelle par midazolam sur l’EAdi et le volume courant au début du sevrage ainsi que la corrélation qui existe entre les deux. Une dernière étude a montré l’absence d’augmentation du volume courant sous NAVA chez des patients transplantés pulmonaires aux poumons dénervés sans réflexe de Herring Breuer par rapport à un groupe contrôle. Par ailleurs le volume courant sous NAVA était corrélé à la capacité pulmonaire totale. Ces études ont montré l’intérêt du monitorage l’EAdi dans le sevrage. / The control of breathing results from a complex interaction involving differentrespiratory centers, which feed signals to a central control mechanism that, in turn, provides outputto the effector muscles. Afferent inputs arising from chemo- and mechanoreceptors, related to thephysical status of the respiratory system and to the activation of the respiratory muscles, modulatepermanently the respiratory command to adapt ventilation to the needs. Diaphragm electricalactivation provides information about respiratory drive, respiratory muscle loading, patientventilatorsynchrony and efficiency of breathing in critically ill patients. The use of inappropriatelevel of assist during spontaneous breathing with over or under assist might be harmful withdiaphragmatic dysfunction, alveolar injury and asynchrony. The first study settled NAVA modeaccording to the EAdi recorded during a failed spontaneous breathing trial (SBT). An unexpecteddaily increase of EAdi has been found during SBT until extubation. The second study did not findany increase of the neuroventilatory efficiency during weaning, possibly because of residualsedation. A third study described the inhibition of residual sedation on EAdi and tidal volume at thebeginning of the weaning, and the correlation between them. The last study did not find anyincrease of tidal volume under NAVA after lung transplantation, with denervated lung withoutHerring Breuer reflex, compared to a control group. Moreover tidal volume under NAVA wascorrelated to total lung capacity. These studies highlight the interest of EAdi monitoring duringweaning.

Introduction : La tolérance induite par l’utilisation prolongée des opiacés peut se traduire par un syndrome de sevrage aux opiacés (SDSO). Il n’existe aucun consensus sur la méthode idéale de sevrage des opiacés pour prévenir le SDSO chez la clientèle des soins intensifs pédiatriques (SIP). L’objectif de cette étude était de comparer l’efficacité de deux stratégies de sevrage des opiacés, à savoir la méthadone et la morphine administrées par voie entérale, à prévenir le SDSO. Devis : Essai clinique randomisé à double aveugle chez les enfants sous ventilation mécanique hospitalisés aux SIP. Méthode : Nous avons comparé la durée totale de sevrage, l’incidence et la sévérité du SDSO chez les enfants à risque au moins modéré de SDSO sevrés avec la méthadone et la morphine entérales. Les enfants inclus étaient ceux hospitalisés au Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine ou au Centre Mère-Enfant Soleil de Québec entre le 1er novembre 2003 et le 31 mai 2009. Résultats : Quarante-huit patients (22 groupe méthadone et 26 groupe morphine) ont été inclus et 30 patients ont complété le protocole de sevrage (16 groupe méthadone et 14 groupe morphine). La durée médiane de sevrage était de 5.4 jours dans le groupe méthadone comparativement à 5.8 jours pour le groupe morphine (p=0.49). Il n’y avait pas de différence dans l’incidence du SDSO (62.5% versus 42.9%; p=0.46), et dans sa sévérité (12.5% versus 14.3% de SDSO sévère; p=0.62). Conclusion : L’efficacité d’un sevrage standardisé des opiacés par la méthadone était comparable à celle de la morphine. / Background : The prolonged use of opioids has been associated with opioid tolerance and weaning is necessary to prevent opioid withdrawal symptoms (OWS). Little research exist for an ideal effective opioid taper to reduce the prevalence of OWS. This study aim to compare the effectiveness of two opioid taper strategies, enteral’s methadone and morphine, in preventing the occurrence of OWS among pediatric intensive care patients. Design: Double-blinded randomized controlled trial in mechanically ventilated children (MVCs) hospitalized in 2 pediatric intensive care units (PICU). Methods: Eligible patients were MVCs at moderate risk of OWS admitted in PICU of the Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine or the Centre Mère-Enfant Soleil de Québec between November 1, 2003 and May 31, 2009. We assessed the total weaning duration, the OWS’s incidence and the OWS’s severity in a methadone’s and a morphine’s taper schedule. Results: Forty-eight patients were included, 22 in the methadone group and 26 in the morphine group and 30 patients completed the weaning protocol (16 methadone and 14 morphine). The median duration of weaning was 5.4 days among methadone’s patients as opposed to 5.8 days among morphine’s group (p=0.49). There was no statistical difference between groups for OWS’s incidence (62.5% vs 42.9%; p=0.46), nor for its severity (12.5% vs 14.3% of severe OWS; p=0.62). Conclusion: The use of a standardized opioid weaning protocol with enteral methadone was as effective as the enteral morphine one’s to prevent OWS. Further studies are needed to determine an ideal opioid taper to reduce OWS.