Soutien à la recherche

Dans le cadre de sa politique scientifique en recherche respiratoire,

L’association le Nouveau Souffle se propose de financer l’année 2020, des projets de recherche pour un budget global de 100 000 Mille euros.

Travaux post-doctoraux de recherche médicale

L’association « le nouveau souffle » lance un appel d'offres pour des travaux post-doctoraux de recherche médicale sous forme d'une bourse de thèse et / ou mobilité, en relation avec la pneumologie avec un montant maximum de 20 000 euros par projet.

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Titre

Effets de la privation de sommeil sur la commande centrale du diaphragme au cours d’une épreuve d'endurance inspiratoire chez le volontaire sain
Acronyme :
NO-SLEEP-DIAPH 2

Nom et prénom de l’investigateur-coordinateur

DrouotDr Drouot Xavier
2 rue T Renaudot POITIERS 86000 France
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Promoteur

CHU de Poitiers

Domaine de Recherche

Recherche biomédicale Neurophysiologie respiratoire

Structure responsable de la gestion de projet

CHU de Poitiers - Encadrement/support scientifique INSERM CIC 1402 : Equipe Acute Lung Injury and Ventilatory Support « ALIVE »

Rationnel

Les altérations du sommeil pourraient retarder le sevrage du ventilateur en altérant l’endurance inspiratoire. Cette hypothèse est difficile à tester chez le patient de réanimation. L’exploration de volontaires sains est probablement le seul moyen de quantifier l’impact du manque de sommeil sur l’endurance inspiratoire.

Notre protocole NoSleepDiaph (achevé en août 2016) avait pour objectif de caractériser les effets de la privation de sommeil sur la commande centrale du diaphragme (à l’aide de la mesure des potentiels cérébraux moteurs pré-inspiratoires) au cours d’une épreuve d’endurance inspiratoire chez le volontaire sain. Les résultats des 9 premiers sujets analysés montrent une réduction significative de l’endurance inspiratoire lorsque celle-ci est mesurée après une nuit sans sommeil (34min) par rapport à l’épreuve contrôle réalisée après une nuit de sommeil normale (60 min; p = 0,046).

En revanche, l’amplitude du potentiel prémoteur (quantifiant l’intensité de la commande motrice inspiratoire produite à chaque effort inspiratoire) est nettement plus basse sans sommeil (4,4µV) qu’après une nuit de sommeil (6,6µV) mais cette différence n’atteint pas le seuil de significativité (p=0,17). Il existait toutefois une corrélation significative entre l’amplitude des potentiels moteur pré-inspiratoires et la durée de l’épreuve d’endurance (p=0,03).

Toutefois, plusieurs éléments nous incitent à poursuivre cette étude en augmentant le nombre de volontaires sains :

Les résultats des deux premiers sujets explorés ne sont pas interprétables en raison de problèmes techniques. De plus, les enregistrements EEG des potentiels évoqués moteurs ont été effectués à l’aide de deux électrodes seulement, ce qui limite la résolution spatial de notre étude.

Pour cette raison, nous souhaiterions inclure dix sujets supplémentaires : 2 en remplacement des premiers volontaires dont les données sont ininterprétables et 8 pour augmenter notre puissance statistique et pour affiner nos mesures de potentiels évoqués moteurs. Cette décision a été approuvée par le Dr S. Ragot, méthodologiste de cette étude.

Enfin, les enregistrements des signaux EMG diaphragmatiques n’ont pas été traités en raison d’un manque de moyens humains.

Hypothèse

La privation de sommeil provoque une diminution de l’endurance inspiratoire chez le volontaire sain par diminution de la commande corticale.

Originalité et Caractère Innovant

Notre objectif est particulièrement original car il se propose de reproduire au plus près, chez le volontaire sain, la sollicitation du système respiratoire lors du sevrage ventilatoire des patients en réanimation. Dans ce but, ce projet associe de manière unique l’expertise de physiologistes, l’expertise de neurophysiologistes pour quantifier la commande volontaire inspiratoire à l’aide de techniques complexes. Un volet clinique chez le patient est d’ores et déjà en cours dans notre équipe de recherche (protocole Wean-Sleep), dont l’objectif est de rechercher une association entre la qualité du sommeil et la durée de sevrage chez des patients de réanimation. Le présent projet constitue le volet « expérimental » de cette thématique de recherche.

A moyen terme, ce « modèle » de déficit d’endurance inspiratoire provoqué par la privation de sommeil sera employé pour mettre au point et tester des traitements ou des contre-mesures susceptibles de contrecarrer les effets du manque de sommeil sur la respiration.

Objet de la Recherche

Objectifs principal et secondaires :

Comparer l’endurance inspiratoire de sujets sains après une nuit de sommeil et après une nuit sans sommeil.

  1. Comparer l’endurance inspiratoire physiologique de sujets sains après une nuit de sommeil et après une nuit sans sommeil.
  2. Comparer l’amplitude de la commande corticale inspiratoire au début de l’épreuve d’endurance après une nuit de sommeil et après une nuit sans sommeil.
  3. Comparer le délai d’apparition d’une compensation corticale significative lors d’une épreuve d’endurance inspiratoire après une nuit de sommeil à celui mesuré après une nuit sans sommeil.
  4. Comparer la perception dyspnéique lors d’une épreuve d’endurance inspiratoire après une nuit sans sommeil et après une nuit normale.
Critères d'évaluation principal et secondaires :
  1. Délai, en minutes, mesuré entre le début de l’épreuve d’endurance inspiratoire et l’arrêt de l’épreuve, défini par l’augmentation de 2 points sur une échelle visuelle analogique d’inconfort respiratoire ou à la demande du patient; la durée maximale de l’épreuve est fixée à 1 heure.
  2. Délai (en min) entre le début de l’épreuve et l’augmentation de la FECO2 télé-expiratoire de 2 mm de Hg pendant plus de 3 min.
  3. Amplitude moyenne du Bereitschaftspotentiel mesurée sur les 15 premières minutes de l’épreuve d’endurance inspiratoire.
  4. Latence (en min) entre le début de l’épreuve d’endurance et l’augmentation du potentiel cortical pré-inspiratoire du Bereitschaftspotentiel de 50% par rapport à la valeur au début de l’épreuve d’endurance.
  5. Amplitude moyenne du Bereitschafts potentiel mesurée sur les 15 premières minutes de l’épreuve d’endurance chez les 8 sujets ayant l’épreuve d’endurance la plus longue comparée à celle des 8 sujets ayant l’épreuve d’endurance la plus courte.
  6. Estimation de la sensation dyspnéique par une échelle visuelle analogique à la 15ème minute.

Bénéfices attendus pour le patient et/ou pour la santé publique

Meilleure connaissance des mécanismes mis en jeu dans le déficit de l’endurance inspiratoire, préalable à la mise au point de traitements correcteurs.

Mots Clés

Privation de Sommeil, endurance inspiratoire, polysomnographie

Bibliographie

  1. Allen GM, Hickie I, Gandevia SC et al: Impaired voluntary drive to breathe: a possible link between depression and unexplained ventilatory failure in asthmatic patients. Thorax 1994; 49:881-884.
  2. Allen GM, McKenzie DK, Gandevia SC et al : Reduced voluntary drive to breathe in asthmatic subjects. Respiration physiology 1993; 93:29-40.
  3. Ayalon RD, Friedman F, Jr.: The effect of sleep deprivation on fine motor coordination in obstetrics and gynecology residents. Am j obstetrics and gyn 2008; 199:576 e571-575.
  4. Basner M, Dinges DF: Maximizing sensitivity of the psychomotor vigilance test (PVT) to sleep loss. Sleep 2011; 34:581-591.
  5. Bellemare F, Grassino A: Effect of pressure and timing of contraction on human diaphragm fatigue. Journal of applied physiology: resp, enviro and exe physiol 1982; 53:1190-1195.
  6. Brasil-Neto JP, Pascual-Leone A, Valls-Solé J, Cammarota A, Cohen LG, Hallett M. Postexercise depression of motor evoked potentials: a measure of central nervous system fatigue. Exp Brain Res. 1993;93(1):181-4.
  7. Chen HI, Tang YR: Sleep loss impairs inspiratory muscle endurance. The American review of respiratory disease 1989; 140:907-909.
  8. Cooper KR, Phillips BA: Effect of short-term sleep loss on breathing. Journal of applied physiology: respiratory, environmental and exercise physiology 1982; 53:855-858.
  9. Durmer JS, Dinges DF: Neurocognitive consequences of sleep deprivation. Seminars in neurology 2005; 25:117-129.
  10. Gandevia SC: Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiological reviews 2001; 81:1725-1789.
  11. Goel N, Rao H, Durmer JS et al: Neurocognitive consequences of sleep deprivation. Seminars in neurology 2009; 29:320-339.
  12. Guo F, Wang JY, Sun YJ et al: Movement-related cortical potentials during muscle fatigue induced by upper limb submaximal isometric contractions. Neuroreport 2014; 25:1136-1143.
  13. Jutand L, Tremoureux L, Pichon A et al: Ventilatory response to exercise does not evidence electroencephalographical respiratory-related activation of the cortical premotor circuitry in healthy humans. Acta Physiol (Oxf) 2012; 205:356-362.
  14. Keeling WF, Martin BJ: Supine position and sleep loss each reduce prolonged maximal voluntary ventilation. Respiration; international review of thoracic diseases 1988; 54:119-126.
  15. Laghi F, Shaikh HS, Morales D et al: Diaphragmatic neuromechanical coupling and mechanisms of hypercapnia during inspiratory loading. Respiratory physiology & neurobiology 2014; 198:32-41.
  16. Lattari E, Arias-Carrion O, Monteiro-Junior RS et al: Implications of movement-related cortical potential for understanding neural adaptations in muscle strength tasks. International archives of medicine 2014; 7:9.
  17. McKenzie DK, Bigland-Ritchie B, Gorman RB, Gandevia SC. Central and peripheral fatigue of human diaphragm and limb muscles assessed by twitch interpolation. J Physiol. 1992;454:643-56.
  18. Martin BJ: Effect of sleep deprivation on tolerance of prolonged exercise. European journal of applied physiology and occupational physiology 1981; 47:345-354.
  19. Oliver SJ, Costa RJ, Laing SJ et al: One night of sleep deprivation decreases treadmill endurance performance. European journal of applied physiology 2009; 107:155-161.
  20. Phillips BA, Cooper KR, Burke TV: The effect of sleep loss on breathing in chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1987; 91:29-32.
  21. Raux M, Straus C, Redolfi S et al: Electroencephalographic evidence for pre-motor cortex activation during inspiratory loading in humans. The Journal of physiology 2007; 578:569-578.
  22. Raux M, Tremoureux L, Couturier A et al: Simplified recording technique for the identification of inspiratory premotor potentials in humans. Respiratory physiology & neurobiology 2010; 171:67-70.
  23. Roche Campo F, Drouot X, Thille AW et al: Poor sleep quality is associated with late noninvasive ventilation failure in patients with acute hypercapnic respiratory failure. Critical care medicine 2010; 38:477-485.
  24. Rupp TL, Wesensten NJ, Balkin TJ: Trait-like vulnerability to total and partial sleep loss. Sleep 2012; 35:1163-1172.
  25. Sassoon CS, Gruer SE, Sieck GC : Temporal relationships of ventilator failure, pump failure, and diaphragm fatigue. J Appl Physiol (1985) 1996; 81:238-245.
  26. Schiffman PL, Trontell MC, Mazar MF et al: Sleep deprivation decreases ventilatory response to CO2 but not load compensation. Chest 1983; 84:695-698.
  27. Schillings ML, Kalkman JS, van der Werf SP et al: Central adaptations during repetitive contractions assessed by the readiness potential. European journal of applied physiology 2006; 97:521-526.
  28. Simon PM, Schwartzstein RM, Weiss JW et al: Distinguishable sensations of breathlessness induced in normal volunteers. The American review of respiratory disease 1989; 140:1021-1027.
  29. Temesi J, Arnal PJ, Davranche K et al: Does central fatigue explain reduced cycling after complete sleep deprivation? Medicine and science in sports and exercise 2013; 45:2243-2253.
  30. Todd G, Taylor JL, Gandevia SC.Measurement of voluntary activation of fresh and fatigued human muscles using transcranial magnetic stimulation. J Physiol. 2003 Sep 1;551(Pt 2):661-71
  31. ATS/ERS Statement on respiratory muscle testing. American journal of respiratory and critical care medicine 2002; 166:518-624.
  32. Tremoureux L, Raux M, Jutand L et al: Sustained preinspiratory cortical potentials during prolonged inspiratory threshold loading in humans. J Appl Physiol (1985) 2010; 108:1127-1133.
  33. Younes M. Mechanisms of respiratory load compensation. In: Regulation of Breathing, edited by Dempsey JA, Pack AI. Philadelphia, PA: Dekker, 1995, p. 867–922.