Mustapha Sebbane, Gerald Chanques, Valérie Scheuermann, Xavier Capdevila, Samir Jaber, Boris Jung, Jean-Philippe Berthet, Alexandre Mebazaa, Jacques Mercier, Basil J. Petrof, Alain Lacampagne, Dominique Mornet, Hassan Bouyabrine, Christophe Rabuel, Alexandre Philips, Patricia Courouble, Stefan Matecki, Christelle Koechlin-Ramonatxo, Thomas Similowski, Department of Anesthesiology and Critical Care, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania [Philadelphia]-University of Pennsylvania [Philadelphia], Hôpital Saint Eloi, Meakins Christie Laboratories and Respiratory Division, Pennsylvania State University (Penn State), Penn State System, Hôpital Arnaud de Villeneuve, Marqueurs cardiovasculaires en situation de stress (MASCOT (UMR_S_942 / U942)), Groupe Hospitalier Saint Louis - Lariboisière - Fernand Widal [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris 13 (UP13)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Dynamique Musculaire et Métabolisme (DMEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Physiopathologie cardiovasculaire, Université Montpellier 1 (UM1)-IFR3, Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Pennsylvania-University of Pennsylvania, Université Paris 13 (UP13)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Groupe Hospitalier Saint Louis - Lariboisière - Fernand Widal [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier), Physiologie & médecine expérimentale du Cœur et des Muscles [U 1046] (PhyMedExp), Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Service de chirurgie thoracique et cardio-vasculaire, Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Arnaud de Villeneuve-Université de Montpellier (UM), Anesthésie-Réanimation, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Lariboisière-Fernand-Widal [APHP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Service Médico-Chirurgical des Maladies de l'Appareil Digestif et de Transplantation Hépatique, CHU Saint-Eloi, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Département de Médecine d'Urgence, Hôpital Lapeyronie, Service de Pneumologie et Réanimation Médicale [CHU Pitié-Salpêtrière] (Département ' R3S '), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Biomarqueurs CArdioNeuroVASCulaires (BioCANVAS), Université Paris 13 (UP13)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Muscle et pathologies, Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), McGill University, Unité de soins intensifs, Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-CHU Saint-Eloi, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Arnaud de Villeneuve, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpital Lariboisière-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP], Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP) more...
International audience; Rationale. Diaphragmatic function is a major determinant of the ability to successfully wean patients from mechanical ventilation (MV). Paradoxically, MV itself results in a rapid loss of diaphragmatic strength in animals. However, very little is known about the time course or mechanistic basis for such a phenomenon in humans. Objectives: To determine in a prospective fashion the time course for development of diaphragmatic weakness during MV; and the relationship between MV duration and diaphragmatic injury or atrophy, and the status of candidate cellular pathways implicated in these phenomena. Methods: Airway occlusion pressure (TwPtr) generated by the diaphragm during phrenic nerve stimulation was measured in short-term (0.5 h; n = 6) and long-term (>5 d; n = 6) MV groups. Diaphragmatic biopsies obtained during thoracic surgery (MV for 2-3 h; n = 10) and from brain-dead organ donors (MV for 24-249 h; n = 15) were analyzed for ultrastructural injury, atrophy, and expression of proteolysis-related proteins (ubiquitin, nuclear factor-kappa B, and calpains). Measurements and Main Results: TwPtr decreased progressively during MV, with a mean reduction of 32 +/- 6% after 6 days. Longer periods of MV were associated with significantly greater ultrastructural fiber injury (26.2 +/- 4.8 vs. 4.7 +/- 0.6% area), decreased cross-sectional area of muscle fibers (1,904 +/- 220 vs. 3,100 +/- 329 mu m(2)), an increase of ubiquitinated proteins (+19%), higher expression of p65 nuclear factor-kappa B (+77%), and greater levels of the calcium-activated proteases calpain-1, -2, and -3 (+104%, +432%, and +266%, respectively) in the diaphragm. Conclusions: Diaphragmatic weakness, injury, and atrophy occur rapidly in critically ill patients during MV, and are significantly correlated with the duration of ventilator support. more...