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Human diaphragm atrophy in amyotrophic lateral sclerosis is not predicted by routine respiratory measures

Authors :
Christian Straus
Gaëlle Bruneteau
Fabrice Menegaux
Thomas Similowski
François Salachas
David Akbar
Raquel Guimarães-Costa
Mai Thao Bui
Norma B. Romero
Capucine Morélot-Panzini
Isabelle Rivals
Jésus Gonzalez-Bermejo
Marie-Cécile Niérat
Patrick P. Michel
Centre de recherche en Myologie – U974 SU-INSERM
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)
Service de Pneumologie et Réanimation Médicale [CHU Pitié-Salpêtrière] (Département ' R3S ')
CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Equipe de Statistique Appliquée (UMRS 1158) (ESA)
Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique (UMRS 1158)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)
Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique (UMRS 1158)
Institut de Myologie
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service de Chirurgie Générale, Viscérale et Endocrinienne [CHU Pitié-Sapêtrière]
Service de Neurologie [CHU Pitié-Salpêtrière]
IFR70-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique
Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Sorbonne Université (SU)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherche en Myologie
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (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)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service de neurologie 1 [CHU Pitié-Salpétrière]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-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)-Sorbonne Université (SU)
Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
European Respiratory Journal, European Respiratory Journal, European Respiratory Society, 2019, 53 (2), pp.1801749. ⟨10.1183/13993003.01749-2018⟩, European Respiratory Journal, 2019, 53 (2), pp.1801749. ⟨10.1183/13993003.01749-2018⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients show progressive respiratory muscle weakness leading to death from respiratory failure. However, there are no data on diaphragm histological changes in ALS patients and how they correlate with routine respiratory measurements.We collected 39 diaphragm biopsies concomitantly with laparoscopic insertion of intradiaphragmatic electrodes during a randomised controlled trial evaluating early diaphragm pacing in ALS (https://clinicaltrials.gov; NCT01583088). Myofibre type, size and distribution were evaluated by immunofluorescence microscopy and correlated with spirometry, respiratory muscle strength and phrenic nerve conduction parameters. The relationship between these variables and diaphragm atrophy was assessed using multivariate regression models.All patients exhibited significant slow- and fast-twitch diaphragmatic atrophy. Vital capacity (VC), maximal inspiratory pressure, sniff nasal inspiratory pressure (SNIP) and twitch transdiaphragmatic pressure did not correlate with the severity of diaphragm atrophy. Inspiratory capacity (IC) correlated modestly with slow-twitch myofibre atrophy. Supine fall in VC correlated weakly with fast-twitch myofibre atrophy. Multivariate analysis showed that IC, SNIP and functional residual capacity were independent predictors of slow-twitch diaphragmatic atrophy, but not fast-twitch atrophy.Routine respiratory tests are poor predictors of diaphragm structural changes. Improved detection of diaphragm atrophy is essential for clinical practice and for management of trials specifically targeting diaphragm muscle function.

Details

Language :
English
ISSN :
09031936 and 13993003
Database :
OpenAIRE
Journal :
European Respiratory Journal, European Respiratory Journal, European Respiratory Society, 2019, 53 (2), pp.1801749. ⟨10.1183/13993003.01749-2018⟩, European Respiratory Journal, 2019, 53 (2), pp.1801749. ⟨10.1183/13993003.01749-2018⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....516594b6bbb838e19aa4ea397fe3026b
Full Text :
https://doi.org/10.1183/13993003.01749-2018⟩