Etude de l’origine du comportement chaotique de la ventilation

par Ziyad Samara

Thèse de doctorat en Physiologie et physiopathologie

Sous la direction de Christian Straus.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .


  • Résumé

    En dépit des apparences, le débit ventilatoire humain n’est pas périodique mais chaotique. Ceci signifie qu’il dépend de mécanismes déterministes mais que sa dynamique, bien que confinée dans des limites définies, est complexe, sensible aux conditions initiales et imprédictible à long terme. La théorie du chaos offre des outils mathématiques pour quantifier ces caractéristiques. La signification physiologique et l’intérêt clinique du chaos ventilatoire dépendront de sa source. Le but de cette thèse était de contribuer à l’identifier. En comparant, chez l’homme, le débit ventilatoire enregistré à la bouche avec un pneumotachographe à celui reconstitué par pléthysmographie d’inductance, nous avons montré que ni la voie respiratoire (nez ou bouche), ni la méthode d’enregistrement n’affectait la nature du chaos, même si elles changeaient sa complexité. Elles n’en étaient donc pas la source. L’imposition de charges inspiratoires, à seuil ou résistives, ne modifiait ni la nature ni les caractéristiques du chaos ventilatoire, alors que la compensation respiratoire de ce type de charge dépend du cortex pré-moteur. Celui-ci n’est donc probablement pas une source de chaos ventilatoire. Nous avons finalement montré que la ventilation fictive produite in vitro par le tronc cérébral isolé de têtard post-métamorphique était toujours chaotique. Sa stimulation par le CO2 augmentait l’intensité du chaos. Le chaos était plus rarement détecté dans les préparations pré-métamorphiques, suggérant une influence de l’ontogenèse. En conclusion, la commande automatique de la ventilation, située dans le tronc cérébral, pourrait être une source suffisante de chaos dans la ventilation.

  • Titre traduit

    Study of the origin of chaotic behaviour of ventilation


  • Résumé

    Although the human ventilatory flow resembles a periodic phenomenon, it is not and is truly chaotic. This means that the trajectory of the flow is bounded and depends on deterministic processes, but at the same time, is also complex, sensitive to the initial conditions and unpredictable in the long-term. The theory of chaos provides mathematical tools for quantifying these characteristics. However, physiological significance and clinical interest of ventilatory chaos will depend on its source that is unclear. The gaol of this thesis was thus to contribute to its identification. By comparing, in humans, the ventilatory flow recorded at the mouth with a pneumotachometer to that reconstructed by inductive plethysmography, we showed that neither the respiratory route (nose or mouth), nor the recording technique affected the nature of chaos, even if they changed its complexity. Therefore, they could not be its origin. Inspiratory threshold or resistive loading changed neither the nature nor the features of the chaotic dynamics of the ventilatory flow, though respiratory compensation of these kinds of load depends on the pre-motor cortex. The latter is probably not a source of ventilatory chaos either. We finally showed that the neural respiratory output of in vitro isolated brainstems of post metamorphic tadpoles was always chaotic. Stimulation of this output by CO2 augmented the intensity of chaos. Chaos was rarely found in pre-metamorphic preparations, suggesting ontogenetic changes. In conclusion, the intrinsic properties of the automatic ventilatory command, located in the brainstem, could be a sufficient source of ventilatory chaos.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (134 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 122-138. 151 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 9488
  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2008 243
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