tabagisme sur les fonctions neurophysiologiques du nouveau-nésociete-francophone-de-tabacologie.org/dl/csft2016_S11_Leke.pdf · Impact de l’exposition prénatale au tabagisme sur

Impact de l’exposition prénatale au

tabagisme sur les fonctions

neurophysiologiques du nouveau-né

• 10e Congrès national de la Société Francophone de Tabacologie 3 et 4 novembre 2016 – Lille

• E. Stephan-Blanchard2, A. Leke1-2, K. Chardon2, S. Delanaud2, P. Tourneux1-2, V.

Bach2, F. Telliez2

1. Pôle Femme-Couple-Enfant CHU Amiens Picardie, France

2. Laboratoire Péritox Ineris, Faculté de Médecine, Amiens, France

Je, soussigné Dr André LEKE, déclare

ne pas avoir de conflits d’intérêt

Travail en collaboration avec les

sociétés : Abbvie, Fresenius Kabi, Gallia,

Nestlé/Guigoz, NHS (Modilac)

Impact de l’exposition prénatale au tabagisme

sur les fonctions neurophysiologiques du

nouveau-né

3 CENTRE HOSPITALIER UNIVERSITAIRE AMIENS-PICARDIE

The evidence

Smoking is not good for health,

especially during pregnancy!

France

Australia

USA


Epidemiological data (1)

Source : WHO report on the global tobacco epidemic, 2015 (WHO 2015)


Epidemiological data (2)

USA : 2011 Pregnancy Risk Assessment and Monitoring System

Australia : 2010 National Perinatal Epidemiology and Statistics Unit

Europe : 2013 European Perinatal Health Report

Africa : 2013 WHO Global report on the tobacco use and second-hand smoke exposure in

pregnancy

Latin America : Bloch et al. 2008


General effects of maternal cigarette smoking (Slotkin 1998)


Smoking and SIDS : epidemiology

Source : Avon longitudinal study (Nelson and Taylor 2001)

Source : the CESDI SUDI

study (Fleming et al. 2000

London : The Stationery

Office)


State of art (1)

Système

cholinergique (Hohmann 1988)

Système

dopaminergique (Jones 2003)

Système

noradrénergique (Haji 2000)

Système

sérotoninergique (Manzke 2003)

Exposition tabagique du fœtus

Récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine (nAChRs)

Nicotine

Contrôle cardiorespiratoire

Sommeil, éveil


State of art (2)

Tabagisme in utero

Chémorécepteurs

périphériques

PaO2

Sommeil – micro-éveils

Contrôle cardiovasculaire

Contrôle ventilatoire

Altération structure du sommeil chez animal (Franck et coll. 2001 Am J Physiol Regulatory Intergrative Comp Physiol

Diminution des micro-éveils chez nouveau-né humain (Franco et coll. 1999 J Pediatr US ; Horne et coll. 2004 Early Hum Dev

Instabilité ventilatoire, apnées obstructives (Kahn et coll. 1994 Pediatrics ; Tirosh et coll. 1996 J Perinatol)

Altération réponse à l’hypoxie chez nouveau-nés sédatés uniquement (Ueda et coll. 1999 J Pediatr US)

Altération régulation de la PA (Cohenn et coll. 2008 Circulation ; Viskari-Lahdeoja et coll. 2008 Acta Ped

VRC : absence d’effet (Galland et coll. 2000 Ped Res ; Viskari-Lahdeoja et coll. 2008 Acta Ped) ou résultats variables (Franco et coll. 2000 Ped Res ; Thiriez et coll. Clin Auton Res)


State of art (2)

Tabagisme in utero

MSIN

Chémorécepteurs

périphériques

PaO2

Sommeil – micro-éveils

Contrôle cardiovasculaire


Réponse inadaptée à des troubles cardio-respiratoires au cours du sommeil (Moon et al. 2007 Lancet)


Contrôle autonomique cardiaque

• Étude indirecte de l’activité du SNA à visée cardiaque

• Moyen : variabilité de la fréquence cardiaque (HRV)

COEUR

FCVES

PA

SRAA

CERVEAU

centre

cardio-vasculaire centre

respiratoire

Mouvements

respiratoires

Résistances

vasculaires

périphériques

BaroréflexeThermorégulation

Modifications

des pressions

intrathoraciques


Objectifs

• Étude des effets de l’exposition tabagique in utero chez le nouveau-né prématuré

• Qualité et architecture du sommeil

• Contrôle chimique de la ventilation

• Profil cardiorespiratoire

• Contrôle autonomique cardiaque (SNA)

En fonction

des stades

de sommeil


Tabagisme et sommeil: protocole

39 nouveau-nés

Polysomnographie nocturne

- Entre 19h le soir et 8h le matin suivant

- Sommeil

- Mouvements corporels

Groupe témoin Groupe S-

< 10 cig/j

Groupe S+

≥ 10 cig/j

n = 19 n = 10 n = 10

Nombre de cigarettes/jour 0 4,9 ± 2,3*** 16,2 ± 3,1***,§§§

Âge gestationnel, sem. a. 31,7 ± 1,3 31,2 ± 2,0 31,2 ± 2,1

Poids de naissance, g 1675 ± 360 1488 ± 392 1325 ± 375*

Âge post-conceptionnel, sem. a. 34,5 ± 2,0 34,1 ± 3,2 35,7 ± 2,1

Poids lors de l’étude, g 1975 ± 443 1807 ± 536 1997 ± 556

Questionnaire parental


Tabagisme et sommeil : polysomnographie

Capteurs EEG

Capteur piézo-électrique

Capteurs ECG

Actimètre

Capteur SaO2

Visual scoring (Pediatric Task Force 2007)

• EEGs

• Eye movements

• ECG, body movements

• Durées absolues et relatives • Fréquences • Fréquence de changement de stade


Tabagisme et sommeil: résultats (1)

TTS : temps total de sommeil ;

400

450

500

550

600

650

700

TTS (min) ***

Groupe témoin Groupe S- Groupe S+

0

5

10

15

20

25

30

35

VIS (% DGS)

Groupe témoin Groupe S- Groupe S+

***

DGS : durée globale de sommeil ; VIS : veille intra-sommeil

-18% 1h52min

+40%


Tabagisme et sommeil : résultats (2)

Groupe témoin

Groupe S-

TTS (%)

0

20

40

60

80

100

SA SC

Groupe S+ **

*

**

*

SI

SA : sommeil agité ; SC : sommeil calme ; SI : sommeil indéterminé ; TTS : temps total de sommeil

+15%

-34%


Tabagisme et sommeil: implications cliniques

Stéphan-Blanchard E, Telliez F, Léké A, Djeddi D, Bach V, Libert JP, Chardon K. The influence of in utero exposure to smoking on sleep patterns in

preterm neonates. Sleep, 2008; 31(12):1683-9.

Tabagisme in utero

Altération de la structure du sommeil des nouveau-nés

- Désaturations en oxygène

- Instabilité cardio-ventilatoire

Dysrégulations neurophysiologiques

Augmentation du

Sommeil Agité

- Système nerveux central

- Troubles neuro-comportementaux

Altération du développement cérébral


Tabagisme et chémoréception : protocole

37 nouveau-nés

Groupe témoin Groupe tabac

n = 21 n = 16

Nombre de cigarettes/jour 0 11,4 ± 5,0***

Âge gestationnel, sem. a. 31,5 ± 2,1 30,7 ± 2.0

Poids de naissance, g 1496 ± 277 1378 ± 348

Âge post-conceptionnel, sem. a. 36,2 ± 0,9 36,0 ± 1,5

Poids lors de l’étude, g 2083 ± 153 2021 ± 420

Questionnaire parental Polysomnographie (3h)

Exploration ventilatoire

- Neutralité thermique

- Stades de sommeil (SA – SC)

- Activité des CRP

- Profil ventilatoire : apnées, désaturations


Tabagisme et chémoréception : test hyperoxique

Capillaire du spectromètre de masse

Électrovanne Pneumotachographe

Masque facial

expiration inspiration

Ballon contenant l’oxygène

30 60 90 s

800

400

0

VE (mL.min-1.kg-1) FiO2 (%)

100

50

0

Référence (30 s, 21% O2)

Récupération (30 s, 21% O2)

Hyperoxie (30 s, 100% O2)

Test hyperoxique (Dejours 1962 Physiol Rev ) : 100 % O2 : chute de la ventilation

Activité tonique des chémorécepteurs périphériques


Tabagisme et chémoréception : résultats (1)

Groupe témoin

Groupe tabac

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Sommeil Agité Sommeil Calme

Chute de VE (%)

*

* p<0,05


Tabagisme et chémoréception : résultats (2)

*

0

1

2

3

4

5

6

7

Sommeil Agité

Sommeil Calme

Temps passé en apnée avec désaturation (%)


*

Durée moyenne des apnées avec désaturation (s)

4

5

6

7

8

9

10

11

Groupe témoin

Groupe tabac

* p<0,05


Tabagisme et chémoréception : implications cliniques

Rôle dans la terminaison des apnées avec désaturation


Chémoréception périphérique

Détection des modifications en oxygène sanguin

Stéphan-Blanchard E, Chardon K, Léké A, Delanaud S, Djeddi D, Libert JP, Bach V, Telliez F. In utero exposure to smoking and peripheral chemoreceptor function in preterm neonates. Pediatrics, 2010; 125(3):592-9

Stéphan-Blanchard E, Bach V, Telliez F, Chardon K. Perinatal nicotine/smoking exposure and carotid chemoreceptors during development. Respiratory Physiology & Neurobiology, 2013; 185(1):110-9




Altération du contrôle chimique de la ventilation

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Sommeil Agité Sommeil Calme

Chute de VE (%)

*






Perturbation du processus de terminaison des apnées avec désaturation


*

Durée moyenne des apnées avec désaturation (s)

4

5

6

7

8

9

10

11







Perturbation du processus de terminaison des apnées avec désaturation


- Désaturations

- Instabilité ventilatoire

- Challenge hypoxique

*

0

1

2

3

4

5

6

7

SA SC

Temps passé en apnée avec désaturation (%)




Tabagisme et SNA : protocole

Mean (min-max) Control group Smoking group

n = 18 n = 16

Cigarettes / day 0 14 (2-25)***

Gestational age (weeks) 31.4 (28.4-33.7) 31.4 (28-34.1)

Birth weight (g) 1427 (810-1940) 1326 (790-2105)

Postmenstrual age (weeks) 36.1 (34.8-37.3) 36.2 (34.4-38.8)

Weight at study (g) 2082 (1675-2325) 2023 (1220-2830)

HRV analysis Polysomnography

- 3-4 hrs polysomnography

- Thermoneutrality

- Visual scoring of sleep states: AS – QS (Pediatric Task Force 2007)

- Linear time- and frequency-domain HRV parameters

- Non-linear HRV analysis: Detrended Fluctuation Analysis, Approximate and Sample Entropy

Groupe

témoin

Groupe

tabac

n = 21 n = 16

Nombre de

cigarettes/jour 0

11,4 ±

5,0***

Âge gestationnel, sem.

a. 31,5 ± 2,1 30,7 ± 2.0

Poids de naissance, g 1496 ± 277 1378 ± 348

Âge post-

conceptionnel, sem. a. 36,2 ± 0,9 36,0 ± 1,5

Poids lors de l’étude, g 2083 ± 153 2021 ± 420


Tabagisme et SNA : résultats (1)

Active sleep

Quiet sleep

* p<0.05; ** p<0.01



Active sleep

Quiet sleep

* p<0.05; ** p<0.01



Active sleep

Quiet sleep

* p<0.05; ** p<0.01


Tabagisme et SNA : implications cliniques (1)

Cardiac autonomic control

Sympatho-vagal activity

Parasympathetic activity Short-term variability (Franco et al. 2000)

Prenatal smoking exposure

Sympathetic activity Slow HR fluctuations

Impaired ANS maturation

Vagal activity (Sahni et al. 2000, Yiallourou et al. 2013)


Conclusion (1)

Sommeil Contrôle autonomique cardiaque


Effets prénatals

Tabagisme in utero

Observables après la naissance


Conclusion (1)

SA

Sommeil

Contrôle autonomique cardiaque


Maturation corporelle et

nerveuse anormale

Immaturité des circuits de régulation

neurovégétative

Diminution des capacités de réaction

et d’adaptation

Enfant vulnérable aux

challenges pendant le

sommeil

Tabagisme in utero


Conclusion (2)

SIDS Moon et al. 2007 (adapted from Hunt 2005)

DOHaD (Bakker and Jaddoe 2011)

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