Genome wide search for genetic determinants of habitual alcohol, tobacco and coffee use, obesity-related traits, response to mental and physical stress and hemodynamic traits

Les habitudes de consommation de substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits cardiovasculaires associés seraient en partie reliés aux mêmes facteurs génétiques. Afin d’explorer cette hypothèse, nous avons effectué, chez 119 familles multi-générationnelles québécoises de la région du Saguenay-Lac-St-Jean, des études d’association et de liaison pangénomiques pour les composantes génétiques : de la consommation usuelle d’alcool, de tabac et de café, de la réponse au stress physique et psychologique, des traits anthropométriques reliés à l’obésité, ainsi que des mesures du rythme cardiaque (RC) et de la pression artérielle (PA). 58000 SNPs et 437 marqueurs microsatellites ont été utilisés et l’annotation fonctionnelle des gènes candidats identifiés a ensuite été réalisée. Nous avons détecté des corrélations phénotypiques significatives entre les substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits hémodynamiques. Par exemple, les consommateurs d’alcool et de tabac ont montré un RC significativement diminué en réponse au stress psychologique. De plus, les consommateurs de tabac avaient des PA plus basses que les non-consommateurs. Aussi, les hypertendus présentaient des RC et PA systoliques accrus en réponse au stress psychologique et un indice de masse corporelle (IMC) élevé, comparativement aux normotendus. D’autre part, l’utilisation de tabac augmenterait les taux corporels d’épinéphrine, et des niveaux élevés d’épinéphrine ont été associés à des IMC diminués. Ainsi, en accord avec les corrélations inter-phénotypiques, nous avons identifié plusieurs gènes associés/liés à la consommation de substances psychoactives, à la réponse au stress physique et psychologique, aux traits reliés à l’obésité et aux traits hémodynamiques incluant CAMK4, CNTN4, DLG2, DAG1, FHIT, GRID2, ITPR2, NOVA1, NRG3 et PRKCE. Ces gènes codent pour des protéines constituant un réseau d’interactions, impliquées dans la plasticité synaptique, et hautement exprimées dans le cerveau et ses tissus associés. De plus, l’analyse des sentiers de signalisation pour les gènes identifiés (P = 0,03) a révélé une induction de mécanismes de Potentialisation à Long Terme. Les variations des traits étudiés seraient en grande partie liées au sexe et au statut d’hypertension. Pour la consommation de tabac, nous avons noté que le degré et le sens des corrélations avec l’obésité, les traits hémodynamiques et le stress sont spécifiques au sexe et à la pression artérielle. Par exemple, si des variations ont été détectées entre les hommes fumeurs et non-fumeurs (anciens et jamais), aucune différence n’a été observée chez les femmes. Nous avons aussi identifié de nombreux traits reliés à l’obésité dont la corrélation avec la consommation de tabac apparaît essentiellement plus liée à des facteurs génétiques qu’au fait de fumer en lui-même. Pour le sexe et l’hypertension, des différences dans l’héritabilité de nombreux traits ont également été observées. En effet, des analyses génétiques sur des sous-groupes spécifiques ont révélé des gènes additionnels partageant des fonctions synaptiques : CAMK4, CNTN5, DNM3, KCNAB1 (spécifique à l’hypertension), CNTN4, DNM3, FHIT, ITPR1 and NRXN3 (spécifique au sexe). Ces gènes codent pour des protéines interagissant avec les protéines de gènes détectés dans l’analyse générale. De plus, pour les gènes des sous-groupes, les résultats des analyses des sentiers de signalisation et des profils d’expression des gènes ont montré des caractéristiques similaires à celles de l’analyse générale. La convergence substantielle entre les déterminants génétiques des substances psychoactives, du stress, de l’obésité et des traits hémodynamiques soutiennent la notion selon laquelle les variations génétiques des voies de plasticité synaptique constitueraient une interface commune avec les différences génétiques liées au sexe et à l’hypertension. Nous pensons, également, que la plasticité synaptique interviendrait dans de nombreux phénotypes complexes influencés par le mode de vie. En définitive, ces résultats indiquent que des approches basées sur des sous-groupes et des réseaux amélioreraient la compréhension de la nature polygénique des phénotypes complexes, et des processus moléculaires communs qui les définissent.

Early growth response protein 1 (Egr-1) expression by Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) involves MAPKs and PKB pathways

Un remodelage vasculaire anormal est à la base de la pathogenèse des maladies cardio-vasculaires (MCV) telles que l’athérosclérose et l’hypertension. Des dysfonctionnements au niveau de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire. L’insulin-like growth factor 1 (IGF-1), puissant facteur mitogène, contribue au développement des MCV, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, composantes clés impliquées dans les voies de croissance cellulaire. Ces molécules sont également impliquées dans la modulation de l’expression de nombreux facteurs de transcription, incluant le facteur Egr-1. Egr-1 est régulé à la hausse dans différents types de maladies vasculaires impliquant les voies de signalisation de croissance et de stress oxydant qui par ailleurs peuvent être déclenchées par l’IGF-1. Cependant, la question d’une possible modulation de l’expression d’Egr-1 dans les CMLV demeure inabordée; plus spécifiquement, la caractérisation de la voie de signalisation reliant l’action d’IGF-1 à l’expression d’Egr-1 reste à établir. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’implication de MAPK, PKB et des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) dans l’expression d’Egr-1 induite par l’IGF-1 dans les CMLV. L’IGF-1 a induit une augmentation marquée du niveau protéique de l’Egr-1 en fonction du temps et de la concentration utilisés. Cette augmentation a été inhibée en fonction des doses d’agents pharmacologiques qui ciblent les voies de signalisation de MAPK, PKB et DRO. De plus, l’expression du facteur de transcription, Egr-1, en réponse de l’IGF-1, a été atténuée suite à un blocage pharmacologique des processus cellulaires responsables de la synthèse d’ARN et de synthèse protéique. Pour conclure, on a démontré que l’IGF-1 stimule l’expression d’Egr-1 via les voies de signalisation, impliquant ERK1/2/JNK, PI3K/PKB. On a également proposé que les DRO jouent un rôle important dans ce processus. Dans l’ensemble, nous avons suggéré un nouveau mécanisme par lequel l’IGF-1 promeut la prolifération et l’hypertrophie cellulaire, processus à la base des anomalies vasculaires.

Oxygenation-sensitive cardiovascular magnetic resonance imaging (OS-CMR) : potential confounding factors in use of OS-CMR

La résonance magnétique cardiovasculaire sensible à l'oxygénation (OS-CMR) est devenue une modalité d'imagerie diagnostique pour la surveillance de changements dans l'oxygénation du myocarde. Cette technique offre un grand potentiel en tant qu'outil diagnostic primaire pour les maladies cardiovasculaires, en particulier la détection non-invasive d'ischémie. Par contre, il existe plusieurs facteurs potentiellement confondants de cette technique, quelques-uns d'ordre méthodologique comme les paramètres de séquençage et d'autres de nature physiologiques qui sont peut compris. En raison des effets causés par le contenu tissulaire d'eau, l'état d'hydratation peut avoir un impact sur l'intensité du signal. Ceci est un des aspects physiologiques en particulier dont nous voulions quantifier l'effet confondant par la manipulation de l'état d'hydratation chez des humains et l'observation des changements de l'intensité du signal dans des images OS-CMR. Méthodes: In vitro: Du sang artériel et veineux de huit porcs a été utilisé pour évaluer la dilution en série du sang et son effet correspondant sur l'intensité du signal de la séquence OS. In vivo: Vingt-deux volontaires en santé ont subi OS-CMR. Les concentrations d'hémoglobine (Hb) ont été mesurées au niveau de base et immédiatement après une l'infusion cristalloïde rapide de 1000 mL de solution Lactate Ringer's (LRS). Les images OS-CMR ont été prises dans une vue mid-ventriculaire court axe. L'intensité du signal myocardique a été mesurée durant une rétention respiratoire volontaire maximale, suite à une période d'hyperventilation de 60 secondes. Les changements dans l'intensité du signal entre le début et la fin de la rétention de la respiration ont été exprimés relativement au niveau de base (% de changement). Résultats: L'infusion a résulté en une diminution significative de l'Hb mesurée (142.5±3.3 vs. 128.8±3.3 g/L; p<0.001), alors que l'IS a augmenté de 3.2±1.2% entre les images du niveau de base en normo- et hypervolémie (p<0.05). L'IS d'hyperventilation ainsi que les changements d'IS induits par l'apnée ont été attenués après hémodilution (p<0.05). L'évaluation quantitative T2* a démontré une corrélation négative entre le temps de T2* et la concentration d'hémoglobine (r=-0.46, p<0.005). Conclusions: Il existe plusieurs éléments confondants de la technique OS-CMR qui requièrent de l'attention et de l'optimisation pour une future implémentation clinique à grande échelle. Le statut d'hydratation en particulier pourrait être un élément confondant dans l'imagerie OS-CMR. L'hypervolémie mène à une augmentation en IS au niveau de base et atténue la réponse IS durant des manoeuvres de respiration vasoactives. Cette atténuation de l'intensité du signal devrait être tenue en compte et corrigée dans l'évaluation clinique d'images OS-CMR.

Role of Nuclear Angiotensin-II Receptor Mediated Signalling in Cardiovascular Remodelling

Le remodelage cardiaque est le processus par lequel la structure ou la fonction cardiaque change en réponse à un déséquilibre pathophysiologique tel qu'une maladie cardiaque, un contexte d'arythmie prolongée ou une modification de l'équilibre hormonal. Le système rénine-angiotensine (SRA) est un système hormonal largement étudié et il est impliqué dans de nombreuses activités associées au remodelage cardiovasculaire. L’existence d'un système circulatoire couplé à un système de tissus locaux est une représentation classique, cependant de nouvelles données suggèrent un SRA indépendant et fonctionnellement actif à l'échelle cellulaire. La compréhension de l'activité intracellulaire du SRA pourrait mener à de nouvelles pistes thérapeutiques qui pourraient prévenir un remodelage cardiovasculaire défavorable. L'objectif de cette thèse était d'élucider le rôle du SRA intracellulaire dans les cellules cardiaques. Récemment, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), les protéines G et leurs effecteurs ont été détectés sur des membranes intracellulaires, y compris sur la membrane nucléaire, et les concepts de RCPG intracellulaires fonctionnels sont en voie d'être acceptés comme une réalité. Nous avons dès lors fait l'hypothèse que la signalisation du SRA délimitant le noyau était impliquée dans le contrôle de l'expression des gènes cardiaques. Nous avons démontré la présence de récepteurs d'angiotensine de type-1 (AT1R) et de type-2 (AT2R) nucléaires dans les cardiomyocytes ventriculaires adultes et dans une fraction nucléaire purifiée de tissu cardiaque. Des quantités d'Ang II ont été détectées dans du lysat de cardiomyocytes et des microinjections d'Ang-II-FITC ont donné lieu à des liaisons préférentielles aux sites nucléaires. L'analyse transcriptionnelle prouve que la synthèse d'ARN de novo dans des noyaux isolés stimulés à l'Ang-II, et l'expression des ARNm de NF-κB étaient beaucoup plus importants lorsque les noyaux étaient exposés à de l'Ang II par rapport aux cardiomyocytes intacts. La stimulation des AT1R nucléaires a engendré une mobilisation de Ca2+ via les récepteurs de l'inositol trisphosphate (IP3R), et le blocage des IP3R a diminué la réponse transcriptionnelle. Les méthodes disponibles actuellement pour l'étude de la signalisation intracrine sont limitées aux méthodes indirectes. L'un des objectifs de cette thèse était de synthétiser et caractériser des analogues d'Ang-II cellule-perméants afin d’étudier spécifiquement dans les cellules intactes l'activité intracellulaire du SRA. Nous avons synthétisé et caractérisé pharmacologiquement des analogues photosensibles Ang-II encapsulée en incorporant un groupement 4,5-diméthoxy-2-nitrobenzyl (DMNB) photoclivable sur les sites actifs identifiés du peptide. Chacun des trois analogues d'Ang II encapsulée synthétisés et purifiés: [Tyr(DMNB)4]Ang-II, Ang-II-ODMNB et [Tyr(DMNB)4]Ang-II-ODMNB a montré une réduction par un facteur deux ou trois de l'affinité de liaison envers AT1R et AT2R dans les dosages par liaison compétitive et une activité réduite dans la contraction de l'aorte thoracique. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans des cellules HEK a augmenté la phosphorylation d'ERK1/2 (via AT1R) et la production de cGMP (via AT2R) alors que dans les cardiomyocytes isolés elle générait une augmentation de Ca2+ nucléoplasmique et initiait la synthèse d'ARNr 18S et d'ARNm du NF-κB. Les fibroblastes sont les principaux générateurs de remodelage cardiaque structurel, et les fibroblastes auriculaires sont plus réactifs aux stimuli profibrotiques que les fibroblastes ventriculaires. Nous avons émis l'hypothèse que l’Ang-II intracellulaire et l'activation des AT1R et AT2R nucléaires associés contrôlaient les profils d'expression des gènes des fibroblastes via des systèmes de signalisation distincts et de ce fait jouaient un rôle majeur dans le développement de la fibrose cardiaque. Nous avons remarqué que les fibroblastes auriculaires expriment l’AT1R et l’AT2R nucléaire et l'Ang-II au niveau intracellulaire. L’expression d'AT1R nucléaire a été régulés positivement dans les cas d’insuffisance cardiaque (IC), tandis que l'AT2R nucléaire a été glycosylé post-traductionnellement. La machinerie protéique des protéines G, y compris Gαq/11, Gαi/3, et Gβ, a été observée dans des noyaux isolés de fibroblastes. AT1R et AT2R régulent l'initiation de la transcription du fibroblaste via les voies de transduction de signal d'IP3R et du NO. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans une culture de fibroblastes auriculaire déclenche la libération de Ca2+ nucléoplasmique, la prolifération, et la synthèse et sécrétion de collagène qui ne sont pas inhibées par les bloqueurs d'AT1R et/ou AT2R extracellulaires.

Personalized nutrition for the prevention of cardiovascular disease: a future perspective

Cardiovascular disease (CVD) is responsible for significant morbidity and mortality in the Western and developing world. This multifactorial disease is influenced by many environmental and genetic factors. At present, public health advice involves prescribed population-based recommendations, which have been largely unsuccessful in reducing CVD risk. This is, in part, due to individual variability in response to dietary manipulations, that arises from nutrient-gene interactions (defined by the term 'nutrigenetics'). The shift towards personalized nutritional advice is a very attractive proposition, where, in principle, an individual can be given dietary advice specifically tailored to their genotype. However, the evidence-base for the impact of interactions between nutrients and fixed genetic variants on biomarkers of CVD risk is still very limited. This paper reviews the evidence for interactions between dietary fat and two common polymorphisms in the apolipoprotein E and peroxisome proliferator-activated receptor-gamma genes. Although an increased understanding of how these and other genes influence response to nutrients should facilitate the progression of personalized nutrition, the ethical issues surrounding its routine use need careful consideration.

Soy-isoflavone-enriched foods and inflammatory biomarkers of cardiovascular disease risk in postmenopausal women: interactions with genotype and equol production

Background: Dietary isoflavones are thought to be cardioprotective because of their structural similarity to estrogen. The reduction of concentrations of circulating inflammatory markers by estrogen may be one of the mechanisms by which premenopausal women are protected against cardiovascular disease. Objective: Our aim was to investigate the effects of isolated soy isoflavones on inflammatory biomarkers [von Willebrand factor, intracellular adhesion molecule 1, vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1), E-selectin, monocyte chemoattractant protein 1, C-reactive protein (CRP), and endothelin 1 concentrations]. Differences with respect to single-nucleotide polymorphisms in selected genes [estrogen receptor alpha (XbaI and PvuII), estrogen receptor beta [ER beta (AluI) and ER beta[cx] (Tsp5091), endothelial nitric oxide synthase (Glu298Asp), apolipoprotein E (Apo E2, E3, and E4), and cholesteryl ester transfer protein (TaqIB)] and equol production were investigated. Design: One hundred seventeen healthy European postmenopausal women participated in this randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover dietary intervention trial. Isoflavone-enriched (genistein-to-daidzein ratio of 2:1;50 mg/d) or placebo cereal bars were consumed for 8 wk, with a washout period of 8 wk between the crossover. Plasma inflammatory factors were measured at 0 and 8 wk of each study arm. Results: Isoflavones improved CRP concentrations [odds ratio (95% Cl) for CRP values >1 mg/L for isoflavone compared with placebo: 0.43 (0.27, 0.69)]; no significant effects of isoflavone treatment on other plasma inflammatory markers were observed. No significant differences in the response to isoflavones were observed according to subgroups of equol production. Differences in the VCAM-1 response to isoflavones and to placebo were found with ER beta AluI genotypes. Conclusion: Isoflavones have beneficial effects on CRP concentrations, but not on other inflammatory biomarkers of cardiovascular disease risk in postmenopausal women, and may improve VCAM-1 in an ER beta gene polymorphic subgroup.

Genetic predisposition influences plasma lipids of participants on habitual diet, but not the response to reductions in dietary intake of saturated fatty acids

Objective: SNPs identified from genome wide association studies associate with lipid risk markers of cardiovascular disease. This study investigated whether these SNPs altered the plasma lipid response to diet in the ‘RISCK’ study cohort. Methods: Participants (n = 490) from a dietary intervention to lower saturated fat by replacement with carbohydrate or monounsaturated fat, were genotyped for 39 lipid-associated SNPs. The association of each individual SNP, and of the SNPs combined (using genetic predisposition scores), with plasma lipid concentrations was assessed at baseline, and on change in response to 24 weeks on diets. Results: The associations between SNPs and lipid concentrations were directionally consistent with previous findings. The genetic predisposition scores were associated with higher baseline concentrations of plasma total(P = 0.02) and LDL (P = 0.002) cholesterol, triglycerides (P = 0.001) and apolipoprotein B (P = 0.004), and with lower baseline concentrations of HDL cholesterol (P < 0.001) and apolipoprotein A-I (P < 0.001). None of the SNPs showed significant association with the reduction of plasma lipids in response to the dietary interventions and there was no evidence of diet-gene interactions. Conclusion: Results from this exploratory study have shown that increased genetic predisposition was associated with an unfavourable plasma lipid profile at baseline, but did not influence the improvement in lipid profiles by the low-saturated-fat diets.

Postprandial lipemia and cardiovascular disease risk: interrelationships between dietary, physiological and genetic determinants

Although the independence of the association and causality has not been fully established, non-fasting (postprandial) triglyceride (TG) concentrations have emerged as a clinically significant cardiovascular disease (CVD) risk factor. In the current review, findings from three insightful prospective studies in the area, namely the Women's Health Study, the Copenhagen City Heart Study and the Norwegian Counties Study, are discussed. An overview is provided as to the likely etiological basis for the association between postprandial TG and CVD, with a focus on both lipid and non-lipid (inflammation, hemostasis and vascular function) risk factors. The impact of various lifestyle and physiological determinants are considered, in particular genetic variation and meal fat composition. Furthermore, although data is limited some information is provided as to the relative and interactive impact of a number of modulators of lipemia. It is evident that relative to age, gender and body mass index (known modulators of postprandial lipemia), the contribution of identified gene variants to the heterogeneity observed in the postprandial response is likely to be relatively small. Finally, we highlight the need for the development of a standardised ‘fat tolerance test’ for use in clinical trials, to allow the integration and comparison of data from individual studies

The Glu298Asp single nucleotide polymorphism in the endothelial nitric oxide synthase gene differentially effects the vascular response to acute consumption of fruit and vegetable puree-based drinks

Scope Diets low in fruits and vegetables (FV) are responsible for 2.7 million deaths from cardiovascular diseases (CVD) and certain cancers annually. Many FV and their juices contain flavonoids, some of which increase endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity. A single nucleotide polymorphism in the eNOS gene, where thymine (T) replaces guanine (G) at position 894 predicting substitution of glutamate for aspartate at codon 298 (Glu298Asp), has been associated with increased CVD risk due to effects on nitric oxide synthesis and subsequently vascular reactivity. Individuals can be homozygous for guanine (GG), thymine (TT) or heterozygous (GT). Methods and results We investigated the effects of acute ingestion of a FV-puree-based-drink (FVPD) on vasodilation and antioxidant status in subjects retrospectively genotyped for this polymorphism. Healthy volunteers (n = 24; 11 GG, 11 GT, 2 TT) aged 30–70 were recruited to a randomized, controlled, crossover, acute study. We showed that acute consumption of 400 mL FVPD differentially affected individuals depending on their genotype. There was a significant genotype interaction for endothelium-dependent vasodilation measured by laser Doppler imaging with iontophoresis (P < 0.05) and ex vivo low-density lipoproteins (LDL) oxidation (P = 0.002). GG subjects had increased endothelium-dependent vasodilation 180 min (P = 0.028) and reduced ex vivo LDL oxidation (P = 0.013) after 60 min after FVPD compared with control, no differences were observed in GT subjects. Conclusion eNOS Glu298Asp genotype differentially affects vasodilation and ex vivo LDL oxidation after consumption of FV in the form of a puree-based drink.

The leptin receptor Gln223Arg polymorphism (rs1137101) mediates the postprandial lipaemic response, but only in males.

Objective: An exaggerated postprandial triacylglycerol (TAG) response is an important determinant of cardiovascular disease risk. With increased recognition of the role of leptin in systemic macronutrient metabolism, we used a candidate gene approach to examine the impact of the common leptin receptor (LEPR) Gln223Arg polymorphism (rs1137101) on postprandial lipaemia. Methods and results: Healthy adults (n ¼ 251) underwent a sequential meal postprandial investigation, in which blood samples were taken at regular intervals after a test breakfast (t ¼ 0) and lunch (t ¼ 330 min). Fasting total- and low-density lipoprotein cholesterol were 9% lower in the ArgArg than GlnArg group (P < 0.04), whereas fasting TAG was 27% lower in the ArgArg than GlnGln group (P < 0.02). The magnitude of the postprandial TAG response was also significantly lower in the ArgArg compared with the GlnArg and GlnGln genotypes, with a 26% lower area under the curve (AUC) and incremental AUC in the ArgArg individuals (P � 0.023). Genotype*gender interactions were evident for fasting and postprandial TAG responses (P < 0.05), with the genotype effect only evident in males. Regression analysis indicated that the LEPR genotype and genotype*gender interactions were independent predictors of the TAG AUC, accounting for 6.3% of the variance. Our main findings were replicated in the independent LIPGENE-Cordoba postprandial cohort of metabolic syndrome subjects (n ¼ 75), with a 52% lower TAG AUC in the ArgArg than GlnGln male subjects (P ¼ 0.018). Conclusion: We report for the first time that the common LEPR Gln223Arg genotype is an important predictor of postprandial TAG in males. The mechanistic basis of these associations remains to be determined.

Greater impairment of postprandial triacylglycerol than glucose response in metabolic syndrome subjects with fasting hyperglycaemia

Abstract Objective: Studies have started to question whether a specific component or combinations of metabolic syndrome (MetS) components may be more important in relation to cardiovascular disease risk. Our aim was to examine the impact of the presence of raised fasting glucose as a MetS component on postprandial lipaemia. Methods: Men classified with the MetS underwent a sequential test meal investigation, in which blood samples were taken at regular intervals after a test breakfast (t=0 min) and lunch (t=330 min). Lipids, glucose and insulin were measured in the fasting and postprandial samples. Results: MetS subjects with 3 or 4 components were subdivided into those without (n=34) and with (n=23) fasting hyperglycaemia (≥ 5.6 mmol/l), irrespective of the combination of components. Fasting lipids and insulin were similar in the two groups, with glucose significantly higher in the men with glucose as a MetS component (P<0.001). Following the test meals, there was a higher maximum concentration (maxC), area under the curve (AUC) and incremental AUC (P≤0.016) for the postprandial triacylglycerol (TAG) response in men with fasting hyperglycaemia. Greater glucose AUC (P<0.001) and insulin maxC (P=0.010) was also observed in these individuals after the test meals. Multivariate regression analysis revealed fasting glucose to be an important predictor of the postprandial TAG and glucose response. Conclusion: Our data analysis has revealed a greater impairment of postprandial TAG than glucose response in MetS subjects with raised fasting glucose. The worsening of postprandial lipaemic control may contribute to the greater CVD risk reported in individuals with MetS component combinations which include hyperglycaemia.

Flavonoid-rich fruits and vegetables improve microvascular reactivity and inflammatory status in men at risk of cardiovascular disease – FLAVURS: a randomized controlled trial

BACKGROUND: Observed associations between increased fruit and vegetable (F&V) consumption, particularly those F&Vs that are rich in flavonoids, and vascular health improvements require confirmation in adequately powered randomized controlled trials. OBJECTIVE: This study was designed to measure the dose-response relation between high-flavonoid (HF), low-flavonoid (LF), and habitual F&V intakes and vascular function and other cardiovascular disease (CVD) risk indicators. DESIGN: A single-blind, dose-dependent, parallel randomized controlled dietary intervention study was conducted. Male and female low-F&V consumers who had a ≥1.5-fold increased risk of CVD (n = 174) were randomly assigned to receive an HF F&V, an LF F&V, or a habitual diet, with HF and LF F&V amounts sequentially increasing by 2, 4, and 6 (+2, +4, and +6) portions/d every 6 wk over habitual intakes. Microvascular reactivity (laser Doppler imaging with iontophoresis), arterial stiffness [pulse wave velocity, pulse wave analysis (PWA)], 24-h ambulatory blood pressure, and biomarkers of nitric oxide (NO), vascular function, and inflammation were determined at baseline and at 6, 12, and 18 wk. RESULTS: In men, the HF F&V diet increased endothelium-dependent microvascular reactivity (P = 0.017) with +2 portions/d (at 6 wk) and reduced C-reactive protein (P = 0.001), E-selectin (P = 0.0005), and vascular cell adhesion molecule (P = 0.0468) with +4 portions/d (at 12 wk). HF F&Vs increased plasma NO (P = 0.0243) with +4 portions/d (at 12 wk) in the group as a whole. An increase in F&Vs, regardless of flavonoid content in the groups as a whole, mitigated increases in vascular stiffness measured by PWA (P = 0.0065) and reductions in NO (P = 0.0299) in the control group. CONCLUSION: These data support recommendations to increase F&V intake to ≥6 portions daily, with additional benefit from F&Vs that are rich in flavonoids, particularly in men with an increased risk of CVD. This trial was registered at www.controlled-trials.com as ISRCTN47748735.

Interaction between BMI and APOE genotype is associated with changes in the plasma long-chain-PUFA response to a fish-oil supplement in healthy participants

BACKGROUND: Carriers of the apolipoprotein E ɛ4 (APOE4) allele are lower responders to a docosahexaenoic acid (DHA) supplement than are noncarriers. This effect could be exacerbated in overweight individuals because DHA metabolism changes according to body mass index (BMI; in kg/m²). OBJECTIVES: We evaluated the plasma fatty acid (FA) response to a DHA-rich supplement in APOE4 carriers and noncarriers consuming a high-saturated fat diet (HSF diet) and, in addition, evaluated whether being overweight changed this response. DESIGN: This study was part of the SATgenɛ trial. Forty-one APOE4 carriers and 41 noncarriers were prospectively recruited and consumed an HSF diet for 8-wk followed by 8 wk of consumption of an HSF diet with the addition of DHA and eicosapentaenoic acid (EPA) (HSF + DHA diet; 3.45 g DHA/d and 0.5 g EPA/d). Fasting plasma samples were collected at the end of each intervention diet. Plasma total lipids (TLs) were separated into free FAs, neutral lipids (NLs), and phospholipids by using solid-phase extraction, and FA profiles in each lipid class were quantified by using gas chromatography. RESULTS: Because the plasma FA response to the HSF + DHA diet was correlated with BMI in APOE4 carriers but not in noncarriers, the following 2 groups were formed according to the BMI median: low BMI (<25.5) and high BMI (≥25.5). In response to the HSF + DHA diet, there were significant BMI × genotype interactions for changes in plasma concentrations of arachidonic acid and DHA in phospholipids and TLs and of EPA in NLs and TLs (P ≤ 0.05). APOE4 carriers were lower plasma responders to the DHA supplement than were noncarriers but only in the high-BMI group. CONCLUSIONS: Our findings indicate that apolipoprotein E genotype and BMI may be important variables that determine the plasma long-chain PUFA response to dietary fat manipulation. APOE4 carriers with BMI ≥25.5 may need higher intakes of DHA for cardiovascular or other health benefits than do noncarriers

Exercise improves cardiovascular control in a model of dislipidemia and menopause

The present study investigated the effects of exercise training on arterial pressure, baroreflex sensitivity, cardiovascular autonomic control and metabolic parameters on female LDL-receptor knockout ovariectomized mice. Mice were divided into two groups: sedentary and trained. Trained group was submitted to an exercise training protocol. Blood cholesterol was measured. Arterial pressure (AP) signals were directly recorded in conscious mice. Baroreflex sensitivity was evaluated by tachycardic and bradycardic responses to AP changes. Cardiovascular autonomic modulation was measured in frequency (FFT) and time domains. Maximal exercise capacity was increased in trained as compared to sedentary group. Blood cholesterol was diminished in trained mice (191 +/- 8 mg/dL) when compared to sedentary mice (250 +/- 9 mg/dL, p<0.05). Mean AP and HR were reduced in trained group (101 +/- 3 mmHg and 535 +/- 14 bpm, p<0.05) when compared with sedentary group (125 +/- 3 mmHg and 600 +/- 12 bpm). Exercise training induced improvement in bradycardic reflex response in trained animals (-4.24 +/- 0.62 bpm/mmHg) in relation to sedentary animals (-1.49 +/- 0.15 bpm/mmHg, p<0.01); tachycardic reflex responses were similar between studied groups. Exercise training increased the variance (34 +/- 8 vs. 6.6 +/- 1.5 ms(2) in sedentary, p<0.005) and the high-frequency band (HF) of the pulse interval (IP) (53 +/- 7% vs. 26 +/- 6% in sedentary, p<0.01). It is tempting to speculate that results of this experimental study might represent a rationale for this non-pharmacological intervention in the management of cardiovascular risk factors in dyslipidemic post-menopause women. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

HISTAMINE IN THE POSTERODORSAL MEDIAL AMYGDALA MODULATES CARDIOVASCULAR REFLEX RESPONSES IN AWAKE RATS

Centrally injected histamine (HA) affects heart rate (HR), arterial blood pressure (BP), and sympathetic activity in rats. The posterodorsal medial amygdala (MePD) has high levels of histidine decarboxylase, connections with brain areas involved with the modulation of cardiovascular responses, and is relevant for the pathogenesis of hypertension. However, there is no report demonstrating the role of the MePD histaminergic activity on the cardiovascular function in awake rats. The alms of the present work were: 1) to study the effects of two doses (10-100 nM) of HA microinjected in the MePD on basal cardiovascular recordings and on baroreflex- and chemoreflex-mediated responses; 2) to reveal whether cardiovascular reflex responses could be affected by MePD microinjections of (R)-alpha-methylhistamine (AH(3)), an agonist of the inhibitory autoreceptor H(3); and, 3) to carry out a power spectral analysis to evaluate the contribution of the sympathetic and parasympathetic components in the variability of the HR and BP recordings. When compared with the control group (microinjected with saline, 0.3 mu l), HA (10 nM) promoted an increase in the MAP(50), i.e. the mean value of BP at half of the HR range evoked by the baroreflex response. Histamine (100 nM) did not affect the baroreflex activity, but significantly decreased the parasympathetic component of the HR variability, increased the sympathetic/parasympathetic balance at basal conditions (these two latter evaluated by the power spectral analysis), and promoted an impairment in the chemoreflex bradycardic response. Microinjection of AH(3) (10 mu M) led to mixed results, which resembled the effects of both doses of HA employed here. Present data suggest that cardiovascular changes induced by baroreceptors and chemoreceptors involve the histaminergic activity in the MePD. This neural regulation of reflex cardiovascular responses can have important implications for homeostatic and allostatic conditions and possibly for the behavioral displays modulated by the rat MePD. (C) 2008 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.