Improved healing of large segmental defects in the rat femur by reverse dynamization in the presence of bone morphogenetic protein-2

Background Large segmental defects in bone do not heal well and present clinical challenges. This study investigated modulation of the mechanical environment as a means of improving bone healing in the presence of bone morphogenetic protein (BMP)-2. Although the influence of mechanical forces on the healing of fractures is well established, no previous studies, to our knowledge, have described their influence on the healing of large segmental defects. We hypothesized that bone-healing would be improved by initial, low-stiffness fixation of the defect, followed by high-stiffness fixation during the healing process. We call this reverse dynamization. Methods A rat model of a critical-sized femoral defect was used. External fixators were constructed to provide different degrees of stiffness and, importantly, the ability to change stiffness during the healing process in vivo. Healing of the critical-sized defects was initiated by the implantation of 11 mg of recombinant human BMP (rhBMP)-2 on a collagen sponge. Groups of rats receiving BMP-2 were allowed to heal with low, medium, and high-stiffness fixators, as well as under conditions of reverse dynamization, in which the stiffness was changed from low to high at two weeks. Healing was assessed at eight weeks with use of radiographs, histological analysis, microcomputed tomography, dual x-ray absorptiometry, and mechanical testing. Results Under constant stiffness, the low-stiffness fixator produced the best healing after eight weeks. However, reverse dynamization provided considerable improvement, resulting in a marked acceleration of the healing process by all of the criteria of this study. The histological data suggest that this was the result of intramembranous, rather than endochondral, ossification. Conclusions Reverse dynamization accelerated healing in the presence of BMP-2 in the rat femur and is worthy of further investigation as a means of improving the healing of large segmental bone defects. Clinical Relevance These data provide the basis of a novel, simple, and inexpensive way to improve the healing of critical-sized defects in long bones. Reverse dynamization may also be applicable to other circumstances in which bonehealing is problematic.

The effects of osteoporosis on osseointegration in the rat maxilla

The study investigated the effects of oestrogen deficiency on dental implant in a rat model. An osteoporosis rat model was successfully established for dental implant research and it was noted that bone cells functioned differently in osteoporotic condition during the healing of dental implant. The study further demonstrated that implant surface roughness could stimulate bone formation, therefore, improve the bone healing in osteoporotic condition.

Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there has been great clinical interest in improving bone healing by altering the mechanical environment through the fixation stability around the lesion. One constraint of preclinical animal research in this area is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a large segmental defect as well as osteotomies as they heal. In this paper we report on the design and use of an external fixator to study the healing of large segmental bone defects or osteotomies. This device not only allows for controlled axial stiffness on the bone lesion as it heals, but it also enables the change of stiffness during the healing process in vivo. The conducted experiments have shown that the fixators were able to maintain a 5 mm femoral defect gap in rats in vivo during unrestricted cage activity for at least 8 weeks. Likewise, we observed no distortion or infections, including pin infections during the entire healing period. These results demonstrate that our newly developed external fixator was able to achieve reproducible and standardized stabilization, and the alteration of the mechanical environment of in vivo rat large bone defects and various size osteotomies. This confirms that the external fixation device is well suited for preclinical research investigations using a rat model in the field of bone regeneration and repair.

Development, in vitro and in vivo characterization of zoledronic acid functionalized hydroxyapatite nanoparticle based formulation for treatment of osteoporosis in animal model

We investigated the potential of using novel zoledronic acid (ZOL)-hydroxyapatite (HA) nanoparticle based drug formulation in a rat model of postmenopausal osteoporosis. By a classical adsorption method, nanoparticles of HA loaded with ZOL (HNLZ) drug formulation with a size range of 100-130 nm were prepared. 56 female Wistar rats were ovariectomized (OVX) or sham-operated at 3 months of age. Twelve weeks post surgery, rats were randomized into seven groups and treated with various doses of HNLZ (100, 50 and 25 mu g/kg, intravenous single dose), ZOL (100 mu g/kg, intravenous single dose) and HA nanoparticle (100 mu g/kg, intravenous single dose). Untreated OVX and sham OVX served as controls. After three months treatment period, we evaluated the mechanical properties of the lumbar vertebra and femoral mid-shaft. Femurs were also tested for trabecular microarchitecture. Sensitive biochemical markers of bone formation and bone resorption in serum were also determined. With respect to improvement in the mechanical strength of the lumbar spine and the femoral mid-shaft, the therapy with HNLZ drug formulation was more effective than ZOL therapy in OVX rats. Moreover, HNLZ drug therapy preserved the trabecular microarchitecture better than ZOL therapy in OVX rats. Furthermore, the HNLZ drug formulation corrected increase in serum levels of bone-specific alkaline phosphatase, procollagen type I N-terminal propeptide, osteocalcin, tartrate-resistant acid phosphatase 5b and C-telopeptide of type 1 collagen better than ZOL therapy in OVX rats. The results strongly suggest that HNLZ novel drug formulation appears to be more effective approach for treating severe osteoporosis in humans. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

A model of sequential heart and composite tissue allotransplant in rats.

BACKGROUND: Some of the 600,000 patients with solid organ allotransplants need reconstruction with a composite tissue allotransplant, such as the hand, abdominal wall, or face. The aim of this study was to develop a rat model for assessing the effects of a secondary composite tissue allotransplant on a primary heart allotransplant. METHODS: Hearts of Wistar Kyoto rats were harvested and transplanted heterotopically to the neck of recipient Fisher 344 rats. The anastomoses were performed between the donor brachiocephalic artery and the recipient left common carotid artery, and between the donor pulmonary artery and the recipient external jugular vein. Recipients received cyclosporine A for 10 days only. Heart rate was assessed noninvasively. The sequential composite tissue allotransplant consisted of a 3 x 3-cm abdominal musculocutaneous flap harvested from Lewis rats and transplanted to the abdomen of the heart allotransplant recipients. The abdominal flap vessels were connected to the femoral vessels. No further immunosuppression was administered following the composite tissue allotransplant. Ten days after composite tissue allotransplantation, rejection of the heart and abdominal flap was assessed histologically. RESULTS: The rat survival rate of the two-stage transplant surgery was 80 percent. The transplanted heart rate decreased from 150 +/- 22 beats per minute immediately after transplant to 83 +/- 12 beats per minute on day 20 (10 days after stopping immunosuppression). CONCLUSIONS: This sequential allotransplant model is technically demanding. It will facilitate investigation of the effects of a secondary composite tissue allotransplant following primary solid organ transplantation and could be useful in developing future immunotherapeutic strategies.

Influence of skin model on in vitro performance of drug-loaded soluble microneedle arrays

A plethora of studies have described the in vitro assessment of dissolving microneedle (MN) arrays for enhanced transdermal drug delivery, utilising a wide variety of model membranes as a representation of the skin barrier. However, to date, no discussion has taken place with regard to the choice of model skin membrane and the impact this may have on the evaluation of MN performance. In this study, we have, for the first time, critically assessed the most common types of in vitro skin permeation models - a synthetic hydrophobic membrane (Silescol(®) of 75 µm) and neonatal porcine skin of definable thickness (300-350 µm and 700-750 µm) - for evaluating the performance of drug loaded dissolving poly (methyl vinyl ether co maleic acid) (PMVE/MA) MN arrays. It was found that the choice of in vitro skin model had a significant effect on the permeation of a wide range of small hydrophilic molecules released from dissolving MNs. For example, when Silescol(®) was used as the model membrane, the cumulative percentage permeation of methylene blue 24h after the application of dissolvable MNs was found to be only approximately 3.7% of the total methylene blue loaded into the MN device. In comparison, when dermatomed and full thickness neonatal porcine skin were used as a skin model, approximately 67.4% and 47.5% of methylene blue loaded into the MN device was delivered across the skin 24h after the application of MN arrays, respectively. The application of methylene blue loaded MN arrays in a rat model in vivo revealed that the extent of MN-mediated percutaneous delivery achieved was most similar to that predicted from the in vitro investigations employing dermatomed neonatal porcine skin (300-350 µm) as the model skin membrane. On the basis of these results, a wider discussion within the MN community will be necessary to standardise the experimental protocols used for the evaluation and comparison of MN devices.

Use of a human-like low-grade bacteremia model of experimental endocarditis to study the role of Staphylococcus aureus adhesins and platelet aggregation in early endocarditis.

Animal models of infective endocarditis (IE) induced by high-grade bacteremia revealed the pathogenic roles of Staphylococcus aureus surface adhesins and platelet aggregation in the infection process. In humans, however, S. aureus IE possibly occurs through repeated bouts of low-grade bacteremia from a colonized site or intravenous device. Here we used a rat model of IE induced by continuous low-grade bacteremia to explore further the contributions of S. aureus virulence factors to the initiation of IE. Rats with aortic vegetations were inoculated by continuous intravenous infusion (0.0017 ml/min over 10 h) with 10(6) CFU of Lactococcus lactis pIL253 or a recombinant L. lactis strain expressing an individual S. aureus surface protein (ClfA, FnbpA, BCD, or SdrE) conferring a particular adhesive or platelet aggregation property. Vegetation infection was assessed 24 h later. Plasma was collected at 0, 2, and 6 h postinoculation to quantify the expression of tumor necrosis factor (TNF), interleukin 1α (IL-1α), IL-1β, IL-6, and IL-10. The percentage of vegetation infection relative to that with strain pIL253 (11%) increased when binding to fibrinogen was conferred on L. lactis (ClfA strain) (52%; P = 0.007) and increased further with adhesion to fibronectin (FnbpA strain) (75%; P < 0.001). Expression of fibronectin binding alone was not sufficient to induce IE (BCD strain) (10% of infection). Platelet aggregation increased the risk of vegetation infection (SdrE strain) (30%). Conferring adhesion to fibrinogen and fibronectin favored IL-1β and IL-6 production. Our results, with a model of IE induced by low-grade bacteremia, resembling human disease, extend the essential role of fibrinogen binding in the initiation of S. aureus IE. Triggering of platelet aggregation or an inflammatory response may contribute to or promote the development of IE.

Modèles de dysfonction érectile chez le rat

Des modèles de dysfonction érectile (DE) ont été développés et étudiés chez le rat. Cependant, peu de choses sont connues dans certains modèles présentant des facteurs de risque de la DE, en l’occurrence le rat soumis à une diète riche en glucose, le rat avec une restriction de croissance intra-utérine (RCIU) et le rat avec l’infusion continue de l’angiotensine (Ang) II en ce qui concerne l’évaluation de la fonction érectile in vivo. C’est ainsi que nous nous sommes proposés cette étude. La fonction érectile a été mesurée par la stimulation électrique du nerf caverneux à des cohortes de rats mâles Sprague-Dawley de différents âges comme suit: 1) des rats jeunes de 12 semaines d’âge, adultes reproducteurs à la retraite d’environ 30 semaines d’âge et des rats de 27 et 29 semaines soumis à une diète riche en glucose par l’eau de breuvage (10%) à court (1 semaine), moyen (6 semaines) et long (12 ou 13 semaines) termes; 2) des rats jeunes âgés de 12 semaines recevant une infusion soit de l’Ang II (200ng/kg/min) soit de la saline par mini-pompes osmotiques sous-cutanées pendant 1 et 2 semaines; et 3) des rats adultes âgés de 36 semaines avec une RCIU. La fonction érectile a été représentée par des courbes de variations de pression intracaverneuse (PIC) et d’aire sous la courbe (ASC) normalisées avec la pression artérielle moyenne (PAM) en réponse à la stimulation nerveuse à différents volts. À la fin des expériences, les animaux ont été sacrifiés, le sang recueilli pour le dosage de la glycémie et de l’insulinémie; le pénis, l’aorte thoracique et le cœur prélevés à des fins d’analyses protéique et histologique. La diète riche en glucose à court terme a eu un effet néfaste sur la fonction érectile chez le jeune rat mais bénéfique chez le rat adulte reproducteur; de même que pour les études à long terme, la diète riche en glucose a amélioré ou renversé la DE associée au vieillissement. Les rats avec RCIU ont exhibé une baisse très significative de la fonction érectile. Ces détériorations ou améliorations de la fonction érectile avec le glucose ou dans la RCIU ont été principalement associées à des modifications de l’expression de l’Akt, en plus d’une augmentation de l’insuline sérique dans les groupes avec le glucose. L’Ang II a entraîné une baisse de la fonction érectile, statistiquement très significative après 1 semaine et maintenue après 2 semaines de traitement, sans causer des changements morphologiques au cœur et à l’aorte thoracique. En conclusion : l’atteinte du système érectile se fait précocement dans les complications cardiovasculaires liées à l’activation du SRA, l’implication de l’Akt dans la modulation de la fonction érectile dépend de type de vieillissement et de la diète, le RCIU est un facteur de risque pour la DE.

Propriétés anesthésiques et analgésiques de l’eugénol chez la grenouille (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus)

L'eugénol (2-methoxy-4-(2-propenyl) phénol), produit dérivé du clou de girofle (Eugenia aromatica), fut tout d’abord utilisé en application topique à des fins d’analgésie dentaire. Il produit également une anesthésie chirurgicale lorsque administré en immersion chez les poissons. L’eugénol agit sur les récepteurs vanilloïdes, sensibles à la chaleur, aux protons et à certaines molécules lipidiques. Ces récepteurs jouent un rôle important dans le mécanisme de l’inflammation et de l’hyperalgésie. L’eugénol pourrait également produire ses effets par antagonisme des récepteurs glutamaergiques (NMDA) et par son activation des récepteurs GABAergiques. Considérant que l’eugénol produit des effets analgésiques et anesthésiques, des études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie furent réalisées chez la grenouille (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus). Les résultats démontrent que l’eugénol administré par immersion à une dose efficace permet d’atteindre une anesthésie chirurgicale chez les grenouilles (350 mg/L) et les poissons (75 mg/L). Suite à des analyses plasmatiques par LC/MS/MS, la pharmacocinétique des grenouilles, des poissons et des rats montre que la drogue est éliminée et qu’il pourrait y avoir une recirculation entérohépathique plus importante chez la grenouille et le rat. La longue demi-vie chez le rat suggère aussi une accumulation dans les tissus après des administrations répétées. Suite à l’administration intraveineuse d’une dose de 20 mg/kg chez le rat, l’eugénol induit une anesthésie chirurgicale pour une très courte période de temps variant autour de 167 s. Les résultats de sensibilité thermique confirment l’efficacité de l’eugénol pour réduire l’hyperalgésie induite chez des rats neuropathiques. L’effet pharmacologique de l’eugénol a démontré une augmentation progressive constante de l’analgésie sur une période de cinq jours de traitements journaliers. En conclusion, l’eugénol possède des propriétés analgésiques et anesthésiques chez la grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis), le poisson (Oncorhynchus mykiss) et le rat (Rattus norvegicus).

Caractérisation de l’apoptose observée dans le système limbique après une ischémie myocardique transitoire chez le rat

Au niveau clinique, il a été observé que de 15 à 30 % des patients qui ont subi un infarctus du myocarde développent une dépression majeure. De plus, la population atteinte de dépression post-infarctus présente un risque de mortalité de trois à quatre fois plus élevé, et ce, en comparaison avec la population non dépressive post-infarctus. Dans un modèle de rat développé pour étudier la dépression post-infarctus, des cellules apoptotiques ont été retrouvées au niveau du système limbique. Il apparaît que les cytokines seraient en partie responsables de cette mort cellulaire qui relie le cœur en ischémie et le système nerveux central. Donc, les objectifs de cette thèse sont : 1) de caractériser spatialement et temporellement la survenue de la mort cellulaire par apoptose dans les structures du système limbique du rat, à la suite d’un infarctus du myocarde ; 2) de déterminer l’effet de l’anti-inflammatoire celecoxib sur cette apoptose observée au niveau de l’amygdale et de déterminer l’implication de l’enzyme COX-2 ; 3) de déterminer l’implication de la cytokine pro-inflammatoire TNF-α dans l’apoptose observée au niveau des structures du système limbique du rat, à la suite d’un infarctus du myocarde. Afin d’atteindre ces objectifs, les rats ont subi une ischémie de 40 minutes, suivi d’une période de reperfusion qui varie d’un protocole à l’autre (15 minutes, 24, 48, 72 heures ou 7 jours). De plus, en fonction du protocole, ces rats ont été traités avec soit du célécoxib (inhibiteur sélectif de la COX-2), soit avec du PEG sTNF-R1 (inhibiteur du TNF-α). À la suite de ces protocoles, les rats ont été sacrifiés, la taille de l’infarctus a été déterminée et les différentes structures cérébrales du système limbique prélevées. Des tests biochimiques propres à chaque protocole ont été réalisés afin de documenter l'apoptose. Il a alors été observé qu’aucun des deux traitements ne présentait d’effet sur la taille de l’infarctus. L’étude de l’apoptose dans le système limbique a révélé que : 1) le processus apoptotique se mettait en place dans l’hippocampe dès les 15 premières minutes de reperfusion suivant l’infarctus du myocarde et que ce processus était spatialement dynamique dans le système limbique jusqu’au septième jour postreperfusion ; 2) il est apparu que la COX-2 était impliquée dans l'apoptose du système limbique ; 3) il a été observé que le TNF-α périphérique était impliqué dans ce processus apoptotique après 72 heures de reperfusion en activant la voie extrinsèque de l'apoptose. Ces résultats ont permis de caractériser la survenue de l’apoptose au niveau du système limbique chez le rat à la suite d’un infarctus du myocarde et de documenter l'implication de la COX-2 et du TNF-α dans ce processus. Bien que ces résultats n’apportent pas de schémas thérapeutiques clairs ou de mécanismes physiopathologiques globaux ces derniers permettent une meilleure compréhension de la relation existante entre le cœur et le système nerveux central dans le cadre de l’infarctus du myocarde. De manière moins spécifique ils précisent la relation entre le système inflammatoire et le système nerveux central.

Régulations homéostatiques cardiovasculaires suite à une transfusion par échange avec du sang hyperagrégeant chez le rat

Dans le but de vérifier l’impact d’un changement soudain dans l’agrégation érythrocytaire sur certains paramètres cardiovasculaires, une transfusion par échange sanguin du tiers du volume a été effectuée avec du sang hyperagrégeant chez le rat de souche Brown Norway. La pression caudale, le volume cardiaque systolique, la fraction d’éjection, le débit cardiaque, le rythme cardiaque et la résistance périphérique à l’écoulement sanguin ont été observés non-intrusivement sur 19 jours suite à la transfusion. Les rats ont été sacrifiés plus d’un mois suivant la transfusion et une étude ex vivo de la réponse à deux agents dilatateurs (l’acétylcholine et le nitroprussiate de sodium) a été menée sur les artérioles mésentériques. Des variations des paramètres cardiovasculaires, soit le débit, le volume systolique et la résistance périphérique, ont été remarquées dans les trois premiers jours posttransfusion. Une résistance du muscle vasculaire lisse au monoxyde d’azote a été notée chez les rats transfusés au sang hyperagrégeant alors qu’aucune dysfonction endothéliale n’était apparente en réponse à l’acétylcholine.

La contribution du récepteur B1 des kinines dans les complications diabétiques chez le rat traité au glucose, un modèle de résistance à l'insuline

Les kinines agissent sur deux types de récepteurs couplés aux protéines G, nommés B1 et B2, lesquels jouent un rôle important dans le contrôle cardiovasculaire, la nociception et l’inflammation. Nous considérons l’hypothèse que le récepteur B1 des kinines est induit et contribue aux complications diabétiques, incluant l’hypertension artérielle, les polyneuropathies sensorielles, l’augmentation du stress oxydatif vasculaire, l’inflammation vasculaire et l’obésité chez le rat traité au D-glucose (10% dans l’eau de boisson) pendant 8 ou 12 semaines. Dans ce modèle de résistance à l’insuline, nous avons évalué les effets d’un traitement pharmacologique d’une semaine avec un antagoniste du récepteur B1 des kinines, le SSR240612 (10 mg/kg/jr). Les résultats montrent que le SSR240612 renverse l’hypertension, l’allodynie tactile et au froid, la production de l’anion superoxyde et la surexpression de plusieurs marqueurs inflammatoires dans l’aorte (iNOS, IL-1β, macrophage (CD68, CD11), ICAM-1, E-selectine, MIF ainsi que le B1R) et dans les adipocytes (iNOS, IL-1β, TNF-α et macrophage CD68). De plus, le SSR240612 corrige la résistance à l’insuline, les anomalies du profil lipidique plasmatique et le gain de poids et de masse adipeuse. Ces données supportent l’implication des kinines dans les complications diabétiques dans un modèle animal de résistance à l’insuline et suggèrent que le récepteur B1 est une cible thérapeutique potentielle dans le diabète et l’obésité.

Métrologie de la douleur animale : validation de méthodes sur un modèle arthrosique chez le rat

Les modèles animaux d’arthrose sont utilisés sur le rat depuis des décennies pour évaluer l’efficacité analgésique de nombreux composés. Cependant, la méthodologie utilisée, en particulier les protocoles d’évaluation de la douleur, est très différente d’une étude à une autre, rendant difficile la comparaison entre chaque projet. Afin d'améliorer le transfert des résultats précliniques vers la recherche clinique, ce projet propose d'établir un protocole d'évaluation de la douleur fiable et pertinent, et de le valider à l’aide du modèle d’arthrose expérimental le plus populaire, soit l’injection intra-articulaire de mono-iodoacétate de sodium (MIA). La répétabilité et la fiabilité inter-évaluateur de diverses méthodes d’évaluation de la douleur ont été évaluées, et le protocole d'acclimatation le plus fiable a été déterminé. Ensuite, les méthodes les plus intéressantes ont été testées pour leur sensibilité à détecter les altérations douloureuses induites par l’injection de MIA, ainsi que leur réponse au traitement analgésique, soit une injection intra-articulaire de lidocaïne. Une période d'acclimatation adéquate associée à un protocole d'évaluation combinant des mesures réflexes, des comportements spontanés ainsi que des tests opérants ont témoigné avec succès des changements douloureux liés à l'injection de MIA. Le test opérant fut la méthode la plus sensible pour détecter l'effet analgésique de la lidocaïne. Cette étude a permis d’établir le protocole d’acclimatation et les méthodes de l’évaluation de la douleur les plus fiables et sensibles. Aussi, il a démontré la pertinence du test opérant pour détecter la composante affective de la douleur chez les rongeurs.

A microchannel neuroprosthesis for bladder control after spinal cord injury in rat

A severe complication of spinal cord injury is loss of bladder function (neurogenic bladder), which is characterized by loss of bladder sensation and voluntary control of micturition (urination), and spontaneous hyperreflexive voiding against a closed sphincter (detrusor-sphincter dyssynergia). A sacral anterior root stimulator at low frequency can drive volitional bladder voiding, but surgical rhizotomy of the lumbosacral dorsal roots is needed to prevent spontaneous voiding and dyssynergia. However, rhizotomy is irreversible and eliminates sexual function, and the stimulator gives no information on bladder fullness. We designed a closed-loop neuroprosthetic interface that measures bladder fullness and prevents spontaneous voiding episodes without the need for dorsal rhizotomy in a rat model. To obtain bladder sensory information, we implanted teased dorsal roots (rootlets) within the rat vertebral column into microchannel electrodes, which provided signal amplification and noise suppression. As long as they were attached to the spinal cord, these rootlets survived for up to 3 months and contained axons and blood vessels. Electrophysiological recordings showed that half of the rootlets propagated action potentials, with firing frequency correlated to bladder fullness. When the bladder became full enough to initiate spontaneous voiding, high-frequency/amplitude sensory activity was detected. Voiding was abolished using a high-frequency depolarizing block to the ventral roots. A ventral root stimulator initiated bladder emptying at low frequency and prevented unwanted contraction at high frequency. These data suggest that sensory information from the dorsal root together with a ventral root stimulator could form the basis for a closed-loop bladder neuroprosthetic. Copyright © 2013, American Association for the Advancement of Science

Alterations in renal and myocardial adrenoceptors associated with ethynyloestradiol- and levonorgestrel-induced hypertension in the rat

Hypertension is one of many side effects of oral contraceptive use in a small percentage of women. Although the underlying pathology has yet to be fully resolved, alterations in the renin-angiotensin-aldosterone axis, sympathetic nervous system/ renal and cardiac function have been implicated. In the thesis to be presented, the possible involvement of alterations in renal and myocardial adrenoceptor characteristics in the pathogenesis of steroid contraceptive-induced hypertension in rats was examined by radioligand binding techniques. In Chapter 2, a rat model of OC hypertension is described. Chronic low-dose administration of ethynyloestradiol (EE2), levonorgestrel (NG) or a combination of both steroids (EE2/NG) to female Sprague-Dawley rats was shown to significantly increase systolic blood pressure (SBP). Renal and cardiac hypertrophy developed in association with EE2-, EE2/NG- but not NG-induced hypertension. Moreover, whereas administration of NG alone attenuated body weight gain, combined EE2/NG administration increased body weight gain from the second week of treatment onwards. Based on the above observations, it is proposed that EE2 and NG induce hypertension in rats via different mechanisms. Although SBP was elevated to a similar maximum in all steroid-treated groups (+ 20 mmHg compared to controls), only with EE2 administration did SBP remain elevated for the duration of the 17 week treatment regimen. NG may therefore have a protective effect on blood pressure with long-term combined steroid contraceptive treatment. In Chapter 4, renal adrenoceptors were characterized using radioactively labelled adrenocephor antagonists. Under appropriate conditions, binding of [3H]-prazosin and [3H]-rauwolscine to membrane preparations of whole rat kidney displayed the kinetics, saturability and specificity of α1- and α2 -adrenoceptors respectively, which were present in a ratio 3:1. In contrast, [3H]-dihydroergocryptine ([3H]-DHE) apparently bound to both α1 and α2-adrenoceptors. Binding sites identified by [125I] –iodocyanopindolol (ICYP) had the recognition characteristics of β-adrenoceptors. In drug competition studies using the subtype-selective antagonists practolol (β1) and ICI 118,551 (β2)/ the ratio of β1- to β2 -adrenoceptors was found to be approximately 2:1. Subsequently, renal adrenoceptors were investigated at various stages during the development of hypertension with the different steroid contraceptive treatments (Chapters 5 and 6). Preliminary binding studies with [3H]-DHE and [3H]-prazosin suggested that the number of renal α2 - but not α1-adrenoceptors was reduced in rats with established EE2-induced hypertension (17 weeks treatment). This was subsequently confirmed using [3H]-rauwolscine, which in addition showed that the reduction in renal α2 -adrenoceptor number occurred during the developmental stage of EE2/NG~induced hypertension (6 weeks treatment) and established EE2-induced hypertension (12 weeks treatment). NG induced hypertension was unassociated with changes in renal α1- and α2-adrenoceptor characteristics. Renal β-adrenoceptor affinity was reduced in established EE2-, but not NG- or EE2/NG- induced hypertension. Moreover, the β-adrenoceptor agonist (-)-isoprenaline bound to renal β-adrenoceptors with reduced affinity following EE2 administration. Several endogenous and synthetic steroids were found to be ineffective inhibitors of [3H] –prazosin, [3H] –rauwolscine and ICYP binding excluding a direct interaction of these steroids with renal α1-, α2- and β -adrenoceptors. In Chapter 7, myocardial adrenoceptors were characterized and investigated in steroid-treated rats. In membrane preparations of whole myocardium, [3H]-prazosin binding was characteristically to α1- adrenoceptors, whereas there was a notable absence of [3H]-rauwolscine binding. Using ICYP, β-adrenoceptors were also detected, the ratio of β1- to β2~adrenoceptors being 3:1. Steroid contraceptive-induced hypertension was not associated with myocardial α1-adrenoceptor changes. Similarly, myocardial β-adrenoceptors were unchanged in established EE2-, NG- and EE2/NG-induced hypertension (12 weeks treatment). The affinity of (-)-isoprenaline for myocardial β-adrenoceptors was unaffected by EE2 aditiinistration. These studies suggest that established EE2- but not NG-induced hypertension in rats is associated with selective alterations in renal α2- and (β-adrenoceptors. These adrenoceptor changes may help to maintain elevated blood pressure by affecting the control of renal function by the sympathetic nervous system, catecholamines and several hormones which affect renin release and the transport of fluid and electrolytes in the nephron.