Effet de la N-acétylcystéine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à une hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin

Effet positif de la N-acétylcystéine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à une hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin A. A. HORN, M-C AUBIN, YF SHI, J-C TARDIF, M. CARRIER , L. P. PERRAULT INSTITUT DE CARDIOLOGIE DE MONTRÉAL, MONTRÉAL, CANADA, Objectif : Il a été démontré dans le laboratoire que dans notre modèle d’hypertrophie ventriculaire gauche, la dysfonction endothéliale est secondaire à une diminution de la biodisponibilité du NO, celle-ci étant causée par une augmentation du stress oxydant tel que démontré par Malo et al. (2003) et Aubin et al. (2006). Le but de la présente étude est d’étudier l’effet d’un traitement chronique de la N-acétylcystéine (NAC) (un antioxydant) sur la dysfonction endothéliale associée à une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Méthodologie: L’HVG a été induite par cerclage aortique (CA) chez vingt-et-un porcelets âgés de deux mois qui furent divisés aléatoirement en quatre groupes expérimentaux. Le groupe témoin (groupe 1) a été soumis à une thoracotomie antérolatérale gauche sans cerclage aortique (n=3). Le groupe 2 a été soumis à un cerclage aortique pour une période de 60 jours (n=6). Le groupe 3 a subi un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine de 1000 mg/jour per os pendant 60 jours commençant le jour de la chirurgie (n=6). Le groupe 4 a été soumis à un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine : 1000 mg/par jour pendant 30 jours commençant le jour 30 (post-chirurgie) (n=6). L’hypertrophie fut évaluée par échocardiographie. La réactivité vasculaire fut étudiée à l’aide de chambres d’organes par la construction des courbes concentration-réponse à la sérotonine (5-HT: relaxations induites par les récepteurs 5-HT1D, couplés aux protéines Gi) et à la bradykinine (BK: relaxations induites par les récepteurs B2, couplés aux protéines Gq). Les quantités de nitrites/nitrates et la production basale de GMPc ont été mesurées pour évaluer la fonction endothéliale. Le stress oxydant a été étudié en quantifiant les concentrations plasmatiques d’hydroperoxydes lipidiques et de glutathion réduit, ainsi que l’activité plasmatique des enzymes antioxydantes peroxydase du glutathion et dismutase du superoxyde. Résultats: Le rapport masse ventricule gauche/masse corporelle était significativement plus élevé pour le groupe 2 comparativement au groupe 1 (p<0,05) confirmant la présence d’une HVG. Le développement de l’HVG dans le groupe 3 a pu être prévenu par la NAC et sa progression fut atténuée dans le groupe 4 (p<0,05 versus groupe 2). La présence de la dysfonction endothéliale a été confirmée chez le groupe 2, tel qu’illustré par une diminution significative des relaxations maximales à la 5-HT et à la BK comparativement au groupe témoin. Le traitement à la NAC a significativement potentialisé les relaxations maximales (p<0,05) induites par la sérotonine et par la bradykinine, chez les deux groupes traités. Cette amélioration des relaxations dépendantes de l’endothélium peut être la conséquence d’une augmentation significative (p<0,05) de la biodisponibilité du monoxyde d’azote pour les cellules musculaires lisses, tel que suggéré par l’augmentation du ratio nitrites/nitrates et de la production basale de GMPc chez les groupes 3 et 4 comparativement au groupe 2. Cette augmentation du facteur relaxant peut résulter d’une augmentation de sa production par les cellules endothéliales ou d’une diminution de sa neutralisation par les espèces réactives oxygénées. De fait, les concentrations d’hydroperoxydes lipidiques étaient significativement inférieures (p<0,05) et associées à une augmentation des concentrations de l’antioxydant glutathion réduit et de l’activité de la peroxydase du glutathion chez les deux groupes traités par rapport au groupe 2. Conclusion: Le traitement à la NAC prévient le développement de la dysfonction endothéliale coronaire ainsi que l’HVG qui lui est associée.

Effet du resvératrol sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à l’hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin.

Les propriétés antioxydantes du resvératrol sont d’un grand intérêt pour contrer la dysfonction endothéliale où la contribution du stress oxydant est majeure. Cette dysfonction endothéliale est d’ailleurs bien caractérisée en hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Cette étude vise à explorer les effets thérapeutiques du resvératrol sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à l’HVG. L’HVG est induite suite à un cerclage aortique (CA) sur des porcelets de 2 mois. Le resvératrol est ensuite administré à 20 mg/kg/jour per os aux animaux répertoriés dans différents groupes. Le groupe 1 comprend les animaux contrôles sans CA alors que le groupe 2 représente les porcelets ayant subit le CA sans traitement. Le groupe 3 comprend les animaux traités pendant les 60 jours après la chirurgie alors que le groupe 4 est traité seulement à partir du 30ème jour jusqu’au jour 60. Des analyses échocardiographiques et histologiques ont été effectuées afin de déterminer le degré d’hypertrophie et l’impact du resvératrol sur la progression de l’HVG alors que la réactivité vasculaire a été évaluée par des expériences de chambres d’organes. La dysfonction endothéliale a été étudiée in vitro par quantification des métabolites nitriques et des niveaux de GMPc tandis que le stress oxydant est décrit par les niveaux d’angiotensine II (Ang II) et de protéines carbonylées. Les courbes dose-réponse à la sérotonine du groupe 3 traité pendant les 60 jours au resvératrol ont démontré une relaxation vasculaire significativement améliorée comparé au groupe 2 non-traité (p<0,05). Le pourcentage de changement du rapport de la masse du ventricule gauche sur la masse corporelle (LVmass/BW) a démontré une inhibition du développement de l’HVG dans le groupe 3 alors que le groupe 4 n’a pas eu d’effets bénéfiques des 30 jours de traitement au resvératrol. La biodisponibilité du NO représentée par la mesure de ses métabolites en circulation (398,71±21,74 ; 151,04±14,95 ; 241,86±15,53 ; 208,17±26,52 uM pour les groupes 1, 2, 3 et 4 respectivement, p<0,001 pour groupe 1 et 3 vs groupe 2) et par le niveau de GMPc a été augmentée avec l’administration du polyphénol (2,54±0,63 ; 0,67±0,45 ; 1,71±0,25 ; 1,98±0,29 pmol/ml pour les groupes 1, 2, 3 et 4 respectivement, p<0,05 pour groupe 1, 3 et 4 vs groupe 2). Le rôle antioxydant du resvératrol a été confirmé avec une réduction des niveaux de protéines carbonylées chez le groupe 3 comparé aux valeurs du groupe 2 (0,14±0,05 vs 0,33±0,03 nmol/mg respectivement) sans diminution des niveaux d’Ang II. Le resvératrol a aussi réduit l’hypertrophie des cardiomyocytes et la fibrose interstitielle. Ainsi, le resvératrol peut effectivement réduire la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques et limiter l’occurrence de remodelage myocardique associé à l’HVG, principalement à travers l’activation de la signalisation dépendante du NO.

Relation entre CaMKII et les dynamiques calciques endothéliales : impact de l'hypertension arterielle.

L’endothélium vasculaire joue un rôle prépondérant dans la régulation du tonus vasculaire en générant l’oxyde nitrique (NO), la prostacycline (PGI2) et les facteurs hyperpolarisants dérivés de l’endothélium (EDHF) comme puissants vasodilatateurs. Ces mécanismes requièrent le calcium (Ca2+) à divers niveaux, démontrant l’importance des dynamiques calciques endothéliales. Une perturbation de l’homéostasie calcique est observée dans une dysfonction endothéliale liée à l’hypertension artérielle. Il est impératif d’approfondir nos connaissances sur les signalisations calciques endothéliales impliquées dans le contrôle du tonus vasculaire. Des études récentes ont montré qu’une variation locale de la concentration en Ca2+ libre intracellulaire ([Ca2+]i) est suffisante pour générer une réponse physiologique importante. Les pulsars calciques sont caractérisés par une augmentation de [Ca2+]i spontanée et transitoire spécifiquement localisée au niveau des projections myoendothéliales (PMEs). Ces PMEs sont des sites de communication privilégiés entre les cellules endothéliales (CEs) et les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs). Les pulsars calciques sont impliqués dans le mécanisme de l’EDHF via l’activation des canaux potassiques Ca2+-dépendant de moyenne conductance (KCa3.1 ou IKCa). Les travaux de cette thèse visent à améliorer nos connaissances sur les signalisations calciques locales en caractérisant une nouvelle voie de signalisation pouvant être impliquée dans la régulation du tonus vasculaire en condition physiopathologique. Outre les canaux KCa3.1 peu d’informations sont disponibles sur les cibles sensibles aux pulsars calciques. Une première étude a permis d’identifier la protéine kinase II dépendante du complexe Ca2+/calmoduline (CaMKII) sous ses isoformes α, β et δ dans les CEs d’artères natives de souris comme une cible pouvant être modulée par les pulsars calciques. Des études en immunofluorescence ont permis d’observer la localisation particulière de CaMKII endothéliale dans les PMEs, les sites des pulsars calciques. Une stimulation spécifique des pulsars calciques par la phényléphrine (PE) engendre un recrutement de CaMKII dans les PMEs. Sachant que CaMKII active l’oxyde nitrique synthase endothéliale (NOS3), nous avons évalué l’impact d’une stimulation des pulsars calciques sur la production de NO en présence d’un inhibiteur de CaMKII, le KN-93. Nous avons démontré que la production de NO est en partie dépendante de l’activation de CaMKII par les pulsars calciques. En utilisant un modèle d’hypertension induite par l’infusion chronique de PE, nous avons permis de mettre en évidence une perturbation dans la relation entre les pulsars calciques et CaMKII. Dans une seconde étude nous avons établi deux modèles (normo- et hypertendus) d’infusion chronique à l’angiotensine II (AngII) afin évaluer l’impact des ROS et de l’hypertension sur la voie de signalisation pulsars/CaMKII/NO. Nos résultats ont montré une augmentation des pulsars calciques accompagnée d’un recrutement de CaMKII dans les PMEs. Une stimulation aigue à l’AngII suggère que les ROS modulent les dynamiques calciques et que l’AngII stimule la production de NO. Cette étude propose que ces voies de signalisations impliquent les récepteurs de type 1 et 2 à l’AngII (AT1 et AT2). L’étude des pulsars calciques dépend fortement de la structure native des artères qui permet de conserver la formation des PMEs. La dernière étude présentée dans cette thèse a permis d’établir une relation entre les PMEs et les pulsars calciques dans trois lits vasculaires distincts (artères mésentériques, pulmonaires et coronariennes). Nos résultats ont montré que les paramètres cinétiques des pulsars calciques sont fortement conservés entre les différents lits vasculaires. Toutefois, la fréquence globale ainsi que le nombre de sites actifs des pulsars calciques diffèrent avec une proportion plus élevée dans les artères mésentériques et coronariennes comparativement aux artères pulmonaires. Ces résultats corrèlent avec le nombre plus élevé de PMEs retrouvé dans les artères mésentériques et coronariennes. Ces travaux suggèrent que les pulsars calciques sont fondamentaux pour les artères de résistance. Les études de cette thèse ont mené à l’identification d’une nouvelle voie de signalisation impliquant les pulsars calciques et CaMKII endothéliale dans la stimulation de la production de NO. Cette nouvelle voie de signalisation pourrait être impliquée dans la régulation du tonus vasculaire en condition physiopathologique. Les pulsars calciques semblent être fortement conservés entre les différentes artères de résistances et ce malgré la disparité dans les PMEs, suggérant un rôle prépondérant dans la fonction vasculaire. Ces travaux ouvrent une avenue pour le développement de potentielles cibles thérapeutiques pouvant contrer la dysfonction endothéliale associée à l’hypertension artérielle.

Prevalencia de anormalidades estructurales cardiacas en pacientes con enfermedad isquémica. Bogotá 2007 – 2009

Introducción: Las enfermedades cardiovasculares son la causa de muerte más frecuente en el mundo desarrollado, la mayoría de éstas se relacionan con alteraciones de las arterias coronarias, sin embargo un subgrupo de pacientes presentan como causa de isquemia cardiaca alteraciones estructurales. Material y métodos: Estudio Descriptivo. Se utilizó la base de datos recolectada en un servicio de hemodinamia de Bogotá durante dos años. Se aplicaron criterios de inclusión y exclusión y se determinaron cuatro grupos etáreos, a todos los pacientes se les practicó cateterismo cardiaco diagnóstico. Las variables analizadas fueron: diagnóstico de referencia, antecedentes y resultados del cateterismo incluyendo presencia de anomalías estructurales como las valvulopatias, el origen anómalo de las coronarias y los puentes miocárdicos. Para el análisis descriptivo se utilizó reporte de prevalencias y para el análisis de asociaciones se utilizaron tablas de contingencia y el estadístico de prueba Chi cuadrado, no se realizó análisis multivariado debido a que no se encontraron asociaciones estadísticamente significativas. Resultados: La edad promedio de los pacientes fue de 62 años (DS= 10,5), la representación del género masculino fue del 61,7%, la prevalencia de angina estable fue del 61,6%, los 3 antecedentes más prevalentes fueron: hipertensión arterial (41,4%), la hiperlipidemia (19,1%) y la Diabetes Mellitus (17,7%). La prevalencia de las alteraciones estructurales en la población de estudio de manera general fue del 12,9%, y su distribución por tipo fue: 1,4% para puentes miocárdicos, 0,7% para origen anómalo de las arterias coronarias y 10,8% de enfermedad valvular. Conclusiones: Se encontró una asociación entre los antecedentes médicos y la presencia de valvulopatias cardiacas. Se evidenció que el género no tiene relación con la presencia de alteraciones cardíacas a pesar de la mayor participación de hombres en la población de estudio. Las limitantes de este estudio se relacionaron con el tamaño de muestra, debido a la baja prevalencia de las anomalías estructurales medidas.

Reprogramming the cell cycle machinery to treat cardiovascular disease

Coronary artery disease is one of the most common heart pathologies. Restriction of blood flow to the heart by atherosclerotic lesions, leading to angina pectoris and myocardial infarction, damages the heart, resulting in impaired cardiac function. Damaged myocardium is replaced by scar tissue since surviving cardiomyocytes are unable to proliferate to replace lost heart tissue. Although narrowing of the coronary arteries can be treated successfully using coronary revascularisation procedures, re-occlusion of the treated vessels remains a significant clinical problem. Cell cycle control mechanisms are key in both the impaired cardiac repair by surviving cardiomyocytes and re-narrowing of treated vessels by maladaptive proliferation of vascular smooth muscle cells. Strategies targeting the cell cycle machinery in the heart and vasculature offer promise both for the improvement of cardiac repair following MI and the prevention of restenosis and bypass graft failure following revascularisation procedures.

An artificial nanoemulsion carrying paclitaxel decreases the transplant heart vascular disease: A study in a rabbit graft model

Objective: In previous studies cholesterol-rich nanoemulsions (LDE) resembling low-density lipoprotein were shown to concentrate in atherosclerotic lesions of rabbits. Lesions were pronouncedly reduced by treatment with paclitaxel associated with LDE. This study aimed to test the hypothesis of whether LDE-paclitaxel is able to concentrate in grafted hearts of rabbits and to ameliorate coronary allograft vasculopathy after the transplantation procedure. Methods: Twenty-one New Zealand rabbits fed 0.5% cholesterol were submitted to heterotopic heart transplantation at the cervical position. All rabbits undergoing transplantation were treated with cyclosporin A (10 mg . kg(-1) . d(-1) by mouth). Eleven rabbits were treated with LDE-paclitaxel (4 mg/kg body weight paclitaxel per week administered intravenously for 6 weeks), and 10 control rabbits were treated with 3 mL/wk intravenous saline. Four control animals were injected with LDE labeled with [(14)C]-cholesteryl oleate ether to determine tissue uptake. Results: Radioactive LDE uptake by grafts was 4-fold that of native hearts. In both groups the coronary arteries of native hearts showed no stenosis, but treatment with LDE-paclitaxel reduced the degree of stenosis in grafted hearts by 50%. The arterial luminal area in grafts of the treated group was 3-fold larger than in control animals. LDE-paclitaxel treatment resulted in a 7-fold reduction of macrophage infiltration. In grafted hearts LDE-paclitaxel treatment reduced the width of the intimal layer and inhibited the destruction of the medial layer. No toxicity was observed in rabbits receiving LDE-paclitaxel treatment. Conclusions: LDE-paclitaxel improved posttransplantation injury to the grafted heart. The novel therapeutic approach for heart transplantation management validated here is thus a promising strategy to be explored in future clinical studies. (J Thorac Cardiovasc Surg 2011;141:1522-8)

Descrição anátomo-topográfica do coração da paca (Agouti paca)

Background: The domestic animals heart is a conical hollow viscera, surrounded by pericardium, laterally compressed, accompanying the thorax shape. Atriums constituted the heart basis and their auricles partially bound the initial portion of the aorta and pulmonary trunk. In mammals, heart is kept suspended in the thoracic cavity and the pericardic sac is fixed dorsally by great veins and arteries roots, and ventrally fixed to the sternum, although its fixation to the diaphragm varies among species. This paper aimed to describe morphological aspects of the heart of the paca, the second biggest Brazilian rodent.Materials, Methods & Results: There were used 12 hearts of adult pacas for this study, obtained from the UNESP, Jaboticabal, SP, which died due fights or anesthesia during bandages or radiograph exams. The thoracic aorta was filled with colored latex and the animal was set in a 10% formaldehyde solution for at least 72 hours. The thoracic cavity was dissected and hearts individualized and measured with a paquimeter, lateromedially, craniocaudally and dorsoventrally. The paca heart is placed between the first and fifth intercostal space (ICS), in a craniocaudal oblique position; its basis is craniodorsally positioned, on the middle third between the first and second ICS and its apex is located near the sternodiaphragmatic joint, on the fifth ICS, tilted to the left antimere. The heart is surrounded by pericardium, which from ventrocaudally is originated the sternopericardic ligament, that continues as phrenopericardic ligament. At the heart basis, the rising of the pulmonary trunk was observed and the conus arteriosus formed a typical projection. The aorta also rised from the heart basis and its arch, which was caudally curved, crossed dorsally the pulmonary trunk; the right cranial and caudal cava veins drained to the right atrium. There is a left cranial cava vein, which surrounded the left atrium and joined the right caudal cava vein on the right atrium. The azygos vein joins the right cranial cava vein and four pulmonary veins drained to the left atrium. At palpation, a hard structure on the rising of the aorta was observed, similarly to a cartilaginous tissue, which would be part of the cardiac skeleton. The left and right coronary arteries were observed in all hearts.Discussion: The paca heart is anatomica and topographically similar to those of domestic mammals, differing from them for being placed one intercostal space more cranial and due to the presence of two cranial cava veins, the left and the right ones, besides the presence of the caudal cava vein. This vascular description is similar to that of small rodents, as rats and mice. In paca heart, the sinus venous, the terminal crest, the oval fossa, the atrioventricular valvae, the papillary muscles and tendinous cords, besides smooth atriums and auricles covered by pectinate muscles, were observed. The sternopericardic ligament, which is dorsally elongated as phrenopericardic ligament, is similar to the one present in humans, pigs, castors, and different from the one observed in carnivorous, that presents the phrenopericardic ligament and from the one of horses and ruminants, which present the sternopericardic ligament.

Follow-up study of morphology and cardiac function in rats undergoing induction of supravalvular aortic stenosis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Trombectomia na angioplastia primária em ponte de safena

O emprego da trombectomia na angioplastia primária demonstra bons resultados clínicos e angiográficos imediatos, por meio de redução da embolização distal e do fenômeno do no-reflow e otimização da perfusão miocárdica. Essa técnica, principalmente usada em artérias coronárias, em raras oportunidades é descrita quando empregada em pontes de safena aortocoronarianas. Relatamos o caso de um paciente de 67 anos com infarto agudo do miocárdio relacionado a oclusão de ponte de safena e submetido a trombectomia com bons resultados.

Myoarchitecture and vasculature of the heart ventricle in some freshwater teleosts

The morphological characteristics of the ventricular myocardium and of coronary vascularization were studied in three freshwater teleost species, Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Clarias gariepinus (African catfish), by correlating their ventricular shapes and swimming habits. In Piaractus mesopotamicus and Colossoma macropomum, species with highly active swimming habits, the cardiac ventricle showed a pyramidal shape and a richly vascularized myocardium consisting of an outer compact layer and inner spongy layer. In Clarias gariepinus, a less active species, we observed a saccular ventricle with a mixed myocardium and coronary arteries, in contrast to the ventricular structure of other species described in the literature.

The Heart of the South American Rattlesnake, Crotalus durissus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Intervenção coronariana percutânea em artéria coronariana única em paciente com angina instável de alto risco

No presente caso, relatamos a realização de angioplastia coronariana com implante de stent na artéria coronariana direita de paciente com quadro de angina instável de alto risco, portadora de artéria coronariana única com origem no seio coronariano direito. As artérias descendente anterior e circunflexa originavam-se isoladamente no terço proximal da artéria coronariana direita. Trata-se de rara anomalia coronariana com poucos relatos de intervenção coronariana percutânea na literatura. Este caso ilustra a necessidade da avaliação anatômica pormenorizada do trajeto das artérias coronarianas, precedendo a realização da angioplastia transluminal percutânea, objetivando-se a prevenção de complicações.

Ausência de arteriosclerose na porção intramiocárdica das artérias coronárias: Um mistério a ser resolvido?

Several studies show that portions of intramyocardial coronary arteries are spared of arteriosclerosis, involving morphological, embryological, biochemical and pathophysiological aspects. Endothelial function is significantly affected in the segment of transition, as estimated by the vasoactive response to Ach. These findings suggest that myocardial bridge can provide protection against arteriosclerosis by counteracting the negative effects of endothelial dysfunction. The intramyocardial portion's protection phenomenon deserves further scientific research on all research fronts. Improved morphological, biomechanical and especially physiological and embryological knowledge may be the key to a future window of opportunity for chronic arterial disease therapy and prevention. In addition, this review discusses possible therapeutic approaches for symptomatic coronary ischemia caused by myocardial bridges.

Tachycardia-induced cardiomyopathy

Tachycardia-induced cardiomyopathy (TIC) is an important cause of heart failure as it is potentially reversible after ventricular rate control. A 66-year-old hypertensive woman presented with a 15-day history of tachycardia, dyspnoea and oedema. ECG revealed atrial fibrillation with ventricular frequency of 130 beats per minute (bpm). Echocardiogram showed dilated left ventricle (LV) with 0.39 ejection fraction. Angiography revealed non-obstructed coronary arteries. Heart rate and cardiac failure were controlled with amiodarone, digoxine, captopril, metoprolol and furosemide. During follow-up, despite drug dose optimisation, the patient kept complaining of tachycardia and dyspnoea with a ventricular rate between 108 and 120 bpm. Medical staff suspected she was not taking her medicines properly. Two months later, the patient was asymptomatic and had converted to sinus rhythm (heart rate of 76 bpm). Echocardiogram showed normal LV size and function. Patient 's diagnosis was TIC. Although rare, TIC should be considered in all cases of systolic dysfunction associated with tachyarrhythmia. Copyright 2012 BMJ Publishing Group. All rights reserved.

Função cardíaca de cães submetidos ao transplante autólogo de células-tronco hematopoiéticas em dois modelos experimentais de cardiomiopatia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)