Aminoguanidine and the effects of modified LDL on cultured retinal capillary cells

Compared with normal low density lipoprotein (N-LDL), LDL minimally modified in vitro by glycation, minimal oxidation, or glycoxidation (G-, MO-, GO-LDL) decreases survival of cultured retinal capillary endothelial cells and pericytes. Similar modifications occurring in vivo in diabetes may contribute to retinopathy. The goal of this study was to determine whether low concentrations of aminoguanidine might prevent cytotoxic modification of LDL and/or protect retinal capillary cells from previously modified LDL.

Carboxymethylethanolamine, a biomarker of phospholipid modification during the maillard reaction in vivo

Nepsilon-(Carboxymethyl)lysine (CML) is a stable chemical modification of proteins formed from both carbohydrates and lipids during autoxidation reactions. We hypothesized that carboxymethyl lipids such as (carboxymethyl)phosphatidylethanolamine (carboxymethyl-PE) would also be formed in these reactions, and we therefore developed a gas chromatography-mass spectrometry assay for quantification of carboxymethylethanolamine (CME) following hydrolysis of phospholipids. In vitro, CME was formed during glycation of dioleoyl-PE under air and from linoleoylpalmitoyl-PE, but not from dioleoyl-PE, in the absence of glucose. In vivo, CME was detected in lipid extracts of red blood cell membranes, approximately 0.14 mmol of CME/mol of ethanolamine, from control and diabetic subjects, (n = 22, p > 0.5). Levels of CML in erythrocyte membrane proteins were approximately 0.2 mmol/mol of lysine for both control and diabetic subjects (p > 0.5). For this group of diabetic subjects there was no indication of increased oxidative modification of either lipid or protein components of red cell membranes. CME was also detected in fasting urine at 2-3 nmol/mg of creatinine in control and diabetic subjects (p = 0.085). CME inhibited detection of advanced glycation end product (AGE)-modified protein in a competitive enzyme-linked immunosorbent assay using an anti-AGE antibody previously shown to recognize CML, suggesting that carboxymethyl-PE may be a component of AGE lipids detected in AGE low density lipoprotein. Measurement of levels of CME in blood, tissues, and urine should be useful for assessing oxidative damage to membrane lipids during aging and in disease.

The advanced glycation end product, Nepsilon-(carboxymethyl)lysine, is a product of both lipid peroxidation and glycoxidation reactions

Nepsilon-(Carboxymethyl)lysine (CML) is an advanced glycation end product formed on protein by combined nonenzymatic glycation and oxidation (glycoxidation) reactions. We now report that CML is also formed during metal-catalyzed oxidation of polyunsaturated fatty acids in the presence of protein. During copper-catalyzed oxidation in vitro, the CML content of low density lipoprotein increased in concert with conjugated dienes but was independent of the presence of the Amadori compound, fructoselysine, on the protein. CML was also formed in a time-dependent manner in RNase incubated under aerobic conditions in phosphate buffer containing arachidonate or linoleate; only trace amounts of CML were formed from oleate. After 6 days of incubation the yield of CML in RNase from arachidonate was approximately 0.7 mmol/mol lysine compared with only 0.03 mmol/mol lysine for protein incubated under the same conditions with glucose. Glyoxal, a known precursor of CML, was also formed during incubation of RNase with arachidonate. These results suggest that lipid peroxidation, as well as glycoxidation, may be an important source of CML in tissue proteins in vivo and that CML may be a general marker of oxidative stress and long term damage to protein in aging, atherosclerosis, and diabetes.

Lipoxidation products as biomarkers of oxidative damage to proteins during lipid peroxidation reactions

Oxidative stress is implicated in the pathogenesis of numerous disease processes including diabetes mellitus, atherosclerosis, ischaemia reperfusion injury and rheumatoid arthritis. Chemical modification of amino acids in protein during lipid peroxidation results in the formation of lipoxidation products which may serve as indicators of oxidative stress in vivo. The focus of the studies described here was initially to identify chemical modifications of protein derived exclusively from lipids in order to assess the role of lipid peroxidative damage in the pathogenesis of disease. Malondialdehye (MDA) and 4-hydroxynonenal (HNE) are well characterized oxidation products of polyunsaturated fatty acids on low-density lipoprotein (LDL) and adducts of these compounds have been detected by immunological means in atherosclerotic plaque. Thus, we first developed gas chromatography-mass spectrometry assays for the Schiff base adduct of MDA to lysine, the lysine-MDA-lysine diimine cross-link and the Michael addition product of HNE to lysine. Using these assays, we showed that the concentrations of all three compounds increased significantly in LDL during metal-catalysed oxidation in vitro. The concentration of the advanced glycation end-product N epsilon-(carboxymethyl)lysine (CML) also increased during LDL oxidation, while that of its putative carbohydrate precursor the Amadori compound N epsilon-(1-deoxyfructose-1-yl)lysine did not change, demonstrating that CML is a marker of both glycoxidation and lipoxidation reactions. These results suggest that MDA and HNE adducts to lysine residues should serve as biomarkers of lipid modification resulting from lipid peroxidation reactions, while CML may serve as a biomarker of general oxidative stress resulting from both carbohydrate and lipid oxidation reactions.

Metabolism of very low- and low-density lipoproteins isolated from normolipidaemic type 2 (non-insulin-dependent) diabetic patients by human monocyte-derived macrophages

The very low- and low-density lipoprotein fractions were isolated from 16 normolipidaemic Type 2 (non-insulin-dependent) diabetic patients in good to fair glycaemic control and from corresponding age-, sex-, and race-matched, non-diabetic control subjects. Rates of cholesteryl ester synthesis averaged 268 +/- 31 vs 289 +/- 40 pmol 14C-cholesteryl oleate.mg cell protein-1.20 h-1 for very low- and 506 +/- 34 vs 556 +/- 51 pmol 14C-cholesteryl oleate.mg cell protein-1.20 h-1 for low-density lipoproteins isolated from the Type 2 diabetic patients and control subjects, respectively, when they were incubated with human macrophages. A group of approximately one-third of the patients was selected for separate analyses because very low-density lipoproteins isolated from these patients did stimulate more cholesteryl ester synthesis when incubated with macrophages. There were no significant differences in the lipid composition of the lipoproteins isolated from the three groups of subjects. The relative proportion of apoprotein C to apoprotein E was significantly decreased (p less than 0.002) in the very low-density lipoproteins from diabetic patients and was further decreased in samples from these selected diabetic patients. The apoprotein C-I content of very low-density lipoproteins isolated from diabetic patients was increased compared to control subjects and was further increased in samples from the selected diabetic patients (p less than 0.02). There were no significant differences in the proportions of apoproteins C-III-0, C-III-1, or C-III-2 among the three groups. These studies suggest that in normolipidaemic Type 2 diabetic patients, the apoprotein composition of VLDL is abnormal and this may alter VLDL macrophage interactions and thus contribute to the increased prevalence of atherosclerosis in diabetic patients.

Activation of protease calpain by oxidized and glycated LDL increases the degradation of endothelial nitric oxide synthase

Oxidation and glycation of low-density lipoprotein (LDL) promote vascular injury in diabetes; however, the mechanisms underlying this effect remain poorly defined. The present study was conducted to determine the effects of 'heavily oxidized' glycated LDL (HOG-LDL) on endothelial nitric oxide synthase (eNOS) function. Exposure of bovine aortic endothelial cells with HOG-LDL reduced eNOS protein levels in a concentration- and time-dependent manner, without altering eNOS mRNA levels. Reduced eNOS protein levels were accompanied by an increase in intracellular Ca(2+), augmented production of reactive oxygen species (ROS) and induction of Ca(2+)-dependent calpain activity. Neither eNOS reduction nor any of these other effects were observed in cells exposed to native LDL. Reduction of intracellular Ca(2+) levels abolished eNOS reduction by HOG-LDL, as did pharmacological or genetic through calcium channel blockers or calcium chelator BAPTA or inhibition of NAD(P)H oxidase (with apocynin) or inhibition of calpain (calpain 1-specific siRNA). Consistent with these results, HOG-LDL impaired acetylcholine-induced endothelium-dependent vasorelaxation of isolated mouse aortas, and pharmacological inhibition of calpain prevented this effect. HOG-LDL may impair endothelial function by inducing calpain-mediated eNOS degradation in a ROS- and Ca(2+)-dependent manner.

Genetic Sharing with Cardiovascular Disease Risk Factors and Diabetes Reveals Novel Bone Mineral Density Loci

Bone Mineral Density (BMD) is a highly heritable trait, but genome-wide association studies have identified few genetic risk factors. Epidemiological studies suggest associations between BMD and several traits and diseases, but the nature of the suggestive comorbidity is still unknown. We used a novel genetic pleiotropy-informed conditional False Discovery Rate (FDR) method to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with BMD by leveraging cardiovascular disease (CVD) associated disorders and metabolic traits. By conditioning on SNPs associated with the CVD-related phenotypes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, high density lipoprotein, low density lipoprotein, triglycerides and waist hip ratio, we identified 65 novel independent BMD loci (26 with femoral neck BMD and 47 with lumbar spine BMD) at conditional FDR < 0.01. Many of the loci were confirmed in genetic expression studies. Genes validated at the mRNA levels were characteristic for the osteoblast/osteocyte lineage, Wnt signaling pathway and bone metabolism. The results provide new insight into genetic mechanisms of variability in BMD, and a better understanding of the genetic underpinnings of clinical comorbidity.

Extravascular modified lipoproteins: a role in the propagation of diabetic retinopathy in a mouse model of type 1 diabetes

Aims/hypothesis: We aimed to determine whether plasma lipoproteins, after leakage into the retina and modification by glycation and oxidation, contribute to the development of diabetic retinopathy in a mouse model of type 1 diabetes.

Methods: To simulate permeation of plasma lipoproteins intoretinal tissues, streptozotocin-induced mouse models of diabetes and non-diabetic mice were challenged with intravitreal injection of human ‘highly-oxidised glycated’ low-density lipoprotein (HOG-LDL), native- (N-) LDL, or the vehicle PBS.Retinal histology, electroretinography (ERG) and biochemical markers were assessed over the subsequent 14 days.

Results: Intravitreal administration of N-LDL and PBS had noeffect on retinal structure or function in either diabetic or non-diabetic animals. In non-diabetic mice, HOG-LDL elicited a transient inflammatory response without altering retinal function,but in diabetic mice it caused severe, progressive retinal injury, with abnormal morphology, ERG changes, vascular leakage, vascular endothelial growth factor overexpression, gliosis, endoplasmic reticulum stress, and propensity to apoptosis.

Conclusions/interpretation: Diabetes confers susceptibility to retinal injury imposed by intravitreal injection of modified LDL. The data add to the existing evidence that extravasated, modified plasma lipoproteins contribute to the propagation of diabetic retinopathy. Intravitreal delivery of HOG-LDL simulates a stress known to be present, in addition to hyperglycaemia, in human diabetic retinopathy once blood retinal barriers are compromised.

Estrogen withdrawal and liver fat accumulation : contribution of hepatic VLDL-TG production and effect of exercise training

L’accumulation de triglycérides (TG) dans les hépatocytes est caractéristique de la stéatose hépatique non-alcoolique (SHNA). Cette dernière se produit dans diverses conditions dont le facteur commun est le métabolisme anormal des lipides. Le processus conduisant à l'accumulation des lipides dans le foie n’a pas encore été totalement élucidé. Toutefois, des lipides s'accumulent dans le foie lorsque les mécanismes qui favorisent leur exportation (oxydation et sécrétion) sont insuffisants par rapport aux mécanismes qui favorisent leur importation ou leur biosynthèse. De nos jours il est admis que la carence en œstrogènes est associée au développement de la stéatose hépatique. Bien que les résultats des études récentes révèlent l'implication des hormones ovariennes dans l'accumulation de lipides dans le foie, les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène doivent encore être étudiés. En conséquence, les trois études présentées dans cette thèse ont été menées sur des rates ovariectomizées (Ovx), comme modèle animal de femmes post-ménopausées, pour étudier les effets du retrait des œstrogènes sur le métabolisme des lipides dans le foie, en considérant l'entraînement physique comme étant un élément positif pouvant contrecarrer ces effets. Il a été démontré que l'entraînement physique peut réduire l'accumulation de graisses dans le foie chez les rates Ovx. Dans la première étude, nous avons montré que chez les rates Ovx nourries à la diète riche en lipides (HF), les contenus de TG hépatiques étaient élevées (P < 0.01) comparativement aux rates Sham, 5 semaines après la chirurgie. Le changement de la diète HF par la diète standard (SD) chez les rates Sham a diminué l’accumulation de lipides dans le foie. Toutefois, chez les rates Ovx, 8 semaines après le changement de la HF par la SD le niveau de TG dans le foie était maintenu aussi élevé que chez les rates nourries continuellement avec la diète HF. Lorsque les TG hépatiques mesurés à la 13e semaine ont été comparés aux valeurs correspondant au retrait initial de la diète HF effectué à la 5e semaine, les niveaux de TG hépatiques chez les animaux Ovx ont été maintenus, indépendamment du changement du régime alimentaire; tandis que chez les rats Sham le passage à la SD a réduit (P < 0.05) les TG dans le foie. Les mêmes comparaisons avec la concentration des TG plasmatiques ont révélé une relation inverse. Ces résultats suggèrent que la résorption des lipides au foie est contrée par l'absence des œstrogènes. Dans cette continuité, nous avons utilisé une approche physiologique dans notre seconde étude pour investiguer la façon dont la carence en œstrogènes entraîne l’accumulation de graisses dans le foie, en nous focalisant sur la voie de l'exportation des lipides du foie. Les résultats de cette étude ont révélé que le retrait des œstrogènes a entraîné une augmentation (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie en concomitance avec la baisse (P < 0.01) de production de VLDL-TG et une réduction l'ARNm et de la teneur en protéines microsomales de transfert des triglycérides (MTP). Tous ces effets ont été corrigés par la supplémentation en œstrogènes chez les rates Ovx. En outre, l'entraînement physique chez les rates Ovx a entraîné une réduction (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie ainsi qu’une diminution (P < 0.01) de production de VLDL-TG accompagnée de celle de l'expression des gènes MTP et DGAT-2 (diacylglycérol acyltransférase-2). Des études récentes suggèrent que le peptide natriurétique auriculaire (ANP) devrait être au centre des intérêts des recherches sur les métabolismes énergétiques et lipidiques. Le ANP est relâché dans le plasma par les cellules cardiaques lorsque stimulée par l’oxytocine et exerce ses fonctions en se liant à son récepteur, le guanylyl cyclase-A (GC-A). En conséquence, dans la troisième étude, nous avons étudié les effets du blocage du système ocytocine-peptide natriurétique auriculaire (OT-ANP) en utilisant un antagoniste de l’ocytocine (OTA), sur l'expression des gènes guanylyl cyclase-A et certains marqueurs de l’inflammation dans le foie de rates Ovx. Nous avons observé une diminution (P < 0.05) de l’ARNm de la GC-A chez les rates Ovx et Sham sédentaires traitées avec l’OTA, tandis qu’une augmentation (P < 0.05) de l'expression de l’ARNm de la protéine C-réactive (CRP) hépatique a été notée chez ces animaux. L’exercice physique n'a apporté aucun changement sur l'expression hépatique de ces gènes que ce soit chez les rates Ovx ou Sham traitées avec l’OTA. En résumé, pour expliquer l’observation selon laquelle l’accumulation et la résorption de lipides dans le foie dépendent des mécanismes associés à des niveaux d’œstrogènes, nos résultats suggèrent que la diminution de production de VLDL-TG induite par une déficience en œstrogènes, pourrait être un des mecanismes responsables de l’accumulation de lipides dans le foie. L’exercice physique quant à lui diminue l'infiltration de lipides dans le foie ainsi que la production de VLDL-TG indépendamment des niveaux d'œstrogènes. En outre, l'expression des récepteurs de l’ANP a diminué par l'OTA chez les rates Ovx et Sham suggérant une action indirecte de l’ocytocine (OT) au niveau du foie indépendamment de la présence ou non des estrogènes. L’axe ocytocine-peptide natriurétique auriculaire, dans des conditions physiologiques normales, protègerait le foie contre l'inflammation à travers la modulation de l’expression de la GC-A.

Étude sur l’entreposage de la matière grasse chez des femmes obèses post-ménopausées présentant un taux élevé ou normal d’apolipoprotéine B.

CONTEXTE: L'inefficacité de captation des acides gras libres (AGL) par le tissu adipeux blanc (TAB) est connue pour favoriser la résistance à l'insuline (RI) dans les tissus périphériques, mais dans le foie, elle favorise également la production accrue de lipoprotéines contenant l'apolipoprotéine B100 (lipoprotéines apoB). Nous avons récemment démontré que les femmes post-ménopausées obèses avec un nombre élevé de lipoprotéines apoB à jeun (apoB plasmatique > 1,2 g/L) avaient plus de RI que les femmes avec un taux d’apoB normal. Notre objectif était donc d'examiner si l'inefficacité de captation des AGL pourrait être un mécanisme expliquant la RI, in vivo dans cette population. HYPOTHÈSES: Les femmes ménopausées en surpoids/obèses avec un taux d’apoB élevé ont moins d'efficacité à capter les AGL par le TAB que les femmes avec un taux d’apoB faible. MÉTHODES/RÉSULTATS: L'efficacité de captation des AGL a été examinée dans 22 femmes non diabétiques en surpoids/obèses. La population a été séparée selon la médiane d’apoB (0.9 g/L) en 2 groupes; les femmes ayant un taux d’apoB inférieur vs supérieur à la médiane (N=11/groupe). L'efficacité de captation des AGL par le TAB a été indirectement évaluée en suivant le sort d'un repas riche en gras (0.0162g 13C-trioléine/g de matières grasses, 66% de gras, 47g gras/m2 surface corporelle) marqué au 13C-trioléine, sur 6h en circulation ([13C]TG et [13C]AGL plasmatiques) et en oxydation (13CO2 dans l’air expiré [AE]). L’enrichissement en 13C des échantillons d’AE et du plasma a été mesuré par spectrométrie de masse pour ratio isotopique. Les femmes ayant un apoB élevé avaient une clairance plasmatique totale postprandiale des TG (p <0,05) réduite sans diminuer de la clairance plasmatique totale des AGL, par rapport aux femmes ayant un faible taux d’apoB. Cependant, en examinant le sort du 13C-trioléine, les femmes ayant un apoB élevé avait une réduction de la clairance des [13C]TG plasmatiques (44,78 μM vs 7,81 μM; p <0,05) et des [13C]AGL plasmatiques (2,64 uM vs 0,06 uM; p <0,05) à 6h, sans aucune différence en % récupéré de 13C-trioléine dans le CO2 de l’AE. Ces données suggèrent que les femmes ayant un taux d’apoB élevé ont une réduction postprandiale de la clairance et de la captation de 13Ctrioléine par le TAB. CONCLUSION: La captation inefficace des AGL par le TAB des femmes post-ménopausées en surpoids et obèses avec un surplus d’apoB peut être un mécanisme sousjacent à la RI chez ces sujets.

Carence en œstrogènes et bases moléculaires du métabolisme des triglycérides et du cholestérol dans le foie et l'intestin : effet de l'exercice physique

La stéatose hépatique et la détérioration du profil lipidique plasmatique sont des pathologies métaboliques favorisées par la carence œstrogénique post-ménopausique. Cependant les mécanismes à la base de ces pathologies n’ont été que très peu étudiés. Le but de cette thèse a été d’investiguer les mécanismes moléculaires possibles à l’origine de l’hypercholestérolémie et de l’accumulation des lipides (triglycérides : TG et cholestérol) dans le foie en utilisant un modèle animal de la ménopause, la rate Sprague Dawley ovariectomisée (Ovx). Nous avons également examiné si le changement des habitudes de vie comme la pratique de l’exercice physique pouvait prévenir ou corriger les modifications induites par l’Ovx. Enfin, rosuvastatine (statine) a été utilisée comme thérapie pharmacologique de l’hypercholestérolémie dans le but de comprendre son effet au niveau moléculaire chez la rate Ovx. L’objectif de la première étude était de déterminer comment l’Ovx peut affecter les niveaux de TG et de cholestérol dans le foie des rates nourries avec une diète riche en lipides (HF : 42% gras). Les rates ont été soumises à la diète HF ou normale pendant 6 semaines avant d’être Ovx ou Sham (ovariectomie simulée), puis maintenues aux mêmes conditions diététiques pour 6 autres semaines. L’Ovx a provoqué une accumulation de TG dans le foie, mais pas la diète HF seule. Cependant, lorsque l’Ovx était combinée à la diète HF, l’accumulation des TG était beaucoup plus importante comparé à ce qui était observé chez les rates Ovx soumises à la diète normale. L’expression génique (ARNm) de CPT1 (Carnitine palmitoyltransferase 1), PGC1α (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma, coactivator 1) et PPARα (Peroxysome proliferetor activated receptor alpha) intervenant dans l’oxydation des acides gras dans le foie était augmentée par la diète HF (p ˂ 0.001; p ˂ 0.01; p ˂ 0.05 respectivement) ; mais atténuée (p ˂ 0.05; p ˂ 0.05; p ˂ 0.07 respectivement) lorsque les rates ont été Ovx, favorisant ainsi l’accumulation des TG dans le foie. La combinaison de la diète HF à l’Ovx a également provoqué une hypercholestérolémie et une accumulation de cholestérol dans le foie malgré la diminution de l’expression de la HMGCoA-r (3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase), enzyme clé de la synthèse du cholestérol. Ceci était associé à l’inhibition de l’expression génique de CYP7a1 (Cytochrome P450, family 7, subfamily a, polypeptide 1), suggérant une diminution de la synthèse des acides biliaires. Ayant constaté dans la première étude que l’Ovx élevait les niveaux de cholestérol hépatique et plasmatique, nous nous sommes fixés comme objectif dans la deuxième étude d’évaluer les effets de l’Ovx sur l’expression génique des transporteurs et enzymes responsables du métabolisme du cholestérol et des acides biliaires dans le foie et l’intestin, et de vérifier si l’exercice sur tapis roulant pouvait prévenir ou corriger les changements causés par l’Ovx. L’hypercholestérolémie constatée chez les rates Ovx comparativement aux Sham était accompagnée de la diminution de l’expression génique des récepteurs des LDL (R-LDL), des résidus de lipoprotéines (LRP1), de SREBP-2 (Sterol regulatory element binding protein 2) et de PCSK9 (Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) dans le foie, suggérant une défaillance dans la clairance des lipoprotéines plasmatiques. L’Ovx a aussi inhibé l’expression génique de la MTP (Microsomal triglyceride transfer protein) et stimulé celle de SR-B1 (Scavenger receptor class B, member 1); mais aucun changement n’a été observé avec CYP7a1. Ces changements moléculaires pourraient par conséquent favoriser l’accumulation de cholestérol dans le foie. L’exercice physique n’a pas corrigé les modifications causées par l’Ovx sur l’expression génique de ces molécules au niveau hépatique à l’exception de SREBP-2. Par contre, au niveau intestinal (iléum), l’exercice sur tapis roulant a inhibé l’expression génique des marqueurs moléculaires intervenant dans l’absorption des acides biliaires (OSTα/β, FXR, RXRα, Fgf15) et du cholestérol (LXRα, NCP1L1) au niveau de l’iléum chez les rates Sham entraînées. Ces adaptations pourraient prévenir le développement de l’hypercholestérolémie protégeant en partie contre la survenue de l’athérosclérose. Au vue des effets délétères (hypercholestérolémie et diminution de l’expression du R-LDL, PCSK9, LRP1, SREBP-2 et HMGCOA-r dans le foie) causés par l’Ovx sur le métabolisme du cholestérol constatés dans l’étude 2, la 3ième étude a été conçue pour évaluer l’efficacité de rosuvastatine (Ros) sur l’expression génique de ces marqueurs moléculaires chez les rates Ovx sédentaires ou soumises à l’entraînement volontaire. Ros a été administrée aux rates Ovx pendant 21 jours par voie sous-cutanée à la dose de 5mg/kg/j à partir de la 9ième semaine après l’Ovx. Ros n’a pas diminué la concentration plasmatique de LDL-C et de TC chez les rates Ovx. Par contre, Ros a stimulé (P ˂ 0.05) l’expression génique de PCSK9, SREBP-2, LRP1, HMGCoA-r et ACAT2 (Acyl-CoA cholesterol acyltransferase) mais pas significativement (P = 0.3) celle du R-LDL dans le foie des rates Ovx sédentaires et entraînées. Ros n’a pas réduit la concentration plasmatique de LDL-C probablement à cause de l’induction plus importante de PCSK9 par rapport au R-LDL. Cependant, la stimulation de LRP1 par Ros protège partiellement contre la survenue des maladies cardiovasculaires. En conclusion, les études de cette thèse indiquent que la baisse du niveau des œstrogènes entraîne des changements radicaux du métabolisme hépatique des TG et du cholestérol provoqués par des altérations de l’expression des gènes clés des voies métaboliques associées.

Triacylglycerol-rich lipoprotein-gene interactions in endothelial cells

Lipoproteins such as LDL (low-density lipoprotein) and oxidized LDL have potentially adverse effects on endothelial cells due to their ability to activate pro-inflammatory pathways regulated via the transcription factor NF-kappaB (nuclear factor kappaB). Triacylglycerol-rich lipoproteins (the chylomicrons, very-low-density lipoprotein and their respective remnant particles) have also been implicated in the induction of a pro-inflammatory phenotype and up-regulation of adhesion molecule expression. Although early studies supported the proposal that LPL (lipoprotein lipase)-mediated hydrolysis of TRLs (triglyceride-rich lipoproteins) at the endothelium could activate the NFkappaB pathway, more recent studies provide evidence of pro-and anti-inflammatory responses when cells are exposed to fatty acids of TRL particles. A large number of genes are up- and down-regulated when cells are exposed to TRL, with the net effect reflecting receptor- and nonreceptor-mediated pathways that are activated or inhibited depending on fatty acid type, the lipid and apolipoprotein composition of the TRL and the presence or absence of LPL. Early concepts of TRL particles as essentially pro-inflammatory stimuli to the endothelium provide an overly simplistic view of their impact on the vascular compartment.

A continuum receptor model of hepatic lipoprotein metabolism

A mathematical model describing the uptake of low density lipoprotein (LDL) and very low density lipoprotein (VLDL) particles by a single hepatocyte cell is formulated and solved. The model includes a description of the dynamic change in receptor density on the surface of the cell due to the binding and dissociation of the lipoprotein particles, the subsequent internalisation of bound particles, receptors and unbound receptors, the recycling of receptors to the cell surface, cholesterol dependent de novo receptor formation by the cell and the effect that particle uptake has on the cell's overall cholesterol content. The effect that blocking access to LDL receptors by VLDL, or internalisation of VLDL particles containing different amounts of apolipoprotein E (we will refer to these particles as VLDL-2 and VLDL-3) has on LDL uptake is explored. By comparison with experimental data we find that measures of cell cholesterol content are important in differentiating between the mechanisms by which VLDL is thought to inhibit LDL uptake. We extend our work to show that in the presence of both types of VLDL particle (VLDL-2 and VLDL-3), measuring relative LDL uptake does not allow differentiation between the results of blocking and internalisation of each VLDL particle to be made. Instead by considering the intracellular cholesterol content it is found that internalisation of VLDL-2 and VLDL-3 leads to the highest intracellular cholesterol concentration. A sensitivity analysis of the model reveals that binding, unbinding and internalisation rates, the fraction of receptors recycled and the rate at which the cholesterol dependent free receptors are created by the cell have important implications for the overall uptake dynamics of either VLDL or LDL particles and subsequent intracellular cholesterol concentration. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

In vitro antioxidant activity of coffee compounds and their metabolites

In this paper we report the antioxidant activity of different compounds which are present in coffee or are produced as a result of the metabolism of this beverage. In vitro methods such as the ABTS(center dot+) [ABTS = 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] decolorization assay and the oxygen radical absorbance capacity assay (ORAC) were used to assess the capacity of coffee compounds to scavenge free radicals. The importance of caffeine metabolites and colonic metabolites in the overall antioxidant activity associated with coffee consumption is shown. Colonic metabolites such as m-coumaric acid and dihydroferulic acid showed high antioxidant activity. The ability of these compounds to protect human low-density lipoprotein (LDL) oxidation by copper and 2,2'-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride was also explored. 1-Methyluric acid was particularly effective at inhibiting LDL oxidative modification. Different experiments showed that this caffeine metabolite is not incorporated into LDL particles. However, at physiologically relevant concentrations, it was able to delay for more than 13 h LDL oxidation by copper.

Antioxidant and anti-atherogenic activities of olive oil phenolics

The aim of the current study was to investigate the antioxidant and cellular activity of the olive oil phenolics oleuropein, tyrosol, hydroxytyrosol, and homovanillic alcohol (which is also a major metabolite of hydroxytyrosol). Well-characterized chemical and biochemical assays were used to assess the antioxidant potential of the compounds. Further experiments investigated their influence in cell culture on cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized low-density lipoprotein (LDL), nitric oxide production by activated macrophages, and secretion of chemoattractant and cell adhesion molecules by the endothelium. Inhibitory influences on in vitro platelet aggregation were also measured. The antioxidant assays indicated that homovanillic alcohol was a significantly more potent antioxidant than the other phenolics, both in chemical assays and in prolonging the lag phase of LDL oxidation. Cell culture experiments suggested that the olive oil phenolics induce a significant reduction in the secretion of intercellular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1 (and a trend towards a reduced secretion of monocyte chemoattractant protein-1), and protect against cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized LDL. However, no influence on nitric oxide production or platelet aggregation was evident. The data show that olive oil phenolics have biochemical and cellular actions, which, if also apparent in vivo, could exert cardioprotective effects.