GABA in the central amygdaloid nucleus modulates the electrolyte excretion and hormonal responses to blood volume expansion in rats

We investigated the involvement of GABAergic mechanisms of the central amygdaloid nucleus (CeA) in unanesthetized rats subjected to acute isotonic or hypertonic blood volume expansion (BVE). Male Wistar rats bearing cannulas unilaterally implanted in the CeA were treated with vehicle, muscimol (0.2 nmol/0.2 µL) or bicuculline (1.6 nmol/0.2 µL) in the CeA, followed by isotonic or hypertonic BVE (0.15 or 0.3 M NaCl, 2 mL/100 g body weight over 1 min). The vehicle-treated group showed an increase in sodium excretion, urinary volume, plasma oxytocin (OT), and atrial natriuretic peptide (ANP) levels compared to control rats. Muscimol reduced the effects of BVE on sodium excretion (isotonic: 2.4 ± 0.3 vs vehicle: 4.8 ± 0.2 and hypertonic: 4.0 ± 0.7 vs vehicle: 8.7 ± 0.6 µEq·100 g-1·40 min-1); urinary volume after hypertonic BVE (83.8 ± 10 vs vehicle: 255.6 ± 16.5 µL·100 g-1·40 min-1); plasma OT levels (isotonic: 15.3 ± 0.6 vs vehicle: 19.3 ± 1 and hypertonic: 26.5 ± 2.6 vs vehicle: 48 ± 3 pg/mL), and ANP levels (isotonic: 97 ± 12.8 vs vehicle: 258.3 ± 28.1 and hypertonic: 160 ± 14.6 vs vehicle: 318 ± 16.3 pg/mL). Bicuculline reduced the effects of isotonic or hypertonic BVE on urinary volume and ANP levels compared to vehicle-treated rats. However, bicuculline enhanced the effects of hypertonic BVE on plasma OT levels. These data suggest that CeA GABAergic mechanisms are involved in the control of ANP and OT secretion, as well as in sodium and water excretion in response to isotonic or hypertonic blood volume expansion.

The role of oxytocin in cardiovascular regulation

Studies of body volume expansion have indicated that lesions of the anteroventral third ventricle and median eminence block the release of atrial natriuretic peptide (ANP) into the circulation. Detailed analysis of the lesions showed that activation of oxytocin (OT)-ergic neurons is responsible for ANP release, and it has become clear that activation of neuronal circuitry elicits OT secretion into the circulation, activating atrial OT receptors and ANP release from the heart. Subsequently, we have uncovered the entire functional OT system in the rat and the human heart. An abundance of OT has been observed in the early development of the fetal heart, and the capacity of OT to generate cardiomyocytes (CMs) has been demonstrated in various types of stem cells. OT treatment of mesenchymal stem cells stimulates paracrine factors beneficial for cardioprotection. Cardiovascular actions of OT include: i) lowering blood pressure, ii) negative inotropic and chronotropic effects, iii) parasympathetic neuromodulation, iv) vasodilatation, v) anti-inflammatory activity, vi) antioxidant activity, and vii) metabolic effects. OT actions are mediated by nitric oxide and ANP. The beneficial actions of OT may include the increase in glucose uptake by CMs and stem cells, reduction in CM hypertrophy, oxidative stress, and mitochondrial protection of several cell types. In experimentally induced myocardial infarction in rats, continuous in vivo OT delivery improves cardiac healing and cardiac work, reduces inflammation, and stimulates angiogenesis. Because OT plays anti-inflammatory and cardioprotective roles and improves vascular and metabolic functions, it demonstrates potential for therapeutic use in various pathologic conditions.

Mécanismes moléculaires d’activation du récepteur A des peptides natriurétiques

Le récepteur A des peptides natriurétiques (NPRA) fait partie de la famille des guanylates cyclases membranaires. L’activation du NPRA par ses agonistes naturels, ANP et BNP, induit une production de GMPc qui est responsable de leur rôle dans l’homéostasie cardiovasculaire, l’inhibition de l’hypertrophie et de la fibrose cardiaques et la régulation de la lipolyse. Le NPRA est un homodimère non covalent composé d’un domaine extracellulaire de liaison du ligand (ECD), d’un unique domaine transmembranaire (TM), d’un domaine d’homologie aux kinases et d’un domaine guanylate cyclase. Bien que le NPRA ait un rôle physiologique important, les mécanismes moléculaires régissant son processus d’activation restent inconnus. Nous avons donc analysé les premières étapes du processus d’activation du NPRA. Nous avons d'abord étudié le rôle de la dimérisation des ECD dans l’activation du récepteur. Nous avons utilisé les techniques de liaison de radioligand, de FRET et de modélisation moléculaire, pour caractériser la liaison à l’ECD des agonistes naturels, d’un superagoniste et d’un antagoniste. L’ANP se lie à un dimère d’ECD préformé et la dimérisation spontanée est l’étape limitante du processus de liaison. De plus, comme le démontrent nos études de FRET, tous les peptides, incluant l’antagoniste, stabilisent le récepteur sous sa forme dimérique. Cependant, l’antagoniste A71915 stabilise le dimère d’ECD dans une conformation différente de celle induite par l’ANP. La dimérisation du NPRA semble donc nécessaire, mais non suffisante à l’activation du récepteur. L’état d’activation du NPRA dépend plutôt de l’orientation des sous unités dans le dimère. Nous avons ensuite étudié le mécanisme moléculaire de transduction du signal à travers la membrane. Plusieurs études ont suggéré que l’activation du NPRA implique un changement de conformation du domaine juxtamembranaire (JM). Cependant, les études de cristallographie de l’ECD soluble de NPRA n’ont pas permis de documenter la structure du JM et le changement de conformation impliqué dans la transduction du signal reste inconnu. Pour analyser ce changement de conformation, nous avons d’abord séquentiellement substitué les neuf acides aminés du JM par une cystéine. En étudiant la capacité des mutants à former des dimères covalents de façon constitutive ou induite par l’ANP, nous avons pu évaluer la proximité relative des résidus du JM, avant et après activation du NPRA. Ces résultats ont démontré la proximité élevée de certains résidus spécifiques et sont en contradiction avec les données cristallographiques. Nous avons également démontré que le domaine intracellulaire impose une contrainte conformationnelle au JM à l’état de base, qui est levée après liaison de l’ANP. En introduisant de 1 à 5 alanines dans l’hélice-α transmembranaire, nous avons montré qu’une rotation des TM de 40° induit une activation constitutive du NPRA. Le signal d’activation pourrait donc être transmis à travers la membrane par un mécanisme de rotation des TM. En utilisant nos données expérimentales, nous avons généré le premier modèle moléculaire illustrant la conformation active du NPRA, où les domaines JM et TM sont représentés. Dans son ensemble, cette étude apporte une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régissant les premières étapes du processus complexe d’activation du NPRA.

Régulation du cycle cellulaire par le récepteur natriurétique de type C dans les cellules du muscle lisse vasculaire : mécanismes moléculaires

Nous avons précédemment montré que l’activation du récepteur natriurétique de type C (NPR-C) par son agoniste spécifique, le C-ANP4-23, atténue l’augmentation de la prolifération des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) induite par les peptides vasoactifs (Ang II, ET-1 et l’AVP). Puisque les CMLV provenant de rats spontanément hypertendus (SHR) montrent elles aussi un taux de prolifération plus élevé que leur contrôle, les CMLV de rats Wystar-Kyoto (WKY), nous avons entrepris cette étude dans le but de déterminer si C-ANP4-23 peut également diminuer le taux élevé de prolifération des CMLV de SHR et, le cas échéant déterminer les mécanismes responsables de cette réponse. Nos résultats montrent que le taux de prolifération des CMLV de SHR est significativement plus élevé que celui des CMLV de WKY et que la présence de C-ANP4-23 diminue de manière-dose dépendante le taux de prolifération des CMLV de SHR. En plus, l’expression des protéines de la phase G1 du cycle cellulaire, la cycline D1, la kinase dépendante des cyclines 2 (cdk2) et la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome (pRb) est augmentée dans les CMLV de SHR comparativement aux CMLV de WKY et est atténué par C-ANP4-23. De plus, nos résultats montrent que les inhibiteurs du complexe cycline D1/cdk4 (NSC 625987) et cdk2 (NU2058) diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR. Les CMLV de SHR montrent également un taux de phosphorylation de ERK1/2 et d’AKT et est atténué par C-ANP4-23. De plus, le taux d’expression élevé des protéines cycline D1, cdk2 et pRb des CMLV de SHR est diminué par la toxine pertussis qui inactive la protéine Giα, le PD 98095, un inhibiteur de MEK de la voie des MAPK, du wortmannin, un inhibiteur de la PI3-K et finalement du losartan, un antagoniste du récepteur AT1. Ces résultats suggèrent que l’activation du récepteur NPR-C par C-ANP4-23 diminue le taux de prolifération élevé des CMLV de SHR par une régulation à la baisse des composantes du cycle cellulaire via l’inhibition de la protéine Giα et des voies signalétique MAP kinase/PI3-K.

Le syndrome métabolique chez les congéniques du rat Dahl : influence de la diète et rôle du récepteur de l'ANP

L’hypertension artérielle et l’obésité sont deux composantes conjointement reliées du syndrome métabolique. Les récepteurs de l’ANP (GCA) et de l’oxyde nitrique (GCs) ont des propriétés diurétiques, natriurétiques, vasodilatatrices et sont liés au contrôle de la pression. Des études récentes ont démontré leur implication dans l’obésité. Hypothèse : Une différence génétique au niveau du gène GCA pourrait contribuer à des différences physiologiques. La composante lipidique et/ou sodique de la diète pourrait influencer la fonction rénale, cardiaque et les valeurs anthropométriques différemment chez les souches congéniques. Objectifs : (1) Déterminer l’effet de la composante lipidique et sodique des diètes; (2) Évaluer l’influence de GCA sur la réponse physiologique des souches congéniques; (3) Expliquer les mécanismes physiologiques procurant une réduction de la pression artérielle chez la souche SM9. Méthodologie : Des modèles congéniques du rat Dahl (DSS) hypertendu, nourri avec une diète riche en gras (HF) ou normale (NF), ont été utilisés pour démontrer l’impact d’un segment chromosomique d’origine normotendue. Résultats : La souche SM9 a une prise de poids plus importante que SM12 et DSS sur diète HF malgré un apport alimentaire équivalent. La souche SM9 présente également un ratio masse adipeuse/masse maigre plus élevé que SM12 et DSS. Nous n’avons observé aucune augmentation de la pression artérielle en réponse à la diète HF pour les 3 souches malgré une augmentation du dommage rénal pour les 3 souches. Le dommage rénal est plus important chez DSS que pour les 2 congéniques. La réponse diurétique à l’ANP est plus élevée chez SM9 et est influencée par le contenu en sel dand la diète. La perte glomérulaire plus importante chez le rat DSS semble compensée par une augmentation de la réponse à l’ANP par les glomérules résiduels. Il y a une corrélation entre l’activité de GCA en réponse à l’ANP, les niveaux d’ARNm et le nombre de répétition du dinucléotide TA dans son promoteur. Le rat DSS présente une hypertrophie cardiaque plus importante que les deux souches congénique et ceci n’est pas modifié par la diète HF. Conclusion : Nos études ont permis de mettre en évidence un effet génétique impliquant le segment chromosomique normotendu contenant GCA dans la réponse à une diète HF chez le rat DSS.

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.

GREBP, un nouveau facteur de transcription contrôlant l’expression de la guanylate cyclase A, récepteur de l’ANP, via l’élément de réponse au cGMP

La découverte du système des peptides natriurétiques (NP), au début des années 80, fut une découverte majeure qui révéla le rôle endocrinien du cœur. Les connaissances sur la relaxation vasculaire, la diurèse et la natriurèse provoquées par ce système ont évolué vers un niveau de complexité insoupçonné à cette époque. Nous savons à présent que les NP sont impliqués dans plusieurs autres mécanismes dont la prolifération cellulaire, l’apoptose, l’inhibition du système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) et le métabolisme des adipocytes. Le métabolisme des lipides est maintenant devenu une cible de choix dans la lutte contre l’obésité. Cette condition aux proportions pandémiques est un facteur de risque majeur dans l’apparition de l’hypertension et du syndrome métabolique (MetS). La compréhension des mécanismes et des défauts de la voie des NP pourrait avoir un impact positif sur le contrôle du MetS et de l’hypertension. L’expression du récepteur des peptides natriuretiques de type 1 (NPR1/GCA) est contrôlée par plusieurs agents incluant son propre ligand, le peptide natriurétique de l’oreillette (ANP). La découverte d’une boucle de retro-inhibition, dans les années 90, a été un événement majeur dans le domaine des NP. En effet, suite à une stimulation à l’ANP, le NPR1/GCA peut inhiber l’activité transcriptionnelle de son propre gène par un mécanisme dépendant du cGMP. Notre groupe a identifié un élément cis-régulateur responsable de cette sensibilité au cGMP et mon projet consistait à identifier la ou les protéine(s) liant cet élément de réponse au cGMP (cGMP-RE). Nous avons identifié un clone liant le cGMP-RE en utilisant la technique du simple hybride chez la levure et une banque d’ADN complémentaire (ADNc) de rein humain. Ce clone provient d’un ADNc de 1083-bp dont le gène est localisé sur le chromosome 1 humain (1p33.36) et codant pour une protéine dont la fonction était inconnue jusqu’ici. Nous avons nommé cette nouvelle protéine GREBP en raison de sa fonction de cGMP Response Element Binding Protein. Des essais de liaison à l’ADN ont montré que cette protéine possède une affinité 18 fois plus élevée pour le cGMP-RE que le contrôle, tandis que des expériences de retard sur gel (EMSA) ont confirmé la spécificité des interactions protéine-ADN. De plus, l’immuno-précipitation de la chromatine (ChIP) a prouvé que GREBP lie le cGMP-RE dans des conditions physiologiques. La liaison de GREBP au cGMP-RE inhibe l’expression du gène rapporteur luciférase sous contrôle du promoteur de npr1/gca. L’inhibition de GREBP à l’aide d’ARN interférant active le promoteur de npr1/gca. Dans les cellules NCI-H295R, l’ANP stimule l’expression de grebp de 60% après seulement 3 heures et inhibe l’expression de npr1/gca de 30%. GREBP est une protéine nucléaire surtout exprimée dans le cœur et ayant le facteur eIF3F comme partenaire. Les variations nucléotidiques du gène sont plus fréquentes chez les patients hypertendus que chez des patients normotendus ou hypertendus souffrant de MetS. Nous rapportons ici l’existence d’un gène spécifique à l’humain qui agit comme répresseur transcriptionnel de npr1/gca et potentiellement impliqué dans le développement de l’hypertension.

Genistein affects the expression of genes involved in blood pressure regulation and angiogenesis in primary human endothelial cells

Background: Several lines of evidence suggest that the dietary isoflavone genistein (Gen) has beneficial effects with regard to cardiovascular disease and in particular on aspects related to blood pressure and angiogenesis. The biological action of Gen may be, at Least in part, attributed to its ability to affect cell signalling and response. However, so far, most of the molecular mechanisms underlying the activity of Gen in the endothelium are unknown. Methods and results: To examine the transcriptional response to 2.5 mu M Gen on primary human endothelial cells (HUVEC), we applied cDNA array technology both under baseline condition and after treatment with the pro-atherogenic stimulus, copper-oxidized LDL. The alteration of the expression patterns of individual transcripts was substantiated using either RT-PCR or Northern blotting. Gen significantly affected the expression of genes encoding for proteins centrally involved in the vascular tone such as endothelin-converting enzyme-1, endothetin-2, estrogen related receptor a and atria[ natriuretic peptide receptor A precursor. Furthermore, Gen countered the effect of oxLDL on mRNA levels encoding for vascular endothelial growth factor receptor 165, types 1 and 2. Conclusions: Our data indicate that physiologically achievable levels of Gen change the expression of mRNA encoding for proteins involved in the control of blood pressure under baseline conditions and reduce the angiogenic response to oxLDL in the endothelium. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Modulation of endothelial cell KCa3.1 Channels during endothelium-derived hyperpolarizing factor signaling in mesenteric resistance arteries

Arterial hyperpolarization to acetylcholine (ACh) reflects coactivation of KCa3.1 (IKCa) channels and KCa2.3 (SKCa) channels in the endothelium that transfers through myoendothelial gap junctions and diffusible factor(s) to affect smooth muscle relaxation (endothelium-derived hyperpolarizing factor [EDHF] response). However, ACh can differentially activate KCa3.1 and KCa2.3 channels, and we investigated the mechanisms responsible in rat mesenteric arteries. KCa3.1 channel input to EDHF hyperpolarization was enhanced by reducing external [Ca2+]o but blocked either with forskolin to activate protein kinase A or by limiting smooth muscle [Ca2+]i increases stimulated by phenylephrine depolarization. Imaging [Ca2+]i within the endothelial cell projections forming myoendothelial gap junctions revealed increases in cytoplasmic [Ca2+]i during endothelial stimulation with ACh that were unaffected by simultaneous increases in muscle [Ca2+]i evoked by phenylephrine. If gap junctions were uncoupled, KCa3.1 channels became the predominant input to EDHF hyperpolarization, and relaxation was inhibited with ouabain, implicating a crucial link through Na+/K+-ATPase. There was no evidence for an equivalent link through KCa2.3 channels nor between these channels and the putative EDHF pathway involving natriuretic peptide receptor-C. Reconstruction of confocal z-stack images from pressurized arteries revealed KCa2.3 immunostain at endothelial cell borders, including endothelial cell projections, whereas KCa3.1 channels and Na+/K+-ATPase {alpha}2/{alpha}3 subunits were highly concentrated in endothelial cell projections and adjacent to myoendothelial gap junctions. Thus, extracellular [Ca2+]o appears to modify KCa3.1 channel activity through a protein kinase A-dependent mechanism independent of changes in endothelial [Ca2+]i. The resulting hyperpolarization links to arterial relaxation largely through Na+/K+-ATPase, possibly reflecting K+ acting as an EDHF. In contrast, KCa2.3 hyperpolarization appears mainly to affect relaxation through myoendothelial gap junctions. Overall, these data suggest that K+ and myoendothelial coupling evoke EDHF-mediated relaxation through distinct, definable pathways.

Probiotic administration attenuates myocardial hypertrophy and heart failure following myocardial infarction in the rat

Background—Probiotics are extensively used to promote gastrointestinal health and emerging evidence suggests that their beneficial properties can extend beyond the local environment of the gut. Here, we determined whether oral probiotic administration can alter the progression of post-infarction heart failure. Methods and Results—Rats were subjected to six weeks of sustained coronary artery occlusion and administered the probiotic Lactobacillus rhamnosus GR-1 or placebo in the drinking water ad libitum. Culture and 16s rRNA sequencing showed no evidence of GR-1 colonization or a significant shift in the composition of the cecal microbiome. However, animals administered GR-1 exhibited a significant attenuation of left ventricular hypertrophy based on tissue weight assessment as well as gene expression of atrial natriuretic peptide. Moreover, these animals demonstrated improved hemodynamic parameters reflecting both improved systolic and diastolic left ventricular function. Serial echocardiography revealed significantly improved left ventricular parameters throughout the six week follow-up period including a marked preservation of left ventricular ejection fraction as well as fractional shortening. Beneficial effects of GR-1 were still evident in those animals in which GR-1 was withdrawn at four weeks suggesting persistence of the GR-1 effects following cessation of therapy. Investigation of mechanisms showed a significant increase in the leptin to adiponectin plasma concentration ratio in rats subjected to coronary ligation which was abrogated by GR-1. Metabonomic analysis showed differences between sham control and coronary artery ligated hearts particularly with respect to preservation of myocardial taurine levels. Conclusions—The study suggests that probiotics offer promise as a potential therapy for the attenuation of heart failure.

Genomic and nongenomic stimulatory effect of aldosterone on H(+)-ATPase in proximal S3 segments

Leite-Dellova DC, Malnic G, Mello-Aires M. Genomic and non-genomic stimulatory effect of aldosterone on H(+)-ATPase in proximal S3 segments. Am J Physiol Renal Physiol 300: F682-F691, 2011. First published December 29, 2010; doi:10.1152/ajprenal.00172.2010.-The genomic and nongenomic effects of aldosterone on the intracellular pH recovery rate (pHirr) via H(-)(+)ATPase and on cytosolic free calcium concentration ([Ca(2+)](i)) were investigated in isolated proximal S3 segments of rats during superfusion with an Na(+)-free solution, by using the fluorescent probes BCECF-AM and FLUO-4-AM, respectively. The pHirr, after cellular acidification with a NH(4)Cl pulse, was 0.064 +/- 0.003 pH units/min (n = 17/74) and was abolished with concanamycin. Aldosterone (10(-12), 10(-10),10(-8), or 10(-6) M with 1-h or 15- or 2-min preincubation) increased the pHirr. The baseline [Ca(2+)](i) was 103 +/- 2 nM (n = 58). After 1 min of aldosterone preincubation, there was a transient and dose-dependent increase in [Ca(2+)](i) and after 6-min preincubation there was a new increase in [Ca(2+)](i) that persisted after 1 h. Spironolactone [mineralocorticoid (MR) antagonist], actinomycin D, or cycloheximide did not affect the effects of aldosterone (15- or 2-min preincubation) on pHirr and on [Ca(2+)](i) but inhibited the effects of aldosterone (1-h preincubation) on these parameters. RU 486 [glucocorticoid (GR) antagonist] and dimethyl-BAPTA (Ca(2+) chelator) prevented the effect of aldosterone on both parameters. The data indicate a genomic (1 h, via MR) and a nongenomic action (15 or 2 min, probably via GR) on the H(+)-ATPase and on [Ca(2+)](i). The results are compatible with stimulation of the H(+)-ATPase by increases in [Ca(2+)](i) (at 10(-12)-10(-6) M aldosterone) and inhibition of the H(+)-ATPase by decreases in [Ca(2+)](i) (at 10(-12) or 10(-6) M aldosterone plus RU 486).

Bothrops insularis venomics: A proteomic analysis supported by transcriptomic-generated sequence data

A joint transcriptomic and proteomic approach employing two-dimensional electrophoresis, liquid chromatography and mass spectrometry was carried out to identify peptides and proteins expressed by the venom gland of the snake Bothrops insularis, an endemic species of Queimada Grande Island, Brazil. Four protein families were mainly represented in processed spots, namely metalloproteinase, serine proteinase, phospholipase A(2) and lectin. Other represented families were growth factors, the developmental protein G10, a disintegrin and putative novel bradykinin-potentiating peptides. The enzymes were present in several isoforms. Most of the experimental data agreed with predicted values for isoelectric point and M(r) of proteins found in the transcriptome of the venom gland. The results also support the existence of posttranslational modifications and of proteolytic processing of precursor molecules which could lead to diverse multifunctional proteins. This study provides a preliminary reference map for proteins and peptides present in Bothrops insularis whole venom establishing the basis for comparative studies of other venom proteomes which could help the search for new drugs and the improvement of venom therapeutics. Altogether, our data point to the influence of transcriptional and post-translational events on the final venom composition and stress the need for a multivariate approach to snake venomics studies. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Direct action of aldosterone on bicarbonate reabsorption in in vivo cortical proximal tubule

Pergher PS, Leite-Dellova D, de Mello-Aires M. Direct action of aldosterone on bicarbonate reabsorption in in vivo cortical proximal tubule. Am J Physiol Renal Physiol 296: F1185-F1193, 2009. First published February 18, 2009; doi:10.1152/ajprenal.90217.2008.-The direct action of aldosterone (10(-12) M) on net bicarbonate reabsorption (J(HCO3)(-)) was evaluated by stationary microperfusion of an in vivo middle proximal tubule (S2) of rat kidney, using H ion-sensitive microelectrodes. Aldosterone in luminally perfused tubules caused a significant increase in J(HCO3)(-) from a mean control value of 2.84 +/- 0.08 [49/19 (n degrees of measurements/n degrees of tubules)] to 4.20 +/- 0.15 nmol.cm(-2).s(-1) (58/10). Aldosterone perfused into peritubular capillaries also increased J(HCO3)(-), compared with basal levels during intact capillary perfusion with blood. In addition, in isolated perfused tubules aldosterone causes a transient increase of cytosolic free calcium ([Ca(2+)](i)), monitored fluorometrically. In the presence of ethanol ( in similar concentration used to prepare the hormonal solution), spironolactone (10(-6) M, a mineralocorticoid receptor antagonist), actinomycin D (10(-6) M, an inhibitor of gene transcription), or cycloheximide (40 mM, an inhibitor of protein synthesis), the J(HCO3)(-) and the [Ca(2+)](i) were not different from the control value; these drugs also did not prevent the stimulatory effect of aldosterone on J(HCO3)(-) and on [Ca(2+)](i). However, in the presence of RU 486 alone [10(-6) M, a classic glucocorticoid receptor (GR) antagonist], a significant decrease on J(HCO3)(-) and on [Ca(2+)](i) was observed; this antagonist also inhibited the stimulatory effect of aldosterone on J(HCO3)(-) and on [Ca(2+)](i). These studies indicate that luminal or peritubular aldosterone (10(-12) M) has a direct nongenomic stimulatory effect on J(HCO3)(-) and on [Ca(2+)](i) in proximal tubule and that probably GR participates in this process. The data also indicate that endogenous aldosterone stimulates J(HCO3)(-) in middle proximal tubule.

Genomic and nongenomic dose-dependent biphasic effect of aldosterone on Na(+)/H(+) exchanger in proximal S3 segment: role of cytosolic calcium

Leite-Dellova DC, Oliveira-Souza M, Malnic G, Mello-Aires M. Genomic and nongenomic dose-dependent biphasic effect of aldosterone on Na(+)/H(+) exchanger in proximal S3 segment: role of cytosolic calcium. Am J Physiol Renal Physiol 295: F1342-F1352, 2008. First published August 20, 2008; doi:10.1152/ajprenal.00048.2008.-The effects of aldosterone on the intracellular pH recovery rate (pHirr) via Na(+)/H(+) exchanger and on the [Ca(2+)](i) were investigated in isolated rat S3 segment. Aldosterone [10(-12), 10(-10), or 10(-8) M with 1-h, 15- or 2-min preincubation (pi)] caused a dose-dependent increase in the pHirr, but aldosterone (10(-6) M with 1-h, 15- or 2-min pi) decreased it (these effects were prevented by HOE694 but not by S3226). After 1 min of aldosterone pi, there was a transient and dose-dependent increase of the [Ca(2+)](i) and after 6-min pi there was a new increase of [Ca(2+)](i) that persisted after 1 h. Spironolactone, actinomycin D, or cycloheximide did not affect the effects of aldosterone (15 -or 2-min pi) but inhibited the effects of aldosterone (1-h pi) on pHirr and on [Ca(2+)](i). RU 486 prevented the stimulatory effect of aldosterone (10(-12) M, 15 -or 2-min pi) on both parameters and maintained the inhibitory effect of aldosterone (10(-6) M, 15- or 2-min pi) on the pHirr but reversed its stimulatory effect on the [Ca(2+)](i) to an inhibitory effect. The data indicate a genomic (1 h, via MR) and a nongenomic action (15 or 2 min, probably via GR) on [Ca(2+)](i) and on the basolateral NHE1 and are compatible with stimulation of the NHE1 by increases in [Ca(2+)](i) in the lower range (at 10(-12) M aldosterone) and inhibition by increases at high levels (at 10(-6) M aldosterone) or decreases in [Ca(2+)](i) (at 10(-6) M aldosterone plus RU 486).

The effect of angiotensin II on intracellular pH is mediated by AT(1) receptor translocation

The effect of ANG II on intracellular pH (pH(i)) recovery rate and AT(1) receptor translocation was investigated in transfected MDCK cells. The pHi recovery rate was evaluated by fluorescence microscopy using the fluorescent probe BCECF-AM. The human angiotensin II receptor isoform 1 (hAT(1)) translocation was analyzed by immunofluorescence and confocal microscope. Our data show that transfected cells in control situation have a pHi recovery rate of 0.219 +/- 0.017 pH U/min (n = 11). This value was similar to nontransfected cells [0.211 +/- 0.009 pH U/min (n = 12)]. Both values were significantly increased with ANG II (10(-9) M) but not with ANG II (10(-6) M). Losartan (10(-7) M) and dimethyl-BAPTA-AM (10(-7) M) decreased significantly the stimulatory effect of ANG II (10(-9) M) and induced an increase in Na+/H+ exchanger 1 (NHE-1) activity with ANG II (10(-6) M). Immunofluorescence studies indicated that in control situation, the hAT(1) receptor was predominantly expressed in cytosol. However, it was translocated to plasma membrane with ANG II (10(-9) M) and internalized with ANG II (10(-6) M). Losartan (10(-7) M) induced hAT(1) translocation to plasma membrane in all studied groups. Dimethyl-BAPTA-AM (10(-7) M) did not change the effect of ANG II (10(-9) M) on the hAT(1) receptor distribution but induced its accumulation at plasma membrane in cells treated with ANG II (10(-6) M). With ionomycin (10(-6) M), the receptor was accumulated in cytosol. The results indicate that, in MDCK cells, the effect of ANG II on NHE-1 activity is associated with ligand binding to AT(1) receptor and intracellular signaling events related to AT(1) translocation.