Inhibition of CYP1A2-mediated drug metabolism in vitro and in humans : With special emphasis on rofecoxib and other NSAIDs

The cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) is one of the major metabolizing enzymes. The muscle relaxant tizanidine is a selective substrate of CYP1A2, and the non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) rofecoxib was thought to modestly in-hibit it. Cases suggesting an interaction between tizanidine and rofecoxib had been reported, but the mechanism was unknown. Also other NSAIDs are often used in combination with muscle relaxants. The aims of this study were to investigate the effect of rofecoxib, several other NSAIDs and female sex steroids on CYP1A2 ac-tivity in vitro and in vivo, and to evaluate the predictability of in vivo inhibition based on in vitro data. In vitro, the effect of several NSAIDs, female sex steroids and model inhibitors on CYP1A2 activity was studied in human liver microsomes, without and with preincubation. In placebo controlled, cross-over studies healthy volunteers ingested a single dose of tizanidine after a pretreament with the inhibitor (rofecoxib, tolfenamic acid or celecoxib) or placebo. Plasma (and urine) concentrations of tizanidine and its metabolites were measured, and the pharmacodynamic effects were recorded. A caffeine test was also performed. In vitro, fluvoxamine, tolfenamic acid, mefenamic acid and rofecoxib potently in-hibited CYP1A2. Ethinylestradiol, celecoxib, desogestrel and zolmitriptan were moderate, and etodolac, ciprofloxacin, etoricoxib and gestodene were weak inhibi-tors of CYP1A2. At 100 µM, other tested NSAIDs and steroids inhibited CYP1A2 less than 35%. Rofecoxib was found to be a mechanism-based inhibitor of CYP1A2. In vivo, rofecoxib greatly increased the plasma concentrations (over ten-fold) and the pharmacodynamic effects of tizanidine. Also the metabolism of caf-feine was impaired by rofecoxib. Despite the relatively strong in vitro CYP1A2 inhibitory effects, tolfenamic acid and celecoxib did not have a significant effect on tizanidine and caffeine concentrations in humans. Competitive inhibition model and the free plasma concentration of the inhibitor predicted well the effect of fluvoxam-ine and the lack of effect of tolfenamic acid and celecoxib on tizanidine concentra-tions in humans, and mechanism-based inhibition model explained the effects of rofecoxib. However, the effects of ciprofloxacin and oral contraceptives were un-derestimated from the in vitro data. Rofecoxib is a potent mechanism-based inhibitor of CYP1A2 in vitro and in vivo. This mechanism may be involved in the adverse cardiovascular effects of rofecoxib. Tolfenamic acid and celecoxib seem to be safe in combination with tizanidine, but mefenamic acid might have some effect on tizanidine concentrations in vivo. Con-sidering the mechanism of inhibition, and using the free plasma concentration of the inhibitor, many but not all CYP1A2 interactions can be predicted from in vitro data.

Drug epidemiology, interactions and pharmacogenetics : A post-mortem database study

Use of adverse drug combinations, abuse of medicinal drugs and substance abuse are considerable social problems that are difficult to study. Prescription database studies might fail to incorporate factors like use of over-the-counter drugs and patient compliance, and spontaneous reporting databases suffer from underreporting. Substance abuse and smoking studies might be impeded by poor participation activity and reliability. The Forensic Toxicology Unit at the University of Helsinki is the only laboratory in Finland that performs forensic toxicology related to cause-of-death investigations comprising the analysis of over 6000 medico-legal cases yearly. The analysis repertoire covers most commonly used drugs and drugs of abuse, and the ensuing database contains also background information and information extracted from the final death certificate. In this thesis, the data stored in this comprehensive post-mortem toxicology database was combined with additional metabolite and genotype analyses that were performed to complete the profile of selected cases. The incidence of drug combinations possessing serious adverse drug interactions was generally low (0.71%), but it was notable for the two individually studied drugs, a common anticoagulant warfarin (33%) and a new generation antidepressant venlafaxine (46%). Serotonin toxicity and adverse cardiovascular effects were the most prominent possible adverse outcomes. However, the specific role of the suspected adverse drug combinations was rarely recognized in the death certificates. The frequency of bleeds was observed to be elevated when paracetamol and warfarin were used concomitantly. Pharmacogenetic factors did not play a major role in fatalities related to venlafaxine, but the presence of interacting drugs was more common in cases showing high venlafaxine concentrations. Nicotine findings in deceased young adults were roughly three times more prevalent than the smoking frequency estimation of living population. Contrary to previous studies, no difference in the proportion of suicides was observed between nicotine users and non-nicotine users. However, findings of abused substances, including abused prescription drugs, were more common in the nicotine users group than in the non-nicotine users group. The results of the thesis are important for forensic and clinical medicine, as well as for public health. The possibility of drug interactions and pharmacogenetic issues should be taken into account in cause-of-death investigations, especially in unclear cases, medical malpractice suspicions and cases where toxicological findings are scarce. Post-mortem toxicological epidemiology is a new field of research that can help to reveal problems in drug use and prescription practises.

Hypertension, kardiotoxicitet och njursvikt i samband med tyrosinkinashämmaren sunitinib

Nybildning av blodkärl från tidigare existerande kärl, angiogenes, är ett väsentligt skede vid tumörtillväxt. Denna process regleras av bland annat tillväxtfaktorer, var av den vaskulära endoteliala tillväxtfaktorn har en central roll. Hämning av angiogenes kan ske antingen extracellulärt med hjälp av humaniserade monoklonala antikroppar eller intracellulärt med hjälp av småmolekylära hämmaren. Sunitinib är en småmolekylär multikinashämmare och inhiberar flera tyrosinkinasreceptorer som påverkar tumörtillväxten och metastasutvecklingen vid cancer. Sunitinibs främsta indikationer är gastrointestinala stromacellstumörer, metastaserad njurcellscancer och neuroendokrina tumörer i bukspottskörteln. Behandling med tyrosinkinashämmare orsakar biverkningar som hypertension, kardiotoxicitet och njursvikt, vilka antas bero på de hämmande effekterna på mål som inte är väsentliga för anti-cancer-aktiviteten (”off-target” biverkningar). Bland annat AMP-aktiverat proteinkinas (AMPK), ett kinas som upprätthåller metabolisk homeostas i hjärtat, inhiberas av sunitinib och antas framkalla kardiovaskulära biverkningar. För att reducera ”off-target” biverkningar strävar man till att hitta alternativ som minskar de skadliga effekterna utan att den terapeutiska aktiviteten försvagas. Bland annat ett begränsat kaloriintag har uppvisat skyddande effekt på hjärtat via mekanismer sammankopplade till ökad resistens mot oxidativ stress, inflammation och mitokondriell dysfunktion, samt avtagande apoptos och autofagi. Detta sker delvis genom aktivering av enzymet Sirt1. Syftet med den här studien var att undersöka ifall kaloribegränsning skyddar mot kardiovaskulära och renala biverkningar inducerade av sunitinib hos råttor. Dessutom studerades vilka signalkedjor i cellen som medverkar. I studien användes 40 spontant hypertensiva råttor samt 10 normotensiva Wistar-Kyoto råttor. Försöksdjuren delades in i fem grupper beroende på behandling; I WKY kontroll, II SHR kontroll, III SHR + kaloribegränsning 70 %, IV SHR + sunitinib 3 mg/kg och V SHR + sunitinib 3 mg/kg + kaloribegränsning 70 %. Behandlingsperioden var åtta veckor. Blodtrycket mättes varje vecka med svansmanchett, urinutsöndringen undersöktes vecka 4 och vecka 8 med metabolismburar, ultraljudsundersökning av hjärtat utfördes sista veckan och blodkärlens respons till acetylkolin och natriumnitroprussid studerades i samband med avlivning. Proteinerna Sirt1 och AMPK analyserades i hjärtat med Western blotting samt förekomsten av makrofagmarkören ED1 i njurarna med immunhistokemi. Studien visade att sunitinibdosen 3 mg/kg är mycket väl tolererbar hos råttor eftersom sunitinib inte orsakade högre blodtryck, kraftigare hypertrofi eller mer omfattande njurskada jämfört med obehandlade SHR- grupper. Utgående från resultaten kan man också konstatera att kaloribegränsningen har positiva kardiovaskulära effekter.

Effect of nortriptyline and paroxetine on measures of chaos of heart rate time series in patients with panic disorder

Tricyclic antidepressants have notable cardiac side effects, and this issue has become important due to the recent reports of increased cardiovascular mortality in patients with depression and anxiety. Several previous studies indicate that serotonin reuptake inhibitors (SRIs) do not appear to have such adverse effects. Apart from the effects of these drugs on routine 12-lead ECG, the effects on beat-to-beat heart rate (HR) and QT interval time series provide more information on the side effects related to cardiac autonomic function. In this study, we evaluated the effects of two antidepressants, nortriptyline (n = 13), a tricyclic, and paroxetine (n = 16), an SRI inhibitor, on HR variability in patients with panic disorder, using a measure of chaos, the largest Lyapunov exponent (LLE) using pre- and posttreatment HR time series. Our results show that nortriptyline is associated with a decrease in LLE of high frequency (HF: 0.15-0.5 Hz) filtered series, which is most likely due to its anticholinergic effect, while paroxetine had no such effect. Paroxetine significantly decreased sympathovagal ratios as measured by a decrease in LLE of LF/HF. These results suggest that paroxetine appears to be safer in regards to cardiovascular effects compared to nortriptyline in this group of patients. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Efeitos cardiovasculares da transferência adotiva de linfócitos T reguladores em camundongos submetidos à infusão crônica de angiotensina II e de aldosterona

A angiotensina (Ang) II e aldosterona induzem hipertensão arterial por mecanismos em parte mediados pela imunidade adaptativa, envolvendo linfócitos T auxiliares respondedores (Tresp). Os linfócitos T reguladores (Treg) são capazes de suprimir os efeitos próinflamatórios do sistema imune. O presente estudo avaliou se a transferência adotiva de Treg é capaz de prevenir a hipertensão e a lesão vascular induzidas pela Ang II ou pela aldosterona, em dois protocolos distintos. No protocolo com Ang II, camundongos machos C57BL/6 sofreram a injeção endovenosa de Treg ou Tresp, sendo depois infundidos com Ang II (1μg/kg/min), ou salina (grupo controle) por 14 dias. No protocolo com aldosterona, um outro conjunto de animais sofreu injeções de Treg ou Tresp, sendo depois infundido com aldosterona (600μg/kg/d) ou salina (grupo controle), pelo mesmo intervalo de tempo. O grupo tratado com aldosterona recebeu salina 1% na água. Tanto o grupo Ang II como aldosterona apresentaram elevação da pressão arterial sistólica (43% e 31% respectivamente), da atividade da NADPH oxidase na aorta (1,5 e 1,9 vezes, respectivamente) e no coração (1,8 e 2,4 vezes, respectivamente) e uma redução da resposta vasodilatadora à acetilcolina (de 70% e 56%, respectivamente), quando comparados com os respectivos controles (P<0,05). Adicionalmente, a administração de Ang II proporcionou um aumento rigidez vascular (P<0,001), na expressão de VCAM-1 nas artérias mesentéricas (P<0,05), na infiltração aórtica de macrófagos e linfócitos T (P<0,001) e nos níveis plasmáticos das citocinas inflamatórias interferon (INF)-γ, interleucina (IL)-6, Tumor necrosis factor (TNF)-α e IL-10 (P<0,05). Ang II causou uma queda de 43% no número de células Foxp3+ no córtex renal, enquanto que a transferência adotiva de Treg aumentou as células Foxp3+ em duas vezes em comparação com o controle. A administração de Treg preveniu o remodelamento vascular induzido pela aldosterona, observado na relação média/lúmen e na área transversal da média das artérias mesentéricas (P<0,05). Todos os parâmetros acima foram prevenidos com a administração de Treg, mas não de Tresp. Estes resultados demonstram que Treg são capazes de impedir a lesão vascular e a hipertensão mediadas por Ang II ou por aldosterona, em parte através de ações antiinflamatórias. Em conclusão, uma abordagem imuno-modulatória pode prevenir o aumento da pressão arterial, o estresse oxidativo vascular, a inflamação e a disfunção endotelial induzidos por Ang II ou aldosterona.

Dobutamine in Paediatric Population: A Systematic Review in Juvenile Animal Models

Objective: Although dobutamine is widely used in neonatal clinical practice, the evidence for its use in this specific population is not clear. We conducted a systematic review of the use of dobutamine in juvenile animals to determine whether the evidence from juvenile animal experiments with dobutamine supported the design of clinical trials in neonatal/ paediatric population. Methods: Studies were identified by searching MEDLINE (1946-2012) and EMBASE (1974-2012). Articles retrieved were independently reviewed by three authors and only those concerning efficacy and safety of the drug in juvenile animals were included. Only original articles published in English and Spanish were included. Results: Following our literature search, 265 articles were retrieved and 24 studies were included in the review: 17 focused on neonatal models and 7 on young animal models. Although the aims and design of these studies, as well as the doses and ages analysed, were quite heterogeneous, the majority of authors agree that dobutamine infusion improves cardiac output in a dose dependent manner. Moreover, the cardiovascular effects of dobutamine are influenced by postnatal age, as well as by the dose used and the duration of the therapy. There is inadequate information about the effects of dobutamine on cerebral perfusion to draw conclusions. Conclusion: There is enough preclinical evidence to ensure that dobutamine improves cardiac output, however to better understand its effects in peripheral organs, such as the brain, more specific and well designed studies are required to provide additional data to support the design of clinical trials in a paediatric population.

Metabolically-inactive glucagon-like peptide-1(9-36)amide confers selective protective actions against post-myocardial infarction remodelling

BACKGROUND: Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) therapies are routinely used for glycaemic control in diabetes and their emerging cardiovascular actions have been a major recent research focus. In addition to GLP-1 receptor activation, the metabolically-inactive breakdown product, GLP-1(9-36)amide, also appears to exert notable cardiovascular effects, including protection against acute cardiac ischaemia. Here, we specifically studied the influence of GLP-1(9-36)amide on chronic post-myocardial infarction (MI) remodelling, which is a major driver of heart failure progression.

METHODS: Adult female C57BL/6 J mice were subjected to permanent coronary artery ligation or sham surgery prior to continuous infusion with GLP-1(9-36)amide or vehicle control for 4 weeks.

RESULTS: Infarct size was similar between groups with no effect of GLP-1(9-36)amide on MI-induced cardiac hypertrophy, although modest reduction of in vitro phenylephrine-induced H9c2 cardiomyoblast hypertrophy was observed. Whilst echocardiographic systolic dysfunction post-MI remained unchanged, diastolic dysfunction (decreased mitral valve E/A ratio, increased E wave deceleration rate) was improved by GLP-1(9-36)amide treatment. This was associated with modulation of genes related to extracellular matrix turnover (MMP-2, MMP-9, TIMP-2), although interstitial fibrosis and pro-fibrotic gene expression were unaltered by GLP-1(9-36)amide. Cardiac macrophage infiltration was also reduced by GLP-1(9-36)amide together with pro-inflammatory cytokine expression (IL-1β, IL-6, MCP-1), whilst in vitro studies using RAW264.7 macrophages revealed global potentiation of basal pro-inflammatory and tissue protective cytokines (e.g. IL-1β, TNF-α, IL-10, Fizz1) in the presence of GLP-1(9-36)amide versus exendin-4.

CONCLUSIONS: These data suggest that GLP-1(9-36)amide confers selective protection against post-MI remodelling via preferential preservation of diastolic function, most likely due to modulation of infiltrating macrophages, indicating that this often overlooked GLP-1 breakdown product may exert significant actions in this setting which should be considered in the context of GLP-1 therapy in patients with cardiovascular disease.

Validation des modèles de pharmacologie de sécurité et évaluation de la valeur thérapeutique de l'oxytocine dans le traitement de l'infarctus du myocarde

En février, 2009 un rapport de PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmait que plus de 300 médicaments pour le traitement des maladies cardiaques étaient en phase d’essais cliniques ou en révision par les agences règlementaires. Malgré cette abondance de nouvelles thérapies cardiovasculaires, le nombre de nouveaux médicaments approuvés chaque année (toutes indications confondues) est en déclin avec seulement 17 et 24 nouveaux médicaments approuvés en 2007 et 2008, respectivement. Seulement 1 médicament sur 5000 sera approuvé après 10 à 15 ans de développement au coût moyen de 800 millions $. De nombreuses initiatives ont été lancées par les agences règlementaires afin d’augmenter le taux de succès lors du développement des nouveaux médicaments mais les résultats tardent. Cette stagnation est attribuée au manque d’efficacité du nouveau médicament dans bien des cas mais les évaluations d’innocuité remportent la palme des causes d’arrêt de développement. Primum non nocere, la maxime d’Hippocrate, père de la médecine, demeure d’actualité en développement préclinique et clinique des médicaments. Environ 3% des médicaments approuvés au cours des 20 dernières années ont, par la suite, été retirés du marché suite à l’identification d’effets adverses. Les effets adverses cardiovasculaires représentent la plus fréquente cause d’arrêt de développement ou de retrait de médicament (27%) suivi par les effets sur le système nerveux. Après avoir défini le contexte des évaluations de pharmacologie de sécurité et l’utilisation des bio-marqueurs, nous avons validé des modèles d’évaluation de l’innocuité des nouveaux médicaments sur les systèmes cardiovasculaires, respiratoires et nerveux. Évoluant parmi les contraintes et les défis des programmes de développements des médicaments, nous avons évalué l’efficacité et l’innocuité de l’oxytocine (OT), un peptide endogène à des fins thérapeutiques. L’OT, une hormone historiquement associée à la reproduction, a démontré la capacité d’induire la différentiation in vitro de lignées cellulaires (P19) mais aussi de cellules souches embryonnaires en cardiomyocytes battants. Ces observations nous ont amené à considérer l’utilisation de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Afin d’arriver à cet objectif ultime, nous avons d’abord évalué la pharmacocinétique de l’OT dans un modèle de rat anesthésié. Ces études ont mis en évidence des caractéristiques uniques de l’OT dont une courte demi-vie et un profil pharmacocinétique non-linéaire en relation avec la dose administrée. Ensuite, nous avons évalué les effets cardiovasculaires de l’OT sur des animaux sains de différentes espèces. En recherche préclinique, l’utilisation de plusieurs espèces ainsi que de différents états (conscients et anesthésiés) est reconnue comme étant une des meilleures approches afin d’accroître la valeur prédictive des résultats obtenus chez les animaux à la réponse chez l’humain. Des modèles de rats anesthésiés et éveillés, de chiens anesthésiés et éveillés et de singes éveillés avec suivi cardiovasculaire par télémétrie ont été utilisés. L’OT s’est avéré être un agent ayant d’importants effets hémodynamiques présentant une réponse variable selon l’état (anesthésié ou éveillé), la dose, le mode d’administration (bolus ou infusion) et l’espèce utilisée. Ces études nous ont permis d’établir les doses et régimes de traitement n’ayant pas d’effets cardiovasculaires adverses et pouvant être utilisées dans le cadre des études d’efficacité subséquentes. Un modèle porcin d’infarctus du myocarde avec reperfusion a été utilisé afin d’évaluer les effets de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Dans le cadre d’un projet pilote, l’infusion continue d’OT initiée immédiatement au moment de la reperfusion coronarienne a induit des effets cardiovasculaires adverses chez tous les animaux traités incluant une réduction de la fraction de raccourcissement ventriculaire gauche et une aggravation de la cardiomyopathie dilatée suite à l’infarctus. Considérant ces observations, l’approche thérapeutique fût révisée afin d’éviter le traitement pendant la période d’inflammation aigüe considérée maximale autour du 3ième jour suite à l’ischémie. Lorsqu’initié 8 jours après l’ischémie myocardique, l’infusion d’OT a engendré des effets adverses chez les animaux ayant des niveaux endogènes d’OT élevés. Par ailleurs, aucun effet adverse (amélioration non-significative) ne fût observé chez les animaux ayant un faible niveau endogène d’OT. Chez les animaux du groupe placebo, une tendance à observer une meilleure récupération chez ceux ayant des niveaux endogènes initiaux élevés fût notée. Bien que la taille de la zone ischémique à risque soit comparable à celle rencontrée chez les patients atteints d’infarctus, l’utilisation d’animaux juvéniles et l’absence de maladies coronariennes sont des limitations importantes du modèle porcin utilisé. Le potentiel de l’OT pour le traitement de l’infarctus du myocarde demeure mais nos résultats suggèrent qu’une administration systémique à titre de thérapie de remplacement de l’OT devrait être considérée en fonction du niveau endogène. De plus amples évaluations de la sécurité du traitement avec l’OT dans des modèles animaux d’infarctus du myocarde seront nécessaires avant de considérer l’utilisation d’OT dans une population de patients atteint d’un infarctus du myocarde. En contre partie, les niveaux endogènes d’OT pourraient posséder une valeur pronostique et des études cliniques à cet égard pourraient être d’intérêt.

L’amélioration de la performance et de la structure cardiaque par la moxonidine chez les SHR est accompagnée d’une diminution des cytokines, de la MAPK p38 et de l’Akt

L’hypertrophie du ventricule gauche (HVG) est un processus adaptif et compensatoire qui se développe conséquemment à l’hypertension artérielle pour s’opposer à l’élévation chronique de la pression artérielle. L’HVG est caractérisée par une hypertrophie des cardiomyocytes suite à l’augmentation de la synthèse d’ADN, une prolifération des fibroblastes, une augmentation du dépôt de collagène et une altération de la matrice extracellulaire (MEC). Ces changements génèrent des troubles de relaxation et mènent au dysfonctionnement diastolique, ce qui diminue la performance cardiaque. La suractivité du système nerveux sympathique (SNS) joue un rôle essentiel dans le développement de l’hypertension artérielle et de l’HVG à cause de la libération excessive des catécholamines et de leurs effets sur la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires et sur les différentes voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives. Le traitement antihypertenseur avec de la moxonidine, un composé sympatholytique d’action centrale, permet une régression de l’HVG suite à une réduction soutenue de la synthèse d'ADN et d’une stimulation transitoire de la fragmentation de l'ADN qui se produit au début du traitement. En raison de l’interaction entre l’HVG, les cytokines inflammatoires, le SNS et leurs effets sur les protéines de signalisation hypertrophiques, l’objectif de cette étude est de détecter dans un modèle animal d’hypertension artérielle et d’HVG, les différentes voies de signalisation associées à la régression de l’HVG et à la performance cardiaque. Des rats spontanément hypertendus (SHR, 12 semaines) ont reçu de la moxonidine à 0, 100 et 400 µg/kg/h, pour une période de 1 et 4 semaines, via des mini-pompes osmotiques implantées d’une façon sous-cutanée. Après 4 semaines de traitement, la performance cardiaque a été mesurée par écho-doppler. Les rats ont ensuite été euthanasiés, le sang a été recueilli pour mesurer les concentrations des cytokines plasmatiques et les cœurs ont été prélevés pour la détermination histologique du dépôt de collagène et de l'expression des protéines de signalisation dans le ventricule gauche. Le traitement de 4 semaines n’a eu aucun effet sur les paramètres systoliques mais a permis d’améliorer les paramètres diastoliques ainsi que la performance cardiaque globale. Par rapport au véhicule, la moxonidine (400 µg/kg/h) a permis d’augmenter transitoirement la concentration plasmatique de l’IL-1β après une semaine et de réduire la masse ventriculaire gauche. De même, on a observé une diminution du dépôt de collagène et des concentrations plasmatiques des cytokines IL-6 et TNF-α, ainsi qu’une diminution de la phosphorylation de p38 et d’Akt dans le ventricule gauche après 1 et 4 semaines de traitement, et cela avec une réduction de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque. Fait intéressant, les effets anti-hypertrophiques, anti-fibrotiques et anti-inflammatoires de la moxonidine ont pu être observés avec la dose sous-hypotensive (100 µg/kg/h). Ces résultats suggèrent des effets cardiovasculaires bénéfiques de la moxonidine associés à une amélioration de la performance cardiaque, une régulation de l'inflammation en diminuant les niveaux plasmatiques des cytokines pro-inflammatoires ainsi qu’en inhibant la MAPK p38 et Akt, et nous permettent de suggérer que, outre l'inhibition du SNS, moxonidine peut agir sur des sites périphériques.

L'étude in vivo de l'impact de la pression pulsée sur les capillaires cérébraux de souris

Plusieurs décennies de recherche ont permis de mieux comprendre les effets de l’athérosclérose sur le système cardiovasculaire, d’améliorer la prévention et de développer des traitements efficaces. Les effets de l’athéroslérose sur le cerveau demeurent toutefois mal compris même si le lien entre le fonctionnement cognitif et la santé du système vasculaire est maintenant bien établi. La venue de nouvelles méthodes d’imagerie telle la microscopie laser à 2-photons (TPLM) permet d’étudier l’impact de certaines maladies sur la microvasculature cérébrale en mesurant le flux sanguin dans des vaisseaux uniques situés dans des régions cérébrales millimétriques sous la surface. Les résultats des études in vitro peuvent dorénavant être corrélés à ceux obtenus in vivo. En premier lieu, ce mémoire revoit la théorie ayant permis le développement de la TPLM qui permet de prendre des mesures hémodynamiques in vivo dans des vaisseaux de très petits calibres tels des capillaires cérébraux de souris. Par la suite, son utilisation est décrite chez des souris anesthésiées afin de comparer les mesures d’hémodynamie cérébrale tels la vitesse des globules rouges, le flux de globules rouges, le flux sanguin cérébral, l’hématocrite sanguin et le diamètre des vaisseaux. Finalement, nous avons comparé les données hémodynamiques entre des souris de 3 mois normales (WT ; n=6) et des souris atteintes d’athérosclérose précoce (ATX ; n=6). Les résultats obtenus sur un nombre total de 209 capillaires (103 pour les souris WT et 106 pour les souris ATX) démontrent que les souris ATX possèdent une vitesse des globules rouges (+40%) plus grande, un flux de globule rouge plus grand (+12%) et un flux capillaire plus élevé (+14%) sans démontrer pour aucun de ces paramètres, une différence statistiquement significative. L’hématocrite moyen (35±4% vs 33±2% ; p=0.71) et le diamètre moyen des vaisseaux (4.88±0.22μm vs 4.86±0.20μm ; p=0.23) étaient également comparables. La vitesse des globules rouges a démontré une faible corrélation avec le diamètre des vaisseaux (r=0.39) et avec le flux de globules rouges/seconde (r=0.59). En conclusion, les travaux menés dans le cadre de ce mémoire de maîtrise permettent d'envisager, grâce aux nouvelles méthodes d’imagerie cérébrale telle la TPLM, une meilleure compréhension des mécanismes hémodynamiques sous-jacents à la microcirculation cérébrale. L’effet d’une pression pulsée augmentée, tel que proposée dans l’athérosclérose reste cependant à démontrer avec cette méthode d’imagerie.

Efectos cardiovasculares de concentraciones bajas de sodio en la solución de hemodiálisis en pacientes con insuficiencia renal cronica

Introducción. Las soluciones de hemodiálisis (HD) tienen una concentración estándar de sodio (Na) 139 mEq/L la cual no permite perder sodio por difusión llevando incluso a balance positivo de Na perpetuando la sensación de sed, hipertensión, hipertrofia ventricular y elevadas ganancias de peso interdialítica. Objetivo. Determinar cuales son los efectos cardiovasculares con el uso soluciones de HD con concentraciones de Na de 132 mEq/L en pacientes con insuficiencia renal crónica (IRC) de la unidad renal RTS cardioinfantil entre agosto 2008 y enero 2009. Métodos. Se realizo un estudio aleatorizado controlado, con doble enmascaramiento, inicialmente una fase de lavado de las concentraciones de sodio de 2 semanas y luego aleatorización en bloques en dos grupos, realizando la intervención durante 8 semanas. Resultados. Se evaluó 82 pacientes de los cuales ingresaron a la intervención 64, distribuidos al grupo de intervención 31 y al grupo control 33 pacientes. Hubo un aumento de la presión de pulso en el grupo de intervención y disminución de la sensación de sed y ganancia de peso interdialítica. Los hallazgos ecocardiográficos mostraron disminución del diámetro de la vena cava inferior en los dos grupos y disminución del volumen telediastólico del ventrículo izquierdo. Se presentaron más eventos adversos en el grupo de intervención. Discusión. Los resultados difieren de la literatura por tener un mayor número de diabéticos en el grupo control y por el tiempo de intervención. No se pueden sacar conclusiones con respecto al aumento de la presión de pulso ni a la disminución del diámetro de la vena cava inferior en HD. Conclusión. La solución de HD con concentración de Na de 132 mEq/L no disminuye la presión arterial, ni el consumo de medicamentos antihipertensivos, sin embargo disminuye la sensación de sed y la ganancia de peso interdialítica.

Asociación de la concentración de material particulado en Bogotá con infarto agudo de miocardio

Introducción: la contaminación atmosférica no solo tiene efectos sobre el sistema respiratorio sino también sobre el cardiovascular. El objetivo de este estudio es generar evidencia que permita establecer una asociación entre el infarto agudo del miocardio y la concentración de PM10 en el ambiente como un estudio preliminar para un grupo de pacientes en Bogotá. Metodología: la asociación entre la concentración del material particulado (en este caso PM10 medido en la estación más cercana del lugar reportado por el paciente) y el infarto agudo del miocardio se estableció utilizando el diseño case crossover. Se utilizó información de las historias clínicas de los pacientes con infarto agudo del miocardio que ingresaron al Servicio de Urgencias de la FSFB, y las concentraciones de PM10 medido en la estación más cercana al lugar de inicio de los síntomas de síndrome coronario agudo, reportado por el paciente. Resultados: se encontró que la asociación entre la concentración de PM10 y el diagnóstico de infarto agudo del miocardio es estadísticamente significativa teniendo en cuenta tres momentos de control: 2 horas antes del evento, 24 horas antes del evento y 48 horas antes del evento. Discusión: este estudio sugiere que las altas concentraciones de material particulado en el ambiente son un factor de riesgo para el desarrollo de infarto agudo del miocardio especialmente en personas con enfermedad coronaria subyacente. Con esta investigación se demuestra la importancia de generar acciones que disminuyan la contaminación de la ciudad y de esta forma proteger la salud de las personas.

Riesgo de hipertensión arterial por ruido laboral: revisión sistemática

Introducción: la pérdida auditiva inducida por ruido es el efecto nocivo del ruido más comúnmente estudiado, sin embargo, el ruido también produce trastornos digestivos y del sueño, cambios en los niveles de cortisol, efectos cardiovasculares e hipertensión arterial (HTA), entre otros. Objetivo: determinar si la exposición laboral a ruido induce hipertensión arterial. Materiales y métodos: se siguieron las recomendaciones del método PRISMA para revisiones sistemáticas. Se hizo una búsqueda de estudios en PUBMED utilizando los términos “occupational and noise and hypertension” y aplicando los filtros: 1) publicaciones incluidas entre 2005-2015; 2) estudios publicados en inglés; 3) revisión de títulos y resúmenes; 4) revisión completa de los textos para un total final de 32 estudios. Se hizo la revisión, análisis y resumen de todos los estudios. Resultados: los estudios concluyeron que aquellos portadores de los polimorfismos de la enzima convertidora de angiotensina expuestos a ruido, tuvieron una mayor susceptibilidad genética a tener HTA. Los estudios reportaron una asociación positiva entre ruido e HTA. Hay controversia acerca de la relación que existe entre HTA, ruido y coexposición a otros factores como calor, trabajo por turnos, presencia de solventes o plomo en el lugar de trabajo y carga física. Conclusiones: Se presume que solo los niveles de ruido ≥ 85 dBA tienen efectos negativos sobre la salud, pero se ha encontrado que los efectos no auditivos del ruido se producen por debajo de este parámetro. Recomendaciones: se sugiere el uso de la pérdida auditiva inducida por ruido entre población trabajadora como un método de tamizaje para detectar personas prehipertensas, con el fin prevenir la generación de HTA.

Dietary nitrate improves vascular function in patients with hypercholesterolemia: a randomized, double-blind, placebo-controlled study

Background: The beneficial cardiovascular effects of vegetables may be underpinned by their high inorganic nitrate content. Objective: We sought to examine the effects of a 6-wk once-daily intake of dietary nitrate (nitrate-rich beetroot juice) compared with placebo intake (nitrate-depleted beetroot juice) on vascular and platelet function in untreated hypercholesterolemics. Design: A total of 69 subjects were recruited in this randomized, double-blind, placebo-controlled parallel study. The primary endpoint was the change in vascular function determined with the use of ultrasound flow-mediated dilatation (FMD). Results: Baseline characteristics were similar between the groups, with primary outcome data available for 67 patients. Dietary nitrate resulted in an absolute increase in the FMD response of 1.1% (an ∼24% improvement from baseline) with a worsening of 0.3% in the placebo group (P < 0.001). A small improvement in the aortic pulse wave velocity (i.e., a decrease of 0.22 m/s; 95% CI: −0.4, −0.3 m/s) was evident in the nitrate group, showing a trend (P = 0.06) to improvement in comparison with the placebo group. Dietary nitrate also caused a small but significant reduction (7.6%) in platelet-monocyte aggregates compared with an increase of 10.1% in the placebo group (P = 0.004), with statistically significant reductions in stimulated (ex vivo) P-selectin expression compared with the placebo group (P < 0.05) but no significant changes in unstimulated expression. No adverse effects of dietary nitrate were detected. The composition of the salivary microbiome was altered after the nitrate treatment but not after the placebo treatment (P < 0.01). The proportions of 78 bacterial taxa were different after the nitrate treatment; of those taxa present, 2 taxa were responsible for >1% of this change, with the proportions of Rothia mucilaginosa trending to increase and Neisseria flavescens (P < 0.01) increased after nitrate treatment relative to after placebo treatment. Conclusions: Sustained dietary nitrate ingestion improves vascular function in hypercholesterolemic patients. These changes are associated with alterations in the oral microbiome and, in particular, nitrate-reducing genera. Our findings provide additional support for the assessment of the potential of dietary nitrate as a preventative strategy against atherogenesis in larger cohorts. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT01493752.

Long-Term Ouabain Treatment Impairs Vascular Function in Resistance Arteries

Background/Aims: The purpose of this study was to examine the cardiovascular effects of long-term ouabain treatment at different time points. Methods: Systolic blood pressure (SBP) was measured by tail-cuff method in male Wistar rats treated with ouabain (approx. 8.0 mu g.day(-1)) or vehicle for 5, 10 and 20 weeks. Afterwards, vascular function was assessed in mesenteric resistance arteries (MRA) using a wire myograph. ROS production and COX-1 and COX-2, TNF-alpha, and IL-6 protein expression were investigated. Results: SBP was increased by ouabain treatment up to the 6th week and remained stable until the 20th week. However, noradrenaline-induced contraction increased only in MRA in rats treated with ouabain for 20 weeks. NOS inhibition and endothelium removal increased the noradrenaline response, but to a smaller magnitude in MRA in the ouabain group. Moreover, inhibition of COX-2 or incubation with superoxide dismutase restores noradrenaline-induced contraction in the 20-week ouabain group to control levels. ROS production as well as COX-2, IL-6 and TNF-alpha protein expression increased in MRA in this group. Conclusion: Although ouabain treatment induced hypertension in all groups, a larger noradrenaline induced contraction was observed over 20 weeks of treatment. This vascular dysfunction was related to COX-2-derived prostanoids and oxidative stress, increased pro-inflammatory cytokines and reduced NO bioavailability. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, Basel