944 resultados para NOx O2
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Les complications vasculaires telles que laugmentation de la contractilit et la prolifration cellulaire sont les complications les plus communes observes dans le diabte et lhyperglycmie chronique est un facteur important dans ces processus. La voie de signalisation de Gq joue un rle important dans la rgulation du tonus vasculaire et laltration de celle-ci peut contribuer aux complications vasculaires observes dans les cas de diabte et dhyperglycmie. Il a t observ que les taux et lactivit des protines kinase C (PKC) et du diacylglycrol (DAG) sont augments dans ces conditions. Cependant, aucune tude na dmontr limplication de Gq/11 et des PLC, molcules de signalisation en amont de PKC/DAG. Plusieurs tudes rvlent que laugmentation des taux et de lactivit des PKC et du DAG induite par lhyperglycmie dans des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) est attribue laugmentation du stress oxydatif. De plus, les niveaux de certains peptides vasoactifs, tels que langiotensine II et lendothline-1, augments dans les conditions de diabte/dhyperglycmie, peuvent contribuer laugmentation du stress oxydatif observe. Le travail prsent dans cette thse avait pour but dexaminer les effets de lhyperglycmie sur les niveaux dexpression protique de Gq/11 et de ses molcules associes, ainsi que dtudier le mcanisme molculaire par lequel lhyperglycmie module la voie de signalisation de Gq dans les CMLV. Dans la premire tude, nous avons examin si lhyperglycmie pouvait moduler lexpression des protines Gq, G11, PLC1 et PLC2. Le prtraitement des CMLV A10 avec 26 mM de glucose durant 72 heures augmente lexpression des protines Gq, G11, PLC-1 et PLC-2 en comparaison avec les CMLV tmoins. Le traitement avec des antagonistes aux rcepteurs AT1 de lAng II, et ETA/ETB de lET-1, attnue la hausse de Gq, de G11, de PLC1 et de PLC2 induite par lhyperglycmie. De plus, la formation dIP3 stimule par lET-1 tait plus leve dans les CMLV expose 26 mM de glucose. Le traitement des CMLV A10 avec lAng II et lET-1 augmente galement les niveaux dexpression des protines G q/11 et PLC. Cette augmentation de lexpression est restaure au niveau des CMLV tmoins par les antagonistes des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Ces rsultats suggrent que laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et PLC dans les CMLV induite par lhyperglycmie est attribue lactivation des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Dans la seconde tude, nous avons examin limplication du stress oxydatif dans laugmentation des niveaux dexpression des protines Gq/11 et PLC et de leur signalisation induite par lhyperglycmie. Nous avons galement dtermin le mcanisme responsable de laugmentation du stress oxydatif induite par lhyperglycmie. Laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et PLC des CMLV A10 exposes 26 mM de glucose est revenue au niveau basal aprs un traitement avec lantioxydant diphenyleneiodonium (DPI), et la catalase, un chlateur du peroxyde dhydrogne, mais pas par le 111Mn-tetralis(benzoic acid porphyrin) (MnTBAP) ni par lacide urique, des chlateurs du peroxynitrite. De plus, laugmentation de la formation dIP3 stimule par lET-1 dans les CMLV exposes 26 mM de glucose est revenue au niveau basal aprs un traitement avec le DPI et la catalase. Ces rsultats suggrent que laugmentation du stress oxydatif induite par lhyperglycmie contribue laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et les molcules associes la voie de signalisation de Gq. De plus, laugmentation de la production danion superoxyde (O2-), de lactivit de la NADPH oxydase et de lexpression des protines p22(phox) et p47(phox) induite par lhyperglycmie est revenue un niveau basal aprs un traitement avec les antagonistes des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Ces rsultats suggrent que lhyperglycmie augmente les niveaux endognes de lAng II et de lET-1, ce qui augmente le stress oxydatif par la formation dO2- et de H2O2 et peut contribuer laugmentation des niveaux de Gq/11 et de leurs molcules de signalisation. Puisquil a t observ que lhyperglycmie transactive les rcepteurs aux facteurs de croissance tels que le rcepteur au facteur de croissance pidermique (EGF-R) et le rcepteur au facteur de croissance driv des plaquettes (PDGF-R), nous avons entrepris dexaminer, dans la troisime tude, limplication dEGF-R et de PDGF-R dans laugmentation des niveaux de Gq/11, de PLC et de leur signalisation induite par lhyperglycmie. Laugmentation des niveaux dexpression des protines Gq, G11, PLC-1 et PLC-2 induite par lhyperglycmie est revenue au niveau basal aprs un traitement avec les inhibiteurs dEGF-R (AG1478) et de PDGF-R (AG1295) et par linhibiteur de c-Src, PP2. Laugmentation de la phosphorylation dEGF-R et de PDGF-R induite par lhyperglycmie a t abolie par AG1478, AG1295 et PP2. De plus, laugmentation des niveaux de Gq/11, et de PLC induite par lhyperglycmie est attnue par linhibiteur des MAPK, le PD98059, et par linhibiteur dAKT, le wortmannin. Laugmentation de la phosphorylation dERK et dAKT tait galement attnue par AG1478 et AG1295. Ces rsultats suggrent que la transactivation des rcepteurs aux facteurs de croissance induite par c-Src peut contribuer laugmentation des niveaux de G q/11/PLC et de leur signalisation par la voie des MAPK/PI3K. En conclusion, les tudes prsentes dans cette thse indiquent que lhyperglycmie augmente les niveaux de Gq/11 et de PLC. Nous avons mis des vidences qui dmontrent que laugmentation endogne de lAng II et de lET-1 par lhyperglycmie peut contribuer laugmentation de la production dO2- et de H2O2 rsultant ainsi en une augmentation du stress oxydatif qui pourrait tre responsable de laugmentation de Gq/11/PLC et de leur signalisation dans les conditions dhyperglycmie. Finalement, nous avons dmontr que la transactivation des rcepteurs aux facteurs de croissance induite par lhyperglycmie peut tre responsable de laugmentation de Gq/11/PLC et les molcules associes la voie de signalisation de Gq dans les cas de diabte et dhyperglycmie.
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Les sdiments sont des sites importants dlimination dazote (N) puisquils possdent des gradients doxydorduction leur confrant les conditions idales pour les ractions microbiennes de transformation de N. Leutrophisation des rgions ctires peut altrer ces gradients, par des changements dans la concentration doxygne (O2) de leau interstitielle, et modifier limportance relative des processus transformant le N. Afin de mieux comprendre comment lO2 pourrait influencer les transformations de N, nous avons mesur les flux diffusifs de diazote (N2), nitrate (NO3-), oxygne et ammonium (NH4+) dans les sdiments de lEstuaire Maritime du St-Laurent (EMSL), et nous avons estim les taux de dnitrification. Limportance du couple nitrification-dnitrification en fonction dun gradient de concentrations dO2 dans la zone dhypoxie de lEMSL fut aussi value. La concentration des gaz dissous fut mesure en utilisant une nouvelle approche dveloppe dans cette tude. Les flux diffusifs de N2, O2, NO3- et NH4+ variaient de 5.5 8.8, de -37.1 -84.8, de -4.0 -5.8 et de 0.6 0.8 mol N m-2 h-1 respectivement. Les concentrations de N2 et NO3- dans leau porale et les flux de NO3- et de N2 des sdiments, suggrent que la diffusion de NO3- provenant de leau la surface des sdiments ne peut pas expliquer par elle-mme la production de N2 observe. En utilisant une approche stoichiomtrique, les taux de nitrification potentielle estims comptent pour 0.01 52% du flux total de NO3 ncessaire pour aboutir aux flux de N2 observs et diminuent avec laugmentation de lhypoxie.
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Sommaire Loxygne fait partie intgrante de lenvironnement et ceci jusquau fonctionnement mme des structures cellulaires qui composent le corps humain. Deux systmes sont intimement lis la distribution de loxygne, ce sont les systmes cardiovasculaire et respiratoire. La transparence du systme optique de lil peut tre exploite afin de mesurer de faon non invasive la concentration en oxyhmoglobine du sang qui alimente le systme nerveux central. Loxygnation capillaire de lil a t mesure par spectro-rflectomtrie dans deux rgions de lil: dune part les capillaires de la zone du nerf optique qui reprsentent principalement la circulation rtinienne; dautre part, les capillaires du limbe cornen. Cinq sujets volontaires, non fumeurs, sains, gs de 20 45 ans et cinq sujets volontaires, fumeurs, sains, gs de 20 40 ans ont particip cette tude. Tous ces sujets ont t exposs des conditions dhyper et dhypo oxygnation. Une sance dexprimentations tait compose dun enregistrement continu de 360 secondes. Durant la premire tape de 60 secondes, le sujet respirait de lair ambiant. Durant une deuxime tape de 180 secondes, le sujet tait expos soit une condition dhyper (60% O2) soit, une condition dhypo oxygnation (15% O2), tandis que les 120 dernires secondes de la sance de mesure permettait dexposer le sujet, une fois de plus lair ambiant. Le rythme cardiaque et les changements doxygnation artrielle au niveau du doigt taient mesurs pendant ce temps vec le sphygmo-oxymtre. Les variations du taux doxyhmoglobine du sang au niveau capillaire de lil (nerf optique ou sclrotique) taient toujours en corrlation directe avec les variations du taux doxyhmoglobine artriel. Toutefois, les capillaires du nerf optique offrent plus de prcision pour les mesures doxygnation, relativement aux mesures doxygnation du sang contenu dans les capillaires de la sclrotique. La prcision de la mesure de la concentration doxyhmoglobine obtenue dans cette tude par spectro-rflectomtrie de lil, en fait un instrument utile au diagnostic dune grande partie des pathologies pulmonaires ou oculaires.
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Latmosphre terrestre est trs riche en azote (N2). Mais cet azote diatomique est sous une forme trs stable, inutilisable par la majorit des tres vivants malgr quil soit indispensable pour la synthse de matriels organiques. Seuls les procaryotes diazotrophiques sont capables de vivre avec le N2 comme source dazote. La fixation dazote est un processus qui permet de produire des substances amines partir de lazote gazeux prsent dans latmosphre (78%). Cependant, ce processus est trs complexe et ncessite la biosynthse dune vingtaine de protines et la consommation de beaucoup dnergie (16 molcules dATP par mole de N2 fix). Cest la raison pour laquelle ce phnomne est rigoureusement rgul. Les bactries photosynthtiques pourpres non-sulfureuses sont connues pour leur capacit de faire la fixation de lazote. Les tudes faites la lumire, dans le mode de croissance prfr de ces bactries (photosynthse anarobie), ont montr que la nitrognase (enzyme responsable de la fixation du diazote) est sujet dune rgulation trois niveaux: une rgulation transcriptionnelle de NifA (protine activatrice de la transcription des gnes nif), une rgulation post-traductionnelle de lactivit de NifA envers lactivation de la transcription des autres gnes nif, et la rgulation post-traductionnelle de lactivit de la nitrognase quand les cellules sont soumises un choc dammoniaque. Le systme de rgulation dj dcrit fait intervenir essentiellement une protine membranaire, AmtB, et les deux protines PII, GlnB et GlnK. Il est connu depuis long temps que la nitrognase est aussi rgule quand une culture photosynthtique est expose la noirceur, mais jusquaujourdhui, on ignore encore la nature des systmes intervenants dans cette rgulation. Ainsi, parmi les questions qui peuvent se poser: quelles sont les protines qui interviennent dans linactivation de la nitrognase lorsquune culture anarobie est place la noirceur? Une analyse de plusieurs souches mutantes, amtB- , glnK- , glnB- et amtY- pousses dans diffrentes conditions de limitation en azote, serait une faon pour rpondre ces interrogations. Alors, avec le suivi de lactivit de la nitrognase et le Western Blot, on a montr que le choc de noirceur provoquerait un "Switch-off" de lactivit de la nitrognase d une ADP-ribosylation de la protine Fe. On a russit aussi montrer que ii tout le systme dj impliqu dans la rponse un choc dammoniaque, est galement ncessaire pour une rponse un manque de lumire ou dnergie (les protines AmtB, GlnK, GlnB, DraG, DraT et AmtY). Or, Rhodobacter capsulatus est capable de fixer lazote et de croitre aussi bien dans la micro-arobie la noirceur que dans des conditions de photosynthse anarobies, mais jusqu' maintenant sa rgulation dans lobscurit est peu tudie. Ltude de la fixation dazote la noirceur nous a permis de montrer que le complexe membranaire Rnf nest pas ncessaire la croissance de R. capsulatus dans de telles conditions. Dans le but de dvelopper une faon dtudier la rgulation de la croissance dans ce mode, on a tout dabord essay didentifier les conditions opratoires (O2, [NH4 + ]) permettant R. capsulatus de fixer lazote en microarobie. Loptimisation de cette croissance a montr que la concentration optimale doxygne ncessaire est de 10% mlang avec de lazote.
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Nous avons mis au point une approche novatrice pour la synthse dun matriau de cathode pour les piles lithium-ion base sur la dcomposition thermique de lure. Les hydroxydes de mtal mixte (NixMnxCo(1-2x)(OH)2) ont t prpars (x = 0.00 0.50) et subsquemment utiliss comme prcurseurs la prparation de loxyde de mtal mixte (LiNixMnxCo(1-2x)O2). Ces matriaux, ainsi que le phosphate de fer lithi (LiFePO4), sont pressentis comme matriaux de cathode commerciaux pour la prochaine gnration de piles lithium-ion. Nous avons galement dvelopp un nouveau traitement post-synthse afin damliorer la morphologie des hydroxydes. Loriginalit de lapproche base sur la dcomposition thermique de lure rside dans lutilisation indite des hydroxydes comme prcurseurs la prparation doxydes de lithium mixtes par lintermdiaire dune technique de prcipitation uniforme. De plus, nous proposons de nouvelles techniques de traitement sadressant aux mthodes de synthses traditionnelles. Les rsultats obtenus par ces deux mthodes sont rsums dans deux articles soumis des revues scientifiques. Tous les matriaux produits lors de cette recherche ont t analyss par diffraction des rayons X (DRX), microscope lectronique balayage (MEB), analyse thermique gravimtrique (ATG) et ont t caractriss lectrochimiquement. La performance lectrochimique (nombre de cycles vs capacit) des matriaux de cathode a t conduite en mode galvanostatique.
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Thse ralise dans le cadre d'une cotutelle entre l'Universit de Montral et l'Universit d'Auvergne en France
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Le cheval est souvent victime de plaies traumatiques, dont la gurison est frquemment problmatique, et ce, principalement quand la plaie survient sur le membre. Il est courant de voir chez le cheval le dveloppement dun tissu de granulation exubrant ou bouton de chair , qui mne une cicatrisation excessive due la surproduction de tissu fibreux. Ce tissu cicatriciel, non pithlialis, est caractris par une occlusion au niveau de la microcirculation due lhypertrophie des cellules endothliales, qui laisse supposer la prsence dhypoxie tissulaire. Une hypoxie relative a effectivement t mesure par spectroscopie dans le proche infrarouge au niveau des plaies appendiculaires prdisposes au dveloppement de tissu de granulation exubrant, par rapport aux plaies corporelles. De plus, une tude thermographique a rvl un patron spatial similaire de la perfusion. Au niveau molculaire, la littrature rapporte que le facteur de transcription hypoxia inducible factor (HIF) est lorigine de plusieurs changements dans les niveaux dexpression de divers gnes rguls par lhypoxie. Lobjectif du prsent projet de recherche tait de dfinir la contribution de lhypoxie la gurison cutane chez le cheval. Le premier volet (in vivo) du projet visait mesurer lexpression protique temporelle du HIF1A dans des chantillons tissulaires en provenance de plaies cutanes gurissant normalement et dautres dveloppant une cicatrisation excessive, selon divers sites anatomiques (tronc, membre). Les rsultats obtenus suggrent que la mesure de HIF1A, dans les chantillons pluricellulaires de cette tude, reflte lpithlialisation de la plaie plutt que les niveaux doxygne tissulaire. En effet, le HIF1A semble rguler lhomostasie et la prolifration des kratinocytes. Le second volet (in vitro), consistait en la mise en culture de fibroblastes dermiques quins provenant du tronc ou du membre, en condition de normoxie ou dhypoxie ( 1% dO2 ou laide dun mimtique, le CoCl2) afin den tudier le comportement (capacits de prolifration et de synthse protique). Les rsultats obtenus soutiennent une contribution de lhypoxie la cicatrisation extensive chez le cheval puisque lhypoxie favorise la prolifration des fibroblastes en plus dencourager la synthse de collagne de type 1 et de diminuer la synthse de la mtalloprotinase de type 2. Les changements observs semblent dpendre de facteurs extrinsques (environnementaux) car les fibroblastes dermiques se comportent de faon similaire indpendamment de la provenance anatomique. En somme, les deux volets de ltude ont permis dlucider une part des mcanismes sous-jacents la formation du tissu de granulation exubrant lors de gurison cutane chez le cheval. La poursuite des recherches dans ce domaine mnera une meilleure comprhension de la pathologie et ainsi, permettra de dvelopper des mthodes de traitement spcifiques la condition.
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La vitamine E (VE) est parfois prconise pour le traitement de larthrose chez le chien, par contre aucune tude na document cette efficacit. Lobjectif de cette tude tait de dterminer leffet dune forte dose de VE alimentaire sur linflammation et la douleur arthrosique chez le chien. Deux groupes de chiens avec arthrose provoque par section du ligament crois crnial du membre postrieur droit ; un groupe contrle (n=8) et un groupe supplment avec la VE (n=7), ont t suivis selon un design parallle, randomis et en aveugle. La supplmentation a t commence 1 jour aprs la chirurgie avec une dose de 400 UI/animal/jour par voie orale pendant 56 jours. Les valuations objectives (activit lectrodermique, EDA) et subjectives (VAS, NRS) de la douleur ont t faites avant la chirurgie J0, J28 et J55 aprs chirurgie. La dtermination de la concentration synoviale des marqueurs de linflammation (IL-1, PGE2 et NOx) et ltude lsionnelle ont t faites aprs leuthanasie J56. Une comparaison unilatrale avec un seuil alpha de 10% a t ralise. Les concentrations synoviales de PGE2 et de NOx taient faibles chez le groupe supplment en VE par rapport au contrle (P=0,03 et P<0,0001 respectivement). Les valeurs de VAS, NRS et EDA ont montr une tendance constante lamlioration de la douleur dans le groupe trait, avec des rsultats significatifs obtenus pour VAS J55 et pour EDA J28 (P ajust = 0,07 dans les deux cas). Lanalyse histologique du cartilage articulaire a montr une rduction significative des scores lsionnels dans le groupe trait. Cest la premire fois quune tude mene chez le chien avec arthrose, a montr quune forte dose en VE alimentaire permet de rduire les marqueurs de linflammation articulaire, les lsions histologiques cartilagineuses et permet aussi damliorer les signes de la douleur associe larthrose.
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Lathrosclrose est la principale cause dinfarctus du myocarde, de mort subite dorigine cardiaque, daccidents vasculaires crbraux et dischmie des membres infrieurs. Celle-ci cause prs de la moiti des dcs dans les pays industrialiss. Lorsque les obstructions artrielles athrosclrotiques sont tellement importantes que les techniques de revascularisation directe ne peuvent tre effectues avec succs, la svrit de lischmie tissulaire rsiduelle dpendra de lhabilit de lorganisme dvelopper spontanment de nouveaux vaisseaux sanguins (novascularisation). La novascularisation postnatale est le rsultat de deux phnomnes : la formation de nouveaux vaisseaux partir de la vasculature existante (angiogense) et la formation de vaisseaux partir de cellules souches prognitrices (vasculogense). Notre laboratoire a dmontr que plusieurs facteurs de risque associs aux maladies cardiovasculaires (tabagisme, vieillissement, hypercholestrolmie) diminuaient galement la rponse angiognique suite une ischmie. Cependant, les mcanismes prcis impliqus dans cette physiopathologie sont encore inconnus. Un point commun tous ces facteurs de risque cardiovasculaire est laugmentation du stress oxydant. Ainsi, le prsent ouvrage visait lucider linfluence de diffrents facteurs de risque cardiovasculaire et du stress oxydant sur la novascularisation. Nos rsultats dmontrent que lexposition la fume de cigarette et le vieillissement sont associs une diminution de la novascularisation en rponse lischmie, et que ceci est au moins en partie caus par une augmentation du stress oxydant. De plus, nous dmontrons que les acides gras drivs de la dite peuvent affecter la rponse lischmie tissulaire. La premire tude du projet de recherche visait valuer limpact de lexposition la fume de cigarette sur la novascularisation post-ischmique, et leffet dune thrapie antioxydante. Lexposition la fume de cigarette a t associe une rduction significative de la rcupration du flot sanguin et de la densit des vaisseaux dans les muscles ischmiques. Cependant, une rcupration complte de la novascularisation a t dmontre chez les souris exposes la fume de cigarette et traites au probucol ou aux vitamines antioxydantes. Nous avons dmontr quune thrapie antioxydante administre aux souris exposes la fume de cigarette tait associe une rduction significative des niveaux de stress oxydant dans le plasma et dans les muscles ischmiques. De plus, les cellules endothliales prognitrices (EPCs) exposes de lextrait de fume de cigarette in vitro prsentent une diminution significative de leur activit angiognique (migration, adhsion et incorporation dans les tissus ischmiques) qui a t compltement rcupre par le probucol et les vitamines antioxydantes. La deuxime tude avait pour but dinvestiguer le rle potentiel de la NADPH oxydase (Nox2) pour la modulation de la novascularisation post-ischmique dans le contexte du vieillissement. Nous avons trouv que lexpression de la Nox2 est augmente par le vieillissement dans les muscles ischmiques des souris contrles. Ceci est associ une rduction significative de la rcupration du flot sanguin aprs lischmie chez les vieilles souris contrles compares aux jeunes. Nous avons aussi dmontr que la densit des capillaires et des artrioles est significativement rduite dans les muscles ischmiques des animaux vieillissants alors que les niveaux de stress oxydant sont augments. La dficience en Nox2 rduit les niveaux de stress oxydant dans les tissus ischmiques et amliore la rcupration du flot sanguin et la densit vasculaire chez les animaux vieillissants. Nous avons aussi dmontr que lactivit fonctionnelle des EPCs (migration et adhsion des cellules endothliales matures) est significativement diminue chez les souris vieillissantes compare aux jeunes. Cependant, la dficience en Nox2 est associe une rcupration de lactivit fonctionnelle des EPCs chez les animaux vieillissants. Nous avons galement dmontr une augmentation pathologique du stress oxydant dans les EPCs isoles danimaux vieillissants. Cette augmentation de stress oxydant dans les EPCs nest pas prsente chez les animaux dficients en Nox2. La troisime tude du projet de recherche a investigu leffet des acides gras drivs de la dite sur la novascularisation postnatale. Pour ce faire, les souris ont reu une dite comprenant 20% dhuile de mas (riche en omga-6) ou 20% dhuile de poisson (riche en omga-3). Nos rsultats dmontrent quune dite riche en omga-3 amliore la novascularisation post-ischmique au niveau macro-vasculaire, micro-vasculaire et clinique compare une dite riche en omga-6. Cette augmentation de la novascularisation postnatale est associe une rduction du ratio cholestrol total/cholestrol HDL dans le srum et une amlioration de la voie VEGF/NO dans les tissus ischmiques. De plus, une dite riche en acides gras omga-3 est associe une augmentation du nombre dEPCs au niveau central (moelle osseuse) et priphrique (rate). Nous dmontrons aussi que lactivit fonctionnelle des EPCs (migration et incorporation dans des tubules de cellules endothliales matures) est amliore et que le niveau de stress oxydant dans les EPCs est rduit par la dite riche en omga-3. En conclusion, nos tudes ont permis de dterminer limpact de diffrents facteurs de risque cardiovasculaire (tabagisme et vieillissement) et des acides gras drivs de la dite (omga-3) sur la novascularisation post-ischmique. Nous avons aussi identifi plusieurs mcanismes qui sont impliqus dans cette physiopathologie. Globalement, nos tudes devraient contribuer mieux comprendre leffet du tabagisme, du vieillissement, des omga-3, et du stress oxydant sur lvolution des maladies vasculaires ischmiques.
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Lobjectif gnral de cette thse est de dvelopper une plateforme dimmobilisation denzymes efficace pour application en biopile. Grce la microencapsulation ainsi quau choix judicieux des matriaux polymriques pour la fabrication de la plateforme dimmobilisation, lefficacit du transfert lectronique entre lenzyme encapsule et llectrode serait amlior. Du mme coup, les biopiles employant cette plateforme dimmobilisation denzymes pourrait voir leur puissance dlivre tre grandement augmente et atteindre les niveaux ncessaires lalimentation dimplants artificiels pouvant remplacer des organes telque le pancras, les reins, le sphincter urinaire et le coeur. Dans un premier temps, le p-phnylnediamine a t employ comme substrat pour la caractrisation de la laccase encapsule dans des microcapsules de poly(thylneimine). La diffusion de ce substrat travers les microcapsules a t tudie sous diverses conditions par lentremise de son oxidation lectrochimique et enzymatique afin den valuer sa rversibilit et sa stabilit. La voltampromtrie cyclique, llectrode disque tournante (rotating disk electrode - RDE) et llectrode O2 ont t les techniques employes pour cette tude. Par la suite, la famille des poly(aminocarbazoles) et leurs drivs a t identife pour remplacer le poly(thylneimine) dans la conception de microcapsules. Ces polymres possdent sur leurs units de rptition (mono- ou diamino) des amines primaires qui seraient disponibles lors de la polymrisation interfaciale avec un agent rticulant tel quun chlorure de diacide. De plus, le 1,8-diaminocarbazole (unit de rptition) possde, une fois polymris, les proprits lectrochimiques recherches pour un transfert dlectrons efficace entre lenzyme et llectrode. Il a toutefois t ncessaire de dvelopper une route de synthse afin dobtenir le 1,8-diaminocarbazole puisque le protocole de synthse disponible dans la littrature a t jug non viable pour tre utilis grande chelle. De plus, aucun protocole de synthse pour obtenir du poly(1,8-diaminocarbazole) directement na t trouv. Ainsi, deux isomres de structure (1,6 et 1,8-diaminocarbazole) ont pu tre synthtiss en deux tapes. La premire tape consistait en une substitution lectrophile du 3,6-dibromocarbazole en positions 1,8 et/ou 1,6 par des groupements nitro. Par la suite, une raction de dhalognation rductive t ralise en utilisant le Et3N et 10% Pd/C comme catalyseur dans le mthanol sous atmosphre dhydrogne. De plus, lors de la premire tape de synthse, le compos 3,6-dibromo-1-nitro-carbazole a t obtenu; un monomre cl pour la synthse du copolymre conducteur employ. Finalement, la fabrication de microcapsules conductrices a t ralise en incorporant le copolymre poly[(9H-octylcarbazol-3,6-diyl)-alt-co-(2-amino-9H-carbazol-3,6-diyl)] au PEI. Ce copolymre a pu tre synthtis en grande quantit pour en permettre son utilisation lors de la fabrication de microcapsules. Son comportement lectrochimique sapparentait celui du poly(1,8-diaminocarbazole). Ces microcapsules, avec laccase encapsule, sont suffisamment permables au PPD pour permettre une activit enzymatique dtectable par lectrode O2. Par la suite, la modification de la surface dune lectrode de platine a pu tre ralise en utilisant ces microcapsules pour lobtention dune biolectrode. Ainsi, la validit de cette plateforme dimmobilisation denzymes dveloppe, au cours de cette thse, a t dmontre par le biais de laugmentation de lefficacit du transfert lectronique entre lenzyme encapsule et llectrode.
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Les tudes dimagerie par rsonance magntique fonctionnelle (IRMf) ont pour prmisse gnrale lide que le signal BOLD peut tre utilis comme un succdan direct de lactivation neurale. Les tudes portant sur le vieillissement cognitif souvent comparent directement lamplitude et ltendue du signal BOLD entre des groupes de personnes jeunes et gs. Ces tudes comportent donc un a priori additionnel selon lequel la relation entre lactivit neurale et la rponse hmodynamique laquelle cette activit donne lieu restent inchange par le vieillissement. Cependant, le signal BOLD provient dune combinaison ambigu de changements de mtabolisme oxydatif, de flux et de volume sanguin. De plus, certaines tudes ont dmontr que plusieurs des facteurs influenant les proprits du signal BOLD subissent des changements lors du vieillissement. Lacquisition dinformation physiologiquement spcifique comme le flux sanguin crbral et le mtabolisme oxydatif permettrait de mieux comprendre les changements qui sous-tendent le contraste BOLD, ainsi que les altrations physiologiques et cognitives propres au vieillissement. Le travail prsent ici dmontre lapplication de nouvelles techniques permettant de mesurer le mtabolisme oxydatif au repos, ainsi que pendant lexcution dune tche. Ces techniques reprsentent des extensions de mthodes dIRMf calibre existantes. La premire mthode prsente est une gnralisation des modles existants pour lestimation du mtabolisme oxydatif voqu par une tche, permettant de prendre en compte tant des changements arbitraires en flux sanguin que des changements en concentrations sanguine dO2. Des amliorations en terme de robustesse et de prcisions sont dmontres dans la matire grise et le cortex visuel lorsque cette mthode est combine une manipulation respiratoire incluant une composante dhypercapnie et dhyperoxie. Le seconde technique prsente ici est une extension de la premire et utilise une combinaison de manipulations respiratoires incluant lhypercapnie, lhyperoxie et ladministration simultane des deux afin dobtenir des valeurs exprimentales de la fraction dextraction doxygne et du mtabolisme oxydatif au repos. Dans la deuxime partie de cette thse, les changements vasculaires et mtaboliques lis lge sont explors dans un groupe de jeunes et ans, grce au cadre conceptuel de lIRMf calibre, combin une manipulation respiratoire dhypercapnie et une tche modifie de Stroop. Des changements de flux sanguin au repos, de ractivit vasculaire au CO2 et de paramtre de calibration M ont t identifis chez les ans. Les biais affectant les mesures de signal BOLD obtenues chez les participants gs dcoulant de ces changements physiologiques sont de plus discuts. Finalement, la relation entre ces changements crbraux et la performance dans la tche de Stroop, la sant vasculaire centrale et la condition cardiovasculaire est explore. Les rsultats prsents ici sont en accord avec lhypothse selon laquelle une meilleure condition cardiovasculaire est associe une meilleure fonction vasculaire centrale, contribuant ainsi lamlioration de la sant vasculaire crbrale et cognitive.
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La production biologique d'hydrogne (H2) reprsente une technologie possible pour la production grande chelle durable de H2 ncessaire pour l'conomie future de l'hydrogne. Cependant, l'obstacle majeur l'laboration d'un processus pratique a t la faiblesse des rendements qui sont obtenus, gnralement autour de 25%, bien en sous des rendements pouvant tre atteints pour la production de biocarburants partir d'autres processus. L'objectif de cette thse tait de tenter d'amliorer la production d'H2 par la manipulation physiologique et le gnie mtabolique. Une hypothse qui a t tudie tait que la production d'H2 pourrait tre amliore et rendue plus conomique en utilisant un procd de fermentation microarobie sombre car cela pourrait fournir la puissance supplmentaire ncessaire pour une conversion plus complte du substrat et donc une production plus grande d'H2 sans l'aide de l'nergie lumineuse. Les concentrations optimales dO2 pour la production de H2 microarobie ont t examines ainsi que l'impact des sources de carbone et d'azote sur le processus. La recherche prsente ici a dmontr la capacit de Rhodobacter capsulatus JP91 hup- (un mutant dficient dabsorption-hydrognase) de produire de l'H2 sous condition microarobie sombre avec une limitation dans des quantits dO2 et d'azote fix. D'autres travaux devraient tre entrepris pour augmenter les rendements d'H2 en utilisant cette technologie. De plus, un processus de photofermentation a t cr pour amliorer le rendement dH2 partir du glucose l'aide de R. capsulatus JP91 hup- soit en mode non renouvel (batch) et / ou en conditions de culture en continu. Certains dfis techniques ont t surmonts en mettant en place des conditions adquates de fonctionnement pour un rendement accru d'H2. Un rendement maximal de 3,3 mols de H2/ mol de glucose a t trouv pour les cultures en batch tandis que pour les cultures en continu, il tait de 10,3 mols H2/ mol de glucose, beaucoup plus lev que celui rapport antrieurement et proche de la valeur maximale thorique de 12 mols H2/ mol de glucose. Dans les cultures en batch l'efficacit maximale de conversion dnergie lumineuse tait de 0,7% alors qu'elle tait de 1,34% dans les cultures en continu avec un rendement de conversion maximum de la valeur de chauffage du glucose de 91,14%. Diverses autres approches pour l'augmentation des rendements des processus de photofermentation sont proposes. Les rsultats globaux indiquent qu'un processus photofermentatif efficace de production d'H2 partir du glucose en une seule tape avec des cultures en continu dans des photobioracteurs pourrait tre dvelopp ce qui serait un processus beaucoup plus prometteur que les processus en deux tapes ou avec les co-cultures tudis antrieurment. En outre, l'expression htrologue dhydrogenase a t utilise comme une stratgie d'ingnierie mtabolique afin d'amliorer la production d'H2 par fermentation. La capacit d'exprimer une hydrognase d'une espce avec des gnes de maturation d'une autre espce a t examine. Une stratgie a dmontr que la protine HydA orpheline de R. rubrum est fonctionnelle et active lorsque co-exprime chez Escherichia coli avec HydE, HydF et HydG provenant d'organisme diffrent. La co-expression des gnes [FeFe]-hydrognase structurels et de maturation dans des micro-organismes qui n'ont pas une [FeFe]-hydrognase indigne peut entraner le succs dans l'assemblage et la biosynthse d'hydrognase active. Toutefois, d'autres facteurs peuvent tre ncessaires pour obtenir des rendements considrablement augments en protines ainsi que l'activit spcifique des hydrognases recombinantes. Une autre stratgie a consist surexprimer une [FeFe]-hydrognase trs active dans une souche hte de E. coli. L'expression d'une hydrognase qui peut interagir directement avec le NADPH est souhaitable car cela, plutt que de la ferrdoxine rduite, est naturellement produit par le mtabolisme. Toutefois, la maturation de ce type d'hydrognase chez E. coli n'a pas t rapporte auparavant. L'opron hnd (hndA, B, C, D) de Desulfovibrio fructosovorans code pour une [FeFe]-hydrognase NADP-dpendante, a t exprim dans diffrentes souches dE. coli avec les gnes de maturation hydE, hydF et hydG de Clostridium acetobutylicum. L'activit de l'hydrognase a t dtecte in vitro, donc une NADP-dpendante [FeFe]-hydrognase multimrique active a t exprime avec succs chez E. coli pour la premire fois. Les recherches futures pourraient conduire l'expression de cette enzyme chez les souches de E. coli qui produisent plus de NADPH, ouvrant la voie une augmentation des rendements d'hydrogne via la voie des pentoses phosphates.
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Introduction: Le supplment doxygne et la nutrition parentrale (NP) sont les deux sources majeures de stress oxydant chez le nouveau-n. Lors de la dtoxification des oxydants, le potentiel redox du glutathion soxyde. Notre hypothse est que le supplment doxygne et la dure de la NP sont associs un potentiel redox plus oxyd et une augmentation de la svrit de la dysplasie bronchopulmonaire (DBP). Patients et Mthodes: Une tude observationnelle prospective incluant des enfants de moins de 29 semaines dge gestationnel. Les concentrations sanguines de GSH et GSSG jour 6-7 et 36 semaines dge corrig taient mesures par lectrophorse capillaire et le potentiel redox tait calcul selon lquation de Nernst. La svrit de la DBP correspondait la dfinition du NICHD. Rsultats: Une FiO2 25% au 7ime jour de vie ainsi que plus de 14 jours de NP sont significativement associs un potentiel redox plus oxyd et une DBP plus svre. Ces relations sont indpendantes de lge de gestation et de la gravit de la maladie initiale. La corrlation entre le potentiel redox et la svrit de la DBP nest pas significative. La dure de la NP tait responsable de 15% de la variation du potentiel redox ainsi que de 42% de la variation de la svrit de la DPB. Conclusion: Ces rsultats suggrent que loxygne et la NP induisent un stress oxydant et que les stratgies visant une utilisation plus judicieuse de loxygne et de la NP devraient diminuer la svrit de la DBP.
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UNE EXPOSITION NONATALE LOXYGNE MNE DES MODIFICATIONS DE LA FONCTION MITOCHONDRIALE CHEZ LE RAT ADULTE Introduction: Lexposition loxygne (O2) des ratons nouveau-ns a des consquences lge adulte dont une hypertension artrielle (HTA), une dysfonction vasculaire, une nphropnie et des indices de stress oxydant. En considrant que les reins sont encore en dveloppement actif lors des premiers jours aprs la naissance chez les rats, jouent un rle cl dans le dveloppement de lhypertension et quune dysfonction mitochondriale est associ une augmentation du stress oxydant, nous postulons que les conditions dltres nonatales peuvent avoir un impact significatif au niveau rnal sur la modulation de lexpression de protines cls du fonctionnement mitochondrial et une production mitochondriale excessive despces ractives de l O2. Mthodes: Des ratons Sprague-Dawley sont exposs 80% dO2 (H) ou 21% O2 (Ctrl) du 3e au 10e jr de vie. En considrant que plusieurs organes des rats sont encore en dveloppement actif la naissance, ces rongeurs sont un modle reconnu pour tudier les complications dune hyperoxie nonatale, comme celles lies une naissance prmature chez lhomme. 4 et 16 semaines, les reins sont prlevs et les mitochondries sont extraites suivant une mthode dextraction standard, avec un tampon contenant du sucrose 0.32 M et diffrentes centrifugations. Lexpression des protines mitochondriales a t mesure par Western blot, tandis que la production d H202 et les activits des enzymes cls du cycle de Krebs ont t values par spectrophotomtrie. Les rsultats sont exprims par la moyenne SD. Rsultats: Les rats mles H de 16 semaines (n=6) prsentent une activit de citrate synthase (considr standard interne de lexpression protique et de labondance mitochondriales) augmente (12.4 8.4 vs 4.1 0.5 mole/mL/min), une diminution de lactivit daconitase (enzyme sensible au redox mitochondrial) (0.11 0.05 vs 0.20 0.04 moles/min/mg mitochondrie), ainsi quune augmentation dans la production de H202 (7.0 1.3 vs 5.4 0.8 moles/mg protines mitochondriales) comparativement au groupe Ctrl (n=6 mles et 4 femelles). Le groupe H (vs Ctrl) prsente galement une diminution dans lexpression de peroxiredoxin-3 (Prx3) (H 0.610.06 vs. Ctrl 0.780.02 unit relative, -23%; p<0.05), une protine implique dans llimination d H202, de lexpression du cytochrome C oxidase (Complexe IV) (H 1.020.04 vs. Ctrl 1.200.02 unit relative, -15%; p<0.05), une protine de la chaine de respiration mitochondriale, tandis que lexpression de la protine de dcouplage (uncoupling protein)-2 (UCP2), implique dans la dispersion du gradient proton, est significativement augmente (H 1.050.02 vs. Ctrl 0.900.03 unit relative, +17%; p<0.05). Les femelles H (n=6) (vs Ctrl, n=6) de 16 semaines dmontrent une augmentation significative de lactivit de laconitase (0.330.03 vs 0.170.02 moles/min/mg mitochondrie), de lexpression de lATP synthase sous unit (H 0.730.02 vs. Ctrl 0.590.02 unit relative, +25%; p<0.05) et de lexpression de MnSOD (H 0.890.02 vs. Ctrl 0.740.03 unit relative, +20%; p<0.05) (superoxide dismutase mitochondriale, important antioxidant), tandis que lexpression de Prx3 est significativement rduite (H 1.10.07 vs. Ctrl 0.850.01 unit relative, -24%; p<0.05). 4 semaines, les mles H (vs Ctrl) prsentent une augmentation significative de lexpression de Prx3 (H 0.720.03 vs. Ctrl 0.560.04 unit relative, +31%; p<0.05) et les femelles prsentent une augmentation significative de lexpression dUCP2 (H 1.220.05 vs. Ctrl 1.030.04 unit relative, +18%; p<0.05) et de lexpression de MnSOD (H 1.360.01 vs. 1.190.06 unit relative, +14%; p<0.05). Conclusions: Une exposition nonatale lO2 chez le rat adulte mne des indices de dysfonction mitochondriale dans les reins adultes, associe une augmentation dans la production despces ractives de loxygne, suggrant que ces modifications mitochondriales pourraient jouer un rle dans lhypertension artrielle et dun stress oxydant, et par consquent, tre un facteur possible dans la progression vers des maladies cardiovasculaires. Mots-cls: Mitochondries, Reins, Hypertension, Oxygne, Stress Oxydant, Programmation
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OBJECTIVE: Acute liver failure (ALF) is haemodynamically characterized by a hyperdynamic circulation. The aims of this study were to investigate the systemic and regional haemodynamics in ALF, to measure changes in nitric oxide metabolites (NOx) and to evaluate whether these haemodynamic disturbances could be attenuated with albumin dialysis. MATERIAL AND METHODS: Norwegian Landrace pigs (23-30 kg) were randomly allocated to groups as controls (sham-operation, n = 8), ALF (hepatic devascularization, n = 8) and ALF + albumin dialysis (n = 8). Albumin dialysis was started 2 h after ALF induction and continued for 4 h. Systemic and regional haemodynamics were monitored. Creatinine clearance, nitrite/nitrate and catecholamines were measured. A repeated measures ANOVA was used to analyse the data. RESULTS: In the ALF group, the cardiac index increased (PGT < 0.0001), while mean arterial pressure (PG = 0.02) and systemic vascular resistance decreased (PGT < 0.0001). Renal resistance (PG = 0.04) and hind-leg resistance (PGT = 0.003) decreased in ALF. There was no difference in jejunal blood flow between the groups. ALF pigs developed renal dysfunction with increased serum creatinine (PGT = 0.002) and decreased creatinine clearance (P = 0.02). Catecholamines were significantly higher in ALF, but NOx levels were not different. Albumin dialysis did not attenuate these haemodynamic or renal disturbances. CONCLUSIONS: The haemodynamic disturbances during the early phase of ALF are characterized by progressive systemic vasodilatation with no associated changes in metabolites of NO. Renal vascular resistance decreased and renal dysfunction developed independently of changes in renal blood flow. After 4 h of albumin dialysis there was no attenuation of the haemodynamic or renal disturbances.
