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

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

The effects of administration of a nuclear factor kappa-B inhibitor on pulmonary endothelial dysfunction after cardiopulmonary bypass: impact on oxygenation and hemodynamics and development of therapeutic and preventive modalities in a porcine model

Introduction: La circulation extracorporelle (CEC) peut entraîner une dysfonction endothéliale pulmonaire et l’hypertension pulmonaire. Le SN50 agit au niveau de la signalisation cellulaire pour prévenir ces réactions à la CEC et pourrait renverser la dysfonction endothéliale pulmonaire post-CEC sans effets néfastes sur l’hémodynamie. Méthodes: Quatre groups de porcs ont reçu un parmi quatre traîtements avant de subir 90 minutes de CEC et 60 minutes de reperfusion: (1) milrinone nébulisé; (2) sildenafil nébulisé; (3) placebo nébulisé; et (4) SN-50 intraveineux. Un monitoring hémodynamique invasif a été utilisé. La réactivité vasculaire des artères pulmonaires de deuxième ordre a été évaluée face à l’acétylcholine et la bradykinine. Résultats: Le sildénafil produit une augmentation significative de la pression de l’artère pulmonaire (PAP) moyenne à 60 minutes de reperfusion par rapport au début de la chirurgie. Les relaxations dépendantes de l’endothélium face à la bradykinine étaient meilleurs dans les groupes milrinone et SN-50 et surtout dans le groupe sildénafil par rapport au groupe placébo. Le SN-50 produisait de moins bonnes relaxations dépendantes de l’endothélium face à l’acétylcholine que les autres traitements incluant placébo. Conclusion: Le sildénafil prévient mieux la dysfonction endothéliale pulmonaire que les autres traitements. Les bénéfices du SN-50 sont possiblement sous-estimés vu que la dose n’a pas pu être ajustée à la durée de CEC. Le sildenafil inhalé mérite une étude plus importante chez l’humain et le SN-50 dans un model de CEC animal.

Conséquences d’une restriction de croissance intra-utérine sur la réactivité aortique chez le rat en fonction de l’âge et du sexe biologique

Antécédents. Le tonus vasculaire est régulé par plusieurs mécanismes et réagit à plusieurs composés endogènes et exogènes, dont les hormones circulantes et les substances vasoactives libérées par l’endothélium. Plusieurs études ont démontré que les femmes pré-ménopausées seraient moins à risque d’avoir des maladies cardiovasculaires que les hommes et que cette protection serait due aux hormones stéroïdiennes oestrogéniques. De plus, des études démontrent que les artères gagnent en rigidité avec l’âge différemment selon le sexe et que la restriction de croissance intra-utérine (RCIU) prédispose au développement de maladies cardiovasculaires à l’âge adulte différemment chez les hommes et chez les femmes. On a cherché à savoir si la réactivité vasculaire aortique dépend du sexe biologique, de l’âge et de l’environnement intra-utérin et si la rigidité aortique est différente entre les mâles et les femelles. Méthode. Des anneaux d’aorte thoracique de rats mâles ou femelles, témoins ou RCIU, de 5, 12 et 20 semaines avec endothélium ont été montés dans des bains à organe isolé. La contraction à des doses croissantes de phényléphrine (Phe) avec ou sans L-Name ainsi que la relaxation à des doses croissantes de carbachol (Cbc) ou de nitroprussiate de sodium (SNP) ont été enregistrées afin d’évaluer la réactivité vasculaire de l’aorte et de comparer les différents groupes. Des anneaux d’aorte thoracique de rats mâles et femelles âgés entre 13 et 17 semaines ont été utilisées pour évaluer la rigidité artérielle. Résultats. Chez les rats mâles seulement, la contraction maximale à la Phe en absence et en présence du L-Name est augmentée à 20 semaines chez les témoins et à 12 et 20 semaines chez les RCIU. Chez les femelles, la contraction maximale n’est pas affectée par l’âge et la RCIU. Par contre, un effet du L-Name est observé à l’âge adulte, autant chez les femelles témoins que RCIU. L’effet du L-Name est plus prononcé chez les femelles que chez les mâles. Dans tous les groupes RCIU, la relaxation maximale au Cbc est réduite. Par contre, aucune différence entre les différents groupes n’est observée avec le SNP et aucune différence de rigidité n’est observée entre les mâles et les femelles. Conclusion. Les résultats au L-Name suggèrent un rôle plus important du NO chez les femelles et les résultats à la Phe suggèrent que les mâles sont plus réactifs aux stimulis vasoconstricteurs avec l’âge et que ceci est encore plus prononcé lorsque l’environnement intra-utérin a été défavorable. La différence de contraction maximale entre les mâles et les femelles n’est pas due à la rigidité artérielle.

Réduction d'expansion volumique au cours de la gestation : conséquence sur la circulation utéro-placentaire.

La grossesse est caractérisée par une augmentation du volume circulant maternel et du débit sanguin afin de subvenir aux besoins croissants du foetus. En diminuant l'expansion volumique maternelle, nous avons développé un modèle de restriction de croissance intra-utérine (RCIU) chez la rate dans lequel on observe une diminution du diamètre des artères utérines arquées ainsi qu'une diminution de la réponse à l'angiotensine II. Nous avons émis l'hypothèse que comparativement aux rates normales, les vaisseaux utérins des rates RCIU présentent une dysfonction des mécanismes de relaxation dépendant de l'endothélium lors de la réponse à des agents vasoactifs. Notre objectif était de caractériser l'influence de l'endothélium sur la régulation de la réactivité des artères utérines radiales dans notre modèle RCIU. À l'aide d'un myographe pressurisé, des courbes de concentration-réponse à des agents vasoactifs (Phényléphrine (Pe), Carbachol (Cbc) et Nitroprussiate de sodium (SNP)) ont été effectuées, en présence ou en absence d'inhibiteurs des voies principales de la relaxation dépendante de l'endothélium (monoxyde d'azote (NO), prostacycline (PGI2) et facteurs hyperpolarisants dépendant de l'endothélium (EDHF)). Nous avons ainsi démontré que les artères utérines radiales des rates RCIU ont un diamètre plus petit que celles des rates contrôles. Une utilisation plus grande du NO dans la réponse dilatatrice au Cbc a été observée chez les rates RCIU. De plus, l'inhibition de la voie de l'EDHF par l'ajout de KCl aux inhibiteurs de la voie du NO (L-NAME) et des PGI2 (Ibuprofène) bloque presque complètement la relaxation au Cbc chez les deux groupes. En conclusion, dans les artères utérines radiales des deux groupes, il y a une participation importante de l'EDHF lors de la dilatation au Cbc. De plus, dans notre modèle RCIU, la voie du NO est activée, probablement afin de compenser la diminution du diamètre des artères et la réduction de la perfusion utérine.

Incidencia de fibrilación auricular en pacientes con dispositivos de estimulación cardiaca con cardiopatía chagásica y no chagásica

La posible asociación entre el desarrollo de fibrilación auricular (FA) con la presencia de cardiopatía chagásica en una población portadora de dispositivos cardiacos de estimulación no está descrita. Se presenta un estudio de tipo cohorte retrospectivo realizado en la FCI que recopila las principales características clínicas de una población de pacientes con cardiopatía de variada etiología y portadores de dispositivos cardiacos buscando evaluar la incidencia de FA en presencia de cardiomiopatía de origen chagásico y no chagásico. A la fecha no se cuenta con una base de datos institucional ni regional que contenga las variables analizadas. Durante los 5 meses que duró la construcción de la base de datos se incluyeron 99 sujetos de investigación. Se implantaron 42 marcapasos bicamerales, 39 cardiodesfibriladores bicamerales, 6 dispositivos correspondientes cardiodesfibrilador con función de resincronización cardiaca, 2 resincronizadores cardiacos sin función de cardiodesfibrilador y 7 cardiodesfibriladores unicamerales. De los 99 sujetos recolectados se presentaron 8 desenlaces (FA de novo) y de esos solamente 1 pertenece al grupo de pacientes con cardiomiopatía chagásica. Este número reducido de desenlaces no permitió desarrollar un modelo de regresión de Cox y ni otros tipos de análisis estadísticos planteados en el protocolo inicial debido al bajo número de casos y pobre poder estadístico. Esta dificultad es inherente a la naturaleza del problema a estudiar y al corto tiempo de seguimiento. Por lo anterior no se puede establecer si existe una relación entre la presencia de serología positiva para infección por T. Cruzi y la presencia de FA de novo.

Effects of chronic and acute fruit and vegetable juice consumption on cardiovascular disease risk factors

Diets low in fruit and vegetables are reportedly responsible for 2.7 million deaths annually from cardiovascular diseases (CVD) and certain cancers. A daily fruit and vegetable intake of five 80 g portions is recommended for chronic disease prevention. However, in the UK, average adult consumption is less than three portions. It is suggested that fruit juice should only count as one portion. However, fruit juices are a beneficial source of phytochemicals. The preliminary results of two randomized, controlled, crossover, dietary intervention studies investigating the effects of chronic and acute consumption of fruit and vegetable puree and juice based drinks (FVPJ) on bioavailability, antioxidant status, vascular reactivity, and risk factors for CVD are reported. In the first study, 39 volunteers consumed 200 ml FVPJ, or fruit-flavoured control, daily for six weeks. In the second study, 24 volunteers consumed 400 mL FVPJ, or sugar-matched control, on the morning of the study day. Blood and urine samples were collected throughout both studies and real-time measurements of vascular tone were performed using laser Doppler imaging with iontophoresis. Overall, the studies showed that the fruit and vegetable puree and juice based drink increased dietary phytochemicals. There was a trend towards increased vasodilation following both acute and chronic fruit juice consumption. Measurements of antioxidant status, oxidative stress and other cardiovascular disease risk factors are currently being determined.

Daily consumption of an aqueous green tea extract supplement does not impair liver function or alter cardiovascular disease risk biomarkers in healthy men

Regular consumption of green tea polyphenols (GTP) is thought to reduce the risk of cardiovascular disease (CVD) but has also been associated with liver toxicity. The present trial aimed to assess the safety and potential CVD health beneficial effects of daily GTP consumption. We conducted a placebo-controlled parallel study to evaluate the chronic effects of GTP on liver function and CVD risk biomarkers in healthy men. Volunteers (treatment: n = 17, BMI 26.7 +/- 3.3 kg/m(2), age 41 +/- 9 y; placebo, n = 16, BMI 25.4 +/- 3.3 kg/m(2), age 40 +/- 10 y) consumed for 3 wk 6 capsules per day (2 before each principal meal) containing green tea extracts (equivalent to 714 mg/d GTP) or placebo. At the beginning and end of the intervention period, we collected blood samples from fasting subjects and measured vascular tone using Laser Doppler lontophoresis. Biomarkers of liver function and CVD risk (including blood pressure, plasma lipids, and asymmetric dimethylarginine) were unaffected by GTP consumption. After treatment, the ratio of total:HDL cholesterol was significantly reduced in participants taking GTP capsules compared with baseline. Endothelial-dependent and -independent vascular reactivity did not significantly differ between treatments. In conclusion, the present data suggests that the daily consumption of high doses of GTP by healthy men for 3 wk is safe but without effects on CVD risk biomarkers other than the total:HDL cholesterol ratio. J. Nutr. 139: 58-62, 2009.

Molecular mechanisms by which dietary isoflavones potentially prevent atherosclerosis

Dietary isoflavones are currently receiving much attention because of their potential role in preventing coronary artery disease and other chronic diseases. Accumulating evidence from cell culture and laboratory animal experiments indicates that isoflavones have the potential to prevent or delay atherogenesis. Suggested mechanisms of action include: a reduction in low-density lipoprotein (LDL) cholesterol and a potential reduction in the susceptibility of the LDL particle to oxidation; (2) an improvement in vascular reactivity; (3) an inhibition of pro-inflammatory cytokines, cell adhesion proteins and nitric oxide (NO) production; and (4) an inhibition of platelet aggregation. These mechanisms are consistent with the epidemiological evidence that a high consumption of isoflavone-rich soy products is associated with a reduced incidence of coronary artery disease. Biological effects of isoflavones are dependent on many factors, including dose consumed, duration of use, protein-binding affinity, and an individual's metabolism or intrinsic oestrogenic state. Further clinical studies are necessary to determine the potential health effects of isoflavones in specific population groups as we currently know little about age-related differences in exposure to these compounds and there are few guidelines on optimal dose for cardiovascular health benefits.

Combined oral contraceptive pills containing desogestrel or drospirenone enhance large vessel and microvasculature vasodilation in healthy premenopausal women

OBJECTIVE: To determine the effects of different COCs on endothelial function. BACKGROUND: COCs all contain ethinylestradiol, but different progestins; three of the more common progestins are DSG, LN, and DR. Ethinylestradiol enhances some measures of vascular reactivity, but certain progestins may increase risk of vascular diseases and impair endothelial vasodilation. METHODS: Twenty-nine healthy women taking COCs containing 30 μg ethinylestradiol and 150 μg DSG (Marvelon, n = 10), 150 μg LN (Microgynon, n = 10), or 3 mg DR (Yasmin, n = 9) had their vascular reactivity measured using various techniques during their pill-free week (days 5-7) and the third week of active pills (days 26-28). A reference group (n = 10) underwent the same measurements on two consecutive cycles. RESULTS: FMD and LDI were significantly higher during active-pill visits than pill-free visits in women taking DSG and DR (p < 0.02), but not in women taking LN. There were no differences between the duplicate measures in the reference group. CONCLUSIONS: COCs containing 150 μg DSG or 3 mg DR significantly increase endothelium-dependent vasodilation in both large vessels and peripheral microvasculature. These effects may be due to the progestins exhibiting differential effects on eNOS expression.

Effects of acute consumption of a fruit and vegetable puree-based drink on vasodilation and oxidative status

Epidemiological studies indicate that diets rich in fruits and vegetables (F&V) are protective against cardiovascular diseases (CVD). Pureed F&V products retain many beneficial components, including flavonoids, carotenoids, vitamin C and dietary fibres. This study aimed to establish the physiological effects of acute ingestion of F&V puree-based drink (FVPD) on vasodilation, antioxidant status, phytochemical bioavailability and other CVD risk factors. 24 Subjects, aged 30-70 years, completed the randomised, single-blind, controlled, crossover test meal study. Subjects consumed 400 ml FVPD, or fruit-flavoured sugar-matched control, after following a low-flavonoid diet for 5 days. Blood and urine samples were collected throughout the study day and vascular reactivity was assessed at 90-minute intervals using laser Doppler iontophoresis (LDI). FVPD significantly increased plasma vitamin C (P=0.002) and total nitrate/nitrite (P=0.001) concentrations. There was a near significant time by treatment effect on ex vivo LDL oxidation (P=0.068), with a longer lag phase after consuming FVPD. During the 6 hours after juice consumption the antioxidant capacity of plasma increased significantly (P=0.003) and there was a simultaneous increase in plasma and urinary phenolic metabolites (P<0.05). There were significantly lower glucose and insulin peaks after ingestion of FVPD compared with control (P=0.019 and P=0.003) and a trend towards increased endothelium-dependent vasodilation following FVPD consumption (P=0.061). Overall, FVPD consumption significantly increased plasma vitamin C and total nitrate/nitrite concentrations, with a trend towards increased endothelium-dependent vasodilation. Pureed F&V products are useful vehicles for increasing micronutrient status, plasma antioxidant capacity and in vivo NO generation, which may contribute to CVD risk reduction.

Reduced venous endothelial responsiveness after oral lipid overload in healthy volunteers

The aim of this study was to investigate endothelial venous function, mflammatory markers, and systemic oxidative stress after an oral lipid overload (OLO). We studied 18 healthy adults (9 men; age, 29.2 +/- 0.9 years; body mass index, 22.3 +/- 0.4 kg/m(2)). Blood samples were collected in the fasting state and 3, 4, and 5 hour after the OLO (1000 kcal, 58% fat) for metabolic variables, oxidative stress, inflammatory markers, adiponectin, and resistin. Changes in vein diameter to phenylephrine, acetylcholine, and sodium nitroprusside (dorsal hand vein technique) were measured before and after the OLO. Oral lipid overload increased triglycerides (61 +/- 6 vs 134 +/- 17 mg/dL, P <.001), insulin (7.2 +/- 0.8 vs 10.7 +/- 1.3 mu U/mL, P <.05), and resistin (5.38 +/- 0.5 vs 6.81 +/- 0.7 ng/mL, P <.05) and reduced antioxidant capacity (plasma total antioxidant capacity: 186.7 +/- 56 vs 161.8 +/- 50 U Trolox per microliter plasma, P <.01), vascular reactivity (171.3 +/- 85 vs 894.4 +/- 301 ng/mL, P <.001), and maximum acetylcholine venodilation (105.9% +/- 9% vs 61.0% +/- 7%, P <.05). No changes were observed for sodium nitroprusside. Post-OLO triglycerides were positively correlated with phenylephrine dose (rho = 0.38, P <.05) and resistin (rho = 0.43, P <.01) and negatively correlated with the maximum acetylcholine venodilation (rho = -0.36, P <.05). In conclusion, an OLO impaired venoconstriction responsiveness in healthy subjects, probably because of a reduction in the antioxidant capacity. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Reversal of Postprandial Endothelial Dysfunction by Cyclooxygenase Inhibition in Healthy Volunteers

The aim of this study was to evaluate the role of cyclooxygenase (COX) in venous vascular reactivity changes after an oral lipid overload (OLO). Venous endothelial function (dorsal hand vein technique) was evaluated in fasting, 30 minutes after COX inhibition (aspirin-fasting), 2 to 4 hours after an OLO (1000 kcal, 58% fat), and again after COX inhibition (aspirin-OLO, 600 mg/200 mL water) in 10 healthy adults (age, 28.1 +/- 1.3 years; body mass index, 22.3 +/- 0.6 kg/m(2)). Fasting, 2- to 4-hour post-OLO, and 60-minute postaspirin plasma glucose, insulin, and lipids were also evaluated. The OLO increased triglycerides and insulin, reduced low-density lipoprotein and high-density lipoprotein, but glycemia and total cholesterol remained unchanged. There were no metabolic differences between OLO and aspirin-OLO. In fasting, aspirin reduced acetylcholine-induced venodilation (107.0% +/- 14% versus 57.3% +/- 11%; P < 0.001). Vascular reactivity was blunted after the OLO (phenylephrine dose: 0.3 +/- 0.2 fasting versus 1.9 +/- 0.8 nmol/min after OLO; P < 0.001) and was partially corrected by aspirin (0.4 +/- 0.2; P < 0.001). Similar changes were observed in maximum venodilation after acetylcholine (107.0% +/- 14% fasting versus 60.4% +/- 9% after OLO, P < 0.001; aspirin-OLO: 95.9% +/- 6%; P < 0.001). The responses to sodium nitroprusside remained unchanged during the study. We conclude that the OLO reduction in the endothelium-dependent venoconstruction and venodilation is partially the result of the action of COX.

Melatonin inhibits LPS-induced NO production in rat endothelial cells

Endothelial cells produce NO by activation of constitutive nitric oxide synthase (NOS) and transcription of inducible NOS (iNOS). We have previously shown that melatonin, in the nanomolar range, inhibits activation of constitutive NOS, and in the present paper, we evaluated whether it could interfere with the expression of iNOS, which is activated by lipopolysaccharide (LPS), a major component of gram-negative bacteria cell walls. Primary cultures of rat endothelial cells were loaded with fluorescent probe for NO detection. Nuclear factor kappa B (NF-kappa B) translocation in endothelial cells elicited by LPS was measured by electromobility shift assay, and the vasodilation of aortic rings was accessed by recording isometric contraction. Melatonin in a micromolar but not in a nanomolar range inhibits the NO production induced by LPS. This effect is not dependent on the activation of G protein-coupled melatonin receptors. The nuclear NF-kappa B translocation is a process necessary for iNOS transcription, and melatonin also inhibits its translocation. LPS induced vasodilation only in endothelium-intact aortic rings, and melatonin (10 mu m) inhibits the vasodilation. Here, we show that concentrations compatible with nocturnal melatonin surge (nm) did not interfere with the activity of iNOS. Considering that micromolar melatonin concentrations could be locally achieved through production by activated immune competent cells, extra-pineal melatonin could have a protective effect against tissue injury. We propose that melatonin blocked the LPS-induced vasodilation by inhibiting the NF-kappa B pathway. Finally, we propose that the effect of melatonin on vascular reactivity is one of the mechanisms that underlies the protective effect of this indolamine against LPS.

Beneficial Effects of Physical Training on the Cardio-Inflammatory Disorder Induced by Lung Ischemia/Reperfusion in Rats

Our laboratory demonstrated that training program attenuated the inflammatory responses in lung ischemia/reperfusion (IR). Considering the importance of the inflammatory responses on the cardiovascular system, we evaluate the effect of physical training on the vascular responsiveness and its underlying mechanism after lung IR. Male Wistar rats were submitted to run training and lung IR. Concentration-response curves for relaxing and contracting agents were obtained. Protein expressions of SOD-1 and p47(phox), plasma nitritre/nitrate (NO (x) (-) ) and interleukin 6 (IL-6) were evaluated. A decreased in the potency for acetylcholine and phenylephrine associated with an upregulation of the p47(phox) expression were found after Lung IR as well as an increase in IL-6 and NO (x) (-) levels. Run training attenuated the vascular dysfunction that was accompanied by reduction of the p47(phox) protein expression and IL-6 levels. Our findings show the beneficial effect of training on the vascular function that was associated with reduction in inflammatory response in lung IR.

Impaired Vasodilator Activity in Deoxycorticosterone Acetate-Salt Hypertension Is Associated With Increased Protein O-GlcNAcylation

Hyperglycemia, which increases O-linked beta-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) proteins, leads to changes in vascular reactivity. Because vascular dysfunction is a key feature of arterial hypertension, we hypothesized that vessels from deoxycorticosterone acetate and salt (DOCA-salt) rats exhibit increased O-GlcNAc proteins, which is associated with increased reactivity to constrictor stimuli. Aortas from DOCA rats exhibited increased contraction to phenylephrine (E(max) [mN] = 17.6 +/- 4 versus 10.7 +/- 2 control; n = 6) and decreased relaxation to acetylcholine (47.6 +/- 6% versus 73.2 +/- 10% control; n = 8) versus arteries from uninephrectomized rats. O- GlcNAc protein content was increased in aortas from DOCA rats (arbitrary units = 3.8 +/- 0.3 versus 2.3 +/- 0.3 control; n = 5). PugNAc (O- GlcNAcase inhibitor; 100 mu mol/L; 24 hours) increased vascular O- GlcNAc proteins, augmented phenylephrine vascular reactivity (18.2 +/- 2 versus 10.7 +/- 3 vehicle; n = 6), and decreased acetylcholine dilation in uninephrectomized (41.4 +/- 6 versus 73.2 +/- 3 vehicle; n = 6) but not in DOCA rats (phenylephrine, 16.5 +/- 3 versus 18.6 +/- 3 vehicle, n = 6; acetylcholine, 44.7 +/- 8 versus 47.6 +/- 7 vehicle, n = 6). PugNAc did not change total vascular endothelial nitric oxide synthase levels, but reduced endothelial nitric oxide synthase(Ser-1177) and Akt(Ser-473) phosphorylation (P < 0.05). Aortas from DOCA rats also exhibited decreased levels of endothelial nitric oxide synthase(Ser-1177) and Akt(Ser-473) (P < 0.05) but no changes in total endothelial nitric oxide synthase or Akt. Vascular O-GlcNAc-modified endothelial nitric oxide synthase was increased in DOCA rats. Blood glucose was similar in DOCA and uninephrectomized rats. Expression of O- GlcNAc transferase, glutamine: fructose-6-phosphate amidotransferase, and O- GlcNAcase, enzymes that directly modulate O-GlcNAcylation, was decreased in arteries from DOCA rats (P < 0.05). This is the first study showing that O-GlcNAcylation modulates vascular reactivity in normoglycemic conditions and that vascular O- GlcNAc proteins are increased in DOCA-salt hypertension. Modulation of increased vascular O-GlcNAcylation may represent a novel therapeutic approach in mineralocorticoid hypertension. (Hypertension. 2009; 53: 166-174.)