Ionic radiocontrast inhibits endothelium-dependent vasodilation of the canine renal artery in vitro: possible mechanism of renal failure following contrast medium infusion

To determine if radiocontrast impairs vascular relaxation of the renal artery, segments (4-5 mm in length) of canine renal artery were suspended in vitro in organ chambers to measure isometric force (95% O2/5% CO2, at 37ºC). Arterial segments with and without endothelium were placed at the optimal point of their length-tension relation and incubated with 10 µM indomethacin to prevent synthesis of endogenous prostanoids. The presence of nonionic radiocontrast (iohexol, Omnipaque 350, 1 ml in 25 ml control solution, 4% (v/v)) did not alter endothelium-dependent relaxation to acetylcholine in rings precontracted with both norepinephrine and prostaglandin F2alpha (N = 6). When the rings were precontracted with prostaglandin F2alpha, the presence of ionic contrast did not inhibit the relaxation of the arteries. However, in canine renal arteries contracted with norepinephrine, the presence of ionic radiocontrast (diatrizoate meglumine and diatrizoate sodium, MD-76, 1 ml in 25 ml control solution, 4% (v/v)) inhibited relaxation in response to acetylcholine, sodium nitroprusside (N = 6 in each group), and isoproterenol (N = 5; P < 0.05). Rings were relaxed less than 50% of norepinephrine contraction. Following removal of the contrast, vascular relaxation in response to the agonists returned to normal. These results indicate that ionic radiocontrast nonspecifically inhibits vasodilation (both cAMP-mediated and cGMP-mediated) of canine renal arteries contracted with norepinephrine. This reversible impairment of vasodilation could inhibit normal renal perfusion and act as a mechanism of renal failure following radiocontrast infusion. In the adopted experimental protocol the isoproterenol-induced relaxation of renal arteries precontracted with norepinephrine was more affected, suggesting a pivotal role of the cAMP system.

Protective effect of N-acetylcysteine against oxygen radical-mediated coronary artery injury

The present study investigated the protective effect of N-acetylcysteine (NAC) against oxygen radical-mediated coronary artery injury. Vascular contraction and relaxation were determined in canine coronary arteries immersed in Kreb's solution (95% O2-5% CO2), incubated or not with NAC (10 mM), and exposed to free radicals (FR) generated by xanthine oxidase (100 mU/ml) plus xanthine (0.1 mM). Rings not exposed to FR or NAC were used as controls. The arteries were contracted with 2.5 µM prostaglandin F2alpha. Subsequently, concentration-response curves for acetylcholine, calcium ionophore and sodium fluoride were obtained in the presence of 20 µM indomethacin. Concentration-response curves for bradykinin, calcium ionophore, sodium nitroprusside, and pinacidil were obtained in the presence of indomethacin plus Nomega-nitro-L-arginine (0.2 mM). The oxidative stress reduced the vascular contraction of arteries not exposed to NAC (3.93 ± 3.42 g), compared to control (8.56 ± 3.16 g) and to NAC group (9.07 ± 4.0 g). Additionally, in arteries not exposed to NAC the endothelium-dependent nitric oxide (NO)-dependent relaxation promoted by acetylcholine (1 nM to 10 µM) was also reduced (maximal relaxation of 52.1 ± 43.2%), compared to control (100%) and NAC group (97.0 ± 4.3%), as well as the NO/cyclooxygenase-independent receptor-dependent relaxation provoked by bradykinin (1 nM to 10 µM; maximal relaxation of 20.0 ± 21.2%), compared to control (100%) and NAC group (70.8 ± 20.0%). The endothelium-independent relaxation elicited by sodium nitroprusside (1 nM to 1 µM) and pinacidil (1 nM to 10 µM) was not affected. In conclusion, the vascular dysfunction caused by the oxidative stress, expressed as reduction of the endothelium-dependent relaxation and of the vascular smooth muscle contraction, was prevented by NAC.

Baroreflex function in conscious rats submitted to iron overload

Our hypothesis is that iron accumulated in tissue, rather than in serum, may compromise cardiovascular control. Male Fischer 344 rats weighing 180 to 220 g were divided into 2 groups. In the serum iron overload group (SIO, N = 12), 20 mg elemental iron was injected ip daily for 7 days. In the tissue iron overload group (TIO, N = 19), a smaller amount of elemental iron was injected (10 mg, daily) for 5 days followed by a resting period of 7 days. Reflex heart rate responses were elicited by iv injections of either phenylephrine (0.5 to 5.0 µg/kg) or sodium nitroprusside (1.0 to 10.0 µg/kg). Baroreflex curves were determined and fitted to sigmoidal equations and the baroreflex gain coefficient was evaluated. To evaluate the role of other than a direct effect of iron on tissue, acute treatment with the iron chelator deferoxamine (20 mg/kg, iv) was performed on the TIO group and the baroreflex was re-evaluated. At the end of the experiments, evaluation of iron levels in serum confirmed a pronounced overload for the SIO group (30-fold), in contrast to the TIO group (2-fold). Tissue levels of iron, however, were higher in the TIO group. The SIO protocol did not produce significant alterations in the baroreflex curve response, while the TIO protocol produced a nearly 2-fold increase in baroreflex gain (-4.34 ± 0.74 and -7.93 ± 1.08 bpm/mmHg, respectively). The TIO protocol animals treated with deferoxamine returned to sham levels of baroreflex gain (-3.7 ± 0.3 sham vs -3.6 ± 0.2 bpm/mmHg) 30 min after the injection. Our results indicate an effect of tissue iron overload on the enhancement of baroreflex sensitivity.

A semi-automatic computerized method to measure baroreflex-mediated heart rate responses that reduces interobserver variability

Arterial baroreflex sensitivity estimated by pharmacological impulse stimuli depends on intrinsic signal variability and usually a subjective choice of blood pressure (BP) and heart rate (HR) values. We propose a semi-automatic method to estimate cardiovascular reflex sensitivity to bolus infusions of phenylephrine and nitroprusside. Beat-to-beat BP and HR time series for male Wistar rats (N = 13) were obtained from the digitized signal (sample frequency = 2 kHz) and analyzed by the proposed method (PRM) developed in Matlab language. In the PRM, time series were low-pass filtered with zero-phase distortion (3rd order Butterworth used in the forward and reverse direction) and presented graphically, and parameters were selected interactively. Differences between basal mean values and peak BP (deltaBP) and HR (deltaHR) values after drug infusions were used to calculate baroreflex sensitivity indexes, defined as the deltaHR/deltaBP ratio. The PRM was compared to the method traditionally (TDM) employed by seven independent observers using files for reflex bradycardia (N = 43) and tachycardia (N = 61). Agreement was assessed by Bland and Altman plots. Dispersion among users, measured as the standard deviation, was higher for TDM for reflex bradycardia (0.60 ± 0.46 vs 0.21 ± 0.26 bpm/mmHg for PRM, P < 0.001) and tachycardia (0.83 ± 0.62 vs 0.28 ± 0.28 bpm/mmHg for PRM, P < 0.001). The advantage of the present method is related to its objectivity, since the routine automatically calculates the desired parameters according to previous software instructions. This is an objective, robust and easy-to-use tool for cardiovascular reflex studies.

Antioxidant and antimicrobial activities of Bauhinia racemosa L. stem bark

The present study was carried out to evaluate the antioxidant and antimicrobial activities of a methanol extract of Bauhinia racemosa (MEBR) (Caesalpiniaceae) stem bark in various systems. 1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) radical, superoxide anion radical, nitric oxide radical, and hydroxyl radical scavenging assays were carried out to evaluate the antioxidant potential of the extract. The antioxidant activity of the methanol extract increased in a concentration-dependent manner. About 50, 100, 250, and 500 µg MEBR inhibited the peroxidation of a linoleic acid emulsion by 62.43, 67.21, 71.04, and 76.83%, respectively. Similarly, the effect of MEBR on reducing power increased in a concentration-dependent manner. In DPPH radical scavenging assays the IC50 value of the extract was 152.29 µg/ml. MEBR inhibited the nitric oxide radicals generated from sodium nitroprusside with an IC50 of 78.34 µg/ml, as opposed to 20.4 µg/ml for curcumin. Moreover, MEBR scavenged the superoxide generated by the PMS/NADH-NBT system. MEBR also inhibited the hydroxyl radical generated by Fenton's reaction, with an IC50 value of more than 1000 µg/ml, as compared to 5 µg/ml for catechin. The amounts of total phenolic compounds were also determined and 64.7 µg pyrocatechol phenol equivalents were detected in MEBR (1 mg). The antimicrobial activities of MEBR were determined by disc diffusion with five Gram-positive, four Gram-negative and four fungal species. MEBR showed broad-spectrum antimicrobial activity against all tested microorganisms. The results obtained in the present study indicate that MEBR can be a potential source of natural antioxidant and antimicrobial agents.

Endothelium-dependent and -independent hepatic artery vasodilatation is not impaired in a canine model of liver ischemia-reperfusion injury

We investigated whether hepatic artery endothelium may be the earliest site of injury consequent to liver ischemia and reperfusion. Twenty-four heartworm-free mongrel dogs of either sex exposed to liver ischemia/reperfusion in vivo were randomized into four experimental groups (N = 6): a) control, sham-operated dogs, b) dogs subjected to 60 min of ischemia, c) dogs subjected to 30 min of ischemia and 60 min of reperfusion, and d) animals subjected to 45 min of ischemia and 120 min of reperfusion. The nitric oxide endothelium-dependent relaxation of hepatic artery rings contracted with prostaglandin F2a and exposed to increasing concentrations of acetylcholine, calcium ionophore A23187, sodium fluoride, phospholipase-C, poly-L-arginine, isoproterenol, and sodium nitroprusside was evaluated in organ-chamber experiments. Lipid peroxidation was estimated by malondialdehyde activity in liver tissue samples and by blood lactic dehydrogenase (LDH), serum aspartate aminotransferase (AST) and serum alanine aminotransferase (ALT) activities. No changes were observed in hepatic artery relaxation for any agonist tested. The group subjected to 45 min of ischemia and 120 min of reperfusion presented marked increases of serum aminotransferases (ALT = 2989 ± 1056 U/L and AST = 1268 ± 371 U/L; P < 0.01), LDH = 2887 ± 1213 IU/L; P < 0.01) and malondialdehyde in liver samples (0.360 ± 0.020 nmol/mgPT; P < 0.05). Under the experimental conditions utilized, no abnormal changes in hepatic arterial vasoreactivity were observed: endothelium-dependent and independent hepatic artery vasodilation were not impaired in this canine model of ischemia/reperfusion injury. In contrast to other vital organs and in the ischemia/reperfusion injury environment, dysfunction of the main artery endothelium is not the first site of reperfusion injury.

Hemodialysis improves endothelial venous function in end-stage renal disease

The objective of the present study was to determine the acute effect of hemodialysis on endothelial venous function and oxidative stress. We studied 9 patients with end-stage renal disease (ESRD), 36.8 ± 3.0 years old, arterial pressure 133.8 ± 6.8/80.0 ± 5.0 mmHg, time on dialysis 55.0 ± 16.6 months, immediately before and after a hemodialysis session, and 10 healthy controls matched for age and gender. Endothelial function was assessed by the dorsal hand vein technique using graded local infusion of acetylcholine (endothelium-dependent venodilation, EDV) and sodium nitroprusside (endothelium-independent venodilation). Oxidative stress was evaluated by measuring protein oxidative damage (carbonyls) and antioxidant defense (total radical trapping antioxidant potential - TRAP) in blood samples. All patients were receiving recombinant human erythropoietin for at least 3 months and were not taking nitrates or a-receptor antagonists. EDV was significantly lower in ESRD patients before hemodialysis (65.6 ± 10.5) vs controls (109.6 ± 10.8; P = 0.010) and after hemodialysis (106.6 ± 15.7; P = 0.045). Endothelium-independent venodilation was similar in all comparisons performed. The hemodialysis session significantly decreased TRAP (402.0 ± 53.5 vs 157.1 ± 28.3 U Trolox/µL plasma; P = 0.001). There was no difference in protein damage comparing ESRD patients before and after hemodialysis. The magnitude of change in the EDV was correlated negatively with the magnitude of change in TRAP (r = -0.70; P = 0.037). These results suggest that a hemodialysis session improves endothelial venous function, in association with an antioxidant effect.

Oral rapamycin attenuates atherosclerosis without affecting the arterial responsiveness of resistance vessels in apolipoprotein E-deficient mice

The objective of the present study was to assess the effects of the immunosuppressant rapamycin (Rapamune®, Sirolimus) on both resistance vessel responsiveness and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient 8-week-old male mice fed a normal rodent diet. Norepinephrine (NE)-induced vasoconstriction, acetylcholine (ACh)- and sodium nitroprusside (SNP)-induced vasorelaxation of isolated mesenteric bed, and atherosclerotic lesions were evaluated. After 12 weeks of orally administered rapamycin (5 mg·kg-1·day-1, N = 9) and compared with untreated (control, N = 9) animals, rapamycin treatment did not modify either NE-induced vasoconstriction (maximal response: 114 ± 4 vs 124 ± 10 mmHg, respectively) or ACh- (maximal response: 51 ± 8 vs 53 ± 5%, respectively) and SNP-induced vasorelaxation (maximal response: 73 ± 6 vs 74 ± 6%, respectively) of the isolated vascular mesenteric bed. Despite increased total cholesterol in treated mice (982 ± 59 vs 722 ± 49 mg/dL, P < 0.01), lipid deposition on the aorta wall vessel was significantly less in rapamycin-treated animals (37 ± 12 vs 68 ± 8 µm² x 10³). These results indicate that orally administered rapamycin is effective in attenuating the progression of atherosclerotic plaque without affecting the responsiveness of resistance vessels, supporting the idea that this immunosuppressant agent might be of potential benefit against atherosclerosis in patients undergoing therapy.

Acute lead-induced vasoconstriction in the vascular beds of isolated perfused rat tails is endothelium-dependent

Chronic lead exposure induces hypertension in humans and animals, affecting endothelial function. However, studies concerning acute cardiovascular effects are lacking. We investigated the effects of acute administration of a high concentration of lead acetate (100 µΜ) on the pressor response to phenylephrine (PHE) in the tail vascular bed of male Wistar rats. Animals were anesthetized with sodium pentobarbital and heparinized. The tail artery was dissected and cannulated for drug infusion and mean perfusion pressure measurements. Endothelium and vascular smooth muscle relaxation were tested with acetylcholine (5 µg/100 µL) and sodium nitroprusside (0.1 µg/100 µL), respectively, in arteries precontracted with 0.1 µM PHE. Concentration-response curves to PHE (0.001-300 µg/100 µL) were constructed before and after perfusion for 1 h with 100 µΜ lead acetate. In the presence of endothelium (E+), lead acetate increased maximal response (Emax) (control: 364.4 ± 36, Pb2+: 480.0 ± 27 mmHg; P < 0.05) and the sensitivity (pD2; control: 1.98 ± 0.07, 2.38 ± 0.14 log mM) to PHE. In the absence of endothelium (E-) lead had no effect but increased baseline perfusion pressure (E+: 79.5 ± 2.4, E-: 118 ± 2.2 mmHg; P < 0.05). To investigate the underlying mechanisms, this protocol was repeated after treatment with 100 µM L-NAME, 10 µM indomethacin and 1 µM tempol in the presence of lead. Lead actions on Emax and pD2 were abolished in the presence of indomethacin, and partially abolished with L-NAME and tempol. Results suggest that acute lead administration affects the endothelium, releasing cyclooxygenase-derived vasoconstrictors and involving reactive oxygen species.

An improved strategy for evaluating the extent of chronic arterial baroreceptor denervation in conscious rats

There is no index or criterion of aortic barodenervation, nor can we differentiate among rats that have suffered chronic sham, aortic or sino-aortic denervation. The objective of this study was to develop a procedure to generate at least one quantitative, reproducible and validated index that precisely evaluates the extent of chronic arterial barodenervation performed in conscious rats. Data from 79 conscious male Wistar rats of about 65-70 days of age with diverse extents of chronic arterial barodenervation and used in previous experiments were reanalyzed. The mean arterial pressure (MAP) and the heart rate (HR) of all rats were measured systematically before (over 1 h) and after three consecutive iv bolus injections of phenylephrine (PHE) and sodium nitroprusside (SNP). Four expressions of the effectiveness of barodenervation (MAP lability, PHE ratio, SNP ratio, and SNP-PHE slope) were assessed with linear fixed models, three-level average variance, average separation among levels, outlier box plot analysis, and overlapping graphic analysis. The analysis indicated that a) neither MAP lability nor SNP-PHE slope was affected by the level of chronic sodium intake; b) even though the Box-Cox transformations of both MAP lability [transformed lability index (TLI)] and SNP-PHE slope [transformed general sensitivity index (TGSI), {((3-(ΔHRSNP-ΔHRPHE/ΔMAPSNP-ΔMAPPHE))-0.4-1)/-0.04597}] could be two promising indexes, TGSI proved to be the best index; c) TLI and TGSI were not freely interchangeable indexes for this purpose. TGSI ranges that permit differentiation between sham (10.09 to 11.46), aortic (8.40 to 9.94) and sino-aortic (7.68 to 8.24) barodenervated conscious rats were defined.

Arginine induces GH gene expression by activating NOS/NO signaling in rat isolated hemi-pituitaries

The amino acid arginine (Arg) is a recognized secretagogue of growth hormone (GH), and has been shown to induce GH gene expression. Arg is the natural precursor of nitric oxide (NO), which is known to mediate many of the effects of Arg, such as GH secretion. Arg was also shown to increase calcium influx in pituitary cells, which might contribute to its effects on GH secretion. Although the mechanisms involved in the effects of Arg on GH secretion are well established, little is known about them regarding the control of GH gene expression. We investigated whether the NO pathway and/or calcium are involved in the effects of Arg on GH gene expression in rat isolated pituitaries. To this end, pituitaries from approximately 170 male Wistar rats (~250 g) were removed, divided into two halves, pooled (three hemi-pituitaries) and incubated or not with Arg, as well as with different pharmacological agents. Arg (71 mM), the NO donor sodium nitroprusside (SNP, 1 and 0.1 mM) and a cyclic guanosine monophosphate (cGMP) analogue (8-Br-cGMP, 1 mM) increased GH mRNA expression 60 min later. The NO acceptor hemoglobin (0.3 µM) blunted the effect of SNP, and the combined treatment with Arg and L-NAME (a NO synthase (NOS) inhibitor, 55 mM) abolished the stimulatory effect of Arg on GH gene expression. The calcium channel inhibitor nifedipine (3 µM) also abolished Arg-induced GH gene expression. The present study shows that Arg directly induces GH gene expression in hemi-pituitaries isolated from rats, excluding interference from somatostatinergic neurons, which are supposed to be inhibited by Arg. Moreover, the data demonstrate that the NOS/NO signaling pathway and calcium mediate the Arg effects on GH gene expression.

Effects of different frequencies of transcutaneous electrical nerve stimulation on venous vascular reactivity

Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) is a type of therapy used primarily for analgesia, but also presents changes in the cardiovascular system responses; its effects are dependent upon application parameters. Alterations to the cardiovascular system suggest that TENS may modify venous vascular response. The objective of this study was to evaluate the effects of TENS at different frequencies (10 and 100 Hz) on venous vascular reactivity in healthy subjects. Twenty-nine healthy male volunteers were randomized into three groups: placebo (n=10), low-frequency TENS (10 Hz, n=9) and high-frequency TENS (100 Hz, n=10). TENS was applied for 30 min in the nervous plexus trajectory from the superior member (from cervical to dorsal region of the fist) at low (10 Hz/200 μs) and high frequency (100 Hz/200 μs) with its intensity adjusted below the motor threshold and intensified every 5 min, intending to avoid accommodation. Venous vascular reactivity in response to phenylephrine, acetylcholine (endothelium-dependent) and sodium nitroprusside (endothelium-independent) was assessed by the dorsal hand vein technique. The phenylephrine effective dose to achieve 70% vasoconstriction was reduced 53% (P<0.01) using low-frequency TENS (10 Hz), while in high-frequency stimulation (100 Hz), a 47% increased dose was needed (P<0.01). The endothelium-dependent (acetylcholine) and independent (sodium nitroprusside) responses were not modified by TENS, which modifies venous responsiveness, and increases the low-frequency sensitivity of α1-adrenergic receptors and shows high-frequency opposite effects. These changes represent an important vascular effect caused by TENS with implications for hemodynamics, inflammation and analgesia.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

Pharmacologie des variations de débit sanguin oculaires chez le rat au moyen de la débitmétrie au laser par effet Doppler

La débitmétrie au laser à effet Doppler (LDF) constitue une méthode prometteuse et non-invasive pour l'étude du débit sanguin local dans l'œil. Cette technique est basée sur un changement de fréquence subi par la lumière lors du mouvement des globules rouges dans les vaisseaux. Une nouvelle sonde LDF a été testée pour sa sensibilité à évaluer la circulation rétinienne/choroïdienne sous des conditions hypercapniques et en présence de diverses substances vasoactives ou suivant la photocoagulation des artères rétiniennes chez le rat. Après dilatation pupillaire, la sonde LDF a été placée en contact avec la cornée de rats anesthésiés et parallèle à l'axe optique. L'hypercapnie a été provoquée par inhalation de CO2 (8% dans de l'air médical), alors que les agents pharmacologiques ont été injectés de façon intravitréenne. La contribution relative à la circulation choroïdienne a été évaluée à la suite de la photocoagulation des artères rétiniennes. Le débit sanguin s'est trouvé significativement augmenté à la suite de l'hypercanie (19%), de l'adénosine (14%) ou du nitroprusside de sodium (16%) comparativement au niveau de base, alors que l'endothéline-1 a provoqué une baisse du débit sanguin (11%). La photocoagulation des artères rétiniennes a significativement diminué le débit sanguin (33%). Des mesures en conditions pathologiques ont ensuite été obtenues après l'injection intravitréenne d'un agoniste sélectif du récepteur B1 (RB1). Ce récepteur des kinines est surexprimé dans la rétine des rats rendus diabétiques avec la streptozotocine (STZ) en réponse à l'hyperglycémie et au stress oxydatif. Les résultats ont montré que le RB1 est surexprimé dans la rétine chez les rats diabétiques-STZ à 4 jours et 6 semaines. À ces moments, le débit sanguin rétinien/choroïdien a été significativement augmenté (15 et 18 %) après l'injection de l'agoniste, suggérant un effet vasodilatateur des RB1 dans l'œil diabétique. Bien que la circulation choroïdienne contribue probablement au signal LDF, les résultats démontrent que le LDF représente une technique efficace et non-invasive pour l'étude de la microcirculation rétinienne in-vivo en continu. Cette méthode peut donc être utilisée pour évaluer de façon répétée les réponses du débit sanguin pendant des modifications métaboliques ou pharmacologiques dans des modèles animaux de maladies oculaires.

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.