A fatal overdose of cocaine associated with coingestion of marijuana, buprenorphine, and fluoxetine. Body fluid and tissue distribution of cocaine and its metabolites determined by hydrophilic interaction chromatography-mass spectrometry(HILIC-MS).

Chromatographic separation of highly polar basic drugs with ideal ionspray mass spectrometry volatile mobile phases is a difficult challenge. A new quantification procedure was developed using hydrophilic interaction chromatography-mass spectrometry with turbo-ionspray ionization in the positive mode. After addition of deuterated internal standards and simple clean-up liquid extraction, the dried extracts were reconstituted in 500 microL pure acetonitrile and 5 microL was directly injected onto a Waters Atlantis HILIC 150- x 2.1-mm, 3-microm column. Chromatographic separations of cocaine, seven metabolites, and anhydroecgonine were obtained by linear gradient-elution with decreasing high concentrations of acetonitrile (80-56% in 18 min). This high proportion of organic solvent makes it easier to be coupled with MS. The eluent was buffered with 2 mM ammonium acetate at pH 4.5. Except for m-hydroxy-benzoylecgonine, the within-day and between-day precisions at 20, 100, and 500 ng/mL were below 7 and 19.1%, respectively. Accuracy was also below +/- 13.5% at all tested concentrations. The limit of quantification was 5 ng/mL (%Diff < 16.1, %RSD < 4.3) and the limit of detection below 0.5 ng/mL. This method was successfully applied to a fatal overdose. In Switzerland, cocaine abuse has dramatically increased in the last few years. A 45-year-old man, a known HIV-positive drug user, was found dead at home. According to relatives, cocaine was self-injected about 10 times during the evening before death. A low amount of cocaine (0.45 mg) was detected in the bloody fluid taken from a syringe discovered near the corpse. Besides injection marks, no significant lesions were detected during the forensic autopsy. Toxicological investigations showed high cocaine concentrations in all body fluids and tissues. The peripheral blood concentrations of cocaine, benzoylecgonine, and methylecgonine were 5.0, 10.4, and 4.1 mg/L, respectively. The brain concentrations of cocaine, benzoylecgonine, and methylecgonine were 21.2, 3.8, and 3.3 mg/kg, respectively. The highest concentrations of norcocaine (about 1 mg/L) were measured in bile and urine. Very high levels of cocaine were determined in hair (160 ng/mg), indicating chronic cocaine use. A low concentration of anhydroecgonine methylester was also found in urine (0.65 mg/L) suggesting recent cocaine inhalation. Therapeutic blood concentrations of fluoxetine (0.15 mg/L) and buprenorphine (0.1 microg/L) were also discovered. A relatively high concentration of Delta(9)-THC was measured both in peripheral blood (8.2 microg/L) and brain cortex (13.5 microg/kg), suggesting that the victim was under the influence of cannabis at the time of death. In addition, fluoxetine might have enhanced the toxic effects of cocaine because of its weak pro-arrhythmogenic properties. Likewise, combination of cannabinoids and cocaine might have increase detrimental cardiovascular effects. Altogether, these results indicate a lethal cocaine overdose with a minor contribution of fluoxetine and cannabinoids.

A MODEL OF CREATINE DEFICIENCY SYNDROMES IN 3D BRAIN CELL CULTURES BY KNOCKDOWN OF GAMT AND SLC6A8 GENES

La créatine joue un rôle essentiel dans le métabolisme cellulaire par sa conversion, par la creatine kinase, en phosphocreatine permettant la régénération de l'ATP. La synthèse de créatine, chez les mammifères, s'effectue par une réaction en deux étapes impliquant Γ arginine: glycine amidinotransférase (AGAT) et la guanidinoacétate méthyltransférase (GAMT). L'entrée de créatine dans les cellules s'effectue par son transporteur, SLC6A8. Les déficiences en créatine, dues au déficit en GAMT, AGAT ou SLC6A8, sont fréquentes et caractérisées par une absence ou une forte baisse de créatine dans le système nerveux central. Alors qu'il est connu que AGAT, GAMT et SLC6A8 sont exprimés par le cerveau, les conséquences des déficiences en créatine sur les cellules nerveuses sont peu comprises. Le but de ce travail était de développer de nouveaux modèles expérimentaux des déficiences en Cr dans des cultures 3D de cellules nerveuses de rat en agrégats au moyen de l'interférence à l'ARN appliquée aux gènes GAMT et SLC6A8. Des séquences interférentes (shRNAs) pour les gènes GAMT et SLC6A8 ont été transduites par des vecteurs viraux AAV (virus adéno-associés), dans les cellules nerveuses en agrégats. Nous avons ainsi démontré une baisse de l'expression de GAMT au niveau protéique (mesuré par western blot), et ARN messager (mesuré par qPCR) ainsi qu'une variation caractérisitique de créatine et guanidinoacétate (mesuré par spectrométrie de masse). Après avoir validé nos modèles, nous avons montré que les knockdown de GAMT ou SLC6A8 affectent le développement des astrocytes et des neurones ou des oligodendrocytes et des astrocytes, respectivement, ainsi qu'une augmentation de la mort cellulaire et des modifications dans le pattern d'activation des voies de signalisation impliquant caspase 3 et p38 MAPK, ayant un rôle dans le processus d'apoptose. - Creatine plays essential roles in energy metabolism by the interconversion, by creatine kinase, to its phosphorylated analogue, phosphocreatine, allowing the regeneration of ATP. Creatine is synthesized in mammals by a two step mechanism involving arginine:glycine amidinotransferase (AGAT) and guanidinoacetate methyltransferase (GAMT). Creatine is taken up by cells by a specific transporter, SLC6A8. Creatine deficiency syndromes, due to defects in GAMT, AGAT and SLC6A8, are among the most frequent inborn errors of metabolism, and are characterized by an absence or a severe decrease of creatine in central nervous system, which is the main tissue affected. While it is known that AGAT, GAMT and SLC6A8 are expressed in CNS, many questions remain on the specific effects of AGAT, GAMT and SLC6A8 deficiencies on brain cells. Our aim was to develop new experimental models of creatine deficiencies by knockdown of GAMT and SLC6A8 genes by RNAi in 3D organotypic rat brain cell cultures in aggregates. Specific shRNAs for the GAMT and SLC6A8 genes were transduced in brain cell aggregates by adeno-associated viruses (AAV). The AAV-transduced shRNAs were able to efficiently knockdown the expression of our genes of interest, as shown by a strong decrease of protein by western blotting, a decrease of mRNA by qPCR or characteristic variations of creatine and guanidinoacetate by tandem mass spectrometry. After having validated our experimental models, we have also shown that GAMT and SLC6A8 knockdown affected the development of astrocytes and neurons or oligodendrocytes and astrocytes, respectively. We also observed an increase of cell death and variations in activation pattern of caspase 3 and p38 MAPK pathways, involved in apoptosis, in our experimental model.

Contribution de l'étude CoLaus à l'élucidation des déterminants de l'acide urique sérique [Contribution of the CoLaus study to decipher the determinants of serum uric acid].

Asymptomatic hyperuricemia affects one in five adults in the general population and is associated with elevated cardiovascular risk. It is however not clear whether asymptomatic hyperuricemia is a cause or simply a marker of conditions associated with high cardiovascular risk. Sex, age, obesity, renal function and selected drugs are major determinants of serum uric acid. Moreover, recent genome-wide association studies have identified new genes involved in the control of serum uric acid levels, in particular SLC2A9, which encodes a urate transporter located in the kidney. A genetic score based on several genetic variants associated with serum uric acid is strongly associated with the risk of gout, but not with cardiovascular events so far.

Control and host-dependent activation of insect toxin expression in a root-associated biocontrol pseudomonad.

Pseudomonas fluorescens CHA0 is a root-associated biocontrol agent that suppresses soil-borne fungal diseases of crops. Remarkably, the pseudomonad is also endowed with systemic and oral activity against pest insects which depends on the production of the insecticidal Fit toxin. The toxin gene (fitD) is part of a virulence cassette encoding three regulators (FitF, FitG, FitH) and a type I secretion system (FitABC-E). Immunoassays with a toxin-specific antibody and transcriptional analyses involving fitG and fitH deletion and overexpression mutants identified LysR family regulator FitG and response regulator FitH as activator and repressor, respectively, of Fit toxin and transporter expression. To visualize and quantify toxin expression in single live cells by fluorescence microscopy, we developed reporters which in lieu of the native toxin protein express a fusion of the Fit toxin with red fluorescent mCherry. In a wild-type background, expression of the mCherry-tagged Fit toxin was activated at high levels in insect hosts, i.e. when needed, yet not on plant roots or in batch culture. By contrast, a derepressed fitH mutant expressed the toxin in all conditions. P. fluorescens hence can actively induce insect toxin production in response to the host environment, and FitH and FitG are key regulators in this mechanism.

GLUT3 is induced during epithelial-mesenchymal transition and promotes tumor cell proliferation in non-small cell lung cancer.

BACKGROUND: Alterations in glucose metabolism and epithelial-mesenchymal transition (EMT) constitute two important characteristics of carcinoma progression toward invasive cancer. Despite an extensive characterization of each of them separately, the links between EMT and glucose metabolism of tumor cells remain elusive. Here we show that the neuronal glucose transporter GLUT3 contributes to glucose uptake and proliferation of lung tumor cells that have undergone an EMT. RESULTS: Using a panel of human non-small cell lung cancer (NSCLC) cell lines, we demonstrate that GLUT3 is strongly expressed in mesenchymal, but not epithelial cells, a finding corroborated in hepatoma cells. Furthermore, we identify that ZEB1 binds to the GLUT3 gene to activate transcription. Importantly, inhibiting GLUT3 expression reduces glucose import and the proliferation of mesenchymal lung tumor cells, whereas ectopic expression in epithelial cells sustains proliferation in low glucose. Using a large microarray data collection of human NSCLCs, we determine that GLUT3 expression correlates with EMT markers and is prognostic of poor overall survival. CONCLUSIONS: Altogether, our results reveal that GLUT3 is a transcriptional target of ZEB1 and that this glucose transporter plays an important role in lung cancer, when tumor cells loose their epithelial characteristics to become more invasive. Moreover, these findings emphasize the development of GLUT3 inhibitory drugs as a targeted therapy for the treatment of patients with poorly differentiated tumors.

Steady-state brain glucose transport kinetics re-evaluated with a four-state conformational model.

Glucose supply from blood to brain occurs through facilitative transporter proteins. A near linear relation between brain and plasma glucose has been experimentally determined and described by a reversible model of enzyme kinetics. A conformational four-state exchange model accounting for trans-acceleration and asymmetry of the carrier was included in a recently developed multi-compartmental model of glucose transport. Based on this model, we demonstrate that brain glucose (G(brain)) as function of plasma glucose (G(plasma)) can be described by a single analytical equation namely comprising three kinetic compartments: blood, endothelial cells and brain. Transport was described by four parameters: apparent half saturation constant K(t), apparent maximum rate constant T(max), glucose consumption rate CMR(glc), and the iso-inhibition constant K(ii) that suggests G(brain) as inhibitor of the isomerisation of the unloaded carrier. Previous published data, where G(brain) was quantified as a function of plasma glucose by either biochemical methods or NMR spectroscopy, were used to determine the aforementioned kinetic parameters. Glucose transport was characterized by K(t) ranging from 1.5 to 3.5 mM, T(max)/CMR(glc) from 4.6 to 5.6, and K(ii) from 51 to 149 mM. It was noteworthy that K(t) was on the order of a few mM, as previously determined from the reversible model. The conformational four-state exchange model of glucose transport into the brain includes both efflux and transport inhibition by G(brain), predicting that G(brain) eventually approaches a maximum concentration. However, since K(ii) largely exceeds G(plasma), iso-inhibition is unlikely to be of substantial importance for plasma glucose below 25 mM. As a consequence, the reversible model can account for most experimental observations under euglycaemia and moderate cases of hypo- and hyperglycaemia.

Sequence analysis of coding DNA fragments of pfcrt and pfmdr-1 genes in Plasmodium falciparum isolates from Odisha, India

The global emergence and spread of malaria parasites resistant to antimalarial drugs is the major problem in malaria control. The genetic basis of the parasite's resistance to the antimalarial drug chloroquine (CQ) is well-documented, allowing for the analysis of field isolates of malaria parasites to address evolutionary questions concerning the origin and spread of CQ-resistance. Here, we present DNA sequence analyses of both the second exon of the Plasmodium falciparum CQ-resistance transporter (pfcrt) gene and the 5' end of the P. falciparum multidrug-resistance 1 (pfmdr-1) gene in 40 P. falciparum field isolates collected from eight different localities of Odisha, India. First, we genotyped the samples for the pfcrt K76T and pfmdr-1 N86Y mutations in these two genes, which are the mutations primarily implicated in CQ-resistance. We further analyzed amino acid changes in codons 72-76 of the pfcrt haplotypes. Interestingly, both the K76T and N86Y mutations were found to co-exist in 32 out of the total 40 isolates, which were of either the CVIET or SVMNT haplotype, while the remaining eight isolates were of the CVMNK haplotype. In total, eight nonsynonymous single nucleotide polymorphisms (SNPs) were observed, six in the pfcrt gene and two in the pfmdr-1 gene. One poorly studied SNP in the pfcrt gene (A97T) was found at a high frequency in many P. falciparum samples. Using population genetics to analyze these two gene fragments, we revealed comparatively higher nucleotide diversity in the pfcrt gene than in the pfmdr-1 gene. Furthermore, linkage disequilibrium was found to be tight between closely spaced SNPs of the pfcrt gene. Finally, both the pfcrt and the pfmdr-1 genes were found to evolve under the standard neutral model of molecular evolution.

Narcolepsie avec cataplexie après vaccination anti-H1N1

IntroductionIt has been suggested that the H1N1 vaccine may be a trigger for the onset of narcolepsy-cataplexy, a rare disease whose autoimmune origin is suspected.ObservationsWe report two patients (a 9-year-old boy and an 18-year-old man) with severe narcolepsy-cataplexy, in whom the illness appeared within 3-4 weeks after H1N1 vaccination. In both cases, symptoms developed unusually abruptly and they presented with severe daytime sleepiness and multiple daily cataplexy attacks. Other similar cases have been recently reported associated with H1N1 vaccine.ConclusionAlthough no formal link can be established, the unusual characteristics of the reported cases and the striking temporal relationship suggests that narcolepsy may be the result of an autoimmune reaction triggered by H1N1 vaccination in susceptible individuals.

Synthesis and transport of creatine in the CNS: importance for cerebral functions.

J. Neurochem. (2010) 10.1111/j.1471-4159.2010.06935.x Abstract Apart of its well known function of 'energetic buffer' through the creatine/phosphocreatine/creatine kinase system allowing the regeneration of ATP, creatine has been recently suggested as a potential neuromodulator of even true neurotransmitter. Moreover, the recent discovery of primary creatine deficiency syndromes, due to deficiencies in l-arginine : glycine amidinotransferase or guanidinoacetate methyltransferase (the two enzymes allowing creatine synthesis) or in the creatine transporter, has shed new light on creatine synthesis, metabolism and transport, in particular in CNS which appears as the main tissue affected by these creatine deficiencies. Recent data suggest that creatine can cross blood-brain barrier but only with a poor efficiency, and that the brain must ensure parts of its needs in creatine by its own endogenous synthesis. Finally, the recent years have demonstrated the interest to use creatine as a neuroprotective agent in a growing number of neurodegenerative diseases, including Parkinson's and Huntington's diseases. This article aims at reviewing the latest data on creatine metabolism and transport in the brain, in relation to creatine deficiencies and to the potential use of creatine as neuroprotective molecule. Emphasis is also given to the importance of creatine for cerebral function.

Significant molecular and systemic adaptations after repeated sprint training in hypoxia

While intermittent hypoxic training (IHT) has been reported to evoke cellular responses via hypoxia inducible factors (HIFs) but without substantial performance benefits in endurance athletes, we hypothesized that repeated sprint training in hypoxia could enhance repeated sprint ability (RSA) performed in normoxia via improved glycolysis and O(2) utilization. 40 trained subjects completed 8 cycling repeated sprint sessions in hypoxia (RSH, 3000 m) or normoxia (RSN, 485 m). Before (Pre-) and after (Post-) training, muscular levels of selected mRNAs were analyzed from resting muscle biopsies and RSA tested until exhaustion (10-s sprint, work-to-rest ratio 1ratio2) with muscle perfusion assessed by near-infrared spectroscopy. From Pre- to Post-, the average power output of all sprints in RSA was increased (p<0.01) to the same extent (6% vs 7%, NS) in RSH and in RSN but the number of sprints to exhaustion was increased in RSH (9.4+/-4.8 vs. 13.0+/-6.2 sprints, p<0.01) but not in RSN (9.3+/-4.2 vs. 8.9+/-3.5). mRNA concentrations of HIF-1alpha (+55%), carbonic anhydrase III (+35%) and monocarboxylate transporter-4 (+20%) were augmented (p<0.05) whereas mitochondrial transcription factor A (-40%), peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1alpha (-23%) and monocarboxylate transporter-1 (-36%) were decreased (p<0.01) in RSH only. Besides, the changes in total hemoglobin variations (Delta[tHb]) during sprints throughout RSA test increased to a greater extent (p<0.01) in RSH. Our findings show larger improvement in repeated sprint performance in RSH than in RSN with significant molecular adaptations and larger blood perfusion variations in active muscles.

Efectos de los factores dietéticos sobre la conducta agresiva y otras patologías del comportamiento del perro

Studies show that feeding patterns, environmental conditions, and pet management mainly affect animal health, behavior and welfare. However, little epidemiologic data exist about pet dog feeding habits and management and canine behavior, especially aggression. Moreover, it is well known that serotonin is involved in aggression: a diet low in tryptophan (serotonin precursor) with high levels of neutral amino-acids could decrease the central levels of serotonin and increase the expression of aggression and impulsiveness in several domestic animals. oreover, brain levels of serotonin in humans and other species can be increased by physical activity. In this study we alysed the effects of diet management, supplementation and regular physical activity on oncentration of serotonin in a population of non aggressive dogs. The general aim of the study is to determine the effect of environmental factors on the dogs’ feeding habits as well as the relationship between the type of food provided and management and behavioral problems in dogs. The specific objectives were: characterization and comparison of different physiological and blood parameters between dogs with and without behavior pathologies. Observation of the impact of the diet and managment factors (exercise, education) on those parameters and on dog’s behavior, with particular attention to aggression. This study is divided into three phases, according with the objectives. Firstly, characterization of the dogs’ characteristics and serics profiles on the basis of the blood tests. Comparison between the values noticed on animals without any behavior pathology and animals with behavior disorder to point out the difference between the biochemical parameters of the two groups. Secondly, the purpose of the second phase is to verify whether a type of food is able to affect the biochemical paramenters of a population of non-aggressive dogs. Thirdly, the goal is to evaluate the effects of different diet factors, management and physical exercise on the canine aggression.

Une linguistique énergétique en Russie au seuil du XXe siècle : essai d'analyse épistémologique

Le plan Nous nous proposons de distinguer dans l'oeuvre d'Ovsjaniko-Kulikovskij quatre étapes selon les sujets qu'il aborde dont les trois premières nous concernent directement: 1) les oeuvres de jeunesse portant sur le sanskrit et sur l'histoire de la pensée (1882-1892), 2) le noeud de sa conception (1893-1896), 3) les études spécialisées et les conclusions (1897-1902) et 4) ouvrages sur la théorie de la littérature et de l'art (à partir de 1903 environ, cette division étant approximative). Notre recherche ne suivra pas un plan strictement chronologique. Nous comptons évoquer les oeuvres en suivant leur apparition sans pour autant faire l'analyse détaillée de chacune d'elles. Au contraire, notre méthode d'analyse consistera à 1) dégager les idées maîtresses d'Ovsjaniko-Kulikovskij et leurs interrelations et 2) suivre leur évolution en les rapportant aux théories voisines en linguistique et dans d'autres sciences. Dans la partie I, intitulée «Une indo-européanistique évolutionniste», nous concentrerons notre attention tout d'abord sur les spécificités du parcours intellectuel d'Ovsjaniko-Kulikovskij par rapport à ses contemporains. Nous suivrons l'influence sur lui de cet «air du temps » de la fin du XIX' siècle qui rendait ses recherches indo-européennes évolutionnistes, à partir du réseau des présupposés de cette théorie. Nous verrons comment naît son insatisfaction devant les conceptions existantes du langage et comment se formulent les tâches et la problématique de la nouvelle conception qu'il veut élaborer. Dans la partie II, intitulée «Vers une linguistique énergétique», nous analyserons la constitution des piliers de sa conception, de ses idées originales qui la distinguent de ses contemporains. Nous nous intéresserons à la question du «nouveau» dans la science en nous référant aux conditions de production d'une conception nouvelle, à l'«air du temps» et à l'«air du lieu»: le raisonnement énergétique dans les sciences. Nous procéderons à une comparaison constante avec les conceptions de ses prédécesseurs (en particulier de ceux qu'il cite lui-même en tant que tels) et de ses contemporains. Dans la partie III, intitulée «Une syntaxe énergétique», nous nous intéresserons à ce que la conception d'Ovsjaniko-Kulikovskij a apporté de nouveau aux questions du «temps». A-t-il pu construire une «linguistique scientifique»? Comment le raisonnement énergétique sert-il à la fois de moteur et de frein à sa conception, lui ouvre-t-il de nouveaux horizons et lui dicte-t-il des limites? Dans la conclusion, enfin, nous dresserons le bilan de l'étude en démontrant quel intérêt il y a, pour l'histoire de la linguistique, à situer un auteur dans un tel croisement d'associations spatio-temporelles.

Melt topology and chemistry during partial melting in contact aureoles : an experimental study and field example

This study was initiated to investigate partial melting within the high-grade metamorphic rocks beneath the Little Cottonwood contact aureole (Utah, USA), in order to understand the melt generation, melt migration, and geometry of initial melt distribution on grain scale during crustal anatexis. The emplacement of the Little Cottonwood stock produced a contact aureole in the pelitic host rocks of the Big Cottonwood formation (BC). Metamorphic isogrades in pelitic rocks range form biotite to 2nd sillimanite grade as a function of distance from the contact. Migmatites are restricted to the highest grade and resulted form partial melting of the BC formation rocks. First melt was produced by a combined muscovite/biotite dehydration reaction in the sillimanite + k-feldspar stability field. Melt extraction from the pelites resulted in restites (magnetite + cordierite + alumosilicate ± biotite) surrounded by feldspar enriched quartzite zones. This texture is the result of gradual infiltration of partial melts into the quartzite. Larger, discrete melt accumulation occurred in extensional or transpressional domains such as boudin necks, veins, and ductile shear zones. Melt composition are Si02- rich, crystallized as pegmatites, and apparently were very mobile. They were able to infiltrate the quartzite pervaisivly. These melts are similar in composition to first melts produced in the hydrothermal partial melt experiments at 2kbar between 700 - 800°C on fine grained high metamorphic rocks (andalusite-cordierited-biotite-zone) of the BC formation. The experimental melts are water rich and in disequilibrium with the melting rock. Initial melt composition is heterogeneous for short run duration, reflective a lack of chemical equilibrium between individual melt pools. Rock core scale heterogeneity decreased with time indicating partial homogenization of melt compositions. A simultaneous shift of melt composition to higher silica content with time was observed. The silica content of the melt increased due to local melt/mineral reactions. Melt textures indicate that reactive melt transport is most efficient along grain boundaries rimmed by dissimilar grains. Melt heterogeneity resulted in chemical potential gradients which are major driving forces for initial melt migration and govern melt distribution during initial melting. An additional subject of the thesis is the crystal size distributions of opaque minerals in a fine-grained, high-grade meta-pelite of the Big Cottonwood which were obtained from 3D X-ray tomography (uCT) and 2D thin section analysis. µCT delivers accurate size distributions within a restricted range (~ a factor of 20 in size in a single 3D image), while the absolute number of crystals is difficult to obtain from these sparsely distributed, small crystals on the basis of 2D images. Crystal size distributions obtained from both methods are otherwise similar. - Ce travail de recherche a été entrepris dans le but d'étudier les processus de fusion partielle dans les roches fortement métamorphiques de l'auréole de contact de Little Cottonwood (Utah, USA) et ceci afin de comprendre la génération de liquide de fusion, la migration de ces liquides et la géométrie de la distribution initiale des liquides de fusion à l'échelle du grain durant l'anatexie de la croûte. L'emplacement du petit massif intrusif de Little Cottonwood a produit une auréole de contact dans les roches pélitiques encaissantes appartenant à la Foimation du Big Cottonwood (BC). Les isogrades métamorphiques dans les roches pélitiques varient de l'isograde de la biotite à la deuxième isograde de la sillimanite en fonction de la distance par rapport au massif intrusif. Les migmatites sont restreintes aux zones montrant le plus haut degré métamorphique et résultent de la fusion partielle des roches de la Formation de BC. Le premier liquide de fusion a été produit par la réaction de déshydratation combinée de la muscovite et de la biotite dans le champ de stabilité du feldspath potassique Pt de la sillimanite. L'extraction du liquide de fusion des pélites forme des restites (magnétites + cordiérite + aluminosilicate ± biotite) entourées par des zones de quartzites enrichies en feldspath. Cette texture est le résultat de l'infiltration graduelle du liquide de fusion partielle dans les quartzites. Des accumulations distinctes et plus larges de liquide de fusion ont lieu dans des domaines d'extension ou de transpression tels que les boudins, les veines, et les zones de cisaillement ductile. La composition des liquides de fusion est similaire à celle des liquides pegmatoïdes, et ces liquides sont apparemment très mobiles et capables d'infiltrer les quartzites. Ces liquides de fusion ont la même composition que les premiers liquides produits dans les expériences hydrotheunales de fusion partielle à 2kbar et entre 700-800° C sur les roches finement grenues et hautement métamorphiques (andalousite-cordiérite-biotite zone) de la Formation de BC. Les liquides de fusion obtenus expérimentalement sont riches en eau et sont en déséquilibre avec la roche en fusion. La composition initiale des liquides de fusion est hétérogène pour les expériences de courte durée et reflète l'absence d'équilibre chimique entre les différentes zones d'accumulation des liquides de fusion. L'hétérogénéité à l'échelle du noyau s'estompe avec le temps et témoigne de l'homogénéisation de la composition des liquides de fusion. Par ailleurs, on observe parallèlement un décalage de la composition des liquides vers des compositions plus riches en silice au cours du temps. Le contenu en silice des liquides de fusion évolue vers un liquide pegmatitique en raison des réactions liquides/minéraux. Les textures des liquides de fusion indiquent que le transport des liquides est plus efficace le long des bordures de grains bordés par des grains différents. Aucun changement apparent du volume total n'est visible. L'hétérogénéité des liquides s'accompagne d'un gradient de potentiel chimique qui sert de moteur principal à la migration des liquides et à la distribution des liquides durant la fusion. Un sujet complémentaire de ce travail de thèse réside dans l'étude de la distribution de la taille des cristaux opaques dans les pélites finement grenues et fortement métamorphiques de la Formation de Big Cottonwood. Les distributions de taille ont été obtenues suite à l'analyse d'images 3D acquise par tomographie ainsi que par analyse de lames minces. La microtomographie par rayon X fournit une distribution de taille précise sur une marge restreinte (- un facteur de taille 20 dans une seule image 3D), alors que le nombre absolu de cristaux est difficile à obtenir sur la base d'image 2D en raison de la petite taille et de la faible abondance de ces cristaux. Les distributions de taille obtenues par les deux méthodes sont sinon similaire. Abstact: Chemical differentiation of the primitive Earth was due to melting and separation of melts. Today, melt generation and emplacement is still the dominant process for the growth of the crust. Most granite formation is due to partial melting of the lower crust, followed by transport of magma through the crust to the shallow crust where it is emplaced. Partial melting and melt segregation are essential steps before such a granitic magma can ascent through the crust. The chemistry and physics of partial melting and segregation is complex. Hence detailed studies, in which field observations yield critical information that can be compared to experimental observations, are crucial to the understanding of these fundamental processes that lead and are leading to the chemical stratification of the Earth. The research presented in this thesis is a combined field and experimental study of partial melting of high-grade meta-pelitic rocks of the Little Cottonwood contact aureole (Utah, USA). Contact metamorphic rocks are ideal for textural studies of melt generation, since the relatively short times of the metamorphic event prevents much of the recrystallization which plagues textural studies of lower crustal rocks. The purpose of the study is to characterize melt generation, identify melting reactions, and to constrain melt formation, segregation and migration mechanisms. In parallel an experimental study was undertaken to investigate melt in the high grade meta pelitic rocks, to confirm melt composition, and to compare textures of the partial molten rock cores in the absence of deformation. Results show that a pegmatoidal melt is produced by partial melting of the pelitic rocks. This melt is highly mobile. It is capable of pervasive infiltration of the adjacent quartzite. Infiltration results in rounded quartz grains bordered by a thin feldspar rim. Using computed micro X-ray tomography these melt networks can be imaged. The infiltrated melt leads to rheological weakening and to a decompaction of the solid quartzite. Such decompaction can explain the recent discovery of abundant xenocrysts in many magmas, since it favors the isolation of mineral grains. Pervasive infiltration is apparently strongly influenced by melt viscosity and melt-crystal wetting behavior, both of which depend on the water content of melt and the temperature. In all experiments the first melt is produced on grain boundaries, dominantly by the local minerals. Grain scale heterogeneity of a melting rock leads thus to chemical concentration gradients in the melt, which are the driving force for initial melt migration. Pervasive melt films along grain boundaries leading to an interconnected network are immediately established. The initial chemical heterogeneities in the melt diminish with time. Résumé large public: La différenciation chimique de la Terre primitive est la conséquence de la fusion des roches et de la séparation des liquides qui en résultent. Aujourd'hui, la production de liquide magmatique est toujours le mécanisme dominant pour la croissance de la croûte terrestre. Ainsi la formation de la plupart des granites est un processus qui implique la production de magma par fusion partielle de la croûte inférieure, la migration de ces magmas à travers la croûte et finalement son emplacement dans les niveaux superficielle de la croûte terrestre. Au cours de cette évolution, les processus de fusion partielle et de ségrégation sont des étapes indispensables à l'ascension des granites à travers la croûte. Les conditions physico-chimiques nécessaires à la fusion partielle et à l'extraction de ces liquides sont complexes. C'est pourquoi des études détaillées des processus de fusion partielle sont cruciales pour la compréhension de ces mécanismes fondamentaux responsables de la stratification chimique de la Terre. Parmi ces études, les observations de terrain apportent notamment des informations déterminantes qui peuvent être comparées aux données expérimentales. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse associe études de terrain et données expérimentales sur la fusion partielle des roches pélitiques de haut degré métamorphiques provenant de l'auréole de contact de Little Cottonwood (Utah, USA). Les roches du métamorphisme de contact sont idéales pour l'étude de la folination de liquide de fusion. En effet, la durée relativement courte de ce type d'événement métamorphique prévient en grande partie la recristallisation qui perturbe les études de texture des roches dans la croûte inférieure. Le but de cette étude est de caractériser la génération des liquides de fusion, d'identifier les réactions responsables de la fusion de ces roches et de contraindre la formation de ces liquides et leur mécanisme de ségrégation et de migration. Parallèlement, des travaux expérimentaux ont été entrepris pour reproduire la fusion partielle de ces roches en laboratoire. Cette étude a été effectuée dans le but de confirmer la composition chimique des liquides, et de comparer les textures obtenues en l'absence de déformation. Les résultats montrent qu'un liquide de fusion pegmatoïde est produit par fusion partielle des roches pélitiques. La grande mobilité de ce liquide permet une infiltration pénétrative dans les quarzites. Ces infiltrations se manifestent par des grains de quartz arrondis entourés par une fine bordure de feldspath. L'utilisation de la tomography à rayons X a permis d'obtenir des images de ce réseau de liquide de fusion. L'infiltration de liquide de fusion entraîne un affaiblissement de la rhéologie de la roche ainsi qu'une décompaction des quartzites massifs. Une telle décompaction peut expliquer la découverte récente d'abondants xénocristaux dans beaucoup de magmas, puisque elle favorise l'isolation des minéraux. L'infiltration pénétrative est apparemment fortement influencée par la viscosité du fluide de fusion et le comportement de la tension superficielle entre les cristaux et le liquide, les deux étant dépendant du contenu en eau dans le liquide de fusion et de la température. Dans toutes les expériences, le premier liquide est produit sur les bordures de grains, principalement par les minéraux locaux. L'hétérogénéité à l'échelle des grains d'une roche en fusion conduit donc à un gradient de concentration chimique dans le liquide, qui sert de moteur à l'initiation de la migration du liquide. Des fines couches de liquide de fusion le long de bordures de grains formant un réseau enchevêtré s'établit immédiatement. Les hétérogénéités chimiques initiales dans le liquide s'estompent avec le temps.

Rôle du transporteur de glucose GLUT2 dans les mécanismes centraux de glucodétection impliqués dans le contrôle de la sécrétion du glucagon et de la prise alimentaire

Résumé Rôle du transporteur de glucose GLUT2 dans les mécanismes centraux de glucodétection impliqués dans le contrôle de la sécrétion du glucagon et de la prise alimentaire. Les mécanismes centraux de glucodétection jouent un rôle majeur dans le contrôle de l'homéostasie glucidique. Ces senseurs régulent principalement la sécrétion des hormones contre-régulatrices, la prise alimentaire et la dépense énergétique. Cependant, la nature cellulaire et le fonctionnement moléculaire de ces mécanismes ne sont encore que partiellement élucidés. Dans cette étude, nous avons tout d'abord mis en évidence une suppression de la stimulation de la sécrétion du glucagon et de la prise alimentaire en réponse à une injection intracérébroventriculaire (i.c.v.) de 2-déoxy-D-glucose (2-DG) chez les souris de fond génétique mixte et déficientes pour le gène glut2 (souris RIPG1xglut2-/-). De plus, chez ces souris, l'injection de 2-DG n'augmente pas l'activation neuronale dans l'hypothalamus et le complexe vagal dorsal. Nous avons ensuite montré que la ré-expression de GLUT2 dans les neurones des souris RIPG1xg1ut2-/- ne restaure pas la sécrétion du glucagon et la prise alimentaire en réponse à une injection i.c.v. de 2-DG. En revanche, l'injection de 2-DG réalisée chez les souris RIPG1xg1ut2-/- ré-exprimant le GLUT2 dans leurs astrocytes, stimule la sécrétion du glucagon et l'activation neuronale dans le complexe vagal dorsal mais n'augmente pas la prise alimentaire ni l'activation neuronale dans l'hypothalamus. L'ensemble de ces résultats démontre l'existence de différents mécanismes centraux de glucodétection dépendants de GLUT2. Les mécanismes régulant la sécrétion du glucagon sont dépendants de GLUT2 astrocytaire et pourraient être localisés dans le complexe vagal dorsal. L'implication des astrocytes dans ces mécanismes suggère un couplage fonctionnel entre les astrocytes et les neurones adjacents « sensibles au glucose ». Lors de cette étude, nous avons remarqué chez les souris RIPG1xg1ut2-/- de fond génétique pur C57B1/6, que seul le déclenchement de la prise alimentaire en réponse à l'injection i.p. ou i.c.v. de 2-DG est aboli. Ces données mettent en évidence que suivant le fond génétique de la souris, les mécanismes centraux de glucodétection impliqués dans la régulation de la sécrétion peuvent être indépendants de GLUT2. Summary. Role of transporter GLUT2 in central glucose sensing involved in the control of glucagon secretion and food intake. Central glucose sensors play an important role in the control of glucose homeostasis. These sensors regulate general physiological functions, including food intake, energy expenditure and hormones secretion. So far the cellular and molecular basis of central glucose detection are poorly understood. Hypoglycemia, or cellular glucoprivation by intraperitoneal injection of 2-deoxy¬glucose (2-DG) injection, elicit multiple glucoregulatory responses, in particular glucagon secretion and stimulation of feeding. We previously demonstrated that the normal glucagon response to insulin-induced hypoglycemia was suppressed in mice lacking GLUT2. This indicated the existence of extra-pancreatic, GLUT2-dependent, glucose sensors controllling glucagon secretion. Here, we have demonstrated that the normal glucagon and food intake responses to central glucoprivation, by intracerebroventricular (i.c.v.) injections of 2-DG, were suppressed in mice lacking GLUT2 (RIPG1xglut2-/- mice) indicating that GLUT2 plays a role in central glucose sensing units controlling secretion of glucagon and food intake. Whereas it is etablished that glucose responsive neurons change their firing rate in response to variations of glucose concentrations, the exact mechanism of glucose detection is not established. In particular, it has been suggested that astrocytic cells may be the primary site of glucose detection and that a signal is subsequently transmitted to neurons. To evaluate the respective role of glial and neuronal expression of GLUT2 in central glucodetection, we studied hypoglycemic and glucoprivic responses following cellular glucoprivation in RIPG1xglut2-/- mice reexpressing the transgenic GLUT2 specifially in their astrocytes (pGFAPG2xRIPG1xglut2-/- mice) or their neurons (pSynG2xRIPG1xglut2-/- mice). The increase of food intake after i.p. injection of 2-DG in control mice was not observed in the pGFAPG2xRIPG1xglut2-/- mice. Whereas a strong increase of glucagon secretion was observed in control and pGFAPG2xRIPG1xglut2-/- mice, not glucagonemic response was induced in pSynG2xRIPG1xglut2-/- mice. Our results show that GLUT2 reexpression in glial cells but not in neurons restored glucagon secretion and thus present a strong evidence that glucose detection and the control of glucagon secretion require a coupling between glial cells and neurons. Furthermore, these results show the existence of differents glucose sensors in CNS. Résumé tout public. Rôle du transporteur de glucose GLUT2 dans les mécanismes centraux de glucodétection impliqués dans le contrôle de la sécrétion du glucagon et de la prise alimentaire. Chez les mammifères, en dépit des grandes variations dans l'apport et l'utilisation du glucose, la glycémie est maintenue à une valeur relativement constante d'environ 1 g/l. Cette régulation est principalement sous le contrôle de deux hormones produites par le pancréas l'insuline et le glucagon. A la suite d'un repas, la détection de l'élévation de la glycémie par le pancréas permet la libération pancréatique de l'insuline dans le sang. Cette hormone va alors permettre le stockage dans le foie du glucose sanguin en excès et diminuer ainsi la glycémie. Sans insuline, le glucose s'accumule dans le sang. On parle alors d'hyperglycémie chronique. Cette situation est caractéristique du diabète et augmente les risques de maladies cardiovasculaires. A l'inverse, lors d'un jeûne, la détection de la diminution de la glycémie par le cerveau permet le déclenchement de la prise alimentaire et stimule la sécrétion de glucagon par le pancréas. Le glucagon va alors permettre la libération dans le sang du glucose stocké par le foie. Les effets du glucagon et de la prise de nourriture augmentent ainsi les concentrations sanguines de glucose pour empêcher une diminution trop importante de la glycémie. Une hypoglycémie sévère peut entraîner un mauvais fonctionnement du cerveau allant jusqu'à des lésions cérébrales. Contrairement aux mécanismes pancréatiques de détection du glucose, les mécanismes de glucodétection du cerveau ne sont encore que partiellement élucidés. Dans le laboratoire, nous avons observé, chez les souris transgéniques n'exprimant plus le transporteur de glucose GLUT2, une suppression de la stimulation de la sécrétion du glucagon et du déclenchement de la prise alimentaire en réponse à une hypoglycémie, induite uniquement dans le cerveau. Dans le cerveau, le GLUT2 est principalement exprimé par les astrocytes, cellules gliales connues pour soutenir, nourrir et protéger les neurones. Nous avons alors ré-exprimé spécifiquement le GLUT2 dans les astrocytes des souris transgéniques et nous avons observé que seule la stimulation de la sécrétion du glucagon en réponse à l'hypoglycémie est restaurée. Ces résultats mettent en évidence que la sécrétion du glucagon et la prise alimentaire sont contrôlées par différents mécanismes centraux de glucodétection dépendants de GLUT2.