Functional activities of the pancreas and liver;

Mode of access: Internet.

Investigation of the coordinated functional activities of cytochrome P450 3A4 and P-glycoprotein in limiting the absorption of xenobiotics in Caco-2 cells

The coordination of the functional activities of intestinal CYP3A4 and P-gp in limiting the absorption of xenobiotics in Caco-2 cells was investigated. Growing Caco-2 cells were exposed to increasing concentrations of doxorubicin (1-2 μM) in plastic flasks to encourage a subpopulation of cells, that displayed an intrinsically higher multidrug resistance (mdr) phenotype than the parent cells, to survive and grow. Doxorubicin-exposed (hereinafter referred to as type I cells) and nonexposed Caco-2 cells (parent cells) on collagen-coated inserts were also treated with either 0 (control) or 0.25 μM 1α,25-dihydroxyvitamin D3 to promote cellular CYP3A4 expression. Increased P-gp protein expression, as detected by Western blotting, was noted in type I cells (213±54.35%) compared to that of parent cells (100±6.05%). Furthermore, they retained significantly less [3H]vincristine sulphate (p<0.05), a P-gp substrate, after efflux (272.89±11.86 fmol/mg protein) than the parent cells (381.39±61.82 fmol/mg protein). The expression of CYP3A4 in parental cells after 1α,25-dihydroxyvitamin D3 treatment was quantified to be 76.2±7.6 pmol/mg protein and comparable with that found in human jejunal enterocytes (70.0±20.0 pmol/mg protein). Type I cells, however, expressed a very low quantity of CYP3A4 both before and after the treatment that was beyond the minimum detection limit of Western blotting. Functionally, the rates of 1-hydroxylation of midazolam by CYP3A for both cell types ranged from 257.0±20.0 to 1057.0±46.0 pmol/min/mg protein. Type I cells, although having a higher P-gp expression and activity comparatively, metabolized midazolam less extensively than the parent cells. The results suggested that there were noncoordinated functional activities of intestinal CYP3A4 and P-gp in Caco-2 cells, although they both functioned independently to minimize intestinal epithelial absorption of xenobiotics. © 2002 Wiley-Liss, Inc. and the American Pharmaceutical Association.

Cathelicidin-like Helminth Defence Molecules (HDMs):Absence of Cytotoxic, Anti-microbial and Anti-protozoan Activities Imply a Specific Adaptation to Immune Modulation

Host defence peptides (HDPs) are expressed throughout the animal and plant kingdoms. They have multifunctional roles in the defence against infectious agents of mammals, possessing both bactericidal and immune-modulatory activities. We have identified a novel family of molecules secreted by helminth parasites (helminth defence molecules; HDMs) that exhibit similar structural and biochemical characteristics to the HDPs. Here, we have analyzed the functional activities of four HDMs derived from Schistosoma mansoni and Fasciola hepatica and compared them to human, mouse, bovine and sheep HDPs. Unlike the mammalian HDPs the helminth-derived HDMs show no antimicrobial activity and are non-cytotoxic to mammalian cells (macrophages and red blood cells). However, both the mammalian- and helminth-derived peptides suppress the activation of macrophages by microbial stimuli and alter the response of B cells to cytokine stimulation. Therefore, we hypothesise that HDMs represent a novel family of HDPs that evolved to regulate the immune responses of their mammalian hosts by retaining potent immune modulatory properties without causing deleterious cytotoxic effects.

Electromyographic preactivation pattern of the gluteus medius during weight-bearing functional tasks in women with and without anterior knee pain

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A controlled clinical trial on the effects of exercise on neuropsychiatric disorders and instrumental activities in women with Alzheimer's disease

OBJETIVO: Analisar os efeitos de seis meses de intervenção de um programa de atividade física sobre os distúrbios neuropsiquiátricos e o desempenho nas atividades instrumentais da vida diária de idosos com Doença de Alzheimer (DA). MÉTODOS: Foram recrutados 20 pacientes nos estágios entre leve e moderado da DA. Segundo o escore clínico de demência (CDR), foram distribuídos em dois grupos: o grupo treinamento (GT), composto por dez mulheres que participaram de um program de exercícios físicos por um período de seis meses, e o grupo controle (GC), composto por dez outras participantes que não realizaram nenhum tipo de intervenção motora estruturada durante o mesmo período. Todas as participantes foram avaliadas por meio do Miniexame do Estado Mental, para obtenção da caracterização cognitiva; Inventário Neuropsiquiátrico, para identificação dos distúrbios neuropsiquiátricos mais prevalentes e Questionário de Atividades Instrumentais de Pfeffer, para verificação do grau de comprometimento funcional. RESULTADOS: Os participantes do GC mostraram uma deterioração tanto no desempenho das atividades instrumentais quanto na intensificação dos distúrbios neuropsiquiátricos, quando comparados os momentos pré e pós-intervenção. CONCLUSÃO: O GT demonstrou uma atenuação da intensificação dos distúrbios neuropsiquiátricos e do desempenho funcional em relação ao grupo sedentário.

Functional dependence and caregiver burden in Alzheimer's disease: a controlled trial on the benefits of motor intervention

Background: Cognitive decline has a negative impact on functional activities in Alzheimer's disease. Investigating the effects of motor intervention with the intent to reduce the decline in functionality is an expected target for patients and caregivers. The aim of this study was to verify if a 6-month motor intervention programme promoted functionality in Alzheimer's patients and attenuated caregivers' burden. Methods: The sample comprised 32 community patients with Alzheimer's disease and their 32 respective caregivers. Patients were divided into two groups: 16 participated in the motor intervention programme and 16 controls. Subjects performed 60 minutes of exercises, three times per week during the 6-month period, to improve flexibility, strength, agility and balance. Caregivers followed the procedures with their patients during this period. Functionality was evaluated by the Berg Functional Balance Scale and the Functional Independence Measure. Caregivers completed the Neuropsychiatric Inventory Caregiver Distress Scale and the Zarit Carer Burden Scale. Two-way ANOVA was used to verify the interaction between time (pre- and post-intervention) and the motor intervention program. Results: While patients in the motor programme preserved their functionality, as assessed by the Functional Independence Measure, the controls suffered a relative decline (motor intervention group: from 109.6 to 108.4 vs controls: from 99.5 to 71.6; P= 0.01). Patients from motor intervention also had better scores than the controls on functional balance assessed by Berg scale (F: 22.2; P= 0.001). As assessed by the Neuropsychiatric Inventory and Zarit scale, burden was reduced among caregivers whose patients participated in the motor intervention programme compared with caregivers whose patients did not participate in this programme (Neuropsychiatric Inventory, caregiver's part: F: 9.37; P= 0.01; Zarit: F: 11.28; P= 0.01). Conclusion: Patients from the motor intervention group showed reduced functional decline compared to the controls, and there was an associated decrease in caregivers' burden.

Phenotypic and functional evaluations of peripheral blood monocytes from chronic-form paracoccidioidomycosis patients before and after treatment

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Objective metrics for functional evaluation of upper limb during the ADL of drinking: application in SCI

Three-dimensional kinematic analysis provides quantitative assessment of upper limb motion and is used as an outcome measure to evaluate movement disorders. The aim of the present study is to present a set of kinematic metrics for quantifying characteristics of movement performance and the functional status of the subject during the execution of the activity of daily living (ADL) of drinking from a glass. Then, the objective is to apply these metrics in healthy people and a population with cervical spinal cord injury (SCI), and to analyze the metrics ability to discriminate between healthy and pathologic people. 19 people participated in the study: 7 subjects with metameric level C6 tetraplegia, 4 subjects with metameric level C7 tetraplegia and 8 healthy subjects. The movement was recorded with a photogrammetry system. The ADL of drinking was divided into a series of clearly identifiable phases to facilitate analysis. Metrics describing the time of the reaching phase, the range of motion of the joints analyzed, and characteristics of movement performance such as the efficiency, accuracy and smoothness of the distal segment and inter-joint coordination were obtained. The performance of the drinking task was more variable in people with SCI compared to the control group in relation to the metrics measured. Reaching time was longer in SCI groups. The proposed metrics showed capability to discriminate between healthy and pathologic people. Relative deficits in efficiency were larger in SCI people than in controls. These metrics can provide useful information in a clinical setting about the quality of the movement performed by healthy and SCI people during functional activities.

Patients with chronic neck pain demonstrate altered patterns of muscle activation during performance of a functional upper limb task

Study Design. Cross-sectional study. Objective. This study compared neck muscle activation patterns during and after a repetitive upper limb task between patients with idiopathic neck pain, whiplash-associated disorders, and controls. Summary of Background Data. Previous studies have identified altered motor control of the upper trapezius during functional tasks in patients with neck pain. Whether the cervical flexor muscles demonstrate altered motor control during functional activities is unknown. Methods. Electromyographic activity was recorded from the sternocleidomastoid, anterior scalenes, and upper trapezius muscles. Root mean square electromyographic amplitude was calculated during and on completion of a functional task. Results. A general trend was evident to suggest greatest electromyograph amplitude in the sternocleidomastoid, anterior scalenes, and left upper trapezius muscles for the whiplash-associated disorders group, followed by the idiopathic group, with lowest electromyographic amplitude recorded for the control group. A reverse effect was apparent for the right upper trapezius muscle. The level of perceived disability ( Neck Disability Index score) had a significant effect on the electromyographic amplitude recorded between neck pain patients. Conclusions. Patients with neck pain demonstrated greater activation of accessory neck muscles during a repetitive upper limb task compared to asymptomatic controls. Greater activation of the cervical muscles in patients with neck pain may represent an altered pattern of motor control to compensate for reduced activation of painful muscles. Greater perceived disability among patients with neck pain accounted for the greater electromyographic amplitude of the superficial cervical muscles during performance of the functional task.

Genotoxicity of inorganic mercury salts based on disturbed microtubule function

This study investigated the hypothesis that the chromosomal genotoxicity of inorganic mercury results from interaction(s) with cytoskeletal proteins. Effects of Hg2+ salts on functional activities of tubulin and kinesin were investigated by determining tubulin assembly and kinesin-driven motility in cell-free systems. Hg2+ inhibits microtubule assembly at concentrations above 1 μM, and inhibition is complete at about 10 μM. In this range, the tubulin assembly is fully (up to 6 μM) or partially (∼6-10 μM) reversible. The inhibition of tubulin assembly by mercury is independent of the anion, chloride or nitrate. The no-observed-effect- concentration for inhibition of microtubule assembly in vitro was 1 μM Hg2+, the IC50 5.8 μM. Mercury(II) salts at the IC 50 concentrations partly inhibiting tubulin assembly did not cause the formation of aberrant microtubule structures. Effects of mercury salts on the functionality of the microtubule motility apparatus were studied with the motor protein kinesin. By using a "gliding assay" mimicking intracellular movement and transport processes in vitro, HgCl2 affected the gliding velocity of paclitaxel-stabilised microtubules in a clear dose-dependent manner. An apparent effect is detected at a concentration of 0.1 μM and a complete inhibition is reached at 1 μM. Cytotoxicity of mercury chloride was studied in V79 cells using neutral red uptake, showing an influence above 17 μM HgCl2. Between 15 and 20 μM HgCl2 there was a steep increase in cell toxicity. Both mercury chloride and mercury nitrate induced micronuclei concentration-dependently, starting at concentrations above 0.01 μM. CREST analyses on micronuclei formation in V79 cells demonstrated both clastogenic (CREST-negative) and aneugenic effects of Hg2+, with some preponderance of aneugenicity. A morphological effect of high Hg2+ concentrations (100 μM HgCl2) on the microtubule cytoskeleton was verified in V79 cells by immuno-fluorescence staining. The overall data are consistent with the concept that the chromosomal genotoxicity could be due to interaction of Hg2+ with the motor protein kinesin mediating cellular transport processes. Interactions of Hg 2+ with the tubulin shown by in vitro investigations could also partly influence intracellular microtubule functions leading, together with the effects on the kinesin, to an impaired chromosome distribution as shown by the micronucleus test.

Biochemical and structural properties of Potato virus A VPg

The potato virus A (PVA) genome linked protein (VPg) is a multifunctional protein that takes part in vital infection cycle events such as replication and movement of the virus from cell to cell. VPg is attached to the 5´ end of the genome and is carried in the tip structure of the filamentous virus particle. VPg is also the last protein to be cleaved from the polyprotein. VPg interacts with several viral and host proteins and is phosphorylated at several positions. These features indicate a central role in virus epidemiology and a requirement for an efficient but flexible mechanism for switching between different functions. -- This study examines some of the key VPg functions in more detail. Mutations in the positively charged region from Ala38 to Lys44 affected the NTP binding, uridylylation, and in vitro translation inhibition activities of VPg, whereas in vivo translation inhibition was not affected. Some of the data generated in this study implicated the structural flexibility of the protein in functional activities. VPg lacks a rigid structure, which could allow it to adapt conformationally to different functions as needed. A major finding of this study is that PVA VPg belongs to the class of ´intrinsically disordered proteins´ (IDPs). IDPs are a novel protein class that has helped to explain the observed lack of structure. The existence of IDPs clearly shows that proteins can be functional and adapt a native fold without a rigid structure. Evidence for the intrinsic disorder of VPg was provided by CD spectroscopy, NMR, fluorescence spectroscopy, bioinformatic analysis, and limited proteolytic digestion. The structure of VPg resembles that of a molten globule-type protein and has a hydrophobic core domain. Approximately 50% of the protein is disordered and an α-helical stabilization of these regions has been hypothesized. Surprisingly, VPg structure was stabilized in the presence of anionic lipid vesicles. The stabilization was accompanied by a change in VPg structure and major morphological modifications of the vesicles, including a pronounced increase in the size and appearance of pore or plaque like formations on the vesicle surface. The most likely scenario seems to be an α-helical stabilization of VPg which induces formation of a pore or channel-like structure on the vesicle surface. The size increase is probably due to fusion or swelling of the vesicles. The latter hypothesis is supported by the evident disruption of the vesicles after prolonged incubation with VPg. A model describing the results is presented and discussed in relation to other known properties of the protein.

Caregiving and its impact on families of the terminally ill

Changes in the health care system have meant that increasing numbers of the terminally ill receive the majority of their care at home. The purpose of this paper was to document patterns of informal and formal care provided to the terminally ill and assess the impact caregiving has on family members. One hundred and fifty-one family caregivers were recruited for interviews from two community-nursing agencies in an urban region of the province of Ontario, Canada. The majority of respondents 119 (79%) were the female spouses of the patient. The numbers of caregivers providing assistance in specific functional activities were: bathing, 133 (88%); mobility, 123 (81%); dressing and undressing, 114 (76%); toileting, 101 (67%), and assistance at night 97 (64%). Sixty-two (41%) respondents reported that they had been providing some form of caregiving for over one year. They also reported that physical demands in caregiving increased substantially during the last three months of the care recipient's life. As family caregivers provided more assistance in activities of daily living they were at greater risk of reporting high caregiver burden. The results of this paper identify the types of care provided by family caregivers of the terminally ill and the impact these demands have on the family caregiver.

L’utilisation des services de centre de jour par les personnes âgées qui présentent des incapacités

Contexte: Les centres de jour offrent des interventions de groupe à des personnes âgées qui présentent des incapacités, dans le but de favoriser leur maintien à domicile. Des études récentes tendent à démontrer qu’une utilisation régulière du service serait nécessaire pour induire des effets bénéfiques. Objectifs: Cette recherche visait à documenter l’utilisation des centres de jour par des personnes âgées qui présentent des incapacités. Elle comportait trois principaux objectifs: 1) Caractériser les utilisateurs de centre de jour et ce qui les distingue des non-utilisateurs et analyser les déterminants de l’utilisation du centre de jour. 2) Explorer l’adéquation entre les activités offertes par les centres de jour et les caractéristiques d’autonomie et de santé des utilisateurs. 3) Définir les facteurs associés à la régularité de la participation. Méthodes: Cette recherche s’appuie sur une analyse secondaire de données recueillies auprès de 723 personnes âgées qui ont participé au projet de démonstration SIPA (Services intégrés pour personnes âgées) implanté dans deux CLSC de la région de Montréal. L’utilisation du centre de jour a été documentée pendant une période de six mois, auprès des cinq centres de jour existant sur ce même territoire. Des informations sur le fonctionnement des centres de jour ont été obtenues par des entrevues et des rencontres de groupe auprès de coordonnateurs de ces centres. Les données ont été analysées à l’aide de statistiques descriptives, d’analyses en regroupement et d’analyses de régression logistique et multiple. Résultats: Les résultats sont présentés dans trois articles, soit un pour chacun des objectifs. Article 1: La proportion d’utilisateurs de centre de jour est de 18,8% (IC-0,95: 16,0 à 21,7%). Les facteurs suivants augmentent la probabilité d’utiliser le centre de jour: être plus jeune (RC: 1,12; IC-0,95: 1,06 à 1,19); ne pas avoir une éducation universitaire (RC: 1,92; IC-0,95: 1,04 à 3,57); recevoir l’aide du CLSC pour les activités de vie quotidienne plus d’une fois par semaine (RC: 1,73 et 2,48 pour aide de deux à cinq fois par semaine et aide de six à sept fois par semaine respectivement; IC-0,95: 1,06 à 2,80 et 1,22 à 5,06); faire partie du bassin de desserte d’un centre de jour dont les coûts sont moins élevés (RC: 1,054 ; IC-0,95: 1,001 à 1,108 pour chaque augmentation de 1$); et pour les hommes seulement, avoir déjà subi un accident vasculaire cérébral et présenter davantage d’incapacités fonctionnelles (interaction entre le sexe et la présence d’un AVC: RC: 0,298; IC-0,95: 0,108 à 0,825; interaction entre le sexe et les capacités fonctionnelles mesurées à l’OARS: RC: 1,096; IC-0,95: 1,019 à 1,178). De plus, on observe une plus grande probabilité d’utiliser le centre de jour chez les personnes qui cohabitent avec une personne de soutien. Toutefois, cette relation ne s’observe que chez les personnes nées au Canada (interaction entre la cohabitation avec la personne de soutien et le pays de naissance: RC: 0,417; IC-0,95: 0,185 à 0,938). Article 2: Des analyses en regroupement ont permis de distinguer quatre profils de participants ayant des caractéristiques similaires: 1) les personnes fragilisées par un âge avancé et un grand nombre de problèmes de santé; 2) les participants plus jeunes et plus autonomes que la moyenne, qui semblent des utilisateurs précoces; 3) les personnes qui présentent des incapacités d’origine cognitive; et 4) celles qui présentent des incapacités d’origine motrice. Les activités de groupe des centres de jour ont été regroupées en huit catégories: exercices physiques; groupe spécifique pour un diagnostic ou un problème fonctionnel commun; activités fonctionnelles; stimulation cognitive; activités musicales ou de réminiscence; sports et jeux physiques; intégration sociale; prévention et promotion de la santé. Les activités les plus fréquentes sont les exercices physiques et les activités d’intégration sociale auxquelles ont participé plus de 90% des utilisateurs de centre de jour, et ce en moyenne à respectivement 78% (±23%) et 72% (±24%) de leurs présences au centre de jour. Les autres catégories d’activités rejoignent de 45% à 77% des participants, et ce en moyenne à 35% (±15%) à 46% (±33%) de leurs présences. La participation aux diverses catégories d’activités a été étudiée pour chaque profil d’utilisateurs et comparée aux activités recommandées pour divers types de clientèle. On observe une concordance partielle entre les activités offertes et les besoins des utilisateurs. Cette concordance apparaît plus grande pour les participants qui présentent des problèmes de santé physique ou des incapacités d’origine motrice et plus faible pour ceux qui présentent des symptômes dépressifs ou des atteintes cognitives. Article 3: Les participants au centre de jour y sont inscrits en moyenne à raison de 1,56 (±0,74) jours par semaine mais sont réellement présents à 68,1% des jours attendus. Les facteurs suivants sont associés à une participation plus régulière au centre de jour en termes de taux de présences réelles / présences attendues: ne pas avoir travaillé dans le domaine de la santé (b: ,209; IC-0,95: ,037 à ,382); recevoir de l’aide du CLSC les jours de fréquentation du centre de jour (b: ,124; IC-0,95: ,019 à ,230); être inscrit pour la journée plutôt que la demi-journée (b: ,209: IC-0,95: ,018 à ,399); lors de ses présences au centre de jour, avoir une moins grande proportion d’activités de prévention et promotion de la santé (b: ,223; IC-0,95: ,044 à ,402); et enfin, avoir un aidant qui présente un fardeau moins élevé pour les personnes avec une atteinte cognitive et un fardeau plus élevé pour les personnes sans atteinte cognitive (interaction entre la présence d’atteinte cognitive et le fardeau de l’aidant: b: -,008; IC-0,95: -,014 à -,044). Conclusion: Conformément à leur mission, les centres de jour rejoignent une bonne proportion des personnes âgées qui présentent des incapacités. Cette étude fait ressortir les caractéristiques des personnes les plus susceptibles d’y participer. Elle suggère la nécessité de revoir la planification des activités pour assurer une offre de services qui tienne davantage compte des besoins des participants, en particulier de ceux qui présentent des atteintes cognitives et des symptômes de dépression. Elle démontre aussi que l’intensité d’exposition au service semble faible, ce qui soulève la question des seuils d’exposition nécessaires pour induire des effets favorables sur le maintien à domicile et sur la qualité de vie de la clientèle cible.

Rôle de la CuZn superoxyde dismutase dans la néovascularisation en réponse à l'ischémie

L’athérosclérose est à l’origine d’importantes obstructions vasculaires. La sévérité de l’ischémie tissulaire provoquée par l’athérosclérose dépend en partie de la capacité de l’organisme à former de nouveaux vaisseaux (néovascularisation). Les mécanismes de néovascularisation sont modulés par la balance oxydo-réductive. Une exacerbation du stress oxydant est retrouvée dans tous les facteurs de risque cardiovasculaire, et en particulier lors du vieillissement. Au niveau vasculaire, la CuZnSOD est la principale enzyme antioxydante. Cependant, son rôle spécifique dans le vieillissement vasculaire et dans le développement de nouveaux vaisseaux en réponse à l’ischémie n’est pas connu. Nos hypothèses de recherche sont: 1) qu’une absence de CuZnSOD diminue la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie 2) que cette diminution de la néovascularisation est dûe au vieillissement de la vasculature affectant à la fois les cellules endothéliales matures et les cellules progénitrices endothéliales. Nous avons démontré qu’une déficience en CuZnSOD diminue significativement la néovascularisation en réponse à l’ischémie. Cette diminution de néovascularisation est associée à une augmentation du stress oxydant et une réduction de la biodisponibilité du NO. La déficience en CuZnSOD réduit significativement le nombre de EPCs (moelle, rate). De plus, ces EPCs présentent une augmentation significative des niveaux de stress oxydant, une diminution de la production de NO et une capacité réduite à migrer et à s’intégrer à un réseau tubulaire. Fait important, il iv est possible d’améliorer la néovascularisation des souris déficientes en CuZnSOD par une supplémentation en EPCs provenant de souris contrôles. Nous avons également démontré que la récupération du flot sanguin suivant l’ischémie est significativement réduite par l’âge. À la fois chez les jeunes et les vieilles souris, la déficience en CuZnSOD mène à une réduction additionnelle de la néovascularisation. Fait intéressant, le potentiel néovasculaire des jeunes souris déficiente en CuZnSOD est similaire à celui des vieilles souris contrôles. Les niveaux de stress oxydant sont également augmentés de façon similaire dans ces deux groupes de souris. L’âge et la déficience en CuZnSOD sont tous deux associés à une réduction du nombre d’EPCs isolées de la moelle et de la rate. L’effet de l’âge seul sur la fonction des EPCs est modeste. Par contre, la déficience en CuZnSOD en condition de vieillissement est associée à d’importants effets délétères sur l’activité fonctionnelle des EPCs. En résumé, nos résultats suggèrent que la protection contre le stress oxydant par la CuZnSOD est essentielle pour préserver la fonction des EPCs et la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie. Le défaut de néovascularisation observé en absence de CuZnSOD est associé à un vieillissement vasculaire accéléré. Nos résultats suggèrent que dans le contexte du vieillissement, la CuZnSOD a un rôle encore plus important pour limiter les niveaux de stress oxydant, préserver la fonction des EPCs et maintenir l’intégrité des tissus ischémiques.

Modulation de la néovascularisation post-ischémique en présence de facteurs de risque cardiovasculaire

L’athérosclérose est la principale cause d’infarctus du myocarde, de mort subite d’origine cardiaque, d’accidents vasculaires cérébraux et d’ischémie des membres inférieurs. Celle-ci cause près de la moitié des décès dans les pays industrialisés. Lorsque les obstructions artérielles athérosclérotiques sont tellement importantes que les techniques de revascularisation directe ne peuvent être effectuées avec succès, la sévérité de l’ischémie tissulaire résiduelle dépendra de l’habilité de l’organisme à développer spontanément de nouveaux vaisseaux sanguins (néovascularisation). La néovascularisation postnatale est le résultat de deux phénomènes : la formation de nouveaux vaisseaux à partir de la vasculature existante (angiogenèse) et la formation de vaisseaux à partir de cellules souches progénitrices (vasculogenèse). Notre laboratoire a démontré que plusieurs facteurs de risque associés aux maladies cardiovasculaires (tabagisme, vieillissement, hypercholestérolémie) diminuaient également la réponse angiogénique suite à une ischémie. Cependant, les mécanismes précis impliqués dans cette physiopathologie sont encore inconnus. Un point commun à tous ces facteurs de risque cardiovasculaire est l’augmentation du stress oxydant. Ainsi, le présent ouvrage visait à élucider l’influence de différents facteurs de risque cardiovasculaire et du stress oxydant sur la néovascularisation. Nos résultats démontrent que l’exposition à la fumée de cigarette et le vieillissement sont associés à une diminution de la néovascularisation en réponse à l’ischémie, et que ceci est au moins en partie causé par une augmentation du stress oxydant. De plus, nous démontrons que les acides gras dérivés de la diète peuvent affecter la réponse à l’ischémie tissulaire. La première étude du projet de recherche visait à évaluer l’impact de l’exposition à la fumée de cigarette sur la néovascularisation post-ischémique, et l’effet d’une thérapie antioxydante. L’exposition à la fumée de cigarette a été associée à une réduction significative de la récupération du flot sanguin et de la densité des vaisseaux dans les muscles ischémiques. Cependant, une récupération complète de la néovascularisation a été démontrée chez les souris exposées à la fumée de cigarette et traitées au probucol ou aux vitamines antioxydantes. Nous avons démontré qu’une thérapie antioxydante administrée aux souris exposées à la fumée de cigarette était associée à une réduction significative des niveaux de stress oxydant dans le plasma et dans les muscles ischémiques. De plus, les cellules endothéliales progénitrices (EPCs) exposées à de l’extrait de fumée de cigarette in vitro présentent une diminution significative de leur activité angiogénique (migration, adhésion et incorporation dans les tissus ischémiques) qui a été complètement récupérée par le probucol et les vitamines antioxydantes. La deuxième étude avait pour but d’investiguer le rôle potentiel de la NADPH oxydase (Nox2) pour la modulation de la néovascularisation post-ischémique dans le contexte du vieillissement. Nous avons trouvé que l’expression de la Nox2 est augmentée par le vieillissement dans les muscles ischémiques des souris contrôles. Ceci est associé à une réduction significative de la récupération du flot sanguin après l’ischémie chez les vieilles souris contrôles comparées aux jeunes. Nous avons aussi démontré que la densité des capillaires et des artérioles est significativement réduite dans les muscles ischémiques des animaux vieillissants alors que les niveaux de stress oxydant sont augmentés. La déficience en Nox2 réduit les niveaux de stress oxydant dans les tissus ischémiques et améliore la récupération du flot sanguin et la densité vasculaire chez les animaux vieillissants. Nous avons aussi démontré que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et adhésion à des cellules endothéliales matures) est significativement diminuée chez les souris vieillissantes comparée aux jeunes. Cependant, la déficience en Nox2 est associée à une récupération de l’activité fonctionnelle des EPCs chez les animaux vieillissants. Nous avons également démontré une augmentation pathologique du stress oxydant dans les EPCs isolées d’animaux vieillissants. Cette augmentation de stress oxydant dans les EPCs n’est pas présente chez les animaux déficients en Nox2. La troisième étude du projet de recherche a investigué l’effet des acides gras dérivés de la diète sur la néovascularisation postnatale. Pour ce faire, les souris ont reçu une diète comprenant 20% d’huile de maïs (riche en oméga-6) ou 20% d’huile de poisson (riche en oméga-3). Nos résultats démontrent qu’une diète riche en oméga-3 améliore la néovascularisation post-ischémique au niveau macro-vasculaire, micro-vasculaire et clinique comparée à une diète riche en oméga-6. Cette augmentation de la néovascularisation postnatale est associée à une réduction du ratio cholestérol total/cholestérol HDL dans le sérum et à une amélioration de la voie VEGF/NO dans les tissus ischémiques. De plus, une diète riche en acides gras oméga-3 est associée à une augmentation du nombre d’EPCs au niveau central (moelle osseuse) et périphérique (rate). Nous démontrons aussi que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et incorporation dans des tubules de cellules endothéliales matures) est améliorée et que le niveau de stress oxydant dans les EPCs est réduit par la diète riche en oméga-3. En conclusion, nos études ont permis de déterminer l’impact de différents facteurs de risque cardiovasculaire (tabagisme et vieillissement) et des acides gras dérivés de la diète (oméga-3) sur la néovascularisation post-ischémique. Nous avons aussi identifié plusieurs mécanismes qui sont impliqués dans cette physiopathologie. Globalement, nos études devraient contribuer à mieux comprendre l’effet du tabagisme, du vieillissement, des oméga-3, et du stress oxydant sur l’évolution des maladies vasculaires ischémiques.