Dissertations / Theses on the topic 'Artère pulmonaire'

La circulation pulmonaire est un système à faible pression (entre 10 et 15 mmHg au repos). Son principal rôle est la ré-oxygénation du sang qui permet l’apport aux organes du dioxygène nécessaire à leur fonctionnement. L’hyperTension Pulmonaire (HTP) est l’une de ses principales pathologies. Il s’agit d’une maladie rare engageant le pronostic vital du patient, définie par une pression artérielle pulmonaire moyenne supérieure ou égale à 25 mmHg au repos. Elle s’explique par une augmentation des résistances vasculaires pulmonaires liée, entre autres, au remodelage artériel présent dans cette pathologie participant à la diminution de la lumière artérielle. En effet, chez les patients atteint d’HTP, les trois tuniques formant l’artère (intima-media-adventice) voient leur structure se modifier. La plupart des travaux portent sur le remodelage de la media, mais de plus en plus d’études montrent que les premières altérations observées se situent au niveau de l’adventice. Plus précisément, les fibroblastes, les cellules majoritaires de cette tunique, agiraient comme régulateur clé de la fonction vasculaire pulmonaire. En réponse à un stress extérieur tel que l’hypoxie (à l’origine de certaines formes d'HTP), elles seraient les premières cellules à s’activer d'où leur dénomination par certains de « cellules sentinelles ». Cette activation se manifeste entre autres par des changements phénotypiques (différenciation en myofibroblastes), leur prolifération, leur migration, et la surproduction de protéines de la matrice extracellulaire. Ainsi les fibroblastes participent directement au remodelage artériel global observé dans l’HTP. Le calcium est connu pour réguler un grand nombre de voies de signalisation cellulaire impliquées dans les phénomènes précédemment cités. Au laboratoire, l’implication du canal TRPV4 (Transient Receptor Potential Vanilloid 4), un canal non sélectif perméable aux ions Ca2+, a déjà été montré concernant le remodelage de la media. L’activation du canal, amplifiée en situations pathologiques, participe à la migration et à la prolifération des cellules musculaires lisses des artères pulmonaires. Aussi, des données de la littérature montrent que TRPV4 joue un rôle important dans l’activité délétère des fibroblastes dans les sclérodermies, les fibroses pulmonaire et cardiaque. Il nous a donc semblé intéressant d’étudier l’implication des fibroblastes et du canal TRPV4 dans le remodelage adventitiel artériel lors de l’hypertension pulmonaire. Pour ce faire, nous nous sommes intéressés, dans une première partie, à l’implication du canal TRPV4 dans ce remodelage au niveau tissulaire. Nous avons ainsi montré, à l’aide de deux modèles animaux hypertendus, un induit par l’injection de monocrotaline et l’autre induit par une exposition hypoxique chronique, que la protéine TRPV4 est surexprimée dans l’adventice alors que son remodelage est significativement atténué chez des souris invalidées pour le gène trpv4. Dans un second temps, nous avons alors étudié le rôle de ce canal dans les réponses cellulaires impliquées dans le remodelage adventitiel. Pour cela nous avons mis au point la culture de fibroblastes d'adventice d'artères intrapulmonaires de rats. Puis par une approche pharmacologique (activateurs et bloqueurs du canal) et à l’aide de siRNA, nous avons montré que l’activation du canal TRPV4 favorise la prolifération (par incorporation de BrdU) et la migration (par test de brèche) des fibroblastes, ainsi que leur activité profibrotique avec la surproduction de matrice extracellulaire (MEC) (par quantification de l’expression protéique par Western blot). Il serait désormais intéressant de cultiver les fibroblastes en mimant in vitro les conditions pathologiques, en les plaçant dans un environnement hypoxique et/ou en les soumettant à un étirement chronique, et d’évaluer l’impact de l’HTP sur le canal et ses actions cellulaires
Pulmonary circulation is a low pressure system (between 10 and 15 mmHg at rest). Its first role is blood oxygenation which allows to carry dioxygen to the organs fontionnality. Pulmonary Hypertension (PH) is one of the main pulmonary diseases. It is a rare and potentially fatal disorder, defined by a high arterial pulmonary mean pressure (greater than or equal to 25 mmHg at rest). This high pressure can be explained by the elevation of pulmonary arterial resistance and related to narrowing of the lumen of the artery, induced, among other, by the arterial remodeling in this pathology. Indeed, during the pathology implementation, the structure of the all three layers constituting the artery wall (intima-media-adventitia) is altered. The media and intima have received much attention from vascular biologists, howewer an increasing volume of experimental data indicates that this third compartment undergoes earlier and dramatic remodeling during PH. More specifically, the fibroblasts, the most abundant cells in adventitia, may act as key regulator of pulmonary vascular wall structure and function from the "outside-in". The fibroblasts may play the role of “sentinel cell” in the vessel wall. In responding to various stimuli, these cells are the first artery wall cells to show evidence of “activation” as proliferation, myofibroblast differenciation, migrationand invasion in the other wall layer, and extracellular matrix production. That way, fibroblasts participate directly to the overall artery remodeling observed in PH. Calcium is involved in numerous cellular signalling pathways such as those previously described. In the laboratory, we already proved that TRPV4 (Transient Receptor Potential Vanilloid) channel, a non-selective cationic channel calcium permeable, is involved in media remodeling. Moreover, several datas show that this channel play an important role in diseases in which we observe a negative role of fibroblast such as sclerodermia, cardiac and pulmonary fibrosis. Considering these results, we were interested in the role of TRPV4 in fibroblast during PH more precisely in the adventitial remodeling process observed in this pathology. We first demonstrated the involment of TRPV4 in the adventitia remodeling regarding the tissue. Using two different animal models of PH, chronic hypoxia and monocrotalin models, we identified that this protein was up-regulated in sick rats and the mouse knock-down for this gene developed attenuated PH and adventitia remodeling compare to the control. Then we studied the role of TRPV4 in the mechanism leading to the adventitia remodeling. Thanks to pharmacological molecule and siRNA we proved that activation of TRPV4 increased proliferation (BrdU assay), migration (wound assay) and fibrotic activity such as excessed production of extracellular matrix (using western blot analyse) of the fibroblasts. With all these results, it would be interested to culture fibroblasts in hypoxic conditions and/or subjecting themselves to chronicle stretch to imitate HTP pathology and evaluate TRPV4 role in these conditions

L'hypoxie chronique, qui génère une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) modifie-t-elle le tonus basal de l'artère pulmonaire ? Nous avons comparé les propriétés passives et actives à l'étirement de deux populations d'anneaux isolés d'artères pulmonaires de rats provenant d'animaux normaux (N), ou de rats hypoxiques chroniques (HC). Matériel et méthodes : Des rats placés trois semaines dans un caisson hypobarique développent une HTAP, vérifiée au laboratoire. Des anneaux d'artère N ou HC sont montés dans des cuves à organe isolé remplie de sérum physiologique, oxygéné, chauffé et tamponné. Les anneaux sont montés entre deux broches et reliés à deux capteurs, isométrique et isotonique, mis en série. Nous avons mesuré les allongements, les relaxations des anneaux étirés par paliers croissants de 10 à 80 mN, les potentiels de membrane des cellules lisses d'artère pulmonaire et, également, les tensions passives (en papavérine 10-4M), les contractions myogéniques et le tonus basal des artères intra et extra pulmonaires N et HC ; nous avons comparé les résultats à ceux de l'aorte. Conclusion : L'hypoxie chronique augmente les TP et la CM des anneaux d'artère pulmonaire. L'augmentation des TP dépend du calcium externe mais est indépendante de l'endothélium. L'augmentation des CM ne dépend que de l'endothélium.

La physiopathologie des hypertensions pulmonaires (HP) reste encore imparfaitement comprise. Plusieurs mécanismes interviennent dans le développement et la progression du remodelage vasculaire pulmonaire. Les perturbations de communications intercellulaires et l’activation de certaines voies de signalisation sont des phénomènes importants contribuant à l’accumulation excessive de cellules au sein de la paroi des petites artères pulmonaires.Par ailleurs, des facteurs génétiques et environnementaux peuvent prédisposer ou faciliter la progression de ce remodelage vasculaire.L’existence de modifications des micro-vaisseaux pulmonaires pré- et post-capillaires et bronchiques dans l’hypertensionn pulmonaire post-embolique et l’hypertension artérielle pulmonaire represente un aspect nouveau de ces deux maladies et permettra d’améliorer sur le long terme la prise en charge de ces patients. Ces altérations vasculaires sont aussi présentes dans deux modèles animaux d’étude d’hypertension pulmonaire, validant la pertinence d’approfondir nos connaissances au travers de ces outils expérimentaux
The pathophysiology of pulmonary hypertension (PH) remains unclear. Différent mechanisms are involved in the vascular remodeling in PH. The disruption of cellular interactions and the activation of specific signalling pathways contribute to the development and progression of the structural changes in small pulmonary arteries. Moreover, environmental and genetic factors may predispose to this vascular disease.The alterations of pulmonary micro-vessels and of bronchial circulation in chronic thromboembolic disease and in pulmonary arterial hypertension represent a new finding in such diseases, with potential implications in the managment of patients. Pulmonary microvascular changes and bronchial circulation remodeling are also idenfied in selected animal models of PH

Peu d'études ont été consacrées à l'expression, la localisation et à la fonction des sous-types de récepteurs impliqués dans les effets des leucotriènes et des neurokinines sur les tissus vasculaires systémiques. Pour ce qui concerne les neurokinines, ce travail démontre pour la première fois, sur veine saphène humaine, l'expression des récepteurs NK1 et NK2 au niveau du muscle lisse et la réponse contractile induite par la NKA par stimulation des récepteurs NK2. De plus, les récepteurs NK1 ont été également localisés au niveau de l'endothélium de ce type de vaisseaux. Sur vaisseaux pulmonaires, seuls des récepteurs NK1 sont exprimés au niveau endothélial et leur stimulation induit une relaxation concentration-dépendante médiée à la fois par l'oxyde nitrique et les prostaglandines. Sur ces deux types de vaisseaux humains, la réponse aux neurokinines est caractérisée par l'apparition rapide d'une tachyphylaxie. Pour ce qui concerne les leucotriènes, les récepteurs de type CysLT1 et CysLT2 sont exprimés par les veines saphènes alors que les récepteurs CysLT1 sont les seuls exprimés par les bronches humaines. Sur les deux types de vaisseaux, seuls les récepteurs de type CysLT1 sont impliqués dans la réponse contractile. Les bronches humaines de petit diamètre (inférieur à 1mm) sont environ 30 fois plus sensibles aux leucotriènes que les bronches de plus grand diamètre. L'ensemble de ces résultats suggèrent l'intérêt thérapeutique potentiel des antagonistes des récepteurs des neurokinines et des leucotriènes en pathologies cardiovasculaire
Few studies have been devoted to the expression, localization and function of the receptor subtypes involved in the effects of leukotrienes and neurokinins on systemic vascular tissues. With respect to neurokinins, this work demonstrates for the first time the expression of NK1- and NK2-receptors on the smooth muscle of human saphenous veins and the contractile effect of NKA through NK2-receptor activation. In addition, NK1-receptors have been also localized on the endothelium of this vessel type. On human pulmonary vessels, we have only found the expression of NK1-receptors on the endothelium. These endothelial NK1-receptors are involved in substance P-induced relaxation through the release of nitric oxide and prostaglandins. On this two types of human vascular tissues, the functional responses are characterized by the rapid onset of tachyphylaxis. With respect to leukotrienes, both CysLT1- and CysLT2-receptors are expressed by saphenous veins whereas only CysLT1-receptors are expressed by human bronchus. On both tissues, only CysLT1-receptors are involved in the contractile response. The small human bronchi (internal diameter > 1mm) are about 30-fold more sensitive to the leukotriene contractile effects than the large human bronchi. As a whole, these results suggest the potential therapeutic interest of neurokinin and leukotriene antagonists in vascular diseases

L’hypertension pulmonaire (HTP) est la principale pathologie de la circulation pulmonaire et a un très mauvais pronostic. Elle se caractérise par une hyperréactivité et un remodelage des petites artères pulmonaires (AP) entraînant une augmentation progressive des résistances vasculaires pulmonaires, qui, ultimement, aboutit à une insuffisance cardiaque droite et au décès du patient. Il est admit que le calcium joue un rôle très important aussi bien dans les mécanismes de remodelage que dans l’hyperréactivité des AP observés dans l’HTP. Dans le présent travail, nous avons étudié l’expression et le rôle d’une famille particulière de canaux calciques, les TRPV, dans les AP de rats contrôles (normoxiques) et souffrant d’hypertension pulmonaire (rats hypoxiques chroniques et traités à la monocrotaline). Nous montrons que (1) les canaux TRPV1, V2 et V4 sont exprimés dans les AP et que cette expression est augmentée au cours de l’HTP ; (2) la stimulation de ces canaux par des agonistes spécifiques induit une augmentation de la concentration calcique intracellulaire dans les cellules musculaires lisses (CML) ; (3) le récepteur à la ryanodine de type 2 (RRy 2) du réticulum sarcoplasmique est impliqué dans la voie de signalisation dépendante de TRPV4 et que son expression est également augmentée au cours de l’HTP ; (4) les canaux TRPV1 et TRPV4 sont impliqués dans la migration des CML, processus fondamental du remodelage ; (5) les contractions induites par l’activation de TRPV2 et TRPV4 dans les AP de rats hypertendus sont significativement diminuées par la streptomycine, un inhibiteur des canaux SAC (stretch activated channels). Ce travail démontre donc l’implication des canaux TRPV à la fois dans l’hyperréactivté et le remodelage des AP. De nouveaux traitements ciblant les canaux TRPV pourraient constituer une approche thérapeutique innovante de l’hypertension pulmonaire
Pulmonary hypertension (PH)) is the primary pathology of the pulmonary circulation and has a very bad prognostic. This disease is characterized by a hyperreactivity and remodelling of small pulmonary arteries (PA) leading to a progressive increase in pulmonary vascular resistance which ultimately leads to right heart failure and death of the patient. It is admitted that calcium plays an important role both in the mechanisms of remodelling and in the hyperresponsiveness of PA observed in PH. In the present work, we studied the expression and the role of a particular family of calcium channels, TRPV channels, in PA from control rats (normoxic) and pulmonary hypertensive rats (chronically hypoxic and monocrotaline-treated rats). We show that (1) TRPV1, V2 and V4 channels are expressed in the PA and that their expression are increased in PH; (2) stimulation of these channels by specific agonists induces an increase in the intracellular calcium concentration in smooth muscle cells (SMC), (3) the ryanodine receptor type 2 (RRy2) of the sarcoplasmic reticulum is involved in the TRPV4-dependent signaling pathway and its expression is also increased in PH, (4) TRPV1 and TRPV4 channels are involved in the migration of SMC, the fundamental process of remodelling, (5) contractions induced by activation of TRPV2 and TRPV4 in the PA from hypertensive rats are significantly decreased by streptomycine, an inhibitor of stretch activated channels (SAC). This work thus demonstrates the involvement of TRPV channels in both the hyperreactivity and remodelling of PA. New treatments targeting TRPV channels could be an innovative therapeutic approach for pulmonary hypertension

Les patients décrits initialement par J. Noonan se ressemblent et ont une cardiopathie congénitale :soit une sténose valvulaire pulmonaire (SVP), soit une persistance du canal artériel. Avant la découverte du premier gène responsable de ce qui est devenu le syndrome de Noonan, cinq études de cohortes décrivant ces patients ont répertorié la prévalence de SVP mais le spectre des cardiopathies semble large, n’a pas été décrit de manière exhautive et aucune hypothèse n’est émise ou ne fait de lien entre ces différentes manifestations cardiaques et une compréhension intégrée du développement embryonnaire. Le gène PTPN11 est le premier gène identifié chez 40% de ces patients. Une corrélation existe entre la présence d’une mutation et la survenue de SVP de même qu’entre l’absence de mutation et la présence d’une cardiomyopathie hypertrophique. Six études de cohortes ont repris la description des mutations identifiées au sein du gène PTPN11 et les phénotypes associés, mais les cardiopathies n’ont pas été systématiquement ou spécifiquement analysées (tant au sein des groupes de patients porteurs de mutation que de ceux sans mutation). Le syndrome LEOPARD est allélique du syndrome de Noonan depuis que des mutations spécifiques au sein des exons 7,12 et 13 du gène PTPN11 ont été identifiées chez 95% des patients.

Afin d’appréhender les implications possibles du gène PTPN11 dans la survenue des cardiopathies chez les patients porteurs de ces deux syndromes, nous avons conduit une étude chez 272 patients au syndrome de Noonan et une étude chez 19 patients porteurs du syndrome LEOPARD. Parmi la cohorte de patients atteints du syndrome de Noonan, 104 ont été diagnostiqués porteurs d’une mutation du gène (38%). Une prévalence de survenue de cardiopathies affectant les structures droites du cœur se dégage chez les patients identifiés porteurs d’une mutation avec une différence significative pour la SVP, une tendance est relevée pour le canal atrio-ventriculaire et la communication inter-auriculaire de type Ostium Secundum. L’absence de mutation est corrélée avec la survenue de cardiomyopathie hypertrophique et de cardiopathies du cœur gauche. Parmi les patients atteints du syndrome LEOPARD, il n’existe pas de différence statistiquement significative pour les patients porteurs d’une mutation ou non et/ou pour une cardiopathie particulière.

Toutes les mutations identifiées du gène PTPN11 sont des mutations ‘faux-sens’. Ce gène appartient à la famille des gènes codant pour une protéine tyrosyl phosphatase, SHP-2, ne possédant pas de récepteur trans-membranaire. Cette phosphatase est impliquée dans la voie de signalisation cellulaire des MAP (‘Mitogen-activated protein’) kinases dont l’expression est ubiquitaire et inclut le coeur. Depuis nos travaux, le concept de syndrome « neuro-cardio-facio-cutané » est établi puisque, à ce jour, 9 gènes (SOS1, RAF1, BRAF, KRAS, NRAS, HRAS, NF1, SPRED1 et SHOC2), tous impliqués dans la voie de signalisation RAS (voie des MAP kinases) sont identifiés. Un spectre phénotypique existe avec des signes communs mais aussi distinctifs chez les patients présentant le syndrome de Noonan, le syndrome LEOPARD, le syndrome de Costello, le syndrome Cardio-Facio-Cutané (CFC), le syndrome « Noonan-NF1 », le syndrome de Legius et le syndrome « Noonan/Multiple Giant Cell Lesion ». Nous rapportons enfin l’observation d’une patiente atteinte du syndrome CFC et porteuse d’une mutation (p.R257Q) au sein du gène BRAF ayant développé une cardiomyopathie hypertrophique.

Ces travaux de cohortes de patients au phénotype du syndrome de Noonan, du syndrome LEOPARD et cette dernière description d’une patiente au syndrome CFC ont permis de participer à la découverte de l’implication d’une voie de signalisation cellulaire dont l’origine génétique est maintenant démontrée. Les résultats de nos travaux réalisés depuis 2002 auront permis, avec les équipes travaillant sur le même sujet, d’orienter les investigations et les nouveaux projets de recherche qui étudient spécifiquement le rôle du gène PTPN11 dans l’embryologie du cœur. Les études des orthologues (zebrafish, murin et Drosophila) porteurs à l’état hétérozygote d’une mutation du gène PTPN11 permettent d’intégrer les anomalies phénotypiques et cardiaques observées. Ces études permettent de postuler les effets cellulaires produits par les mutations chez les patients atteints du syndrome de Noonan et chez les patients atteints du syndrome LEOPARD engendrant in vitro une activation de la phosphatase (effet « gain de fonction ») pour les premiers ou une réduction de l’activité phosphatase (« dominant négatif ») mais engendrant un effet gain de fonction in vivo. Nous discutons les connaissances acquises, les compréhensions obtenues et intégrées et traçons enfin les perspectives offertes par ces travaux.

Doctorat en Sciences médicales
info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’hypertension pulmonaire (HTP) est la principale pathologie de la circulation pulmonaire. Elle secaractérise par une augmentation maintenue de la pression dans les artères intrapulmonaires (AIP) (> à 25mmHg au repos). Cette pression exerce des forces d’étirement au niveau des cellules musculaires lisses desartères intrapulmonaires (CML d’AIP). Au niveau des CML, des canaux mécanosensibles appelés des SAC(« stretch-activated channels ») permettent de transformer un stimulus mécanique d’étirement en uneréponse biologique de contraction : c’est le tonus myogénique. Le Ca2+ est un second messager cellulairequi peut être aussi bien mobilisé depuis le milieu extracellulaire que depuis les réserves calciquesintracellulaires. Une augmentation de sa concentration cytoplasmique induit la contraction des CML. Grâceà des techniques de patch-clamp, de microspectrofluorimétrie, d’immunomarquages et à une approchepharmacologique, nous avons mis en évidence les voies de signalisations calciques qui sont mises en placeà la suite d’un étirement des CML d’AIP. Les expériences ont été réalisées à la fois chez des rats normaux etsur deux modèles de rats présentant une HTP (rats hypoxique chroniques et rats monocrotalines). Lesrésultats montrent que chez les rats normaux un étirement induit un influx de Ca2+ par les SAC. Cet influxcalcique est amplifié par (1) une hyperpolarisation de la membrane plasmique via l’activation de canauxBKCa, (2) une sortie de Ca2+ par les récepteurs à la ryanodine de type 1 (RyR1) du réticulum sarcoplasmique(RS) sous-membranaire. Afin de rétablir l’homéostasie calcique, les mitochondries tamponnent le Ca2+cytosolique. Chez les rats souffrant d’HTP, l’influx de Ca2+ par les SAC et l’amplification calcique par les RyRsont plus importants. Cette amplification est due à une réorganisation des réserves calciquesintracellulaires, notamment chez les rats monocrotalines. De plus, une association fonctionnelle entre lesréserves calciques du RS et les cavéoles conduit à des réponses calciques plus importantes après unétirement chez les rats HTP. Enfin, nous avons mis en évidence la présence de canaux mécanosensiblesPiezo1 dans les AIP de rats. En conclusion, l’organisation spatiale des partenaires calciques au sein des CMLd’AIP est importante pour la signalisation cellulaire et joue un rôle majeur dans l’HTP
Pulmonary hypertension (PH) is the main disease of the pulmonary circulation. This pathology ischaracterized by an increase of the intrapulmonary arterial (PA) pressure at rest (> 25 mmHg). This pressureexerts stretch forces on pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMC). Stretch-activated channels (SAC)are present in PASMC and are able to transform a mechanical stimulus of stretch into a biological responseof contraction, a phenomenon called myogenic tone. Ca2+ is a second messenger that can be mobilizedfrom both the extracellular medium and intracellular Ca2+ stores. An increase of the intracellular Ca2+concentration ([Ca2+]i) leads to PASMC contraction. Using patch-clamp, microspectrofluorimetry,immunostainings and a pharmacological approach, we highlight Ca2+ signaling pathways induced by stretchin PASMC. Experiments were performed in normal rats and in two models of PH (chronically hypoxic ratsand monocrotaline rats). We showed that in normal rats a stretch induces a Ca2+ influx through SAC whichis amplified by (1) a plasma membrane hyperpolarization by BKCa channels and (2) a Ca2+ amplification bysubplasmalemnal ryanodine receptor 1 (RyR) of the sarcoplasmic reticulum (SR). Besides, mitochondria areinvolved in buffering cytoplasmic Ca2+. In PH rats, the Ca2+ influx by SAC and the Ca2+ release by RyR areenhanced due to a reorganization of intracellular Ca2+ stores. Furthermore, a functional associationbetween SR and caveolae conduce to a much greater amplification of the stretch-induced Ca2+ increase inPH rats. Finally, we showed that the mechanosensitive channel Piezo1 is expressed in PA. To conclude, thespatial organization of Ca2+ stores in PASMC is important for cell signaling and plays a casual role in PH

Orientador: Fabíola Taufic Monica Iglesias
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Made available in DSpace on 2018-08-24T12:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gonzalez_PauloGabriel_M.pdf: 1495536 bytes, checksum: 26ccc94133bf9c2af38d1a3c267493c1 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: É bem estabelecido que a acetilcolina (ACh) produz relaxamento da musculatura lisa vascular através da liberação endotelial do óxido nítrico (NO) e, portanto, é uma das ferramentas farmacológicas mais utilizadas para avaliar a integridade do endotélio. Experimentos preliminares feito pelo nosso grupo mostraram que a ACh não relaxou a aorta e nem artéria pulmonar de sagui (Callithrix jacchus), além de induzir contração neste último leito em vaso com endotélio íntegro. Assim, o presente estudo teve como objetivo caracterizar de maneira mais detalhada a resposta colinérgica em artéria pulmonar de sagui. Em artéria pulmonar, O ADP (0.01-100 µM) produziu relaxamento dependente da concentração, que foi reduzido a aproximadamente 42% na presença do L-NAME (100 ?M) ou da indometacina (inibidor não seletivo da cicloxigenase, 10 ?M). A ACh (0.00001-1 mM) induziu contração dependente da concentração com valores de potência (pEC50) e resposta maxima (Emax) de 5.83 ± 0.08 and 90 ± 5%, respectivamente. A Emax da ACh aumentou aproximadamente 28% e 22% na presença de L-NAME e após a remoção do endotélio, respectivamente. Os antagonistas muscarínicos mais seletivos para os subtipos M2 e M3, metoctramina e 4-DAMP, e a indometacina reduziram significativamente a contração induzida pela ACh. A estimulação elétrica (4-16 Hz, 80 V, 10 segundos de estimulação) induziu contração dependente da frequência que foi significativamente reduzida na presença de 4-DAMP (0.1 µM), metoctramina (0.1 µM) e fentolamina (10 ?M) e aumentada pela fisostigmina (10 µM). Na presença de hexametônio (1 ?M), fentolamina (10 µM) ou tetrodotoxina (1 ?M) a contração mediada pela ACh não foi alterada. A análise de imunofluorescência revelou a presença da colina acetiltransferase (ChAt) na tunica media. Estes dados mostram a presença de uma inervação colinérgica excitatória em artéria pulmonar de Callithrix jacchus
Abstract: It is well established that acetylcholine (ACh) produces relaxation of vascular smooth muscle by endothelial release of nitric oxide (NO) and thus is one of the most widely used pharmacological tools to assess the integrity of the endothelium. Preliminary experiments done by our group showed that ACh did not relax the aorta and pulmonary artery of marmoset (Callithrix jacchus), and induces contraction in the latter bed in vessel with intact endothelium. Thus, the present study aimed to characterize in more detail the cholinergic response in pulmonary artery marmoset. In pulmonary artery ADP (0.01-100 µM) produced concentration-dependent relaxation which was reduced to approximately 42% in the presence of L-NAME (100 µM) and indomethacin (nonselective cyclooxygenase inhibitor, 10 µM). ACh (0.00001-1mM) produced concentration-dependent contractions with potency values (pEC50) and maximum response (Emax) of 5.83 ± 0:08 and 90 ± 5%, respectively. The Emax of ACh increased by approximately 28% and 22% in the presence of L-NAME and after removal of the endothelium, respectively. The muscarinic antagonists more selective for subtypes M2 and M3, methoctramine and 4-DAMP, and indomethacin significantly reduced ACh-induced contraction. Electrical field stimulation (EFS 4-16 Hz, 80 V, 10 seconds of stimulation) induced frequency-dependent contraction, which was significantly reduced in the presence of 4-DAMP (0.1 µM), methoctramine (0.1 µM) and phentolamine (10 µM) and augmented by physostigmine (10 µM). In the presence of hexamethonium (1 µM), phentolamine (10 µM) or tetrodotoxin (1 µM) contraction mediated by ACh was not altered. The immunofluorescence analysis revealed the expression of choline acetyltransferase (Chat) in Tunica Media. These data show the presence of an excitatory cholinergic innervation in the pulmonary artery Callithrix jacchus
Mestrado
Farmacologia
Mestre em Farmacologia

Ce travail a été consacré à l’étude non invasive de la circulation pulmonaire normale par mise en œuvre de l’échocardiographie Doppler.

En intégrant les mesures obtenues dans une approche physiopathologique, et en exploitant les nouvelles possibilités d’échocardiographes portables, techniquement performants, nous avons analysé les effets d’un inhibiteur de la phosphodiestérase-5 et d’une prostacycline, pour tenter d’en identifier d’éventuels effets introtropes intrinsèques, nous avons exploré le concept de réserve vasculaire pulmonaire comme facteur limitant de l’aptitude aérobie et indice potentiel d’une atteinte vasculaire pulmonaire précoce, et obtenu des résultats préliminaires permettant d’identifier une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) latente. Nos principaux résultats peuvent être résumés comme suit :

1. Chez le sujet sain, en normoxie ou dans un modèle expérimental d’HTAP induite par l’inhalation d’un mélange gazeux hypoxique, le sildenafil per os ou l’epoprostenol par voie intraveineuse, à des doses utilisées en clinique pour le traitement de l’HTAP, améliorent les indices de la fonction ventriculaire droite en proportion de leurs effets vasodilatatoires pulmonaires, sans effets inotropes intrinsèques détectables.

2. La consommation d’oxygène maximale du sujet sain augmente en raison directe de son volume capillaire pulmonaire (calculé à partir de sa capacité de diffusion pour l’oxyde nitrique et le monoxyde de carbone) et en raison inverse de sa résistance vasculaire pulmonaire, non seulement en altitude, mais aussi au niveau de la mer. Ce résultat suggère qu’une plus grande réserve vasculaire pulmonaire est propice aux efforts aérobiques intenses, probablement par moindre postcharge ventriculaire droite.

3. Des mesures réalisées chez un petit nombre de sujets suggèrent que la distensibilité vasculaire pulmonaire, calculée à partir d’une relation débit-pression vasculaire pulmonaire, est typiquement réduite chez des porteurs asymptomatiques de la mutation BMPR2, qui est actuellement le facteur de risque le plus élevé connu de l’HTAP. La mutation BMPR2 pourrait aussi être associée à une réactivité vasculaire pulmonaire accrue à l’hypoxie.

Nos résultats suggèrent indirectement que l’échocardiographie Doppler, de repos ou de stress, pourrait être davantage développée dans la mise au point de patients à risque d’HTAP./

Novel advances in echocardiography offer the opportunity to reliably characterize pulmonary circulation in terms of pressure-flow relationship, and to better understand the coupling of right ventricular (RV) function with normal and abnormal pulmonary hemodynamics. Moreover, when combined with the measurement of pulmonary capillary blood volume, this renewed methodological approach may help to understand the concept of pulmonary vascular reserve as a limiting factor of exercise capacity and potential sensitive marker of early vascular disease.

In the present work we used a model of hypoxic pulmonary vasoconstriction to analyse the effects of two targeted therapies of pulmonary arterial hypertension (PAH) on the RV function. We showed that the beneficial effects of these drugs are mainly driven by a decrease in RV afterload and not an enhanced myocardial inotropic state. Whether this is transposable to abnormal RV-arterial coupling in PAH patients remains to be investigated.

Echocardiography may be useful to explore the pulmonary vascular reserve as an important limiting factor of exercise capacity. We showed that a higher pulmonary vascular reserve, defined by a decreased PVR and increased lung diffusing capacity, allows for an improved aerobic exercise capacity (as assessed by a higher peak oxygen consumption), at a lower ventilatory cost, at sea level and at high altitude.

Stress echocardiography may detect an abnormal pulmonary vasoreactivity. We showed that asymptomatic relatives of patients suffering from idiopathic pulmonary arterial hypertension, and who carry a bone morphogenetic protein receptor type 2 mutation (BMPR2) present with a decreased pulmonary vascular distensibility and an enhanced pulmonary vasoreactivity to hypoxia, which are identifiable by echocardiography examination. However, the predictive value of these findings is not known.

Thus echocardiography may represent, in experienced and dedicated hands, a noninvasive, safe, widely available, applicable at the bed-side as well as in extreme environment (e.g. high altitudes), less expensive alternative for the evaluation of the pulmonary circulation, either by the interrogation of pressure-flow relationship (stress echocardiography), by the investigation of the right ventricle global and regional function in relation to its afterload (standard and Tissue Doppler Imaging), or by a combined approach with the measurement of lung diffusing capacity (DLNO / DLCO) to assess the pulmonary vascular reserve.

The present data are encouraging for further development and implementation of echocardiography for the detection, but also the diagnosis and follow-up of patients with pulmonary hypertension.

Doctorat en Sciences médicales
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L’hypertension pulmonaire (HTP) est caractérisée par une augmentation progressive des résistances vasculaires pulmonaires, une élévation de la pression artérielle pulmonaire moyenne (≥25 mm Hg) et un déséquilibre entre la production des médiateurs endothéliaux vasoconstricteurs et vasodilatateurs conduisant ainsi à une insuffisance cardiaque droite. Les mimétiques de la prostaglandines (PG)I2 (prostacycline), tels que l'iloprost et le tréprostinil, constituent un des traitements majeurs de l’HTP. L’efficacité des traitements utilisés dans l’http étant évaluée principalement sur l’amélioration de la tolérance à l’effort et la diminution de la dyspnée, il est important d’analyser leurs effets vasodilatateurs artériels mais aussi veineux pulmonaires ainsi que les effets bronchodilatateurs. Ces travaux décrivent les effets, in vitro, de la PGI2, de la PGE2 et de leurs mimétiques sur la réactivité des préparations vasculaires (artères et veines) pulmonaires et bronchiques humaines provenant de patients contrôles ou ayant une HTP. Nous avons caractérisé les différents récepteurs aux prostanoïdes impliqués dans ces réponses. Nos travaux suggèrent que les mimétiques de la PGI2, le treprostinil et l’iloprost, utilisés en clinique, sont d’une part de puissants vasodilatateurs à la fois des artères et des veines pulmonaires et d’autre part, de puissants bronchodilatateurs. Certains mimétiques de la PGI2 (iloprost et tréprostinil) ont des effets vasodilatateurs proportionnels sur les artères et veines pulmonaires. D’autres mimétiques de la PGI2 (béraprost) entraînent une vasodilatation artérielle pulmonaire plus importante que la vasodilatation veineuse. Ceci pourrait entraîner un œdème pulmonaire ou un moindre effet bénéfique sur la correction de la dyspnée. Nous avons mis en évidence une diminution de l’expression des récepteurs IP et DP dans les préparations vasculaires des patients ayant une HTP versus les patients contrôles. Cette diminution est associée avec la réduction de la relaxation des veines pulmonaires induite par le tréprostinil. De même, nous avons montré une diminution de l’expression du récepteur EP4 dans les voies respiratoires des patients ayant une HTP de type 3 ; elle est associée à la réduction de la bronchodilatation induite par les agonistes du récepteur EP4. La correction de cette diminution pourrait être une nouvelle perspective thérapeutique chez ces patients. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des effets bénéfiques ou délétères, pharmacologiques et thérapeutiques des mimétiques de la PGI2 déjà utilisées en clinique dans le traitement de l’HTP. A travers la voie PGE2/EP4, nos travaux ouvrent de nouvelles perspectives physiopathologiques et potentiellement thérapeutiques
Pulmonary hypertension (PH) is characterized by a progressive increase of pulmonary vascular resistance, an increase of mean pulmonary arterial pressure (≥25 mm Hg) and an imbalance between the production of endothelial vasoconstrictor and vasodilator mediators leading to right heart failure. Prostaglandin (PG)I2 (prostacyclin) mimetics, such as iloprost and treprostinil, are major therapeutic tools for this pathology. The efficacy of the treatments used in PH is evaluated primarily on the improvement of exercise tolerance and reduction of dyspnea. For this reason it is important to analyze not only the arterial but also the venous vasodilator effects as well as bronchodilator effects. This thesis describes the in vitro effects of PGI2, PGE2 and their mimetics on the reactivity of human pulmonary vascular (ateries and veins) and bronchial preparations derived from patients with or without PH. We also characterized different prostanoid receptors involved in these responses. Our results suggest that PGI2 mimetics, treprostinil and iloprost, used clinically, are potent vasodilators for both pulmonary arteries and veins and also potent bronchodilators. Some PGI2 mimetics (treprostinil and iloprost) have proportional vasodilatory effects on the pulmonary arteries and veins. Other PGI2 mimetics, such as beraprost, cause greater pulmonary arterial vasodilation than venous vasodilation. This may cause pulmonary edema or less beneficial effects on dyspnea correction. We showed decreased expression of IP and DP1 receptors in vascular preparations of patients with PH versus control patients. This decrease is associated with reduced relaxation response of pulmonary veins induced by treprostinil. Similarly, we demonstrated a reduction in EP4 receptor expression in bronchial preparations of patients with group 3 PH. This down regulation was associated with reduced bronchodilation induced by EP4 agonists. The correction of this down-regulation may be a new therapeutic perspective in these patients. Our results enhance our understanding of the beneficial or deleterious, pharmacological and therapeutic effects of PGI2 mimetics already used clinically in the treatment of PH. Through PGE2/EP4 pathway our work opens new physiopathological and potential therapeutic perspectives

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une vasculopathie progressive des vaisseaux pulmonaires. Elle est caractérisée par une augmentation anormale des résistances vasculaires pulmonaires causée par une oblitération et un remodelage des artères distales qui mènent ultimement à la défaillance cardiaque et au décès prématuré. La tomodensitométrie thoracique est un examen d’imagerie non invasive utile pour l’investigation de ces patients. Elle a une valeur essentiellement diagnostique, permettant de préciser de quel type d’HTAP il s’agit, ainsi que les conditions pulmonaires associées. On y observe également certains changements de l’arbre vasculaire pulmonaire. Récemment, le facteur de transcription Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) fut associé à une cascade de signalisation promouvant la trans différenciation des cellules musculaires lisses en un phénotype similaire à l’ostéoblaste. Via l’augmentation de la rigidité artérielle, il fut avancé que cette voie moléculaire contribuerait à la pathogénèse de la maladie. La calcification vasculaire résulte d’un processus de remodelage similaire avec l’expression de marqueurs ostéoblastiques et une biominéralisation artérielle. Celle-ci constitue un facteur de risque cardiovasculaire bien établi et potentiellement une cible thérapeutique en athérosclérose et en hypertension artérielle. Cette calcification est visible à la tomodensitométrie grâce à sa radiodensité élevée la distinguant de la paroi vasculaire saine. Considérant le lien établi entre le phénotype ostéogénique et la calcification des artères, nous nous sommes intéressés au remodelage et à la biominéralisation artérielle pulmonaire à la tomodensitométrie thoracique et à sa valeur pronostique en HTAP. Nous avons documenté une augmentation de la radiodensité de la paroi des artères pulmonaires proximales à la tomodensitométrie. La radiodensité des artères démontra une bonne corrélation avec la calcification in situ chez une cohorte de 8 patients. Nous avons également documenté que cette radiodensité prédisait la survie chez les patients atteints d’HTAP. Ceci était indépendant des marqueurs traditionnels de sévérité clinique en HTAP, ainsi que de la réponse au traitement.

L’exposition humaine aux particules atmosphérique (PM) est une préoccupation majeure de santé publique. La pollution particulaire est constituée de particules grossières (PM10 diamètre < 10 μm), de particules fines (PM2.5 diamètre < 2.5 μm) et de particules ultrafines (PUF ou PM0.1 diamètre < 100 nm). L’excès de mortalité constaté par les études épidémiologiques est principalement associé aux pathologies respiratoires et cardiovasculaires. Après inhalation, les particules les plus fines (PM2.5 et PUF) pénètrent profondément dans les voies respiratoires jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Des études ont montré qu’elles peuvent franchir la barrière alvéolo-capillaire pour se retrouver dans la circulation systémique et y exercer leurs effets délétères sur les organes cibles tel que le système cardiovasculaire. La circulation pulmonaire constitue donc une cible privilégiée des particules inhalées, particulièrement les cellules endothéliales qui tapissent la lumière des vaisseaux. L’hypertension pulmonaire (HTP) est une pathologie de la circulation pulmonaire caractérisée par un remodelage des vaisseaux pulmonaires, une hyperréactivité et une inflammation. Des études récentes ont montré le rôle prépondérant du calcium et du stress oxydant dans la physiopathologie de cette maladie. Cependant, peu d’études mécanistiques visent à expliquer les effets des PM sur les cellules cibles vasculaires pulmonaires. Dans ce contexte, ce travail vise à mieux caractériser les effets cellulaires et moléculaires des particules sur les cellules endothéliales d’artères pulmonaires humaines (HPAEC). L’impact des PM2.5 et des nanoparticules (NPs) noires de carbone (FW2) sur les cellules endothéliales d’artères pulmonaires humaines entraine des dérégulations de l’homéostasie cellulaire. En effet, nos résultats montrent une augmentation significative du stress oxydant et, notamment, de la production d’anion superoxyde cytoplasmique et mitochondrial, des perturbations de la signalisation calcique, des dommages mitochondriaux, ainsi qu’un déséquilibre de la sécrétion de facteurs vasoactifs tels que le monoxyde d’azote (NO). Nous avons, également, étudié sur ces cellules cibles vasculaires pulmonaires humaines, dans des conditions physiologique et pathologique mimant l’HTP, les effets des particules sur la signalisation calcique ainsi que le rôle du stress oxydant dans les effets observés. Nous avons, dans un premier temps, développé et validé un modèle in vitro qui mime la dynamique vasculaire observée dans l’HTP. Dans une deuxième étape, nous avons observé les effets des NPs FW2, dans les deux conditions expérimentales. Nos résultats montrent, dans les cellules placées en conditions pathologiques, une augmentation significative de la production d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) ainsi qu’une augmentation significative de la réponse pro-inflammatoire caractérisée par la sécrétion d’interleukines telles que l’IL-6 par rapport aux cellules placées en condition physiologique. De plus, la signalisation calcique semble également altérée dans les conditions pathologiques
Human exposure to airborne particulate matter (PM) is a health risk concern. Particulate air pollution is composed of different PM: coarse particles (PM10 diameter < 10 μm), fine particles (PM2.5 diameter < 2.5 μm) and ultrafine particles (UFP) (PM0.1 diameter < 100 nm). The excess of mortality observed in several epidemiological studies is mainly associated with respiratory and cardiovascular diseases. After inhalation, the finest particles (PM2.5 and UFP) penetrate deeply into the airways, accumulate in pulmonary alveoli, cross the epithelial barrier to reach the pulmonary circulation and exert deleterious effects on the cardiovascular system. Inhaled particles are therefore observed in the pulmonary circulation, in direct contact with endothelial cells lining the inner surface of blood artery. Pulmonary Hypertension (PH) is the main disease of the pulmonary circulation characterized by remodeling of the pulmonary wall, changes in pulmonary vascular hyperactivity and inflammation. Oxidative stress and alteration in calcium signaling are also critical events involved in the physiopathology of PH. However, the effect of PM on these pulmonary vascular cellular targets is poorly described. In this context, the objectives of the present study are to assess the cellular and molecular effects of particle exposures in human pulmonary artery endothelial cells (HPAEC). Our results highlighted various cellular homeostasis alterations of HPAEC in response to PM2.5 and black carbon nanoparticles (FW2 NPs). We observed a significant increase of oxidative stress including cytoplasmic and mitochondrial superoxide anion production in concentration dependent-manner. Moreover, we observed calcium signaling alterations, mitochondrial damages, as well as a deregulation of vasoactive factors secretion such as nitric oxide (NO). Finally, we studied these cellular targets under physiological and pathological conditions mimicking PH. We have first developed a new in vitro model that mimics the vascular dynamics observed in the PH. Then, we investigated the effects of FW2 NPs in both experimental conditions. Our results showed, in pathological conditions, a significant increase in reactive oxygen species (ROS) production and a significant increase in the pro-inflammatory response characterized by interleukin secretion such as IL-6 as compared to cells in physiological condition. In addition, the calcium signaling seemed also be impaired in pathological conditions

A hipertensão arterial pulmonar idiopática é uma doença que acomete os vasos arteriais pulmonares, determinando o aumento da resistência vascular pulmonar levando à deterioração hemodinâmica. Avaliamos se a distensibilidade da artéria pulmonar avaliada pela ressonância magnética se correlaciona à resposta ao teste agudo com vasodilatador em pacientes com hipertensão pulmonar. Houve diferença significativa de distensibilidade da artéria pulmonar em pacientes respondedores e não-respondedores. Após a análise dos dados por uma curva ROC, a distensibilidade de 10% distinguiu a população de respondedores de não-respondedores com 100% de sensibilidade e 56% de especificidade
Pulmonary arterial hypertension is characterized by an increase in pulmonary vascular resistance, eventually leading to hemodynamic failure. We assessed whether pulmonary artery distensibility (evaluated by magnetic resonance) correlated with acute vasodilator test response. A statistically significant difference was found in terms of pulmonary artery distensibility in responders and non-responders. A ROC curve showed that 10% distensibility could discriminate responders from non-responders with 100%sensitivity and 56% specificity

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Bachelors
Health and Public Affairs
Nursing

Na presente dissertação objetivou-se avaliar a reatividade vascular e a repercussão do pré-tratamento com sinvastatina (SINV, 20mg/kg, p.o.), sob esse parâmetro, em artéria mesentérica superior (AMS) e pulmonar (AP) de ratos Wistar submetidos a 45 minutos de isquemia e 2 horas de reperfusão intestinal (iIR). Nas artérias avaliou-se a função dependente e independente do endotélio e a contração induzida pela fenilefrina agonista seletivo a1-adrenérgico, em preparações com e sem endotélio e na presença ou ausência de inibidores da NOS e da iNOS (L-NAME e 1400W, respectivamente). Pode-se concluir que a iIR modificou a reatividade vascular em AP, porém não em AMS. Na artéria pulmonar, a iIR causou disfunção endotelial por meio de ativação da iNOS, a qual levou à diminuição da resposta vasodilatadora dependente do endotélio e à hiporreatividade contrátil. Além disso, confirmando a segunda hipótese, uma única dose de sinvastatina antes da iIR previne as alterações de reatividade vascular, o que demonstra o efeito benéfico desse fármaco nessa doença.
This work aimed to evaluate the vascular reactivity and the effect of pre-treatment with simvastatin (SIMV, 20mg/kg, p.o.), under this parameter, in the superior mesenteric artery (SMA) and pulmonary artery (PA) of rats subjected to 45 minutes of ischemia and 2 hours of reperfusion (iIR). In these arteries, it was evaluated the endothelium-dependent and -independent function and the contraction induced by phenylephrine the selective a1-adrenergic agonist, in preparations with and without endothelium and at the presence or absence of non-selective NOS and of iNOS inhibitors (L-NAME and 1400W, respectively). It can be concluded that the iIR modified vascular reactivity in PA, but not in SMA. In the pulmonary artery, the iIR caused endothelial dysfunction via activation of iNOS, which led to decreased endothelium-dependent vasodilator response and to contractile hyporeactivity. Moreover, confirming the second hypothesis, a single dose of simvastatin prior to iIR prevents changes in vascular reactivity, which shows the beneficial effects of this drug in this disease.