Academic literature on the topic 'Cellules osseuses – Propriétés électriques'

L'activité cellulaire répond à la stimulation électrique (SE). Le but de cette thèse était le développement d'un composite multifonctionnel et l'étude de la réponse des ostéoblastes à la SE transmise par un tel composite. Les objectifs spécifiques étaient les suivants: a) synthèse des particules de haute conductivité en polypyrroles (PPy) avec des rendements élevés en contrôlant la taille et la régularité moléculaire; b) bioactivation des particules PPy par dopage à l'héparine (HE); c) préparation de composites multifonctionnels électriquement stables et présentant une haute affinité biologique; d) étude de la prolifération et de la minéralisation des ostéoblastes sur un échafaudage conducteur sous SE. Le chapitre I résume les phénomènes bioélectriques chez l'humain à différents niveaux, les mécanismes possibles de l'action de l'électricité sur les cellules, et l'étude de la SE en génie tissulaire osseux. Ce chapitre propose également une revue critique des différentes techniques et des différentes méthodologies de SE utilisées pour des études environnementales, scientifiques et pour les soins cliniques. Les hypothèses et les objectifs de la thèse sont présentés. Le chapitre II décrit la synthèse des nanoparticules en PPy par polymérisation en emulsion en utilisant le réactif de Fenton comme oxydant. Ces nanoparticules présentent une morphologie polygonale creuse, avec une épaisseur approximative de 50 nm et un diamètre de 400-500 nm. Les caractéristiques cristallines de ces nanoparticules ont été démontrées. Un mécanisme plausible de synthèse est proposé. Le chapitre III rapporte la bioactivation des particules en PPy en utilisant F héparine (HE) comme dopant, la préparation d'une membrane conductrice biodégradable, et la culture de fibroblastes sur ces membranes. Le dopage avec HE améliore la stabilité électrique de la membrane conductrice et augmente l'adhésion et la prolifération de cellules. Le chapitre IV démontre que la SE induite par la membrane conductrice peut moduler l'activité des ostéoblastes et accélérer la formation osseuse. Un champ électrique optimal de 200 mV/mm avec une durée de stimulation entre 2 et 8 h a favorisé la prolifération des ostéoblastes et augmenté l'expression et la production de ses marqueurs spécifiques de maturation (ALP) et de minéralisation (CO). Le chapitre V présente une discussion générale, le sommaire des conclusions et les perspectives de recherche pour le futur. L'implication de ces travaux en génie tissulaire et en santé humaine est également abordée.

Apercu bibliographique sur la technologie d'elaboration du silicium polycristallin qui expose entre autres la nouvelle technique dite de dopage preferentiel utilisee pour reduire les recombinaisons au niveau des joints des grains. Modele bidimensionnel pour l'etude de l'influence des dimensions des grains et de la vitesse de recombinaison aux joints des grains sur les performances de la cellules. Une extension de ce modele permettant detenir compte de l'existence de jonctions verticales dues au dopage, on etudie l'influence de la profondeur du dopage preferentiel sur les performances de la cellule solaire

Les cellules thalamocorticales (TC) du noyau ventro-postéro-latéral (VPL) du thalamus relayent l'information du système somatosensoriel (synapses excitatrices lemniscales aux dendrites proximaux) à la région correspondante du cortex, mais reçoivent également en rétro-propagation des projections du cortex (synapses excitatrices corticothalamiques aux dendrites distaux). Afin d'étudier l'intégration synaptique aux différentes parties de la cellule TC, nous avons bâti un modèle multi-compartimental à partir de reconstructions tridimensionnelles de cellules du noyau VPL, ce qui consiste en une discrétisation spatiale des dendrites en une multitude de segments associés à des circuits RC interconnectés. Nous avons pu dégager quantitativement l'impact de la géométrie cellulaire (taille d'arborisation et diamètre dendritique) sur l'amplitude et sur la durée des réponses au soma. Nous avons par la suite comparé l'intégration synaptique pour différentes distributions des entrées aux dendrites proximaux et distaux et sous différentes conditions de courants intrinsèques et de potentiel membranaire. Dans tous les cas, la sommation des entrées proximales induisait une réponse indépendante de la distribution, alors que la réponse aux entrées distales saturait lorsqu'elles étaient localisées aux mêmes branches. Nos résultats ont permis d'apporter une explication physiologique au patron d'organisation synaptique chez les cellules TC.
Thalamocortical (TC) cells from the ventroposterolateral (VPL) nucleus of the thalamus relay the somatosensory inputs (excitatory lemniscal synapses at proximal dendrites) to the corresponding cortical area, but also receive feedback excitatory inputs from the cortex (corticothalamic synapses at distal dendrites). The goal of this study was to compare the synaptic integration of inputs coming to proximal vs. distal dendrites. A multicompartmental model was drawn from fully reconstructed cells of the VPL nucleus. Dendrites were spatially discretized in multiple segments associated to interconnected RC circuits. We were able to characterize the impact of neuronal size and dendritic diameter on the amplitude and on the time course of the somatic response. We also compared the synaptic integration for different distributions of proximal or distal inputs under different conditions of membrane potential and active properties. In all cases, the summation of proximal inputs was independent of their distribution, while the response induced by distal inputs saturated when those inputs were located at the same branches. The results obtained in this study suggest a physiological explanation of the synaptic pattern at TC cells.

L’activité électrique cardiaque prend naissance dans le nœud sinusal et se propage au myocarde contractile grâce au tissu de conduction. Le travail exposé dans cette thèse démontre le rôle de deux sous-unités de canaux ioniques dans l’automatisme des cellules sinusales et la conduction de l’influx électrique dans le cœur, grâce à l’utilisation de modèles murins. Le premier confirme in vivo l’hypothèse selon laquelle le canal calcique de type T, Cav3. 1, participe à l’automatisme du nœud sinusal et démontre son implication dans la conduction auriculo-ventriculaire (AV) de l’influx électrique. Dans un second, l’invalidation du canal sodique Nav1. 5 (Scn5a+/-) conduit à une dysfonction sinusale, des troubles de conduction AV et intra-ventriculaires identiques à ceux observés chez des patients porteurs de mutations du gène SCN5A. Ce modèle reproduit fidèlement l’hétérogénéité phénotypique existant chez les patients, suggérant l’importance de gènes modulateurs ou de l’environnement dans le phénotype des maladies génétiques. Enfin, la modulation du rythme constituant un enjeu majeur en thérapeutique cardiaque, nous avons montré que l’inhibition chronique des canaux pacemaker HCN induisait un remodelage ionique sinusal mais avait peu d’effet sur l’expression des canaux ioniques dans le ventricule chez la souris
Cardiac impulse originates from the sinus node and propagates through the cardiac conduction system to depolarise atrial and ventricular myocardium. The work exposed herein reveals the implications of two ion channel subunits in sinus node automaticity and in cardiac electrical conduction by the use of mouse models. The first model confirms the hypothesis implicating the calcium channel subunit Cav3. 1 in sinus node automaticity, and shows its implication in atrioventricular (AV) conduction. The second model shows that heterozygous invalidation of Nav1. 5 sodium channel subunit (Scn5a+/- mice) induces sinus node dysfunction, impaired AV conduction and delayed intramyocardial conduction. These cardiac abnormalities are similar to the phenotype observed in patients with SCN5A mutations. Moreover, Scn5a+/- mice showed phenotype heterogeneity, just as in patients, revealing the importance of modulator genes or environment in the phenotype of genetic disorders. Finally, as cardiac rhythm modulation is of major interest in cardiac therapeutics, we have shown that chronic inhibition of HCN channels induces a complex ionic remodelling in the sinus node, but has little impact on ion channel expression in the mouse ventricle

Le travail réalisé au cours de cette thèse a eu pour objet d'étudier la modification chimique du canal calcique de type l à l'aide d'un réactif spécifique des fonctions thiols (le PHMPS), ainsi que le couplage entre ce canal calcique de type l et les canaux calciques du réticulum sarcoplasmique, à l'aide de la ryanodine. Les études ont été réalisées sur cellules ventriculaires de cobaye par une mesure du courant calcique et des mouvements de charges intramembranaires associés. Cette deuxième mesure a, préalablement fait l'objet d'une importante mise au point, rendue possible par la mise en évidence et l'étude du blocage du courant calcique par le gadolinium. L’oxydation des fonctions thiols portées par le canal calcique, à l'aide de 100 m de PHMPS, nous a conduit à postuler un modèle fonctionnel impliquant la participation des groupements thiols dans le fonctionnement du canal calcique. L’utilisation de la ryanodine (100m) sur le courant calcique et les mouvements de charges associés, par comparaison avec des résultats obtenus sur le muscle squelettique nous a permis de confirmer par une approche électrophysiologique, l'absence de couplage électromécanique dans les cellules cardiaques. Cependant, les résultats obtenus en présence de PHMPS nous conduisent à postuler pour une éventuelle interaction entre les deux canaux lors d'un stress oxydatif

Le travail de recherche effectué au cours de cette thèse a pour objet d'étudier le couplage excitation-contraction dans les cardiomyocytes isolés de mammifères. Nous avons mesuré le courant calcique de type L dans des myocytes ventriculaires de cobaye isolés enzymatiquement grâce à la technique du patch clamp en configuration cellule entière. 80% des cellules présentent un courant calcique avec une inactivation multiphasique. Nous avons montré que ce décours multiphasique était du à la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique. Nous avons conclu qu'un lien fonctionnel dans les cellules ventriculaires de cobaye existe entre le DHPr et le RyR et celui-ci est dû à la présence de microdomaine dans les « fuzzy space » (espace flou). Une relation entre le décours multiphasique et la facilitation dépendante du potentiel du courant calcique a été observée. L'état de phosphorylation des cellules est impliqué et le le Cs + pourrait induire une activation de la PKA. D'autre part, nous avons mené une étude complète sur l'effet du gonflement cellulaire sur les différentes phases du couplage excitation-contraction. Nous avons utilisé la technique de patch clamp, la fluorimétrie pour mesurer le transitoire calcique, un détecteur de bord pour mesurer la contraction, un microscope confocale pour visualiser la membrane plasmique et enfin des techniques biochimiques pour vérifier l'état de phosphorylation de protéines. Un effet biphasique a été trouvé. Au bout d'une minute d'exposition à une solution hypoosmotique, une augmentation de la durée du potentiel d'action, de la contraction, du transitoire calcique a été observée. Une exposition plus longue (10 min) fait diminuer tous ces paramètres. L'amplitude du courant calcique diminue dès le passage de la solution hypoosmotique. D'autre part, le système de tubule T visualisé en microscopie confocale n'est pas altéré par le choc hypoosmotique et l'état de phosphorylation des phospholambanes n'est pas modifié.

L'etude a ete realisee sur les cardiomyocytes de rat nouveau-nes en culture en presence de noradrenaline avec ou sans inhibiteur des recepteurs 1 et -adrenergiques avec la technique de patch clamp en configuration cellule-entiere. La premiere partie de notre etude a permis de montrer que le processus hypertrophique induit par la noradrenaline est accompagne d'une augmentation de la densite du courant calcium de type l (i c a - l), tandis que le courant calcium de type t (i c a - t) n'est pas affecte. Nos resultats montrent que ces effets de la noradrenaline sur la croissance cellulaire et sur i c a - l sont dus a l'activation des recepteurs 1. L'inhibition du processus hypertrophique par blocage de la transcription et de la traduction previent l'augmentation de densite de i c a - l induite par le traitement a la noradrenaline. Ainsi, il peut etre suppose que dans nos conditions experimentales, la stimulation 1-adrenergique augmente la synthese des canaux calciques de type l. La deuxieme partie de notre etude a permis de caracteriser sur les cardiomyocyte ventriculaires de rats nouveau-nes en culture, une composante de courant calcium dont les proprietes sont proches de celles du courant de type l. De plus, ce courant est observe sur les cellules fraichement isolees de curs de rats ages de 4, 10 et 15 jours,