Academic literature on the topic 'Muscles – Physiopathologie'

L'inflammation et le remodelage musculaire lisse bronchique sont deux caractéristiques majeures de l'asthme. L'objectif de ce travail est d'étudier le rôle physiopathologique de la cellule musculaire lisse (CML), en particulier de préciser, d'une part, le rôle du récepteur PAR-2 dans la boucle d'auto-activation positive, et d'autre part, le rôle de la mitochondrie dans le remodelage musculaire lisse bronchique observé dans l'asthme. A partir de la culture primaire de CML bronchiques humaines, nous avons étudié dans un premier temps, le rôle du récepteur PAR-2 grâce à la technique d'interférence ARN dont les effets ont été observés en microspectrofluorimétrie. Dans un deuxième temps, l'implication de la biogenèse mitochondriale dans la prolifération des CML issuees de patients asthmatiques a été étudiée par différentes techniques moléculaires, cellulaires et fonctionnelles, et comparée à celle des CML issues de sujets témoins ou bronchopathes. Les résultats indiquent que le récepteur PAR-2 est impliqué dans la réponse calcique induite par la tryptase mastocytaire. En effet, son inhibition diminue la réponse calcique de la tryptase et du SLIGKV, ce qui n'est pas retrouvé avec d'autres agonistes non spécifiques du PAR-2. Par ailleurs, ce travail a également permis de montrer que les CML des patients asthmatiques sévères sont caractérisées par une augmentation de la biogenèse mitochondriale dont l'origine est une perturbation de l'homéostasie calcique et la conséquence un excès de prolifération cellulaire<br>Inflammation of the bronchial wall and remodelling of bronchial smooth muscle cell (BSM) are two major characteristics of asthma. The aim of this thesis was to analyze the role of the BSM cell in asthma, and to precise, on the one hand, the role of the protease-activating réceptor 2 (PAR-2) in the positive loops existing between BSM and mast cell, and, on the other hand, the role of mitochondria in the BSL remodelling in asthma. Using human BSM cell primary culture, we firstly evaluated the role of PAR-2 by microspectrofluorimetry using RNA interference (RNAi). Secondly mitochondrial biogenesis on human BSM was studied using molecular, cellular and functional skills on BSM from asthmatics, COPD and control patients. This thesis, showed that (i) RNAi decreased both PAR-2 expression in terms of protein expression, and mRNA levels, and tryptase or SLIGKV-induced calcium rise, whereas neither trypsin nor caffeine response was altered ; (ii) asthmatic BSM was characterized by an altered calcium homeostasis which increased mitochondrial biogenesis that, in turn, enhances cell proliferation leading to airway remodeling

De nombreuses publications plaident pour l'implication des cellules musculaires lisses (CML)dans la physiopathologie des maladies respiratoires (asthme, dysplasie broncho-pulmonaire, mucoviscidose, etc). Outre leur rôle dans le contrôle de la bronchomotricité, ces cellules sont capables de sécréter des médiateurs et des cytokines pro-inflammatoires, et de proliférer anormalement, favorisant ainsi l'installation d'une obstruction irréversible. Dans l'asthme, à partir du constat clinique que le pronostic fonctionnel à très long terme est fixé dès l'âge de 6 ans, nous avons cherché à comprendre quelles en étaient les explications à l'échelle biologique et cellulaire. L'objectif de cette étude a été d'explorer la bronchomotricité, la capacité sécrétrice et la prolifération des CML au cours du développement, en comparant les résultats obtenus chez les ratons et les enfants à ceux obtenus chez les adultes de la même espèce. Nous avons montré que : 1) chez le rat immature, l'augmentation de la relaxation d'anneaux aux β2-agonistes est liée à une atténuation de l'expression des récepteurs muscariniques de type M2 post-jonctionnels. L'efficacité fonctionnelle de l'antagonisme des M2R par la méthoctramine est en conséquence plus marquée chez les animaux adultes. Ces différences de maturation sont retrouvées à un degré moindre dans des cellules en culture ; 2) les médiateurs de l'inflammation sont capables d'augmenter le pic de calcium cytosolique dans les cellules à l'état basal (micro-perfusion des médiateurs au moment de la mesure de la concentration calcique intracellulaire, ou après 3 jours d'incubation dans des conditions pro-inflammatoires (TNFα) ; 3) En clinique humaine, 4 bouffées de bromure d'ipratropium (Atrovent*) ou de terbutaline (Bricanyl*) entraînent une baisse significative des résistances du sysystème respiratoire chez 38 à 43 % des nouveau-nés intubés et ventilés, respectivement ; 4) La réplication des CML immatures non-asthmatiques est supérieure à celle des CML adultes. Cette différence n'est pas liée aux variations de niveau d'expression du facteur de transcription anti-prolifératif, le C/EBPα. 5) Les CML immatures sécrètent plus de leukemia inhibitory factor (LIF) que les CML adultes. Les effets de cette molécule sur la signalisation calcique et la contractilité à l'acétylcholine d'anneaux isolés de trachée de rat sont plus marqués en présence d'une immaturité. En conclusion, les CML sont capables d'auto-amplifier le processus d'hyperactivité, de l'inflammation et du remodelage des voies aériennes pendant les premières années charnières de la vie<br>Many reports highlight the role of airway smooth muscle cells (ASMC) in the patho-physiology of inflammatory airway diseases (asthma, bronchopulmonary dysplasia, cystic fibrosis, etc. ). In addition to the control of bronchomotor tone, ASMC can secrete pro-inflammatory mediators and cytokines, and can proliferate, thus producing irreversible airway obstruction. Based on the fact that the long-term functional prognosis of asthma is determined as early as at the age of 6 years, we sought to explore the underlying basic biological and cellular mechanisms. The aim of the present work was to explore the 3 properties (control of airway tone, secretory properties, proliferation) of ASMC during the course of their development, by comparing the results obtained in immature and adult rat and human ASMC. We have demonstrated that : 1) In immature rats, increased tracheal ring relaxation to β2-receptor agonists is related to the attenuated expression of post-jonctionnal muscarinic M2 receptors. The functional efficacy of M2-R blocade by methoctramine is thus enhanced in adult animals. These maturational differences are less marked in cultured ASMC ; 2) Inflammatory mediators increase the peak cytosolic calcium concentration in ASMC at baseline (micro-perfusion of the mediators at the time of the intracellular calcium concentration measurement, or after 3 days' incubation in pro-inflammatory conditions (TNFα) ; 3) Clinically, 4 puffs of ipratropium bromide (Atrovent*) or terbutaline (Bricanyl*) significantly lower respiratory system resistance in 38 to 43 % of intubated ventilated neonates, respectively ; 4) The replication of immature non-asthmatic ASMC is increased compared to adults. This is not related to a differential expression of the anti-proliferative transcription factor, C/EBPα ; 5) Immature ASMC secrete more leukemia inhibitory factor (LIF) than adult ASMC). The effects of this molecule on calcium signalling and rat airway contractility to acetylcholine is greater in the presence of immaturity. In conclusion, ASMC may auto-amplify airway hypersponsiveness, as well as the inflammatory and remodeling process during the critical first few years of a child's existence

Le muscle squelettique est capable d’utiliser différents types de substrats énergétiques (glucose et acides gras (AG)), dont l’utilisation dépend des besoins énergétiques, des caractéristiques métaboliques et du régime alimentaire. Au repos ou lors d’un exercice d’endurance, l'utilisation des AG via la β-oxydation mitochondriale est prédominante. Localisée dans la membrane mitochondriale externe, la carnitine palmitoyltransférase 1 (CPT1) représente le site majeur du contrôle de l’oxydation mitochondriale des AG à chaîne longue (AGCL) et constitue donc une cible idéale pour étudier les conséquences d’une modification du métabolisme des AGCL. L’objectif de mon travail de thèse a été d’évaluer l’effet d’une augmentation de l’oxydation mitochondriale des AGCL (via l’expression d’une CPT1 constitutivement active) sur 1) la lipotoxicité (insulino-résistance et apoptose) induite par un AGCL délétère (palmitate) et 2) le phénotype musculaire aussi bien dans un contexte physiologique que pathologique. Par une double approche, in vitro et in vivo, mes résultats ont permis de démontrer que la CPT1 représente une cible pour contrecarrer la lipotoxicité et les altérations musculaires associées à l’obésité/diabète de type 2 (accumulation de lipides et apoptose) et au vieillissement (sarcopénie et diminution de la vascularisation). De plus, ce travail a montré que la CPT1 joue un rôle dans la régulation des mécanismes myogéniques et angiogéniques dans le muscle squelettique

Cette étude a permis de mettre en évidence que la protéine CARP est un substrat de la calpaïne 3 (C3), protéase déficiente dans les dystrophies des ceintures de type 2A (LGMD2A). Nos résultats suggèrent que C3, en renforçant l’interaction de CARP avec la titine, pourrait moduler sa fonction de régulateur de la transcription génique. De plus, CARP pourrait intervenir dans la plasticité du muscle notamment en régulant l’activité de facteurs de transcription impliqués dans le contrôle de la masse musculaire ainsi que l’expression de protéines impliquées dans le remodelage. Nous proposons que la perte de ce mécanisme de régulation de CARP par C3 puisse participer à la physiopathologie de la LGMD2A. D’autre part, nous avons montré que l’expression de CARP augmente dans tous les modèles dystrophiques étudiés, suggérant que CARP serait un marqueur essentiel de ces maladies. Le contrôle de sa surexpression pourrait donc permettre d’envisager des solutions thérapeutiques pour ces maladies<br>Calpain 3, a protease of the skeletal muscle is defective in Limb-Girdle Muscular Dystrophies type 2A (LGMD2A). During our study, we demonstrated that CARP (Cardiac Ankyrin Repeat Protein), is a calpain 3 substrate. Our hypothesis is that calpain 3 enhances CARP interaction with sarcomere thus preventing its passage and its nuclear activities. Our experiments showed that CARP acts on the function of several transcription factors amongst which some are involved in the regulation of muscle mass and that CARP regulates the expression of proteins involved in remodelling. Together, our results suggest that CARP could intervene in the remodelling of sarcomere. The loss of such a mechanism could participate in the pathophysiology of LGMD2A. On the other hand, we showed that the expression of CARP increases in all dystrophic models studied, suggesting that CARP is a key marker of these diseases. The control of its overexpression may constitute a therapeutic option for these diseases

L'intolérance à l'exercice est l'un des symptômes majeurs de la broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). Cette intolérance est liée non seulement à une atteinte pulmonaire, mais aussi à un dysfonctionnement du muscle squelettique. Cette thèse a permis d'observer que 1) les muscles des membres supérieurs sont relativement moins touchés que ceux des membres inférieurs par ce dysfonctionnement ; 2) qu'au moins deux pathologies vasculaires touchaient les patients BPCO : la baisse de pression de perfusion artérielle distale qui semble toucher 80% des patients d'une part et l'augmentation de la rigidité des parois artérielles d'autre part. Ces deux pathologies artérielles sont associées à la baisse de la performance à l'exercice des BPCO. Le tabagisme en est probablement le vecteur principal. Dans le cadre du programme multidisciplinaire de réhabilitation du patient BPCO, une recherche des pathologies artérielles périphériques pourrait donc être envisagée de manière systématique chez ces patients<br>Impaired exercise tolérance is one of thé main symptoms in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). It is now widely acknowledged thaï COPD is characterized not only by pulmonary damage, but also by a skeletal muscle dysfunction during exercise. This thesis has point out that: 1) upper-limb muscle impairrnent was relatively less important than in lower-limb; 2) at least two arterial pathologies were présent in COPD patients: on thé one hand a réduction of peripheral arterial perfusion pressure was observed in 80% of patients, and in thé other hand, an increase in arterial stiffness- Thèse two arterial pathologies are associated with thé exercise performance impairment observed in COPD patients. Tobacco is probably thé principal vector of thèse pathologies. Within thé framework of a multidiscipiinary rehabilitation programme, a research of arterial peripheral diseases could thus be required in a systematic way for thèse patients

Le canal cationique TRPV1 (Transient Receptor Potential Vanilloid 1) est activé par la capsaïcine, une acidose, de fortes températures ainsi que par les anesthésiques volatils (AV) dans les neurones sensoriels. Dans le muscle squelettique, TRPV1 est impliqué dans le métabolisme énergétique et l'exercice d'endurance. Grâce à des techniques d'immunomarquage et d'imagerie calcique, la première partie de la thèse vise à caractériser TRPV1 en tant que canal de fuite fonctionnel du réticulum sarcoplasmique (RS) dans les cellules musculaires squelettiques isolées de FDB (Flexor Digitorum Brevis) de souris. Par la suite, nous nous sommes intéressés à son rôle physiopathologique dans le muscle strié squelettique. Ainsi, dans une seconde partie nous supposons une implication de TRPV1 dans les crises d'hyperthermie maligne (HM) chez l'homme. Cette pathologie musculaire correspond à une crise de métabolisme exacerbé du muscle strié squelettique menant à une brusque montée en température chez le patient (&gt;42°C) endormi au moyen d'AV. Dans cette deuxième étude nous démontrons, à travers une approche combinant imagerie calcique et outils pharmacologiques spécifiques du canal, que TRPV1 est activé lors de l'exposition des cellules musculaires à l'isoflurane. TRPV1 est donc une cible des AV dans la cellule musculaire. Puis, des variants de TRPV1 (T612M et N394del) de patients susceptibles à l'HM ont été découvertes. Nous avons pu montrer, suite à la transfection in vivo de ces variants dans des souris déficientes en TRPV1 et grâce à la mesure de flux calciques intracellulaires, que les variants humains de TRPV1 rendent ces canaux plus sensibles aux anesthésiques volatils que le canal TRPV1 humain sauvage. La troisième partie de la thèse a pour but de déterminer le rôle de TRPV1 dans le muscle squelettique en conditions physiologiques par des études fonctionnelles (fonction locomotrice, consommation d'oxygène) sur animal entier. Les résultats préliminaires de cette étude tendent à montrer que l'entraînement physique est moins efficace sur la fonction musculaire des souris déficientes en TRPV1. En conclusion, l'ensemble de ces résultats révèlent pour la première fois que TRPV1 est un canal calcique de fuite fonctionnel du RS pouvant faire le lien entre le déclenchement de l'HM au cours des anesthésies et la présence des RyR1 mutés dans le muscle squelettique<br>TRPV1 (Transient Receptor Potential Vanilloid 1) cation channel is activated by capsaicine, acidosis, high temperature and by volatile anaesthetics (VA) in sensory neurons. In skeletal muscle, TRPV1 appears to be implied in exercice endurance and energy metabolism. The present work aims first to characterize the functionality of this channel using immnostaining and calcium imaging. We report that TRPV1 is functionally expressed in isolated mouse skeletal muscle cells of FDB (Flexor Digitorum Brevis). These experiments point out that TRPV1 acts as a SR calcium leak channel. In contrast to earlier reports, our analysis shows that TRPV1 is only located to the sarcoplasmic reticulum (SR) membrane. Subsequently, we have studied its physiological role in skeletal muscle. Thus, in a second part, we suppose that TRPV1 could be involved in malignant hyperthermia (MH) crisis in human. MH is a muscular pathology linked to an abrupt increase in body temperature (&gt; 42°C) in patients. MH crisis is a severe and feared complication of anesthesia. Nevertheless, any studies have demonstrated that RyR1 mutants are activated by VA. If the triggering agents of MH are known, their targets remain to be determined. By combining calcium imaging and pharmacological agents, our data first demonstrate that TRPV1 is activated by isoflurane in skeletal muscle cells. TRPV1 is so a target of volatile anaesthetics in skeletal muscle. Afterwards, TRPV1 mutants (T612M and N394del), obtained from susceptibles MH patients, were discovered. In the second part of the work, using in vivo transfection of TRPV1 mutants in TRPV1-/- mice and intracellular calcium measurements we have been able to demonstrate that human TRPV1 mutants are more sensitive to VA than human wild type TRPV1. The last part of the work investigates the physiological role of TRPV1 in skeletal muscle, using a functional exploration (locomotor function, oxygen consumption) in TRPV1-/- mice. Preliminary data point out that training seems to be less effective on skeletal muscle function of TRPV1-/- mice. To conclude, these results indicate for the first time that TRPV1 is a functional SR calcium leak channel and that TRPV1 may be the missing link between MH induction and RyR1 mutants in skeletal muscle during anesthesia