Soutenance mémoire
GENERALITES SUR L’HYPERTENSION ARTERIELLE
L’hypertension arterielle, très répandue dans les pays développés et aussi dans les pays en voie de developpement, est le plus important facteur de risque cardiovasculaire ; elle est responsable de 50% des accidents cardiaques, de 80% de ceux des vaisseaux et est la principale cause de mortalité. Une meilleure connaissance des phénomènes ou mécanismes impliqués dans les manifestations morbides associées à ces processus paraît indispensable. La Pression artérielle, paramètre chiffré le plus fréquemment mesuré au cours d’un examen clinique, est un des signes de l’état vasculaire et cardiaque. Un adulte est normotendu lorsque la pression artérielle systolique est inférieure à 140 mm/Hg et lorsque la pression artérielle diastolique est inférieure à 90 mm/Hg. L’hypertension artérielle (H.T.A) est un trouble hémodynamique , caractérisé par l’élévation de la pression sanguine dans le système artériel au-dessus de ces normes et, selon l’Organisation Mondiale de la Santé, entraînant chez l’adulte de plus de 30 ans, au repos, allongé depuis 10 minutes, une pression systolique supérieure à 160 mm/Hg et diastolique supérieure à 95 mm/Hg. La distribution du sang au niveau des différents tissus en quantité et à pression adéquates est assurée par deux acteurs : la pompe cardiaque et les artères. Le contrôle de la vasomotricité artérielle participe activement au maintien de ces paramètres dans des valeurs normales au repos ou lors d’un stress. Le tonus vasculaire est déterminé par les cellules musculaires lisses qui se contractent et se relâchent en réponse aux neurotransmetteurs et aux hormones circulants. Par ailleurs, l’endothélium participe à la régulation locale du tonus vasculaire par le biais de la libération de facteurs relaxants et contracturants. La maladie hypertensive peut entraîner au niveau cardiaque, une augmentation disproportionnée de la consommation en O2 du myocarde, figurant parmi les causes de l’ischémie myocardique. En effet, l’ischémie myocardique correspond à un déséquilibre entre les besoins et les apports en O2 du myocarde.
Contraction des artères
Nous allons ici décrire les étapes conduisant à la contraction et à la relaxation de la cellule musculaire lisse artérielle lors de stimulations induites par des agonistes agissant sur des récepteurs couplés aux protéines G. La régulation de la vasomotricité par d’autres stimuli, notamment les forces d’étirement et les forces de cisaillement, ne sera pas développée ici. Il faut noter que beaucoup de mécanismes impliqués dans le contrôle de la vasomotricité sont communs aux stimuli de type « agonistes » et de type « forces physiques », (Busse & Fleming, 1998; Davis & Hill, 1999). Une contraction due à l’activation d’un récepteur par un agoniste est désignée par le terme de « couplage pharmacomécanique » (Somlyo & Somlyo, 1994). Il est bien établi que le signal intracellulaire qui déclenche l’ensemble des phénomènes biochimiques aboutissant à la contraction musculaire est généralement l’augmentation de la concentration en ions Ca2+ libres dans le cytosol ([Ca2+]i). Toutefois, dans certaines préparations vasculaires, telles que l’aorte de Lapin ou de Furet, les agonistes sont capables de produire une contraction significative et soutenue en milieu dépourvu de calcium et en absence d’augmentation significative de la [Ca2+]i (Khalil & van Breemen, 1988; Khalil & Morgan, 1992).
Diminution du [Ca2+]i
La cellule musculaire lisse vasculaire peut utiliser trois mécanismes différents pour diminuer la [Ca2+]i : le repompage du Ca2+ cytosolique vers les stocks du RS, l’efflux de Ca2+ à travers la membrane plasmique, la diminution de l’influx calcique.
-Repompage dans le réticulum sarcoplasmique : Le recharge en Ca2+ du RS se fait pour l’essentiel via les SERCAs. Ces enzymes transportent le Ca2+ contre un gradient de concentration du cytosol cellulaire vers la lumière du RS, grâce à l’hydrolyse de l’ATP. Les SERCAs existent sous 4 isoformes : SERCA 1, 2 a et b et 3. Leur présence respective dépend du type cellulaire considéré. Au niveau des cellules musculaires lisses vasculaires la présence des isoformes 2 a, b et 3 a été décrite (Anger et al., 1993). Au niveau vasculaire, les SERCAs sont régulées par une protéine appelée phospholambane. Le phospholambane interagit physiquement avec la SERCA conduisant à l’inhibition de cette dernière. La phosphorylation du phospholambane abolit cette interaction et permet donc l’activation de la SERCA. Cette phosphorylation peut se faire par différentes protéines kinases parmi lesquelles se trouvent les PKA, PKG, PKC et CaMKII (Orallo, 1996; O’Donnell & Owen, 1994; Marin et al., 1999).
-Extrusion du Ca2+ de la cellule musculaire lisse vasculaire : L’extrusion du Ca2+ intracellulaire peut se faire par 2 mécanismes différents : l’un faisant intervenir une Ca2+ – ATPase et l’autre l’échangeur Na+ /Ca2+ au niveau de la membrane plasmique. La Ca2+ – ATPase de la membrane plasmique est une pompe qui fait sortir un ion Ca2+ et entrer 2 ions H+ par molécule d’ATP hydrolysée. Cette pompe est activée par le complexe Ca2+ – CaM. Son activité est régulée par différentes kinases telles que les PKC, PKA et PKG. Ces kinases sont activatrices ou inhibitrices en fonction de l’isoforme de la Ca2+ – ATPase considérée (Monteith et al., 1998; Carafoli, 1994). L’affinité de la Ca2+ – ATPase pour le Ca2+ est élévée, mais elle fonctionne avec une activité relativement limitée (Eggermont et al., 1988). L’échangeur Na+/Ca2+ permet la sortie d’un ion Ca2+ pour l’entrée de 3 ions Na+ (Blaustein, 1993). L’activité de cet échangeur est modulée essentiellement par les ions Na+ et Ca2+. Une augmentation de la [Ca2+]i active l’échangeur dans le sens d’un efflux de Ca2+ (qui s’accompagne d’un influx de Na+). Au contraire une augmentation de [Na+]i conduit à un efflux de Na+ avec influx de Ca2+ (fonctionnement en mode inverse). L’activité de cet échangeur peut être modulée par des seconds messagers tels que la PKC et le guanosine monophosphate cyclique (GMPc). Cet échangeur a une faible affinité pour le Ca2+ mais une forte capacité de transport (O’Donnell & Owen, 1994; Marin et al., 1999). En tenant compte des affinités et capacités de transport respectives de ces deux protéines membranaires, il a été suggéré que lorsque [Ca2+]i> 1 µM, l’efflux de Ca2+ était réalisé par l’échangeur Na+/Ca2+ alors que cet efflux était réalisé par la Ca2+ – ATPase de la membrane plasmique pour des [Ca2+]i inférieures. Il faut également tenir compte du fait que la contribution relative de l’échangeur Na+/Ca2+ et de la Ca2+ – ATPase membranaire varie avec l’espèce et le type de cellule musculaire lisse vasculaire (O’Donnell & Owen, 1994). Il a été montré, chez le Rat, que la Ca2+ – ATPase était abondante dans les artères de conductance et que sa présence dans les petites artères était faible voire absente (Kwan, 1982). De plus, il faut garder à l’esprit que les activités de ces deux protéines membranaires peuvent être modulées par les agents vasodilatateurs via la production de seconds messagers tels que le GMPc. Ainsi, même si la Ca2+
– ATPase est faiblement exprimée au niveau des petites artères, sa contribution peut devenir non négligeable lors d’une activation par un agoniste vasodilatateur. Une diminution de l’influx calcique induit par les agonistes vasoconstricteurs contribue également à la relaxation des artères. Cette diminution de l’influx calcique concerne essentiellement les VOC puisque ces canaux représentent la voie d’entrée calcique majoritaire au niveau vasculaire. Différents seconds messagers ont été impliqués dans l’inhibition des VOC : le Ca2+ lui-même, à forte concentration, l’adénosine monophosphate cyclique (AMPc) dans les muscles lisses vasculaires de Lapin et de Rat, le GMPc aussi (Hughes, 1995). Cette diminution de l’influx calcique peut également se faire par l’activation des canaux K+ présents sur la membrane plasmique de la cellule musculaire lisse. L’efflux de K+ qui en résulte provoque une hyperpolarisation de la cellule musculaire lisse conduisant à la fermeture des canaux VOC et donc à une diminution de l’influx Ca2+ (Jackson, 2000). Il est à noter que ce processus d’hyperpolarisation permet également de diminuer la libération du Ca2+ induite par l’IP3 à partir des stocks intracellulaires via une inhibition de la formation d’IP3 (Ganitkevich & Isenberg, 1993; Yamagishi et al., 1992). L’activation des canaux K+ peut se faire par différents intermédiaires en fonction de la nature du canal K+ considéré. Ainsi, l’activation des canaux K+ dépendants de l’ATP peut se faire par la voie AMPc/PKA et des mécanismes indépendants de cette voie dans les artérioles de la joue de Hamster (Jackson, 1993; Nelson et al., 1995). De même, l’activation des canaux K+ de forte conductance activés par le Ca2+ intervient dans certains types d’artères de résistance comme les artères cérébrales du Rat. L’activation de ces canaux K+ peut se faire par l’intermédiaire d’augmentations très localisées de Ca2+ dans la région sous la membrane plasmique (« Ca2+ sparks ») due à la libération de Ca2+ à partir des récepteurs à la ryanodine du RS (Nelson et al., 1995). D’autres agents peuvent activer ces canaux K+ tels que les voies faisant intervenir le GMPc et l’AMPc (Paterno et al., 1996). Le rôle d’autres types de canaux K+ présents sur la cellule musculaire lisse vasculaire dans le phénomène de relaxation est hypothétique (Jackson, 2000).
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Table des matières
INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
– GENERALITE SUR L’HYPERTENTION ARTERIELLE
– VASOMOTRICITE ARTERIELLE ET SA REGULATION
1- Histologie des artères
2- Contraction des artères
Augmentation de la [Ca2+]i
. Libération du Ca2+des stocks intracellulaire
. Libération du Ca2+ impliquant IP3
. Libération de Ca2+ par le Ca2+
. Influx de Ca2+ extra-cellulaire
Mécanisme de la contraction
3- Relaxation des artères
4- Rôle de l’endothélium dans la vasomotricité artétielle
Moxyde d’azote ou NO
Prostacycline ou PGI2
Facteur Hyperpolarisant dérivé de l’endothélium ou EDHF
Anions superoxydes
– FONCTION CARDIAQUE
1- Tissu cardiaque
2- Fréquence et rythme cardiaque
Potentiels cardiaques
Automatisme cardiaque
3- Contraction cardiaque
Protéines contractiles
Couplage excitation-contraction
Mouvements calciques lors de la contraction et de la relaxation
Régulation de la contraction
4- Circulation coronaire
Régulation du flux coronaire
– Facteurs physiques
– Contrôle métabolique
– Contrôle neuronal et humorale
5- Ischémie cardiaque
a- Etiologies de l’ischémie cardiaque
b- Conséquences de l’ischémie reperfusion
c- Rôles des radicaux libres et du NO dans l’ischémie-reperfusion
MATERIELS ET METHODES
A- PRESENTATION DU MATERIEL VEGETAL
B- PREPARATION DE L’EXTRAIT BRUT
C- TESTS PHARMACOLOGIQUES
1-Effet de Eo sur les paramètres Hémodynamiques chez le rat anesthésié
2- Mise en évidence de l’effet vasculaire
2-1 Précontraction par la noradrénaline
2-2 Précontraction par le KCL
2-3 Précontraction par le PDBu
3-Elucidation du mécanisme d’action de l’effet de Eo sur l’aorte pourvu d’endothélium
3-1 Effet de L-NAME
3-2 Effet de l’ODQ
3-3 Effet de l’indométacine
3-4 Mise en évidence de l’effet anti-oxydant
4- Effet de Eo sur la libération de NO
5-Effet de Eo sur le taux de GMPc
6- Effet de Eo sur le cœur
6-1 Mesure des paramètres cardiaques
6-2 Test par la methode d’ischémie reperfusion
6-3 Quantification de la nécrose par le TTC
7-Effet d’un traitement chronique
7-1 Mesure des paramètres hemodynamiques
7-2 Mesure de la réactivité vasculaire ex-vivo
7-2-1contraction à la noradrénaline
7-2-3 relaxation à l’acétylcholine
7-3 Western blot
D- DETERMINATION DE LA FRACTION ACTIVE DE Eo
E- TEST PHARMACOLOGIQUE DE LA SCOPARONE
F- EXPRESSION DES RESULTATS ET TESTS STATISTIQUES
G- PRODUITS UTILISES
RESULTATS ET INTERPRETATION
A-RENDEMENT DE L’EXTRACTION
B-EFFETS AIGUS
1- Variations des paramètres hémodynamiques
2- Effet relaxant de Eo
2-1 précontraction par la noradrénaline
2-2 précontraction par KCL
2-3 précontraction par PDBu
3- Elucidation du mécanisme d’action de l’effet relaxant de Eo
3-1 implication de la voie de NO-synthase
3-2 implication de la voie de la guanylate cyclase
3-3 implication de la voie de la cyclooxygénase
3-4 activité anti-oxydante
4- Resultat du bioéssai
5- Taux de GMPc
6- Effets cardiaques de Eo
6-1 variations des paramètres cardiaques
6-2 effets de Eo sur l’ischémie cardiaque ex-vivo
6-2-1variations des paramètres cardiaques
6-2-2quantification de la nécrose
7- Effet d’un traitement chronique
7-1 variations des paramètres hémodynamiques
7-2 réactivité vasculaire
7-2-1 contraction par la noradrénaline
7-2-3- relaxation à l’acétylcholine
7-2-3 relaxation à l’A23187 et à la thapsigargine
7-3 effet du traitement par Eo sur le taux d’expression de eNOS, iNOS, Cu/ZnSOD
C- DETERMINATION DE LA FRACTION ACTIVE DE L’EXTRAIT BRUT
D- ACTIVITE PHARMACOLOGIQUE DE SCOPARONE
1- Activité vasculaire de la scoparone
2- Effet de la scoparone sur l’ischémie-reperfusion
DISCUSSION
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
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