Physiologie de la paroi vasculaire

Les maladies cardiovasculairesconstituent un véritable problème de santé publique et sont la cause d’une importante mortalité et morbidité au niveau mondial. La forme la plus fréquente est l’hypertension artérielle. Beaucoup de travaux ont permis d’établir que ces principales pathologies cardiovasculairessont associées à l’apparition d’une dysfonction endothéliale qui diminue les propriétés relaxantes du vaisseau. La conséquence sera une augmentation des résistances vasculaires, entrainant alors une hypertension artérielle.

L’hypertension artérielle à elle seule serait responsable d’un peu moins de 8millions de décès par an dans le monde et de près de 100 millions de jours d’invalidité au sein de la population active. Elle serait la cause de près de la moitié des accidents vasculaires cérébraux et des accidents cardiaques dans le monde [86]. En 2000 on avait estimé à environ 24,6% la population d’hypertendue et 29,2% devraient être atteintes d’ici 2025. Parmi les 972 millions d’adultes hypertendus, 333 millions, soit 34,3%, proviennent des pays développés, et 639 millions, soit 65,7%, sont issus des pays en voie de développement. Le nombre d’adultes hypertendus d’ici 2025 pourrait augmenter de 60% et atteindre 1,56 milliard [60]. Sa prise en charge reste un réel enjeu dans les pays en voie de développement, car si l’efficacité des traitements existants a été largement prouvée, leur accessibilité financière reste problématique. Ainsi, la phytothérapie semble être une alternative dans la prévention et la prise en charge à moindre coût de l’hypertension artérielle.

Organisation fonctionnelle de la paroi vasculaire

La média 

C’est la couche centrale, la plus épaisse de la paroi vasculaire. Dans les artères de conductance (aorte) elle est limitée par une lame élastique interne du coté luminal et une lame élastique externe. Elle se compose d’une succession de sous couches délimitées par des lames élastiques. Dans les artères de résistances, la lame externe est fragmentée ou bien absente. La media est constituée essentiellement d’un type cellulaire prédominant, la cellule musculaire lisse vasculaire(CMLV). Celle ci est insérée dans une matrice extracellulaire qu’elle secrète et qui est constituée de fibres d’élastines et de collagènes. Les cellules musculaires lisses sont indispensables pour la relaxation et pour la contraction des artères. La présence et l’organisation aussi bien des fibres élastiques que des cellules musculaires lisses varient en fonction des vaisseaux. Dans les artères élastiques (artères brachio céphaliques, artères sous-clavières, carotides, iliaques et artères pulmonaires), la media est constituée de plusieurs lames élastiques concentriques entre les quelles on retrouve les cellules musculaires lisses(CML). Le nombre de ces lames élastiques est fonction du diamètre de l’artère. Les CML et les lames élastiques forment une unité lamellaire. Le nombre d’unité lamellaire est proportionnel au diamètre du vaisseau et augmente avec le poids et la taille chez les animaux .

L’adventice

C’est la couche périphérique, constituée de tissu conjonctif (élastique, collagène), de fibroblastes, macrophages, terminaisons et vasa vasorum (pour l’apport d’oxygène et de nutriments). Les terminaisons nerveuses sont plus nombreuses sur les vaisseaux de faible calibre et musculaire alors que les vasavasorum sont plus importants dans les artères de gros calibres (˃ 200µm). Cette couche externe joue un rôle dans la régulation de la vasomotricité en libérant des neurotransmetteurs responsables de signaux divers pour la cellule musculaire lisse. Les fibroblastes sont aussi capables de produire des médiateurs vasoactifs comme le NO [62, 63] ou les anions superoxydes [91] et ainsi, affecter le tonus vasculaire [46]. C’est sur cette structure en trois couches que reposent de nombreuses fonctions physiologiques dont le principal est d’assurer l’irrigation sanguine des différents organes. Il existe également de nombreuses interactions entre les différentes couches plus particulièrement entre les cellules musculaires lisses et les cellules endothéliales, mais également avec les éléments du plasma et figurés du sang (plaquettes, globules rouges et blancs). Selon les secteurs artériels considérés, la structure et l’importance relative de chaque tunique varient et confèrent à ces secteurs des propriétés mécaniques et structurales de la paroi artérielle :

→ Les artères de conductance : élastiques, de gros calibre ou la matrice extracellulaire joue un rôle important. Elles opposent une très faible résistance au débit sanguin et ont un rôle hydraulique.
→ Les artères de résistance : musculaire de moyen et de petit calibre ou la media est organisée et la trame élastique moins importante.

Ces artères distribuent le sang en volume et pression adéquate au niveau des capillaires, participant ainsi à la régulation physiologique de la résistance périphérique pré-capillaire.

L’endothélium source de substances vasoactives 

L’endothélium vasculaire n’est plus considéré comme une simple barrière entre le sang et les tissus [38]. Bien au contraire, les diverses fonctions de l’endothélium comprennent le contrôle du tonus vasculaire, la perméabilité endothéliale, l’agrégation plaquettaire mais aussi l’adhésion des plaquettes et des leucocytes, la prolifération des cellules musculaires lisses et la régulation de divers paramètres plasmiques et de la fibrinolyse [108]. Les facteurs impliqués dans ces nombreux processus physiologiques sont sécrétés lorsque l’endothélium est activé par des agonistes tels que : les neurotransmetteurs (Acétylcholine, Noradrénaline, Adrénaline, Substance P) ; les hormones circulantes (catécholamines, vasopressine, angiotensine II, insuline) ;les autacoides(bradykinine, ADP, ATP, endothéline) ; les produits des plaquettes ou de la coagulation sanguine (sérotonine, ADP, thrombine). Ces agonistes se lient principalement à des récepteurs couplés aux protéines G et entrainent une augmentation de la concentration du Ca2+ intracellulaire dans la cellule endothéliale, responsable des différents effets vaso-actifs via la stimulation des différentes enzymes.

Le tonus vasculaire est régulé par de nombreux facteurs vasoconstricteurs et vasodilatateurs endothéliaux. Les facteurs vasoconstricteurs sont principalement composés du thromboxane A₂, des anions super oxydes, de l’endothéline-I, de la prostaglandine H₂, et de l’angiotensine II [37]. Les trois principaux facteurs vasorelaxants sont : le monoxyde d’azote NO, la prostacycline ou PGI₂ et le facteur hyperpolarisant dérivé de l’endothélium ou EDHF. Ainsi l’endothélium joue un rôle crucial en maintenant un équilibre entre vasoconstriction et vasodilatation, en régulant la prolifération des cellules musculaires lisses et en maintenant un équilibre entre les activités anti- et pro-fibrinolytique et anti- et pro-thrombotique.

La Prostacycline

La prostacycline ou PGI₂ appartient à la famille des écosanoides ; dérivé de l’acide arachidonique, elle a été découverte par Bunting, Gryglewski, Moncada et Vane [14]. Les écosanoides sont synthétisés par l’enzyme cyclooxygénase COX-1 exprimée constitutivement par ces cellules. La synthèse de PGI₂ se faisant à partir de l’acide arachidonique, la disponibilité de l’acide arachidonique représente un facteur limitant de la synthèse de PGI₂. L’acide arachidonique est libéré par la phospholipase A₂(PLA₂) à partir des phospholipides membranaires. L’acide arachidonique sera alors transformé par la COX-1 en PGG₂, un endoperoxyde cyclique instable. A son tour PGG₂ est convertie en PGH₂. La PGH₂ est aussi instable et va subir une isomérisation catalysée par PGI₂ synthase aboutissant aussi à la formation de PGI₂. Dans les conditions de pH physiologique, la demi-vie est d’environ trois minutes. A son tour, PGI₂ est hydrolysée en 6-kéto-PGF1α qui est stable mais inactif. Au niveau endothélial on trouvera également d’autres prostaglandines telles que PGE₂, PGF₂α et PGD₂[65]. La production de PGI₂ est stimulée par divers stimuli tels que l’hypoxie, les forces de cisaillements, en réponse à l’activation des récepteurs pour l’ATP, l’ADP, la bradykinine, l’histamine et la thrombine et en réponse à des stimuli indépendants des récepteurs tels que l’ionophore calcique A23187 et divers cations [82]. La synthèse de PGI₂ est indépendante de la concentration en calcium cytosolique qui est nécessaire à l’activité de la PLA₂ responsable de la libération de l’acide arachidonique.

Tout comme le NO la PGI₂ est un puissant vasodilatateur et un puissant inhibiteur de l’agrégation plaquettaire et de l’adhésion des plaquettes aux cellules endothéliales mais également aux cellules musculaire lisses [65]. Une fois synthétisée, PGI₂ va diffuser librement et venir se lier au niveau des récepteurs à la prostacycline, des récepteurs à sept domaines membranaires que l’on trouvera au niveau des cellules cibles [103]. Ces récepteurs vont activer l’adenylate cyclase localisée au niveau membranaire, ce qui résulte en une augmentation de la formation d’AMP cyclique. L’AMPc ainsi produit active la protéine kinase dépendante de l’AMPc, la PKA, capable d’induire notamment la relaxation des cellules musculaires lisses [2]. D’autre part, laPGI₂ est également capable d’activer différents canaux dépendants de l’ATP tels que les canaux potassique dépendant du calcium à large conductance, les canaux potassiques dépendants de l’ATP [29]. Par ces effets sur les plaquettes et sur le tonus vasculaire, la PGI₂ est un puissant facteur anti-thrombotique. En revanche dans certains cas, la prostacycline peut avoir des effets vasoconstricteurs [42].

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
Chapitre I : Physiologie de la paroi vasculaire
I.1- Organisation fonctionnelle de la paroi vasculaire
I.2- Structure et fonction des artères
I.2.1- L’intima ou endothélium
I.2.2- Le média
I.2.3- l’adventice
I.3- L’endothélium source de facteurs vaso-actifs
I.3.1- La prostacycline
I.3.2- Le monoxyde d’azote
I.3.2.1- Biosynthèse du NO
I.3.2.2- Les NOS
I.3.2.3- Rôle physiologique du NO d’origine endothélial
I.4- Facteurs hyperpolarisants endothélial
I.4.1- Mécanisme d’action et hypothèse quant à la nature d’EDHF
I.4.2- Importance de l’EDHF
I.5- Facteurs vasoconstricteurs dérivés de l’endothélium
I.5.1- Dérivés de l’acide arachidonique vasoconstricteurs
I.5.2- L’endothélin
I.5.3- Les espèces réactives de l’oxygène
I.5.4- L’angiotensine II
I.6- La dysfonctionnement endothéliale
I.6.1- Définition et causes
I.6.2- conséquences
Chapitre II : Rappel bibliographique sur les plantes à visée Cardiovasculaire
II.1- Calices d’Hibiscus sabdariffa
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.2- Gousse d’Allium sativum
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.3- Ecorces de Anacardia occidentale
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.4- Fruits de Balanites aegyptiaca
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.5- Feuilles de Morenga olifera
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.6- Feuilles de Sclerocarya birrea
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
II.7- Ecorces de Parkia biglobosa
a) Classification
b) Composition chimique
c) Utilisations
DEUXIEME PARTIE : Travail Personnel
Chapitre I : Méthodologie générale
I.1- Cadre d’étude
I.2- Type d’étude
I.3- Matériels
I.3.1- Matériels de laboratoire
a- Petit matériel
b- Appareils du laboratoire
c- solution, solvant et réactifs utilisés
I.3.2- Les animaux
a- Espèces utilisés
b- Condition d’élevage
I.3.3- matériel végétal
I.4- Méthodes
I.4.1- Préparation des extraits bruts
a- Méthodes d’extraction
b- Mode opératoire
I.4.2- Préparation de la solution physiologique de KREBS
a- Préparation de la solution mère de KREBS
b- Préparation de la solution fille de KREBS
I.4.3- Mise en route du système à organe isolé
I.4.4- Sacrifice de l’animal et préparation des vaisseaux
I.4.5- Préparation des solutions de travail
a- Préparation de la solution d’adrénaline
b- Préparation de la solution d’acètylcholine
c- Préparation de la solution de L-NAME
d- Préparation de la solution de Wortmannine
e- Préparation de la solution d’indométacine
f- Préparation de la solution de chlorure de baryum
g- Préparation de la solution de MnTMPyP
h- Préparation de la solution de nitroprussiate sodique
i- Préparation de la solution de bleu de méthylène
j- Préparation de la solution de glibenclamide
k- Préparation de la solution de l’oxyhémoglobine
l- Préparation de la gamme de concentration d’adrénaline
m- Préparation des gammes de concentration d’extraits
I.4.6- Test de réactivité vasculaire
a. Test de sensibilisation
b. Test de fonctionnalité
I.4.7- Caractérisation des effets vasoactifs de l’extrait
a. Recherche de propriétés vasoactifs des extraits
b. Recherche des mécanismes impliqués dans les effets vasoactifs des extraits
I.5- Analyse statistique
I.6- Résultats
I.6.1- Résultats des tests de fonctionnalité
I.6.2- Effets vasculaires des extraits
I.6.3- Caractérisation des mécanismes impliqués dans la vasorelaxation
I.6.4- Rôle de l’endothélium dans la vasoconstriction induite par l’adrénaline
I.6.5- Effets préventifs des extraits sur la vasoconstriction induite par l’Adrénaline en présence d’endothélium
I.6.6- Effets préventifs des extraits sur la vasoconstriction induite par l’Adrénaline en l’absence d’endothélium
Chapitre III : Discussion
CONCLUSION

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