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Effets de l' angiotensine II sur la vasoconstriction pulmonaire hypoxique

Doctorat en sciences médicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La circulation pulmonaire possède des propriétés intrinsèques spécifiques de recrutement et de distensibilité capillaire à l’effort permettant de maintenir les pressions hémodynamiques basses lors d’une élévation du débit cardiaque. La capacité de la circulation pulmonaire à limiter l’augmentation de la pression artérielle est appelée la « réserve vasculaire pulmonaire » et est caractérisée par de faibles résistances vasculaires, une distensibilité vasculaire élevée, un volume capillaire sanguin élevé et une capacité de diffusion alvéolo-capillaire plus importante permettant une ventilation à moindre coût. De plus, il a été précédemment démontré qu’une réserve vasculaire pulmonaire élevée permettait une meilleure aptitude aérobie (VO2max).Cependant, un manque de standardisation et de consensus subsiste quant aux modalités d’évaluation de la réserve vasculaire pulmonaire car différents protocoles se retrouvent dans la littérature. Notre travail a, dans un premier temps, cherché à contribuer à clarifier ces points de divergence et les techniques de mesures. Influence de la position. Notre première étude a comparé des mesures échocardiographiques d’effort chez des sujets sains dans trois positions différentes :verticale, semi-couchée en rotation gauche et décubitus dorsal. Les résultats ont montré que la position influe peu sur l’hémodynamique pulmonaire à l’effort. Bien qu’un niveau de débit cardiaque (DC) maximal et de VO2max similaires aient été atteints dans les trois positions, la charge maximale était réduite de 10-15% dans la position semi-couchée. Il est dès lors préférable d’exprimer les paramètres de la circulation pulmonaire en fonction du DC et non de la charge ou de la VO2.Influence de la modalité d’effort. Notre seconde étude a comparé la réponse hémodynamique pulmonaire chez des sujets sains lors de différentes modalités d’effort :résistif isométrique (handgrip), dynamique/résistif (développé-couché) et dynamique (cycloergomètre). Nos résultats montrent que le « handgrip » ou le développé-couché impactent modérément la circulation pulmonaire en comparaison à un effort dynamique sur cycloergomètre et sont donc déconseillés dans l’évaluation de l’hémodynamique pulmonaire.La troisième étude a investigué les effets de l’âge sur la réserve vasculaire pulmonaire en comparant une population d’adolescents sains, à une population de jeunes adultes et d’adultes d’âge moyen. Les adolescents avaient une résistance vasculaire pulmonaire plus faible ainsi qu’une distensibilité artériolaire, un couplage ventriculo-artériel et une capacité de diffusion pulmonaire plus élevés, suggérant une réserve vasculaire pulmonaire importante et s’altérant avec l’effet de l’âge.Finalement, suite à une inquiétude grandissante de la société et de la communauté scientifique quant à la santé cardiovasculaire des enfants conçus par fécondation in vitro (FIV), l’état de la circulation pulmonaire a été investigué chez des adolescents conçus par FIV. Pour ce faire, des adolescents conçus par FIV ont été appariés avec des adolescents conçus naturellement afin d’évaluer pour la première fois la réserve vasculaire pulmonaire dans des conditions normoxiques et normobares. Les adolescents conçus par FIV présentaient une distensibilité vasculaire pulmonaire diminuée et une moindre augmentation du volume capillaire pulmonaire à l’effort, confirmant ainsi un léger dysfonctionnement vasculaire pulmonaire signalé précédemment. De manière rassurante, ces différences n’impactaient ni la fonction ventriculaire droite, ni l’aptitude aérobie.En conclusion, le présent travail a permis d’une part de décrire l’influence de paramètres tels que la position, la modalité d’effort et l’âge dans l’évaluation de l’hémodynamique pulmonaire à l’effort. Ceci a de ce fait pu contribuer à standardiser l’échocardiographie d’effort et à fournir des valeurs de référence chez le sujet sain. D’autre part, ce travail a pu mettre en évidence des différences subtiles mais consistantes de la structure intrinsèque de la circulation pulmonaire d’enfants conçus par FIV. Bien que la relevance clinique à long terme de cette observation reste inconnue, la fonction cardiaque droite et l’aptitude aérobie préservées que nous avons observées sont de nature rassurante., Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le concept d’optimisation du transport artériel en oxygène lors d’une chirurgie lourde chez des patients à haut-risque a été développé dans les années 1980 aux Etats-Unis. Appliquée préventivement, cette stratégie a été associée à une amélioration du pronostic de ces patients critiques. Au cours de ces trente dernières années, le concept a beaucoup évolué, tant au niveau des protocoles proposés qu’au niveau des outils de surveillance utilisés, permettant une approche moins invasive pour le patient. Une récente évaluation des pratiques démontre cependant que, si le concept est relativement bien connu, il reste peu appliqué par les anesthésistes aussi bien en Europe qu’aux Etats-Unis, et ce, malgré les bénéfices cliniques démontrés au fil des années. Une relative méconnaissance des outils de surveillance offerts par les nouveaux monitorings et une certaine résistance aux changements ont été avancées pour expliquer ce phénomène. A l’heure actuelle, l’optimisation hémodynamique péri-opératoire repose sur l’application d’algorithmes prédéfinis, guidant principalement l’administration de liquides intravasculaires et, si besoin, d’agents vasoactifs. Cette stratégie nécessite une surveillance clinique attentive et des interventions fréquentes pour être efficace. Cependant, l’application de ces algorithmes au bloc opératoire rencontre un taux d’observance faible, souvent inférieur à 50%, en raison notamment d’un environnement complexe stressant et stimulant qui réduit les capacités d’attention et de concentration des soignants en charge du patient. L’utilisation d’outils informatiques comme aide à la décision et à l’application des protocoles pourrait constituer une aide fort utile pour les cliniciens confrontés à ces situations. Au cours de l’année de recherche (Post-doctoral research fellowship) que j’ai effectuée en 2014-2015 en Californie (University of California Irvine, USA), j’ai pu travailler avec les docteurs Maxime Cannesson et Joseph Rinehart qui ont développé un système d’administration de liquides intravasculaires en boucle fermée, basé sur l’analyse simultanée de plusieurs variables hémodynamiques fournies par les appareils de monitoring les plus récents et contrôlé par un ordinateur. Cette boucle de remplissage vasculaire représente une avancée majeure dans le cadre de l’optimisation du volume circulant du patient et donc de son débit cardiaque, l’administration de liquides se faisant d’une manière complètement automatisée sans diminuer la vigilance du praticien qui garde la capacité d'intervenir lorsqu’il le juge nécessaire. Après avoir conduit plusieurs études d’ingénierie, de simulation, et d’expérimentation animale, le système a été validé en pratique clinique pour les patients de chirurgie abdominale en Californie, puis introduit dans nos hôpitaux académiques et universitaires (CUB Erasme et CHU Brugmann), avec à la clé plusieurs études démontrant une amélioration significative de la compliance aux protocoles et possiblement une amélioration du devenir postopératoire des patients à haut-risque, opérés de chirurgie abdominale majeure. L’utilisation de boucles fermées permettant non seulement de contrôler le remplissage vasculaire mais également d’autres éléments comme la pression artérielle ou la profondeur d’anesthésie représente une solution attractive au problème de mise en pratique des protocoles d’optimisation hémodynamique peropératoire chez les patients chirurgicaux à haut-risque. Le développement de ces différentes boucles et leur intégration entre-elles constituent les prochains défis que je compte relever. Il restera ensuite, tâche au combien considérable, à vérifier l’impact de tels systèmes « intelligents » sur le devenir des patients à court et à moyen terme., Doctorat en Sciences médicales (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’adaptation de la circulation pulmonaire à l’effort se fait essentiellement par l’augmentation de sa compliance. Cette distensibilité explique la chute de la résistance vasculaire pulmonaire (RVP). La résistance et la distensibilité vasculaire pulmonaire (α) à l’effort sont corrélées à l’aptitude aérobie. Cependant ces déterminants hémodynamiques majeurs de la circulation pulmonaire à l’effort sont modifiés par des caractères génétiques liés à l’origine géographiques et à l’appartenance au sexe masculin. Les sujets masculins Africains sub-sahariens ont une circulation pulmonaire moins distensible en réponse au débit cardiaque élevé en témoignent, leurs résistances vasculaires pulmonaires élevées, leurs pentes de relation multipoint pression artérielle pulmonaire moyenne débit cardiaque (PAPm-DC) raide. À cet effet, ils ont une moindre réserve vasculaire associée à une faible consommation maximale d’oxygène (VO2max), comparés aux Caucasiens appariés par l’âge, le sexe, le poids, la taille la dimension corporelle. Nous avons évalué l’aptitude aérobie de nos sujets par un test d’effort cardiorespiratoire incrémental sur bicyclette ergométrique. Il a permis la mesure des paramètres respiratoires et métaboliques (ventilation, consommation d’oxygène et production du dioxyde de carbone (CO2), de la fréquence cardiaque (Fc) et des pressions artérielles systémiques aux différents niveaux de l’effort. Il a aussi permis une analyse fine du comportement des sujets à l’effort, de la cause de leur limitation à l’effort. Des études préliminaires ont rapporté la faisabilité des mesures non invasives des paramètres hémodynamiques de la circulation pulmonaire au repos et à l’effort par échocardiographie. Il existe cependant une excellente corrélation entre les mesures des paramètres hémodynamiques de la circulation pulmonaire à l’effort obtenues par le cathétérisme cardiaque droit et celles recueillies par l’échocardiographie (R = 0,98). L’estimation du débit cardiaque et de la pression artérielle pulmonaire par échocardiographie à l’effort permet aussi une approximation raisonnable de leurs relations (PAPm-DC). À cet effet, nous avons jugé raisonnable d’évaluer l’état fonctionnel de la circulation pulmonaire des sujets par l’échocardiographie. La mesure de la capacité de diffusion pulmonaire qui est aussi une approche de la circulation pulmonaire nous a permis la mesure du composant membranaire de la diffusion pulmonaire et d’estimer le volume sanguin capillaire (Vc) par application de l’équation de Roughton et Forster pour l’oxyde nitrique et le monoxyde de carbone qui suit :1 / DL = 1 / Dm + 1 / θ.VcOù :• DL :diffusion pulmonaire,• Dm :diffusion membranaire,• θ :affinité pour l’hémoglobine,• Vc :volume capillaire. Plusieurs études ont démontré une corrélation entre le rapport taille assise / taille debout ou l’indice de Cormic et les volumes pulmonaires. À cet effet, la différence de proportion de taille entre les sujets d’origine Africaine et les Caucasiens Européens a une grande influence sur les volumes pulmonaires comme le volume expiratoire maximal en une seconde (VEMS) et de la capacité vitale forcée (CVF) ainsi que la capacité pulmonaire totale (CPT). Les études ont rapporté une diminution du VEMS et de la CVF chez les Afro-américains comparés aux blancs Caucasiens en rapport avec la différence de proportions du corps, la taille assise étant plus petite chez les descendants Africains que celle des Caucasiens. Cependant nous avons suggéré que cette différence de proportion de taille peut influencer la capacité de diffusion pulmonaire. Cela a été confirmé par les valeurs des paramètres de diffusion pulmonaire mesurées au repos et à l’effort chez les Africains et comparées à celles des sujets Caucasiens dans les mêmes conditions. Nous avons observé une diminution de volume alvéolaire (VA), de la DLNO, de la DLCO, et du Vc aussi bien entre les sujets masculins qu’entre les sujets féminins au repos et à l’effort. La différence interraciale de DLNO et de DLCO disparait quand on les corrige pour le VA. Le rapport DLNO / DLCO était aussi élevé au repos chez les Africains et persistait à l’effort. Les travaux de recherche réunis dans la présente thèse avaient pour but :(1) d’évaluer l’adaptation hémodynamique de la circulation pulmonaire à l’effort et de mesurer la capacité de diffusion pulmonaire au repos et à l’effort chez les sujets normaux Africains subsahariens et (2) de comparer les valeurs obtenues à celles mesurés chez les sujets normaux Caucasiens dans les mêmes conditions d’études, les sujets étant bien appariés par l’âge, le sexe, le poids, la taille et la surface corporelle.Dans une première étude, nous avons mesuré les paramètres hémodynamiques de la circulation pulmonaire à l’effort chez les sujets Africains et les comparer à ceux des sujets Caucasiens. Chez les sujets masculins Africains, la circulation pulmonaire était caractérisée par une résistance élevée, une faible distensibilité avec une réserve vasculaire diminuée corrélée à faible consommation maximale d’oxygène.Dans une seconde étude nous avons évalué l’effet de la dysanapsie sur la capacité de diffusion pulmonaire au repos et à l’effort. Les résultats montrent que les paramètres de diffusion pulmonaire (VA, DLCO, DLNO, et Vc) sont diminués aussi bien chez les sujets masculins que chez les sujets féminins Africains en rapport avec leur plus petit volume pulmonaire. Quand on corrige les valeurs de la DLNO et de la DLCO pour le VA, la différence interraciale disparaisse. Le rapport DLNO / DLCO était élevé chez les sujets Africains au repos et à l’effort. En conclusion :nos travaux de recherche ont démontré que :(1) la circulation pulmonaire est intrinsèquement résistive et moins distensible chez les sujets masculins Africains en réponse à un débit cardiaque élevé. Cet état fonctionnel diminue la réserve vasculaire pulmonaire et la consommation maximale d’oxygène, (2) la capacité de diffusion pulmonaire est aussi diminuée par l’effet de la dysanapsie chez les Africains subsahariens., Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

La mort cérébrale est associée à une dysfonction cardiaque globale et à des lésions pulmonaires aiguës. Nous avons étudié l’implication de l’inflammation et de l’apoptose dans trois modèles de dysfonction cardiaque droite associée à de l’hypertension pulmonaire. Nous avons développé un nouveau modèle de mort cérébrale mimant une hémorragie cérébrale. Dans ce modèle, nous avons étudié les mécanismes pathobiologiques et pathophysiologiques impliqués dans ces dysfonctions et en utilisant le methylprednisolone en prétraitement. La mort cérébrale est associée à une dysfonction ventriculaire droite et à un œdème pulmonaire neurogénique avec un lien étroit entre ces dysfonctions et l’activation de processus inflammatoires et apoptotiques. L’entité fonctionnelle « ventricule droit-poumon » semble particulièrement touchée par la mort cérébrale. Les corticoïdes préviennent ces perturbations par un effet vasodilatateur et par un contrôle partiel des voies inflammatoires et apoptotiques., Doctorat en Sciences médicales (Médecine), info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le contrôle de l'asthme est défini comme la mesure dans laquelle les différentes manifestations de l'asthme ont été réduites ou éliminées par le traitement. Ce paramètre est un élément central dans l'évaluation des patients asthmatiques. Selon les recommandations actuelles, il doit aider le clinicien à déterminer le type et le dosage des médicaments à prescrire.Le travail réalisé au cours de cette thèse avait pour but de contribuer à l'évaluation fonctionnelle des patients asthmatiques. Ceci en particulier à propos de l'utilisation des questionnaires destinés à évaluer le niveau de contrôle de l'asthme.Dans une première étude, nous avons cherché à déterminer les degrés d'accord qu'il y avait entre cinq questionnaires de contrôle de l'asthme couramment utilisés en pratique clinique. Les résultats ont montré un degré d’accord modéré, signifiant que ces outils ne sont pas interchangeables. Par conséquent, nous conseillons d’être attentif lors de la lecture des publications qui n’utilisent pas les mêmes questionnaires.Du fait que la limitation d'activité était le seul thème commun aux cinq questionnaires étudiés, notre travail a été orienté vers l'étude de ce thème. Nous avons donc réalisé une revue de littérature approfondie destinée à décrire l'état actuel des connaissances sur la limitation des activités chez les patients souffrant d'asthme. Celle-ci à mis en évidence que le niveau de connaissance est assez faible. Ceci particulièrement à propos des liens entre ce que le patient ressent au sujet de sa limitation d’activité et la réalité de ses capacités physiques.L'objectif de la troisième partie fut donc d’étudier plus en détails ce sujet. Nous avons demandé à des patients asthmatiques exacerbés d’évaluer leurs sensations au sujet de leur limitation d'activité. Pendant ce temps, ils ont réalisés plusieurs tests fonctionnels et une actimétrie. L'analyse des corrélations entre ces différentes données a montré qu’en réponse à la question sur la limitation de l'activité, les patients ne répondent pas au sujet de leur limitation physique, mais plutôt au sujet de leur charge psychologique associé à cette contrainte.L’ensemble de ces résultats nous ont permis de conclure au sujet de l’évaluation du contrôle de l’asthme que, comme dans d’autres domaines, le choix de l’outils de mesure est tout aussi important que la compréhension de son contenu. L’étude des différentes modalités d’évaluation de la limitation d’activité des patients asthmatiques devrait donc être poursuivie afin d’optimaliser l’évaluation fonctionnelle de ce groupe de patients., Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

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La dysfonction ventriculaire gauche reste sous-diagnostiquée en pratique clinique actuelle car les paramètres conventionnels d’échographie ne sont pas suffisamment sensibles pour détecter des modifications fines de la fonction cardiaque. L’introduction récente de l’échocardiographie de suivi des marqueurs acoustiques (speckle tracking echocardiography) a permis par ses capacités descriptives de la mécanique cardiaque, de revisiter la contraction cardiaque et, de ce fait, de proposer une nouvelle approche échographique de l’évaluation de la fonction ventriculaire gauche.A travers trois études, nous avons montré que l’analyse des indices de déformation permet d’objectiver des modifications de fonction ventriculaire gauche indétectables en échocardiographie conventionnelle dans des situations complexes à fraction d’éjection conservée, en dépit de l’augmentation modérée de la fréquence cardiaque qui leur est associée. Les situations que nous avons étudiées sont les suivantes :l’adaptation physiologique à l’hypoxie au niveau de la mer et en altitude, et les situations pathologiques que sont le syndrome de mal d’altitude chronique, et la cardiomyopathie associée à l’ataxie de Friedreich.L’intégration de nos résultats et des informations disponibles dans la littérature permet de suggérer que l’utilisation de toutes les ressources offertes par l’échocardiographie de suivi des marqueurs acoustiques permet d’améliorer l’évaluation de la fonction cardiaque au-delà de la fraction d’éjection, en offrant une meilleure identification de situations pathologiques mais également une meilleure compréhension de situations physiologiques et pathologiques. L’utilisation généralisée des indices de déformation pour l’évaluation de la fonction ventriculaire gauche en pratique clinique connaît néanmoins d’importantes limitations que nous abordons dans la discussion de ce travail. Au terme d’investigations complémentaires et de standardisation de la technique, l’incorporation d’un algorithme d’évaluation échographique de la fonction cardiaque à FEVG conservée combinant les paramètres échographiques conventionnels et les indices de déformation pourra être évalué de façon prospective pour sa translation en pratique clinique, avec pour finalité la proposition d’une définition mieux adaptée de l’insuffisance cardiaque à FEVG conservée., Doctorat en Sciences médicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’insuffisance cardiaque chronique est une maladie systémique où des dysfonctions périphériques viennent s’ajouter à l’incapacité du cœur à assurer un débit cardiaque adéquat aux tissus métabolisants. Parmi des dysfonctions périphériques, l’atrophie ainsi que la perte de force et d’endurance musculaire jouent un rôle primordial et contribuent largement à la genèse des symptômes majeurs de l’insuffisance cardiaque chronique, c’est à dire la fatigue, la dyspnée et l’intolérance à l’effort.Ce n’est que depuis le début des années 1990 que des études ont montré que le réentraînement à l’effort pouvait être bénéfique pour le patient insuffisant cardiaque chronique; auparavant, il était considéré comme contre-indiqué.La méthodologie d’entraînement proposée à cette époque aux patients était un entraînement de l’endurance cardio-vasculaire, le renforcement musculaire n’y avait pas sa place car on craignait que l’impact hémodynamique de ce type d’entraînement risquerait de détériorer la fonction cardiaque encore plus. Des études menées sur des contractions musculaires de type isométrique montraient en effet une diminution de la fonction cardiaque pendant l’entraînement. Cependant, les contraintes imposées pendant les exercices de renforcement musculaire dynamique (encore appelés « résistifs ») ne correspondent nullement à celles du renforcement isométrique. Des études sur des personnes saines ont montré que le renforcement musculaire est plus adapté à induire des améliorations du volume et de la force musculaire que l’entraînement de l’endurance cardio-vasculaire.Le but de nos travaux a donc été de vérifier si l’introduction du renforcement musculaire, en complément de l’entraînement cardio-vasculaire ou bien comme entraînement à part entière, pouvait apporter un bénéfice supplémentaire chez l’insuffisant cardiaque chronique par son aptitude, du moins théorique, à mieux corriger certains aspects des dysfonctions musculaires.Il s’agissait, dans les différentes études que nous avons menées, de vérifier qu’un entraînement composé de renforcement musculaire (au moins partiellement) chez le patient insuffisant cardiaque chronique:-\, Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les canaux chlore volume-sensibles (VRACs) régulent les activités différenciatives, migratoires et prolifératives des fibroblastes et pourraient donc être impliqués dans la pathobiologie de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) et la fibrose pulmonaire interstitielle (FPI). Diverses études antérieures ont montré que l’endothéline-1 (ET1) a des propriétés pro-fibrosantes, en plus cette molécule participe au remodelage des artérioles pulmonaires dans l’HTAP. D’autre part, ces pathologies d’HTAP et de fibrose pulmonaire peuvent être antagonisées par la mélatonine et par l’interaction entre protéines de morphogenèse (BMPs: bone morphogenetic proteins) et leur récepteur 2 (BMPR2). La première partie de mon travail s’est intéressée aux effets de la BMP2 et de l’endothéline1 sur les canaux chlore volume-sensibles de fibroblastes pulmonaires. La stimulation hypotonique du courant a été inhibée par la BMP2 en dépendance de la dose appliquée et de la durée d’exposition à la molécule. Un maximum d’effet de la BMP2 a été observé avec une concentration de 10ng/ml pendant 45min de prétraitement. En plus, les courants chlore volume-sensibles, inhibés par la BMP2, se sont restaurés en présence de l’inhibiteur spécifique de la voie de la protéine kinase C (PKC), le GFX. D’autre part, le prétraitement des fibroblastes avec l’ET1 à 100μM pendant 2heures a induit l’apparition d’un courant activable par l’acide lysophosphatidique (ICl-LPA) (marqueur de la différenciation des fibroblastes) et l’expression de l’α-sma (alpha smooth muscle actin, marqueur classique des myofibroblastes). La migration des fibroblastes a été aussi induite en présence de l’ET1, alors que l’inhibition des canaux chlore par le DIDS (Diisothiocyanatostilbene-disulfonic acid) a bloqué cet effet. La BMP2 s’est opposée à l'effet de l’ET1 sur la différenciation des fibroblastes par l’inhibition de l’induction du courant ICl-LPA et de l’expression génique de l’α-sma. En plus, la migration des fibroblastes, induite par l’ET1, a été inhibée par la BMP2. Nous avons aussi montré que l’expression de gène du canal anoctamine6 a été stimulée par l’ET1, alors la BMP2 s’est opposée à cet effet, ce qui suggère que l’anoctamine6 est le canal responsable de la différenciation des fibroblastes marquée par l’apparition du courant ICl-LPA. Il apparaît donc que l’ET1 et la BMP2 ont des effets opposés sur la différenciation et la migration des fibroblastes pulmonaires via leurs effets sur l’activité et l’expression des canaux chlore volume-sensibles. La deuxième partie du travail s’est intéressée à l’effet de la mélatonine sur les canaux chlore volume-sensibles de fibroblastes L929 et aux conséquences de cet effet sur la migration et la prolifération de ces cellules. Le prétraitement des fibroblastes avec 100μM de mélatonine pendant 30min a inhibé significativement l’activation des canaux chlore volume-sensibles. En plus, une concentration de 100 nM pendant une nuit a donné le même effet observé avec la mélatonine à 100μM pendant 30 min. Nous avons aussi constaté que l’inhibition des VRACs par la mélatonine a été dose-dépendante. L’effet de la mélatonine sur les VRACs a été inhibé en présence de l’antagoniste non sélectif des récepteurs de la mélatonine (Luzindole) et l’antagoniste sélectif pour le récepteur 2 (MT2) de la mélatonine (K185). En plus, l’inhibiteur de la voie de la PKC (GFX) a empêché la mélatonine d’agir sur les canaux chlore volume-sensibles. Ces résultats suggèrent que la mélatonine agit sur les VRACs en se fixant sur MT2 et en activant la voie de la PKC. L’inhibition des VRACs par la mélatonine a eu pour conséquence l’inhibition du phénomène de RVD (regulatory volume decrease), qui suit le gonflement hypotonique. Nous avons aussi montré que la migration des fibroblastes L929 a été inhibée par la mélatonine à 100μM et cela via l’inhibition des VRACs, puisque la mélatonine s’est montrée incapable d’induire une inhibition supplémentaire de la migration en présence de l’inhibiteur des canaux chlore volume-sensibles (DIDS). En plus, l’antagoniste non sélectif des récepteurs de la mélatonine (luzindole), l’antagoniste sélectif pour MT2 (K185) et l’inhibiteur de la voie de PKC (GFX) ont provoqué la disparition de l’effet de la mélatonine sur la migration. Cela suggère que la mélatonine agit sur la migration via les voies empruntées pour l’inhibition des VRACs. L’inhibition des VRACs, par la mélatonine et le DIDS, n'a pas induit d'inhibition significative sur la prolifération des fibroblastes L929, ce qui veut dire que l’inhibition des VRACs est insuffisante pour induire une inhibition significative de la prolifération. Donc, la mélatonine inhibe les canaux chlore volume-sensibles via sa fixation sur MT2 et l’activation de la voie de la PKC. Cela a pour conséquence l’inhibition du RVD et de la migration des fibroblastes L929, mais cette inhibition des VRACs est insuffisante pour inhiber la prolifération de ces cellules. En conclusion, j’ai pu montrer l’importance des canaux chlore volume-sensibles dans la régulation de la physiologie des fibroblastes et leurs interactions avec des médiateurs d’affections pulmonaires à composante fibrosante, telles que l’HTAP et la FPI./Volume-regulated anion channels (VRACs) regulate fibroblast differentiation, migration and proliferation. Fibroblasts have been shown to be involved in several pathologic states including pulmonary arterial hypertension (PAH) and interstitial pulmonary fibrosis (IPF). A number of previous studies have shown that endothelin-1 (ET1) has pro-fibrotic properties and participates in the remodeling of pulmonary arterioles in PAH. On the other hand, PAH and IPF may be controlled by melatonin and bone morphogenetic protein receptor 2 (BMPR2) signaling. The first part of my work described the effects of BMP2 and ET1 on the VRAC in the pulmonary fibroblasts and the consequences of these effects on differentiation and migration of these cells. Pretreatment of fibroblasts with BMP2 inhibited hypotonic current stimulation and this effect was dependent on the BMP2 concentration and on the time of exposition to the molecule. The maximum effect of BMP2 was observed at a concentration of 10ng/ml for 45 min of pretreatment. In addition, volume-sensitive chloride current, inhibited by BMP2, was restored in presence of PKC (protein kinase C) pathway inhibitor (GFX). On the other hand, the pretreatment of fibroblasts with100μM of ET1 for 2 hours, induced the appearance of a lysophosphatidic acid-activable chloride current (ICl-LPA) (a marker of fibroblast differentiation) and stimulated the expression of the smooth muscle actin alpha (α-sma) (the classical marker of myofibroblasts). ET1 also stimulated fibroblast migration, while the inhibition of chloride channels by (DIDS) (Diisothiocyanatostilbene disulfonic acid) bloked this effect. The BMP2 opposed the effect of ET1 on fibroblast differentiation by preventing the induction of ICl-LPA current and α-sma gene expression. In addition, BMP2 inhibited the fibroblast migration induced by ET1. We have also shown that ET1 stimulated anoctamin6 channel gene expression and that BMP2 opposed this effect, which suggests the implication of anoctamin6 on fibroblast differentiation marked by the appearance of ICl-LPA current. Thus, ET1 and BMP2 have opposite effects on pulmonary fibroblast differentiation and migration via their effects on the activity and expression of volume-regulated anion channels. The second part of the work focused on the effect of melatonin, which is a vasorelaxant and antifibrotic agent, on the volume-sensitive chloride channels in L929 fibroblasts and primary rat fibroblasts and on the consequences of this effect on migration and proliferation of these cells. Fibroblast pretreatment with 100μM of melatonin for 30 min significantly inhibited the activation of volume-sensitive chloride channels. In addition, a concentration of 100 nM of melatonin overnight produced the same effect observed with melatonin at 100μM for 30 min. The effect of melatonin on VRAC current was dose-dependent. Inhibition of VRACs by melatonin resulted the inhibition of the RVD phenomenon (Regulatory Volume Decrease) following the hypotonic swelling. The effect of melatonin on VRACs was inhibited in the presence of the non-selective antagonist of melatonin receptors (Luzindole) and the selective antagonist of the melatonin receptor 2 (MT2), the K185. In addition, the PKC pathway inhibitor (GFX) inhibited the effect of melatonin on the volume-sensitive chloride channels. These results suggest that, melatonin acts on the VRACs by binding to MT2 and by activating the PKC pathway. We have also shown that the L929 fibroblast migration was inhibited by melatonin (100μM) via inhibition of VRAC channels, since melatonin was unable to induce further inhibition of migration in the presence of the volume-sensitive chloride channels inhibitor (DIDS). In addition, the non-selective melatonin receptors antagonist (luzindole), the selective antagonist for MT2 (K185) and the PKC pathway inhibitor (GFX), blocked the effect of melatonin on migration, which suggests that melatonin acts on migration via the same pathways that inhibit VRAC channels. Inhibition of VRACs by melatonin and DIDS have not shown any significant inhibition of L929 fibroblast proliferation, which means that the VRAC inhibition is not sufficient to induce a significant inhibition of proliferation. Thus, melatonin inhibits volume-sensitive chloride channels via its binding to MT2 and activation of the PKC pathway. This has as consequences the inhibition of RVD and migration of L929 fibroblasts but insufficient to inhibit the proliferation of these cells. In conclusion, I have shown the importance of volume-sensitive chloride channels in the regulation of fibroblast physiology and its interactions with ET-1, BMP and melatonin signaling. These results are compatible with the notion that the participation of fibroblasts in the pathobiology of PAH or IPF is mediated by VRAC channels, which can be activated by ET-1 and inhibited by BMP’s or melatonin. The translational relevance of these findings will have to be investigated on fibroblasts from patients with PAH or IPF, or from animal models of pulmonary hypertension or lung fibrosis., Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques, info:eu-repo/semantics/nonPublished

\, Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La décompensation cardiaque se manifeste par une symptomatologie de dyspnée et de fatigue, et par une diminution de l’aptitude aérobie. La décompensation cardiaque peut être globale ou gauche (DCG), ou droite comme dans le cas de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Les mesures fonctionnelles de repos (fonction ventriculaire gauche ou pression artérielle pulmonaire moyenne) sont peu corrélées à l’aptitude aérobie, qui est cependant un élément important de la mise au point et du suivi clinique des patients atteints de DCG ou d’HTAP. \, Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

No abstract, Doctorat en Sciences médicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

On sait depuis longtemps que l’exposition à l’altitude est associée à une réduction de l’aptitude aérobie. Différentes hypothèses ont été posées pour expliquer cette limitation à l’effort en hypoxie (une limitation ventilatoire ou diaphragmatique, une altération de la diffusion pulmonaire et une disconcordance entre de la perfusion et la diffusion tissulaire, etc.) mais généralement, la limitation de l’effort aérobie en hypoxie est attribuée à une diminution du transport sanguin de l’O2 (TO2) parc convection vers les muscles. Le TO2 dépend du débit cardiaque (Q) et du contenu artériel en O2 (CaO2). Le CaO2 est diminué en altitude à cause d’une diminution de la pression partielle inspirée en O2. Cependant, le chémoréflexe hypoxique tente de contrebalancer cet effet en élevant la ventilation et en diminuant la pression alvéolaire en CO2 afin de maintenir la pression alvéolaire en O2 constante. De plus, avec l’acclimatation, le rein produit de l’érythropoïétine permettant au taux d’hémoglobine d’augmenter. Ces deux principales adaptations à l’altitude ramènent le CaO2 à sa valeur de base du niveau de la mer en 2 à 3 semaines passées à 5000 m d’altitude mais sans amélioration de l’aptitude à l’effort aérobie.L’exposition à l’altitude est aussi associée à une diminution du Q maximal. Les mécanismes à l’origine de cette limitation du Q maximal restent, à l’heure actuelle, incompris. Les principales explications évoquées sont, une diminution de la réserve chronotrope, une diminution de la commande nerveuse centrale vers le cœur ou une diminution de la demande périphérique. Récemment, des études sur des sujets sains en hypoxie suggérèrent qu’au moins une partie de la limitation du Q maximal à l’effort est liée à une élévation de la postcharge ventriculaire droite suite à l’hypertension pulmonaire induite par l’hypoxie. C’est cette hypothèse que nous avons voulu vérifier dans une première étude.Nous avons étudié l’effet d’une inhibition de l’hypertension pulmonaire d’altitude par le sildénafil, un inhibiteur de la phosphodiestrérase-5, chez des sujets sains, en normoxie, en hypoxie aiguë et en hypoxie chronique. Les résultats de cette étude ont confirmé l’effet vasodilatateur pulmonaire du sildénafil et une augmentation de la VO2max en hypoxie aiguë. Cependant, la prise de ce dernier était couplée à une amélioration de l’oxygénation, si bien que l’élévation de la performance aérobie observée en hypoxie aiguë sous sildénafil ne pouvait être entièrement attribuée à une réduction de l’hypertension pulmonaire. Nous conclurent que cette amélioration de la performance était probablement d’avantage liée à une amélioration de l'oxygénation qu’à un effet vasodilatateur pulmonaire.Les résultats équivoques obtenus lors de cette première étude nous ont incité à tester les effets d’une amélioration de l’oxygénation sur la performance aérobie en haute altitude. Pour ce faire, quinze sujets sains ont été testés au niveau de la mer et après acclimatation à 4700 m d’altitude soit sous placebo, soit sous acétazolamide, un inhibiteur de l’anhydrase carbonique augmentant l’oxygénation par stimulation ventilatoire en réponse à une acidose métabolique. La prise d’acétazolamide n’eut aucun effet sur l’hémodynamique pulmonaire et sur la VO2max et la charge maximale. Nous avons toutefois observé qu’une amélioration de l’oxygénation durant l’effort retarde l’apparition du seuil ventilatoire améliorant ainsi la phase aérobie de l’effort. Cette étude confirme donc qu’une élévation du CaO2 permet une amélioration de l’aptitude aérobie. Finalement, la dernière étude a pour but d’étudier les effets isolés d’une vasodilatation pulmonaire sur la performance aérobie en altitude. Les résultats d’une étude préliminaire montrent que l’inhibition de la vasoconstriction hypoxique par un agent pharmacologique antagoniste des récepteurs de l’endothéline ETA et ETB, le bosentan, permet une élévation de l’aptitude aérobie en hypoxie aiguë, sans effets sur l’oxygénation, confirmant ainsi notre hypothèse initiale qu’une postcharge ventriculaire droite augmentée en hypoxie peut contribuer à une limitation de l’aptitude à l’effort aérobie en hypoxie. Conclusions :L’ensemble de nos résultats suggère que l’aptitude aérobie en altitude est déterminée par le transport d’O2 qui peut être augmenté par manipulation pharmaceutique du débit ventriculaire droit maximal après inhibition de la vasoconstriction pulmonaire hypoxique (bosentan), amélioration de l’oxémie (acétazolamide) ou des deux (sildénafil)., Agrégation de l'enseignement supérieur en kinésithérapie et réadaptation, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Chapitre 1. Introduction\, Doctorat en sciences médicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

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