Effet De L Hypoxie Intermittente Et De L Entrainement Physique Intensif Sur La Structure Et La Fonction Du Tissu Musculaire Chez Le Rat

Effet de l'hypoxie intermittente et de l'entraînement physique intensif sur la structure et la fonction du tissu musculaire chez le rat

Le syndrome d'apnée obstructive du sommeil (SAOS), est une maladie chronique qui se caractérise par des interruptions répétées de la respiration durant le sommeil en raison de la fermeture temporaire des voies aériennes supérieures. L'hypoxie intermittente chronique (HI) résultante de cette fermeture transitoire des voies aériennes supérieures, constitue l'une des conséquences majeures du SAOS, et elle est la responsable de la plupart des complications liées à cette pathologie, dont nous citons: l'hypertension artérielle, l'infarctus de myocarde et plus généralement le remodelage cardiovasculaire. D'autre part, l'entrainement physique intensif (EI) est bien connu d'avoir des bénéfices sur le système cardiovasculaire, d'où nous avons posé l'hypothèse que l'EI peut inverser les effets délétères de l'HI sur la réactivité et le remodelage vasculaire ainsi que sur la signalisation calcique intracellulaire dans les cellules musculaires. Pour répondre à cette question, nous avons choisi le rat comme modèle animal, pour étudier l'effet potentiel de l'EI dans la prévention et l'inversion des effets délétères de (HI) en termes de réactivité et signalisation calcique dans les tissues musculaires. Des rats ont été exposés durant 21 jours à l'hypoxie intermittente dans des cages spécialement équipées pour maintenir un flux d'air alternant entre 21% et 5% de PO2 dans les cages contenant les rats hypoxique et a 21% de PO2 dans les cages contenant les rats contrôles. Durant les deux dernières semaines d'exposition à l'HI, un groupe des rats hypoxiques et un des rats normoxiques ont subi des sessions d'EI en courant sur un tapis roulant avec une vitesse allant de 16m/min jusqu'à 30 m/min. Les paramètres physiologiques ont été mesurés (Pression artérielle, fréquence cardiaque, hématocrites), l'aorte a été prélevé pour étudier la réactivité vasculaire, les cellules musculaires lisses de l'aorte ont été ensuite prélevés et cultivées pour étudier la signalisation calcique par microscopie à EPIfluorescence. Finalement les gènes codant pour les médiateurs de la signalisation calcique : RyR1, RyR2 RyR3, (ryanodine receptors), TRPV4 (transient receptor potential channel), SERCA1, SERCA2 (Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+ -ATPase) et IP3R1 (Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor) dans différentes tissues vasculaires et squelettiques ont été étudiés au niveau moléculaire par Q-PCR et Western Blot. Nos résultats montrent que l'HI induit une augmentation significative de pression artérielle et de l'hématocrite et une diminution dans la relaxation de l'aorte induite par l'acétylcholine pré contractée par la phénylnephrine. Ceci est conforme à notre observation selon laquelle HI augmente le niveau de calcium intracellulaire dans le muscle lisse aortique cultivé. D'autre part, l'EI induit une diminution significative de l'hématocrite et de la vasoconstriction aortique induite par la phénylnephrine et l'endothélie-1, conformément à l'observation que l'EI réduit la différence HI-N dans la réponse calcique. A l'échelle moléculaire, HI induit une augmentation significative de l'expression de RyR1, RyR2, RyR3, SERCA1, SERCA2, TRPV4 et IP3R1 au niveau de l'ARNm dans les tissus de tous les groupes, avec une plus grande quantité de RyR1,RyR2,et RyR3 dans les tissus HI des muscles lisses (principalement dans l'aorte thoracique et abdominale) et le SERCA1 (9 fois plus haut dans les tissus IH) et le SERCA2 (10 fois plus élevé dans les tissus HI) dans les muscles squelette (Gastrocnemius, plantaris et soléus). De plus, HI induit une augmentation significative de RYR1, RYR2 et TRPV4 au niveau protéique dans l'aorte thoracique et abdominale; et l'EI réduit la différence d'expression entre les animaux N et IH. Nos résultats suggèrent que l'EI représente un traitement prometteur non pharmacologique ou complémentaire pour limiter les complications cardio-vasculaires induites par l'HI et le remodelage musculaire chez les patients atteints de SAOS.

Bulletin signalétique

ETUDE DES EFFETS DE L'EXPOSITION INTERMITTENTE A L'HYPOXIE SUR LA PERFORMANCE DU RAT A L'ENDURANCE

LE PRESENT TRAVAIL A ETE REALISE SUITE A L'OBSERVATION FAITE AU LABORATOIRE QUE L'EXPOSITION DE RATS A L'HYPOXIE INTERMITTENTE (ALTITUDE EQUIVALENTE A 4500 M, 2 3 H / J, PENDANT 5 JOURS) PROVOQUE UNE REDUCTION DE GLUCONEOGENESE ET DE L'UREOGENESE (EXPERIENCES IN VITRO D'HEPATOCYTES ISOLES). COMME CES DEUX VOIES METABOLIQUES SONT IMPLIQUEES LORS DE L'EXERCICE MUSCULAIRE PROLONGE, L'OBJECTIF DU TRAVAIL A CONSISTE A ETUDIER, EN CONDITION NORMOXIQUES, L'ENDURANCE A L'EXERCICE ET LES MODIFICATIONS METABOLIQUES ASSOCIEES CHEZ DES RATS EXPOSES PREALABLEMENT A L'HYPOXIE INTERMITTENTE PAR RAPPORT A DES RATS TEMOINS EN AYANT FAIT L'HYPOTHESE QUE L'ENDURANCE DEVAIT ETRE DIMINUEE CHEZ LES RATS EXPOSES. LES RESULTATS OBTENUS FONT APPARAITRE UNE AUGMENTATION DU TEMPS DE NAGE (LEST 5%, AUGMENTATION DE 100%) ET DE COURSE SUR TAPIS ROULANT EN ECHELON RECTANGULAIRE (30 M.MIN1, PENTE = 0%, 70% DE VO2MAX, AUGMENTATION DE 40 A 60%) ET EN EPREUVE TRIANGULAIRE (AUGMENTATION DE 14%) CHEZ LES ANIMAUX PREALABLEMENT EXPOSES A L'HYPOXIE. LES ECHANGES GAZEUX (VO 2, VCO 2) LORS DES EPREUVES SUR TAPIS ROULANT A PUISSANCE CONSTANTE NE SONT PAS DIFFERENTES ENTRE LES DEUX GROUPES D'ANIMAUX. CEPENDANT, LES ANIMAUX EXPOSES REALISENT UN PALIER DE PUISSANCE DE PLUS QUE LES ANIMAUX DE CONTROLES DANS L'EPREUVE TRIANGULAIRE. L'ETAT METABOLIQUE DES ANIMAUX N'EST PAS MODIFIE A L'ISSUE DE L'EXPOSITION A L'HYPOXIE. CEPENDANT, UNE LEGERE AUGMENTATION D'HEMATOCRITE ET DU TAUX D'HEMOGLOBINE EST OBSERVEE. A L'ISSUE DES EXERCICES EPUISANTS, LES QUANTITES DE GLYCOGENE ET DE GLUCOSE CONSOMMEES SONT IDENTIQUES CHEZ LES ANIMAUX EXPOSES PAR RAPPORT AUX TEMOINS, MALGRE LES DUREES D'EXERCICE LARGEMENT SUPERIEURES CHEZ LES ANIMAUX EXPOSES. LE LACTATE MUSCULAIRE, LA LACTATEMIE ET L'ALANINEMIE A LA FIN DES EPREUVES EPUISANTES SONT INFERIEURES CHEZ LES ANIMAUX EXPOSES. L'AUGMENTATION DE L'ENDURANCE DES RATS EXPOSES PREALABLEMENT A L'HYPOXIE INTERMITTENTE PEUT ETRE LA CONSEQUENCE D'UNE EVENTUELLE AMELIORATION DE LA LIVRAISON D'OXYGENE AUX TISSUS. PAR AILLEURS, CONTRAIREMENT A L'HYPOTHESE DE DEPART FORMULEE A PARTIR DE DONNEES OBTENUES IN VITRO, UNE AUGMENTATION DE LA GLUCONEOGENESE IN VIVO PEUT ETRE ENVISAGEE, OU UNE EFFICACITE DIFFERENTE DE CETTE VOIE METABOLIQUE EN FONCTION DE LA DUREE DE L'EXERCICE MUSCULAIRE EN RELATION AVEC UNE MODIFICATION DES REPONSES HORMONALES, NERVEUSES ET CARDIO-RESPIRATOIRES SURVENANT LORS DE L'EXERCICE SUITE AU PROTOCOLE D'HYPOXIE.