The doctoral dissertacion is focused on the role of inflammation in the pathogenesis of preterm labor. In the first part, we describe the current view on pathophysiology of preterm labor. In the second part, we evaluated the relationship of specific markers of inflammation and endothelial dysfunction to preterm birth and fetal inflammatory response. The most important findings of our study was that we found decreased levels of MMP-2 and decreased levels of sRAGE in women with preterm labor in comparison with the control group of pregnant women. Similarly, we found decreased levels of MMP-2 in women with subsequent diagnosed fetal inflammatory response. sRAGE is currently ranked among patttern recognition receptors. In the case of sRAGE we followed the results of our pilot project, it can be assumed that the its low level are connected with tissue damage. We confirmed that it can play an important role in the pathogenesis of preterm labor. We assume abnormal regulatory mechanisms of the production of MMP-2. In both cases, however, further studies are required to elucidate the functional significance of our results.

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Thesis (MScMedSc (Biomedical Sciences. Medical Physiology))--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH ABSTRACT: Introduction: The discovery of the endothelium as a regulator of vascular tone, and the subsequent discovery of nitric oxide (NO) as the major endothelium-derived relaxing factor (EDRF), has opened up vast possibilities in the continued efforts to prevent and manage cardiovascular disease. Endothelial dysfunction (ED) is defined as reduced NO bioavailability and hence the reduced ability of the endothelium to maintain vascular homeostasis. ED represents the first, reversible step in the initiation of atherosclerotic disease and is thus regarded as a strong predictive tool of ischaemic heart disease (IHD). ED and its underlying mechanisms have been largely under-investigated in myocardial capillary-derived endothelial cells (cardiac microvascular endothelial cells, CMECs), and this study aimed to address this gap in the literature. Oleanolic acid (OA) is a bioactive triterpenoid derived from leaf extracts of African medicinal plants such as Syzigium cordatum (Water berry tree), and has been reported to elicit vasodilatory, hypoglycaemic and hypolipidaemic properties. However its effects particularly on CMECs and its putative role in reversing ED remain unclear, and this study aimed to investigate such effects. Aims: The aims of this study were to: (1) Establish an in vitro model of ED in cultured myocardial capillary-derived CMECs by developing protocols for the induction of ED. (2) Asses ED induction by measurement of the following biomarkers: (i) intracellular NO production, (ii) superoxide (O2-) production, (iii) nitrotyrosine expression and (iv) NADPH oxidase expression. (3) Investigate underlying cellular mechanisms of our ED model by measuring and comparing eNOS and PKB/Akt expression and activation in control and dysfunctional CMECs. (4) Investigate the effects of OA derived from leaf extracts obtained from Syzigium cordatum (Hochst.) [Myrtaceace], in both control and dysfunctional CMECs. Methods: (1) To induce ED, hyperglycaemia and inflammation were simulated by incubation with 25 mM glucose (24 hours) and 1 ng/ml TNF-á (24 hours) or 5 ng/ml TNF-á (6 and 24 hours) respectively. Reduced intracellular NO production was used as the main indicator of ED. NO production and cell viability were quantified by FACS analysis of the fluorescent probes, DAF-2/DA and propidium iodide (PI) / Annexin V respectively. Cellular mechanisms were investigated by measurement of O2- levels via FACS analysis of DHE fluorescence, and measurement of total and activated PKB / Akt and eNOS, p22-phox, nitrotyrosine expression via Western blotting. (2) Effects of OA on CMECs were investigated by pre-treatment with 30 or 40 ìM OA for 5 and 20 min followed by NO production and cell viability measurements. To investigate the effects of OA on ED, CMECs were pre-treated with 40 ìM OA 1 hour prior ED induction followed by NO, cell viability, and eNOS expression / activation measurements. Results: (1) 25 mM glucose (24hours), 1 ng/ml TNF-á (24 hours) and 5 ng/ml TNF-á (6 hours) failed to induce ED as verified by an increase in NO production in the treated cells. A model of ED was successfully achieved by incubating CMECs with 5 ng/ml TNF-á (24 hours), as verified by a significant decrease in NO production. Investigations into cellular mechanisms underlying our TNF-á-induced ED model, showed that activated eNOS and PKB / Akt levels were reduced. Furthermore, O2- levels remained unchanged, however p22-phox (NADPH) expression was significantly increased suggesting oxidative stress. Nitrotyrosine levels (an oxidative / nitrosative stress marker and indirect measure of eNOS uncoupling) remained at control levels. (2) Investigations into the effects of OA on CMECs showed that 30 ìM OA increased NO production after 5 and 20 min of incubation whereas 40 ìM increased NO production after 20 min only. Pre-treatment with 40 ìM OA significantly reversed ED by restoring NO production back to control levels. Data from cellular mechanism investigations showed that 40 ìM OA significantly increased eNOS activation in both normal and dysfunctional CMECs. Cellular viability was not negatively affected by any of the above interventions. Discussion and Conclusions: Based on our findings, reduced activation of the PKB / Akt-eNOS pathway appears to be the primary mechanistic pathway of the TNF-á-induced model of ED. Though O2- levels remained at control levels, the significant increase in p22-phox is indicative of increased expression of the O2- producing enzyme, NADPH oxidase, thus suggesting oxidative stress. However, based on our nitrotyrosine expression data, there was no strong evidence of eNOS uncoupling in our ED model. OA significantly stimulated NO production in our model of CMECs. Furthermore, our findings showed that OA is able to reverse ED. The NO production stimulatory effects of OA in our cells appear to be achieved via the increased activation of eNOS. We have, for the first time as far as we are aware, developed a TNF-á-induced model of ED in myocardial capillary-derived endothelial cells. It appears that reduced activation of the PKB/Akt-eNOS pathway is the primary mechanism leading to decreased NO production in this model. However, we did find some evidence of elevated oxidative stress, which led us to believe that eNOS uncoupling cannot be excluded as a mechanism of ED in our model. In this study, we report for the first time convincing evidence that OA has powerful NO-increasing properties in myocardial capillary-derived CMECs. Our study also show novel data, which suggest that OA is able to reverse ED in this model. Follow-up investigations could shed more light on the exact mechanisms underlying OA.s effects in this model. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Inleiding: Die ontdekking dat endoteel 'n reguleerder van vaskulêre tonus is, en die gevolglike ontdekking dat stikstofoksied (NO) die belangrikste endoteel-afgeleide verslappingsfaktor (EDRF) is, het verskeie moontlikhede in aangaande pogings om kardiovaskulêre siektes te voorkom en hanteer, ontsluit. Endoteel-disfunksie (ED), word gedefineer as verlaagde NO biobeskikbaarheid en dus 'n ingekorte vermoë van die endoteel om vaskulêre homeostase te handhaaf. ED verteenwoordig die eerste, omkeerbare stap in die ontstaan van aterosklerotiese siekte en word dus beskou as 'n sterk instrument waarmee isgemiese hartsiekte voorspel kan word. Studies oor ED en sy onderliggende meganismes, veral in miokardiale kapillêre-afgeleide endoteelselle (kardiale mikrovaskulêre endoteelselle, CMECs), word redelik afgeskeep in die literatuur, en hierdie studie het dit ten doel gehad om die gaping in die literatuur aan te spreek. Oleanoliese suur (OA) is 'n bio-aktiewe triterpenoïede wat gevind word in blaar ekstrakte van inheemse medisinale plante soos bv. Syzigium cordatum (Waterbessie boom). OA het bewese vasodilatoriese, hipoglukemiese en hipolipidemiese eienskappe. OA se effekte op CMECs, en sy moontlike rol in die omkering van ED, is egter onbekend, en hierdie studie het dit ten doel gehad om sulke effekte te ondersoek. Doelwitte: Die doelwitte van hierdie studie was: (1) Die vestiging van 'n in vitro model van ED in gekultuurde CMECs afkomstig van miokardiale kapillêre deur protokolle vir die induksie van ED te ontwikkel. (2) Die evaluering van ED induksie deur die volgende bio-merkers te meet: (i) intrasellulêre NO produksie, (ii) superoksied (O2-) produksie, (iii) nitrotirosien uitdrukking en (iv) NADPH oksidase uitdrukking. (3) Die ondersoek na onderliggende sellulere meganismes van ED in ons model deur die meting en vergelyking van eNOS and PKB/Akt uitdrukking en aktivering in kontrole en disfunksionele CMECs. (4) Ondersoek na die effekte van OA afkomstig van blaar ekstrakte verkry van Syzigium cordatum (Hochst.) [Myrtaceace], in beide kontrole en disfunksionele CMECs. Metodes: (1) Daar was gepoog om ED te induseer deur hiperglukemie en inflammasie te simuleer met onderskeidelik 25 mM glukose (24 uur) en 1 ng/ml TNF-a (24 uur) of 5 ng/ml (6 en 24 uur) inkubasie. Verlaagde intrasellulere NO produksie was ingespan as die hoof indikator van ED. NO produksie en sellewensvatbaarheid was gekwantifiseer deur vloeisitometriese analises (FACS) van die fluoresserende agense, DAF-2/DA en propidium jodied (PI) / Annexin V onderskeidelik. Sellulere meganismes was ondersoek deur O2- vlakke via FACS analise van DHE fluoressensie te meet, asook die meting van totale en geaktiveerde PKB / Akt en eNOS, p22-phox, nitrotirosien uitdrukking via Western blot tegnieke. (2) Effekte van OA op CMECs was ondersoek deur vooraf-behandeling met 30 of 40 µM OA vir 5 en 20 min gevolg deur NO produksie en sellewensvatbaarheid metings. Resultate: (1) 25 mM glukose (24 uur), 1 ng/ml TNF-a (24 uur) and 5 ng/ml TNF-ƒaa (6 uur) kon nie daarin slaag om ED te induseer nie, soos blyk uit die verhoogde NO produksie waargeneem in die behandelde selle. 'n Model van ED was suksesvol verkry deur CMECs met 5 ng/ml TNF-a (24 uur) te inkubeer, soos waargeneem deur verlaagde NO produksie. Ondersoek na sellulere meganismes onderliggend tot ons TNF-a-geinduseerde ED model, het getoon dat geaktiveerde eNOS en PKB / Akt vlakke verlaag was. Verder is gevind dat O2- vlakke onveranderd gebly het hoewel p22-phox (NADPH) uitdrukking betekenisvol toegeneem het, wat 'n aanduiding van oksidatiewe skade is. Nitrotirosien vlakke (.n oksidatiewe / nitrosatiewe stres merker en indirekte maatstaf van eNOS ontkoppeling) het onveranderd rondom kontrole vlakke gebly. (2) Ondersoek na die effekte van OA op CMECs het getoon dat 30 µM OA tot verhoogde NO produksie na 5 en 20 min inkubasie gelei het, terwyl 40 µM slegs na 20 min NO-verhogende effekte gehad het. Vooraf behandeling met 40 µM OA het ED betekenisvol omgekeer deur NO terug na kontrole vlakke te laat herstel. Ondersoek na sellulere meganismes het getoon dat 40 µM OA eNOS aktivering betekenisvol verhoog het in beide normale en disfunksionele CMECs. Sellulere lewensvatbaarheid was nie negatief geaffekteer deur enige van bogeneemde ingrepe nie. Bespreking en afleidings: Gebaseer op ons bevindinge, blyk verlaagde aktivering van die PKB/Akt-eNOS pad die primere meganistiese pad in ons TNF-a-geïnduseerde model van ED te wees. Alhoewel O2- vlakke rondom kontrole vlakke gebly het, was die betekenisvolle toename in p22-phox .n aanduiding van verhoogde uitdrukking van die O2- produserende ensiem, NADPH oksidase, wat dus suggererend van oksidatiewe stres was. Aan die ander kant was daar nie sterk bewyse van eNOS ontkoppeling in ons ED model nie, gebaseer op die nitrotirosien uitdrukking data. OA het duidelik NO produksie in ons model van CMECs gestimuleer. Verder wys ons resultate dat OA in staat is om ED om te keer. Die NO produksie-stimulerende effekte van OA in ons selle blyk die gevolg te wees van verhoogde aktivering van die PKB / Akt-eNOS pad. Ons het hier vir die eerste keer, sover ons bewus is, 'n TNF-a-geinduseerde model van ED in CMECs afkomstig van miokardiale kapillere gevestig. Dit blyk dat verlaagde aktivering van die PKB/Akt-eNOS pad die primere meganisme was waardeur verlaagde NO produksie in ons model veroorsaak was. Ons het egter wel bewyse van verhoogde oksidatiewe stress gevind, wat ons laat glo dat eNOS ontkoppeling nie heeltemal as .n meganisme van ED in ons model uitgesluit kan word nie. In hierdie studie toon ons vir die eerste maal oortuigende bewyse dat OA kragtige NO-verhogende eienskappe in miokardiale kapillere-afgeleide CMECs het. Ons studie bring ook nuwe data na vore, wat suggereer dat OA in staat is om ED in hierdie model om te keer. Opvolgstudies sal meer lig kan werp op die onderliggende meganismes van OA in hierdie model.

Patients with chronic kidney disease are at higher risk of developing cardiovascular disease. The complex, interaction between the kidney and the cardiovascular system is incompletely understood, particularly at the early stages of the cardiovascular continuum. The overall aim of this thesis was to clarify novel aspects of the interplay between the kidney and the cardiovascular system at different stages of the cardiovascular continuum; from risk factors such as insulin resistance, inflammation and oxidative stress, via sub-clinical cardiovascular damage such as endothelial dysfunction and left ventricular dysfunction, to overt cardiovascular death. This thesis is based on two community-based cohorts of elderly, Uppsala Longitudinal Study of Adult Men (ULSAM) and Prospective Investigation of the Vasculature in Uppsala Seniors (PIVUS). The first study, show that higher insulin sensitivity, measured with euglycemic-hyperinsulinemic clamp technique was associated to improve estimated glomerular filtration rate (eGFR) in participants with normal fasting plasma glucose, normal glucose tolerance and normal eGFR. In longitudinal analyses, higher insulin sensitivity at baseline was associated with lower risk of impaired renal function during follow-up. In the second study, eGFR was inversely associated with different inflammatory markers (C-reactive protein, interleukin-6, serum amyloid A) and positively associated with a marker of oxidative stress (urinary F2-isoprostanes). In line with this, the urinary albumin/creatinine ratio was positively associated with these inflammatory markers, and negatively associated with oxidative stress. In study three, higher eGFR was associated with better endothelial function as assessed by the invasive forearm model. Further, in study four, higher eGFR was significantly associated with higher left ventricular systolic function (ejection fraction). The 5th study of the thesis shows that higher urinary albumin excretion rate (UAER) and lower eGFR was independently associated with an increased risk for cardiovascular mortality. Analyses of global model fit, discrimination, calibration, and reclassification suggest that UAER and eGFR add relevant prognostic information beyond established cardiovascular risk factors in participants without prevalent cardiovascular disease. Conclusion: this thesis show that the interaction between the kidney and the cardiovascular system plays an important role in the development of cardiovascular disease and that this interplay begins at an early asymptomatic stage of the disease process.

Effet de l’atorvastatine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à l’hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin Forcillo J, Aubin MC, Horn A, Shi YF, Carrier M, Tardif JC, Perrault LP Introduction: L’atorvastatine par ses effets pléiotropiques pourrait limiter la dysfonction endothéliale associée au développement de l’HVG. Méthodologie : Un cerclage de l’aorte ascendante pendant 2 mois entraîne le développement d’HVG et les groupes ont été traités avec atorvastatine 40 ou 80 mg de 60 à 90 jours. L’HVG est confirmée par échographie. La réactivité vasculaire est évaluée en chambres d’organe, la fonction endothéliale par la quantification de la GMPc et des nitrites/nitrates plasmatiques. Le stress oxydant est mesuré par les niveaux d’ANG II et de la carbonylation des protéines. Résultats : Après 60 et 90 j de cerclage, l’HVG est observée chez tous ces groupes. Les courbes concentrations-réponse des anneaux des artères coronaires épicardiques des groupes traités avec l’atorvastatine 40 et 80 mg pour 30 et 60 jours n’ont démontré aucune amélioration des relaxations dépendantes de l’endothélium. Une exacerbation significative de la dysfonction endothéliale a été observée. Les niveaux vasculaires de GMPc sont significativement diminués dans le groupe sans cerclage traité 60 d et ceux d’ANG II sont fortement augmentés chez ce dernier groupe ainsi que le groupe traité avec 80 mg pour 30 jours par rapport aux contrôles. L’expression de la carbonylation des protéines est augmentée dans le groupe témoin traité avec atorvastatine 80 mg, reflétant une augmentation du stress oxydant. Conclusion : L’administration d’atorvastatine ne prévient pas le développement de l’HVG ni la dysfonction endothéliale dans notre modèle. Au contraire l’atorvastatine à haute dose a un effet toxique sur les artères coronaires épicardiques en augmentant la dysfonction endothéliale. / Effect of atorvastatin on endothelial dysfunction of epicardial coronary arteries associated with left ventricular hypertrophy in a porcine model. Forcillo J, Aubin MC, Horn A, Shi YF, Carrier M, Tardif JC, Perrault LP Background: Atorvastatin, through pleiotropic effects, may prevent or reverse the endothelial dysfunction associated with LVH. Methods: After performing a banding of the ascending aorta for 2 months leading to the development of LVH, groups have been treated with atorvastatin 40 or 80 mg for 60 and 90 day periods. LVH was evaluated by echocardiographic studies. Vascular reactivity studies were performed in organ chambers. In vitro endothelial function was evaluated by plasmatic nitrites/nitrates, the degradations products of nitric oxide, and cGMP quantification. To quantify and qualify oxidative stress, protein carbonyl and angiotensin II levels were assessed. Results: Following 60 and 90 days of aortic banding, the development of LVH was observed in these groups. Concentration-response curves from rings of epicardial coronary arteries of groups treated with atorvastatin 40 and 80 mg for 30 and 60 days showed a significant decrease of endothelium-dependent relaxations with worsening of the endothelial dysfunction. Levels of cGMP were significantly decreased in the 60 days treated sham group and levels of ANG II were increased in the latter and also in the 90 days banded groups treated with 80 mg for 30 days compared to controls. The expression of protein carbonyl increased in the sham group treated with atorvastatin 80 mg compatible with an increase in oxidative stress. Conclusion: The administration of atorvastatin does not limit the development of LVH nor the endothelial dysfunction in our model. On the opposite, atorvastatin at a high dose has a toxic effect on epicardial coronary arteries by exacerbating the endothelial dysfunction.

Effet positif de la N-acétylcystéine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à une hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin A. A. HORN, M-C AUBIN, YF SHI, J-C TARDIF, M. CARRIER , L. P. PERRAULT INSTITUT DE CARDIOLOGIE DE MONTRÉAL, MONTRÉAL, CANADA, Objectif : Il a été démontré dans le laboratoire que dans notre modèle d’hypertrophie ventriculaire gauche, la dysfonction endothéliale est secondaire à une diminution de la biodisponibilité du NO, celle-ci étant causée par une augmentation du stress oxydant tel que démontré par Malo et al. (2003) et Aubin et al. (2006). Le but de la présente étude est d’étudier l’effet d’un traitement chronique de la N-acétylcystéine (NAC) (un antioxydant) sur la dysfonction endothéliale associée à une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Méthodologie: L’HVG a été induite par cerclage aortique (CA) chez vingt-et-un porcelets âgés de deux mois qui furent divisés aléatoirement en quatre groupes expérimentaux. Le groupe témoin (groupe 1) a été soumis à une thoracotomie antérolatérale gauche sans cerclage aortique (n=3). Le groupe 2 a été soumis à un cerclage aortique pour une période de 60 jours (n=6). Le groupe 3 a subi un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine de 1000 mg/jour per os pendant 60 jours commençant le jour de la chirurgie (n=6). Le groupe 4 a été soumis à un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine : 1000 mg/par jour pendant 30 jours commençant le jour 30 (post-chirurgie) (n=6). L’hypertrophie fut évaluée par échocardiographie. La réactivité vasculaire fut étudiée à l’aide de chambres d’organes par la construction des courbes concentration-réponse à la sérotonine (5-HT: relaxations induites par les récepteurs 5-HT1D, couplés aux protéines Gi) et à la bradykinine (BK: relaxations induites par les récepteurs B2, couplés aux protéines Gq). Les quantités de nitrites/nitrates et la production basale de GMPc ont été mesurées pour évaluer la fonction endothéliale. Le stress oxydant a été étudié en quantifiant les concentrations plasmatiques d’hydroperoxydes lipidiques et de glutathion réduit, ainsi que l’activité plasmatique des enzymes antioxydantes peroxydase du glutathion et dismutase du superoxyde. Résultats: Le rapport masse ventricule gauche/masse corporelle était significativement plus élevé pour le groupe 2 comparativement au groupe 1 (p<0,05) confirmant la présence d’une HVG. Le développement de l’HVG dans le groupe 3 a pu être prévenu par la NAC et sa progression fut atténuée dans le groupe 4 (p<0,05 versus groupe 2). La présence de la dysfonction endothéliale a été confirmée chez le groupe 2, tel qu’illustré par une diminution significative des relaxations maximales à la 5-HT et à la BK comparativement au groupe témoin. Le traitement à la NAC a significativement potentialisé les relaxations maximales (p<0,05) induites par la sérotonine et par la bradykinine, chez les deux groupes traités. Cette amélioration des relaxations dépendantes de l’endothélium peut être la conséquence d’une augmentation significative (p<0,05) de la biodisponibilité du monoxyde d’azote pour les cellules musculaires lisses, tel que suggéré par l’augmentation du ratio nitrites/nitrates et de la production basale de GMPc chez les groupes 3 et 4 comparativement au groupe 2. Cette augmentation du facteur relaxant peut résulter d’une augmentation de sa production par les cellules endothéliales ou d’une diminution de sa neutralisation par les espèces réactives oxygénées. De fait, les concentrations d’hydroperoxydes lipidiques étaient significativement inférieures (p<0,05) et associées à une augmentation des concentrations de l’antioxydant glutathion réduit et de l’activité de la peroxydase du glutathion chez les deux groupes traités par rapport au groupe 2. Conclusion: Le traitement à la NAC prévient le développement de la dysfonction endothéliale coronaire ainsi que l’HVG qui lui est associée. / Beneficial effect of N-acetylcysteine on endothelial dysfunction of epicardial coronary arteries associated with left ventricular hypertrophy in a porcine model A.A. HORN, M-C AUBIN, YF SHI, J-C TARDIF, M. CARRIER , L. P. PERRAULT MONTREAL HEART INSTITUTE, MONTREAL, CANADA Objective : In our left ventricular hypertrophy (LVH) model, endothelial dysfunction is secondary to a reduced bioavailability of NO caused by increased oxidative stress demonstrated by Malo and al. (2003) and Aubin and al. (2006). The aim of this study was to investigate the potential effect of chronic administration of N-acetylcysteine (NAC), a thiol drug with antioxidant properties, on the coronary endothelial dysfunction associated with LVH. Design and method: LVH was induced by aortic banding (AB) on swine for a two-month period. Twenty-one 8-week-old Landrace male swine were randomly divided into 4 experimental groups. The sham group (group 1) was submitted to a thoracotomy without aortic banding (AB). The untreated aortic banded group (group 2) was kept for 60 days. The first AB treated group (group 3) received 1000mg/day of NAC per os for 60 days starting on the day of the surgery. The second AB treated group (group 4) received the same oral dose of NAC for 30 days starting on day 30. Hypertrophy was assessed by echocardiography. Coronary vascular reactivity was evaluated in organ chambers, by the construction of concentration-response curves to serotonin (5-HT: relaxations mediated by 5-HT1D receptors, coupled to Gi proteins) and bradykinin (BK: relaxations mediated by B2 receptors, coupled to Gq proteins). Levels of nitrite/nitrate and basal cGMP levels were measured to evaluate endothelial dysfunction. Finally, to assess oxidative stress, plasma lipid hydroperoxide levels (LPO), reduced glutathione as well as the activity of antioxidant enzymes glutathione peroxidase and superoxide dismutase were measured. Results: The LV mass/ body weight ratio was significantly higher in group 2 compared to group 1 confirming the development of LVH (p<0.05). The latter was found to be associated with a significant endothelial dysfunction. NAC did prevent LVH development in group 3 and attenuated its progression in group 4 (p<0.05). Concentration response curves to NAC showed improvement in endothelium-dependent relaxations to serotonin and to bradykinin (p<0.05). NAC treatment markedly improved maximal relaxations mediated by serotonin and bradykinin in both treated groups (p<0.05). The observed improvement in endothelium-dependent relaxations was supported by the increase of the bioavailability of NO for smooth muscle cells as suggested by the increase of the nitrite/nitrate ratio and the basal production of cGMP in groups 3 and 4 in comparison to group 2 (p<0.05). The increase of this relaxing factor could result from an increase of its production by endothelial cells or by a decrease of its neutralization by reactive oxygenated species. The lowering of LPO levels was accompanied by a higher glutathione concentration and glutathione peroxidase activity in both NAC treated groups compared to group 2 (p<0.05). Conclusions: NAC treatment demonstrated potent antioxidant properties in this porcine LVH model by slowing LVH development and restoring coronary endothelium-dependent relaxations.

Grâce aux nombreuses études sur le sujet, nous savons qu’une stimulation inflammatoire vasculaire excessive entraîne un débalancement des fonctions homéostatiques de l’endothélium. Ce débalancement est à l’origine d’une dysfonction endothéliale définie comme étant l’étape clé contribuant au développement de l’athérosclérose. Le Toll-like receptor-2 (TLR2) est impliqué dans l’activation cellulaire via la transcription des gènes liés à l’inflammation. Il reconnaît des molécules microbiennes mais également des facteurs endogènes non-infectieux tels que sécrétés par les tissus endommagés provenant de la dysfonction endothéliale. Ainsi, l’activation et la signalisation du TLR2 sont en étroite relation avec le développement de l’athérosclérose. Les études épidémiologiques ont confirmé le rôle athéroprotecteur de l’œstrogène via de nombreux mécanismes d’action. Ainsi, nous avons cherché à identifier de nouvelles cibles moléculaires permettant de mieux interpréter les bénéfices potentiels de l’œstrogène sur le système cardiaque. Pour la première fois chez les cellules endothéliales (CE) vasculaires de souris, nos travaux ont confirmé l’effet anti-inflammatoire de l’œstrogène via la diminution de l’expression et de l’activité du TLR2. Nous avons également déterminé l’influence de l’œstrogène sur le profil de la réponse inflammatoire de ce récepteur en mesurant les potentiels endothéliaux de migration et d’adhésion. De plus, nous avons caractérisé les voies de signalisation impliquées en démontrant l’influence négative de l’œstrogène sur la phosphorylation des kinases activées par le TLR2; illustrant l’interaction entre l’œstrogène et la signalisation de ce récepteur. Nos travaux amènent ainsi de nouvelles connaissances sur la régulation endothéliale du TLR2 et mettent en lumière les effets anti-inflammatoires et vasculaires rapides de l’œstrogène. / Evidence supports the contribution of immune responses in atherosclerosis development in part by alterations in the endothelium activation status and by the recruitment of inflammatory cells triggered by cardiovascular risk factors. These alterations are the principal cause of endothelial dysfunction defined as the key step contributing to the development of atherosclerosis. Via the transcription of genes related to inflammation, the Toll-like receptor-2 (TLR2) is involved in endothelial cell activation. It generally recognizes microbial molecules but also non-infectious endogenous factors such as those secreted by damaged tissues from the endothelial dysfunction. Thus, activation and signalization of the TLR2 are closely linked with the development of atherosclerosis. Epidemiological studies have confirmed the atheroprotective role of estrogen through multiple mechanisms of action. Thus, to better interpret the potential benefits of estrogen on the cardiovascular system, we sought to identify new molecular targets such as TLR2 regulation. For the first time in mouse vascular endothelial cells (EC), our results have confirmed the anti-inflammatory effect of estrogen via the decreased expression and activity of TLR2. We also determined the influence of estrogen on the profile of the inflammatory response triggered through this receptor by measuring endothelial migration and adhesion potentials. Furthermore, we demonstrated the interaction between estrogen and TLR2 signalling pathways with a negative influence of estrogen on the phosphorylation level of kinases activated by this receptor. Thus, our study brings new insights into the endothelial regulation of TLR2 and highlights rapid anti-inflammatory and cardioprotective effects from estrogen.

L'administration chronique de rHuEPO peut engendrer de graves effets secondaires. Une augmentation de l’hématocrite provoquée par la rHuEPO, en augmentant l'érythrocytose, la viscosité sanguine et les forces de cisaillement à la surface vasculaire, peut être responsable d'hypertension artérielle (HTA) et de thromboses artérielles. La présence d'une fonction endothéliale normale et de monoxyde d'azote (NO) peut contrer les effets délétères thrombogène et hypertenseur de l'EPO. Sur ces bases, nous avons étudié les effets cardiovasculaires d'une administration chronique de rHuEPO dans différentes situations : dans le cadre du dopage, chezdes rats "sportifs" présentant une dysfonction endothéliale NO-dépendante induite par l'administration chronique de L-NAME et dans le cadre d'un traitement chez des rats urémiques développant une dysfonction endothéliale NO-dépendante résultante d'une néphrectomie de 5/6de la masse rénale. Chez nos rats entrainés, dopés et traités au L-NAME, nous avons observé une altération de la performance physique avec une mortalité importante (51%). Une HTA sévères'est développée chez ces rats, avec des valeurs de pression artérielle (> 220 mmHg) bien plusélevées que celles des rats recevant le L-NAME seul, associée à une altération de la vasorelaxation NO-dépendante aortique (< 60%). Les rats insuffisants rénaux (IRC) ont eux aussi montré une augmentation de la pression artérielle et une dysfonction endothéliale en réponse àl'acétylcholine au niveau de l'aorte et en réponse à une élévation du flux au niveau de l'artère mésentérique perfusée. Ces différents paramètres ont été améliorés par l'exercice. Les coupes de rein colorées au rouge Sirius ont montré une fibrose accentuée chez les rats CKD. La fibrose, la créatinémie et l'albuminurie ont été diminuées par l'exercice seul mais ont été aggravées chez les rats du groupe CKD+EPO+Ex. L'activité NADPH oxydase et l'expression des Nox4, p67phox etMAPK erk1/2 ont été augmentées chez les les rats CKD. L'exercice ou la rHuEPO ont prévenuces augmentations. Cependant, l'activité de la NAD(P)H oxydase et l’expression des MAPKerk1/2 sont restées élevées dans le rein des rats CKD+EPO+Ex. Nos données suggèrent que l'exercice seul a un effet protecteur contre les dysfonctions vasculaire et rénale et la fibrose rénale. Ces effets protecteurs sont associés à une inhibition de l'activité de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPK erk1/2. Par contre, l'exercice combiné avec le traitement rHuEPO, a des effets délétères sur la structure et la fonction rénale des rats CKD. Ces effets nocifs semblent liés à la stimulation de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPKerk1/2. Malgré les effets protecteurs cardiovasculaire et rénal de l'entraînement physique, ces résultats mettent en évidence que la fonction rénale peut être potentiellement endommagée ainsique la structure du rein en combinant l'exercice avec le traitement rHuEPO dans l'insuffisance rénale. En conclusion, nous pouvons dire que la rHuEPO affecte gravement la fonction cardiovasculaire du rat entraîné présentant une dysfonction endothéliale. Ce risque étant fatal,beaucoup de sportifs, voulant augmenter leur performance, mettent leur vie en danger. Par ailleurs, ayant remarqué les effets délétères au niveau rénal, en associant exercice et traitement rHuEPO dans des conditions expérimentales sur un modèle d'insuffisance rénale, nous suggérons une investigation clinique afin de vérifier la transposition de nos résultats aux patients insuffisants rénaux. / The chronic administration of rHuEPO can engender side effects. An increase of the hematocritinduced by rHuEPO, by increasing the erythrocytosis, the blood viscosity and the shear stress onvascular surface, can be responsible of arterial high blood pressure and arterial thrombosis. Thepresence of a normal endothelial function and nitric oxide (NO) can counter the noxious effectsof rHuEPO. On these bases, we studied the cardiovascular effects of a chronic administration ofrHuEPO in various frames: within doping field, to trained rats with L-NAME-induced NOdependentendothelial dysfunction and within the framework of a treatment, to chronic kidneydisease (CKD) rats developing endothelial dysfunction caused by the "5/6 nephrectomy". In ourdoped rats, we observed an important mortality (51%). A severe arterial high blood pressuredeveloped in these rats (> 220 mmHg) associated with an impairment of the NO-dependentvasorelaxation (< 60 %). CKD rats also showed an increase in blood pressure and an endothelialdysfunction, in response to acetylcholine in the aorta and in response to a rise in flow in perfusedmesenteric artery. These parameters were improved by exercise. Kidney sections stained withSirius red showed marked fibrosis in CKD rats. Fibrosis, creatinine and albumin were decreasedby exercise alone but were increased in rats from the CKD + EPO + Ex group. NAD(P)H oxidaseactivity and the expression of Nox4, p67phox, and MAPK erk1/2 were increased in CKDrats. Exercise or rHuEPO prevented these increases. However, the NAD(P)H oxidase activityand the expression of MAPK erk1/2 remained high in the kidney of rats from the CKD+EPO+Exgroup. Our data suggest that exercise alone has a protective effect against vascular and renaldysfunction and renal fibrosis. These protective effects are linked to the downregulation of theNADPH oxidase activity and MAPK erk1/2 signaling pathways. However, exercise combinedwith rHuEPO treatment has deleterious effects on kidney structure and function in CKDrats. These adverse effects appear to be related to the stimulation of NADPH oxidase and MAPKerk1/2 signaling pathways. Despite the cardiovascular and renal protective effects of physicaltraining, these results highlight the potentially damaging renal function and structure bycombining exercise with rHuEPO therapy in renal failure. In conclusion, we can say that therHuEPO affects seriously cardiovascular function in trained rat with endothelial dysfunction. Thisrisk being fatal, many sportsmen, looking to increase their performance, put their life in danger.Moreover, having noticed the deleterious effects in the kidney by combining exercise andrHuEPO therapy under experimental conditions on a model of renal failure, we suggest a clinicalinvestigation to verify the transposition of our results to patients with renal failure