Les gaz d'atomes ultra-froids sont des systèmes à N-corps quantiques extrêmement propres et versatiles qui permettent de revisiter dans un environnement contrôlé des concepts fondamentaux souvent issus de la matière condensée. Dans notre système expérimental, nous travaillons avec des gaz d'atomes de potassium 39, qui sont des bosons et qui offrent la possibilité de modifier à loisir les interactions inter-atomiques grâce à des résonances magnétiques de diffusion, ou résonances de Feshbach. Notre équipe s'intéresse particulièrement à la physique des gaz quantiques en basses dimensions et en présence de désordre. Dans un premier temps, nous présentons l’observation et l’étude de la propagation d'un soliton brillant, une onde de matière 1D en interaction attractive, à travers un potentiel désordonné créé à partir d’une figure de speckle optique. Ce travail constitue la première mise en évidence d’effets non-linéaires sur la propagation d’atomes dans un milieu désordonné. Les limites de l’expérience, notamment en terme d’imagerie et de contrôle des champs magnétiques, ont motivé le design et la construction d’une nouvelle enceinte à vide. La suite du manuscrit est dédiée à la description et la caractérisation du nouveau dispositif expérimental, de sa construction à son utilisation pour la production de condensats de Bose-Einstein. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de la localisation d’Anderson d’atomes-froids en présence d’une force constante. La localisation d’Anderson est caractérisée par une suppression de la conductivité sous l’effet du désordre. Dans le cadre des atomes-froids, elle s’explique par la prise en compte de la nature ondulatoire des atomes pendant les processus de diffusion dans le milieu désordonné. Bien qu’à 1D la localisation soit toujours présente, des études théoriques prédisent qu’une force constante appliquée au système modifie de manière drastique les signatures de la localisation (décroissance algébrique de la fonction d’onde) et peut conduire à une délocalisation complète du système. L’étude expérimentale que nous avons menée confirme les prédictions théoriques. / Ultracold atoms gases are quantum many-body systems very clean and versatile which allow to study basic concepts of condensed matter in controlled media. In our experimental system, we work with 39 potassium atoms which are bosons and allow us to modify the interactions between atoms using magnetic resonances of diffusion also called Feshbach resonances. Our team is particulary interested in the physics of quantum gases in low dimension in the presence of disorder. First, we present the observation and study of the propagation of bright solitons, which are 1D matter wave with attractive interactions, through a disordered potentiel made from a speckle pattern of light. This study led to the first observation of nonlinear effects over the propagation of cold atoms in disorder. The limits of the experiment, especially in terms of imaging and magnetic field control, motivated the design and construction of a new vacuum chamber. The next part of the manuscript is dedicated to the description and characterization of the new experimental device, from its construction to its use for the production of Bose-Einstein condensates. The last part of this thesis is devoted to the study of Anderson localization of cold atoms in the presence of a constant bias force. Anderson localization is characterized by a suppression of conductivity under the effect of disorder. In the context of the cold atoms, it is explained by taking into account the wave nature of the atoms during the diffusion processes in the disordered medium. Even if localization is always present in 1D systems, theoretical studies predict that a constant force applied to the system drastically modifies the signatures of the localization (algebraic decay of the wave function) and can lead to a complete delocalization of the system. Our experimental study confirms the theoretical predictions.

Orientador: Marco Antonio Tecchio / Resumo: A ‘Niagara Rosada’ é a uva mais produzida do estado de São Paulo. Trata-se de uma cultivar de uva para mesa bastante produtiva, com baixo custo de produção, bem adaptada às condições edafoclimáticas da região de Sudeste, além de apresentar boa aceitação no mercado. Para incremento da produtividade e qualidade da uva, alguns manejos fitotécnicos são essenciais e devem ser incorporados ao sistema de produção, dentre eles, o uso de porta-enxertos e a adubação mineral de plantas. Os porta-enxertos apresentam papel fundamental na absorção de nutrientes, contudo, deve-se levar em consideração a compatibilidade com a cultivar copa e a adaptação às condições edafoclimáticas. O potássio é o elemento mais utilizado pelas videiras e pode influenciar diretamente no desempenho produtivo e na qualidade da uva. Assim, a escolha das doses ideais e da fonte potássica são muito importantes. Nesse contexto, os fertilizantes cloreto de potássio e sulfato de potássio são as alternativas mais utilizadas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito de diferentes porta-enxertos, fontes potássicas e doses de potássio na fenologia, nos componentes de produção e de qualidade da uva ‘Niagara Rosada’. O experimento foi realizado durante três ciclos produtivos em vinhedo da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA-UNESP), em Botucatu/SP. A cv. Niagara Rosada, enxertadas sobre os porta-enxertos IAC 572 ‘Jales’ e IAC 766 ‘Campinas’, foram adubadas com os fertilizantes KCl e K2SO4, nas doses an... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 'Niagara Rosada' is the most produced grape cultivar in the state of São Paulo. It is a very productive cultivar, with low production cost, well adapted to the edaphoclimatic conditions of the Southeast region, in addition to presenting good acceptance in the market. To increase grape productivity and quality, some phytotechnical managements are essential in viticulture, among them, the use of rootstocks and mineral fertilization of plants. Potassium is the element most used by vines and can directly influence the productive performance and quality of the grape. Thus, the choice of potassium source is very important. In this context, potassium chloride and potassium sulfate fertilizers are the best alternatives. The rootstocks can also influence the production and quality of the grape, as they play a fundamental role in the absorption of nutrients. However, compatibility with the cultivar canopy and adaptation to edaphoclimatic conditions must be taken into account. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of different rootstocks, potassium sources and doses of K2O on phenology, on the production and quality components of the 'Niagara Rosada' grape. The experiment was carried out during three productive cycles in a vineyard of the Faculty of Agronomic Sciences (FCA-UNESP), in Botucatu / SP. The cv. Niagara Rosada, grafted on IAC 572 ‘Jales’ and IAC 766 ‘Campinas’ rootstocks, were fertilized with KCl and K2SO4 fertilizers at annual doses 0, 75, 150 and ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Catfish fillets that were enhanced with salt and various phosphate treatments through vacuum tumbling or multi-needle injection were evaluated for yield, protein exudate (only tumbling), surface color, pH, cooking loss, tenderness, purge loss and shelf-life. An agglomerated sodium phosphate blend (AGSP) was the optimum treatment for both vacuum tumbling and multi-needle injection and was further utilized in conjunction with potassium lactate (PL) and/or potassium acetate (PA) through vacuum tumbling to determine their effect on the quality, shelf-life and sensory characteristics of enhanced catfish fillets. In addition, the combination of AGSP and PA+PL that maximized shelf-life was further utilized in conjunction with liquid or wood smoking to evaluate the quality and inhibition of L. monocytogenes growth in ready-to-eat (RTE) smoked catfish fillets. All phosphate treatments increased (P<0.05) tenderness, but AGSP that contained mono-, tri-, and polyphosphates increased (P<0.05) pH and yield and decreased (P<0.05) yellowness in both tumbling and injection systems when compared to the control treatment. In addition, AGSP decreased (P<0.05) protein exudate when fillets were tumbled and increased (P<0.05) solution pick-up when injected. Psychrotrophic plate counts (PPC) for all phosphate treatments were similar to the control at each storage time and reached 7 log CFU/g by day 7 of storage; however, when AGSP was used in conjunction with PA+PL, PPC and sensory spoilage scores of raw catfish fillets were lower (P<0.05) than the control at each storage time. Marinating with a combination of 0.25% PA and 0.58% PL increased shelf-life (P<0.05) to between 10 and 14 days when compared to the control which had a shelf-life between 7 and 10 days. In addition, consumers preferred (P<0.05) fried catfish fillets that were treated with AGSP with and without PA+PL when compared to non-marinated controls with respect to appearance, flavor and overall acceptability. In conclusion, AGSP optimized yield and improved the quality of refrigerated catfish fillets, and extended shelf-life three days over other treatments when combined with PA+PL. This combined treatment also enhanced sensory properties of fried catfish fillets and had a synergistic effect with wood smoke constituents that inhibited the growth of L. monocytogenes on RTE smoked catfish fillets.

Au Québec, la pomme de terre est cultivée sur des sols sableux favorisant les pertes par lixiviation de l’azote et du potassium. Selon le principe de réactions d’échanges cationiques, on a supposé que les doses et les sources d'azote puissent avoir un impact sur la lixiviation du potassium. Ainsi, une expérience a été menée, pendant trois années, dans un champ de pomme. Le dispositif expérimental est un bloc complet aléatoire de quatre répétitions constitué de 10 traitements qui sont un factoriel de trois sources d'azote (nitrate d’ammonium, sulfate d’ammonium et un engrais à libération lente) et trois doses (120, 200 et 280 kg N ha⁻¹) avec un traitement témoin. Des lysimètres ont été installés pour récupérer la solution du sol et doser sa concentration en potassium aux deux semaines. Les résultats ont révélé un effet non significatif de la source et de la dose de l'azote sur la lixiviation du potassium. Un modèle d’évolution de la lixiviation de potassium est obtenu pour aider les producteurs à mieux fractionner leurs engrais potassiques. Le bilan partiel de K montre une lixiviation nette pour les parcelles qui ont reçu une fertilisation azotée mais pas pour le témoin.

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La symbiose ectomycorhizienne se définie comme une association mutualiste entre les racines des plantes ligneuses et le mycélium de champignons du sol. Elle est majoritaire dans les écosystèmes forestiers de l'hémisphère nord et permet l'amélioration de la nutrition hydrominérale des plantes ligneuses, notamment lorsque la disponibilité en ressources se fait rare. Des données transcriptomiques et génomiques du champignon ectomycorhizien Hebeloma cylindrosporum ont permis d'identifier différents gènes codant pour des protéines capables de transporter des nutriments. L'implication éventuelle de ces systèmes de transport dans la nutrition potassique et phosphatée ectomycorhize-dépendante de la plante hôte Pinus pinaster reste à évaluer. Dans cette étude, deux gènes candidats codant pour des systèmes de transport de potassium (K+), HcTrk1 et HcSKC, et deux autres pour des transporteurs de phosphate inorganique (Pi), HcPT1.1 et HcPT2, ont été analysés. Des approches permettant la localisation dans l'ectomycorhize des transcrits (hybridation in situ) et des protéines (fusion traductionnelle) de ces candidats ont été générés. Ces différents outils ont permis de montrer que le transporteur HcTrk1 et le canal HcSKC étaient respectivement localisés dans l'ectomycorhize au niveau des sites de prélèvement et de relargage du K+. D'autre part, des lignées transgéniques d'H. cylindrosporum sur- et/ou sous-exprimant ces gènes ont été produites afin de voir si la nutrition végétale en K+ et en Pi était impactée. Ainsi, l'utilisation en mycorhization de lignées surexprimant HcTrk1 et sous-exprimant HcSKC ont montré une diminution de la nutrition potassique et de l'homéostasie du phosphore de la plante hôte. Les mêmes types d'approches ont été utilisés avec les transporteurs de Pi HcPT1.1 et HcPT2. En utilisant des lignées transgéniques, il a ainsi pu être montré que la surexpression de HcPT1.1 en condition carencée décrite précédemment était liée à l'activité de son promoteur. Quant au transporteur HcPT2, des analyses préliminaires de localisation suggèrent qu'il pourrait être impliqué dans le prélèvement de Pi du sol et dans son relargage au niveau du réseau de Hartig. Des études complémentaires restent cependant à mener. Enfin, cinq autres systèmes de transport de K+ et trois de phosphate ont été récemment identifiés à partir du génome d'H. cylindrosporum, ouvrant la voie à la dissection fine des mécanismes moléculaires régissant la nutrition potassique et phosphatée ectomycorhize dépendante de P. pinaster. / Ectomycorrhizal symbiosis is defined as a mutual association between the roots of woody plants and the mycelium of soil fungi. This symbiosis is widespread in northern forests and plays a major role in nutrient and water uptake of woody plants, especially when resources become scarce. Transcriptomic and genomic data of the ectomycorrhizal fungus Hebeloma cylindrosporum allowed the identification of several genes coding for nutrient transport proteins. Their putative involvement in ectomycorrhiza-dependent potassium and phosphate nutrition of the host plant Pinus pinaster needs to be assessed. In this study, two candidate genes coding for potassium (K+) transport systems, HcTrk1 and HcSKC, and two other genes coding for inorganic phosphate (Pi) transporters, HcPT1.1 and HcPT2, were analyzed. Molecular approaches allowing the localization of transcripts (in situ hybridization) and proteins (translational fusion) of these candidates in ectomycorrhiza were obtained. These tools allowed us to show that the HcTrk1 transporter and the HcSKC channel were localized in K+ uptake and release sites of the ectomycorrhiza, respectively. In order to know whether these proteins play a role in plant K+ and Pi nutrition, H. cylindrosporum transgenic lines with up- and/or down-regulated expression of candidate genes were produced. In mycorrhizal assays, the use of fungal strains with up- or down- regulated expression of HcTrk1 and HcSKC, respectively, affects the K+ nutrition and phosphorus homeostasis of the host plant. The same approaches were used for HcPT1.1 and HcPT2 Pi transporters. Therefore, using transgenic strategies, we demonstrated that the previously shown up-regulation of HcPT1.1 expression under Pi shortage is related to its promoter activity. Concerning HcPT2, preliminary localization analysis suggested that this transporter might be involved in Pi uptake from soil and in release in the Hartig net. However, complementary studies are needed. Five and three novel K+ and Pi transport systems, respectively, were identified from the recent genome accession of H. cylindrosporum, opening the way to a fine dissection of molecular mechanisms controlling the ectomycorrhiza-dependent K+ and phosphate nutrition of Pinus pinaster.

La déficience en potassium dans les parcelles de cotonnier est un phénomène répandu et en recrudescence. Le problème est d’autant plus marqué en Afrique sub-saharienne que les sols sont pauvres et les systèmes de culture peu intensifs. Les principaux effets de la carence en potassium référencés dans la littérature sont une réduction de la surface foliaire, une réduction de l’assimilation et une modification des règles de répartition des assimilats entre les compartiments de la plante (tiges, racines, fruits et feuilles). Les connaissances à l’échelle cellulaire sur le rôle du potassium sont nombreuses mais paradoxalement peu de modèles permettent l’intégration de ces résultats à l’échelle du plant et du peuplement. La raison provient de la multiplicité des mécanismes affectés et de la complexité à les intégrer à l’échelle du plant ou du peuplement. L’objectif de notre travail est de caractériser les effets de la carence en K sur la croissance et le développement du cotonnier avec suffisamment de variables intermédiaires explicatives pour pouvoir proposer un schéma conceptuel compatible avec les concepts utilisés dans les modèles de croissance de cette plante. Cet objectif implique ainsi de porter nos investigations à plusieurs échelles (peuplement, plante, organes, organites) et sur des variables-clés du fonctionnement physiologiques des plantes utilisées dans la modélisation courante telles que la photosynthèse ou le statut hydrique. Nos recherches nous ont aussi amené à mesurer d’autres variables non inclues dans les modèles courant, afin d’affiner notre compréhension du fonctionnement des plantes carencées (teneurs en sucres, vitesses de carboxylation, ouvertures stomatiques …). Pour satisfaire à ces objectifs, deux types complémentaires d’expérimentations ont été menés : 1) des essais en pleins champs, en condition pluviale strictes ont été conduits au Bénin, deux années de suite, sur deux sites différents : à Aplahoué en 2004 et à Savalou en 2005. Il s’agit d’essais comparant différents niveaux de fertilisation en potassium. L’objectif de ces essais était d’étudier les effets de la carence à l’échelle du peuplement. 2) Par la suite, une expérimentation en serre et en hydroponie a été conduite (Bordeaux, 2006) dans l’objectif d’analyser finement les processus affectés à l’échelle du plant et de l’organe. Les essais en peuplement comme l’essai en serre ont permis d’obtenir des gammes de teneur en potassium variées, grâce à des niveaux d’alimentation variés (3 niveaux au champ, 4 en serre). Les teneurs planchers des plantes les plus carencées se situaient aux alentours de 8 à 10 mg Kg-1, ce qui contraste avec les teneurs maximum mesurées qui avoisinaient les 30 mg g-1. L’indice foliaire des traitements carencés des essais en peuplement est inférieur aux témoins en raison d’un moins grand nombre de feuilles et d’une taille individuelle réduite. Dans les essais en serre, une importante réduction de la surface foliaire est aussi observée mais la part de la réduction de la surface individuelle dans la réduction de la surface totale est plus prononcée. L’analyse des dynamiques de croissance des surfaces foliaires montre que l’accroissement relatif des feuilles est identique quel que soit les niveaux de carence mais que la taille des organes à l’émergence est plus petite pour les plants carencés. En revanche, les entrenœuds des plants carencés ont à la fois une taille réduite à l’émergence et une croissance relative plus faible. A l’échelle du peuplement aucune différence d’efficience de conversion de la lumière n’est observée en conséquence, les réductions de biomasse sèche observée sont entièrement dues à une diminution de l’efficience d’interception du rayonnement. En revanche, l’efficience de conversion du rayonnement interceptée de l’essai en serre est affectée par la carence en K mais uniquement pour le traitement le plus carencé. / Potassium deficiency is a common phenomenon in cotton parcels. This problem is quite important in sub-Saharan Africa, where soils are poor and cropping systems are very low intensive. The main effects of potassium deficiency referenced in scientific literature are: (a) a reduction in leaf area, (b) a decrease in nutrient assimilation, and (c) a modification of nutrient repartition amongst compartments (i.e. stems roots, fruits, and leaves). Even though knowledge at the cellular level on the role of potassium is wide, ironically, only but a few models integrate results at the plant or stand levels. The reason comes from the multiplicity of mechanisms used and the complexity of integrating them throughout the plant or stand. The objective of our work is to characterize the effects of K-deficiency on the growth and development of cotton plants by including sufficient intermediate explanatory variables to provide a comparable scheme with the concepts used in growth models for this plant. This objective implies that our research focuses on different scales (i.e. stand, plant, organ, cell) and on physiological variables used in current models such as photosynthesis or water status. Our research had also led us to measure other variables not included in current models, to refine our understanding of the mechanisms of how deficient plants grows (i.e. sugar rates, carboxylation speed, stomata opening…). To meet these objectives, two complementary types of experiments were conducted: (i) field trials were performed in Benin on two different sites, Aplahoué in 2004 and Savalou in 2005, with strict rainfall conditions to compare different levels of potassium-fertilization and describe the effects of K-deficiency at the stand level. (ii) and a greenhouse hydroponic experiment was done in Bordeaux, France in 2006 to analyze the processes used throughout the plant and the organ. The field and the greenhouse tests had different levels of potassium fertilisation (2 to 3 levels in the field, 4 in the greenhouse) and gave us wide ranges of potassium contents in leaves. The minimum value of the leaf K content for the deficient plants were around 8 to 10 mg kg-1, which contrasts with the maximum values measured that were around 30 mg g-1. Potassium levels for the most deficient plants were around 8 to 10 mg Kg-1, while the highest levels measured were 30 g Kg-1. The leaf area index of deficient treatments is inferior to that of controls due to a lower number of leaves and smaller leaf sizes. In the greenhouse test, an important decrease of leaf area is observed but the proportion of the reduction due to a reduction in individual leaf size is more pronounced than in the filed experiments. The temporal analysis of the leaf area growth shows that the relative increase in size of the individual leaves is the same whatever the level of K-deficiency but that the size of the organs at emergence from apical buds is smaller for K-deficient plants. In counterpart, internodes of K-deficient plants have smaller lenght at emergence and a decreased relative growth rate. At stand level, no difference of light conversion efficiency is observed. As a result, observed reductions of dry biomass are essentially due to a decrease in light interception. However, radiation use efficiency in greenhouse tests are affected by K-deficiency but only for the most K-deficient treatment. Measures on gas exchanges made in greenhouse experiment also shows that photosynthesis is affected only for the most K-deficient treatments. This reduction is due to two concomitant effects: poor stomatal opening and a reduction in the maximum velocity of carboxylation. The relative distribution in biomass for all the tests is modified by the potassium-deficiency, benefiting leaves at the expense of the heterotrophic organs. This effect is observed at the plant level through an increase in the specific leaf weight and a relative decrease in stem and root biomass.

En transplantation d’organes, la réponse immunitaire de l’hôte contre son donneur reste une cause très importante de perte de greffons. Ainsi, un meilleur contrôle de la réponse par induction d’une tolérance spécifique reste une priorité en transplantation humaine. Dans ce projet,nous avons donc étudié l’homéostasie calcique au cours des phénomènes précoces de la maturation des cellules dendritiques (DC) humaines. Nous avons mis en évidence la présence d’une ECC (Entrée Capacitive de Calcium), dans la DC humaine, lors d’une stimulation par des agonistes des TLR (LPS ou Zymosan) ou des cytokines inflammatoires (TNF-α). De plus, cette ECC est gouvernée par le complexe ORAI-1 / STIM-1. En effet, l’absence d’expression de ces protéines induit une diminution de la maturation des DC humaines (phénotype, synthèse de cytokines). Par ailleurs, le Calcium, entré par l’ECC, va induire l’activation de canaux potassiques, sensibles à la concentration intracellulaire en Calcium : les canaux KCa3.1. Ces canaux, outre leur rôle dans la facilitation de l’ECC par hyperpolarisation de la membrane,contrôlent la migration des DC humaines. En effet, leur activation permet une sorte d’état de quiescence où les DC restent dans les tissus périphériques. L’ensemble de ces résultats obtenus,in vitro, suggèrent que ces canaux ioniques pourraient être une cible privilégiée pour le développement de nouvelles thérapies pour l’induction de tolérance immune en transplantation. / In organ transplantation, host immune response against donor still remains a major causeof graft loss. A better control of allogeneic response through the induction of specific tolerance isa major goal in human transplantation. In this work, we studied the calcium homeostasis during the earlier events of the human dendritic cells (DC) maturation. We showed the presence of a CCE(Capacitative Calcium Entry), in the human DC, during the stimulation by TLR agonists (LPS andZymosan) or inflammatory cytokines (TNF-α). Moreover, this CCE was managed by the ORAI-1/ STIM-1 complexe. Indeed, an inhibition of these proteins expression induced a decrease in theDC maturation (phebnotype, cytokines production). Then, the Calcium, issued to CCE, could activate potassium channels, sensitive to intracellular Calcium concentration: KCa3.1 channels.These channels, excepted their role in the facilitation of CCE by membrane hyperpolarisation,control the capacity of human DC migration. Their activation induced a kind of steady state where the DC staied in peripheral tissues. These results taken together suggest that the ion channels seemto be a good target for the development of new therapies to in order to promote allograft tolerance.

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative caractérisée par une perte dopaminergique (DA) de la voie nigro-striée. Cette dégénérescence des neurones DA, induit un déséquilibre entre les transmissions dopaminergique, GABAergique et glutamatergique au sein des ganglions de la base qui se traduit par des troubles de l'excitabilité neuronale aboutissant à l'apparition des symptômes moteurs et non-moteurs. Nous avons étudié l'effet de la modulation des canaux SK et Kv4 par des toxines issues de venins d'animaux. Pour ce faire, nous avons utilisé deux modèles lésionnels à la 6-hydroxydopamine (6-OHDA): une lésion bilatérale partielle du striatum mimant la phase précoce de la MP pour tester les déficits cognitifs et émotionnels, et une lésion unilatérale totale au niveau de la substance noire mimant la rigidité et la bradykinésie en phase tardive pour tester les déficits moteurs. Nos résultats montrent que le blocage des canaux SK par l'apamine (injection systémique, 0.1-0.3 mg/kg) améliore partiellement et transitoirement les déficits moteurs dans le test du cylindre et la rotation induite par l'apomorphine dans le modèle tardif de la MP. L'AmmTX3 (injection intrastriatale, 0.2-0.4 g), réduit les déficits moteurs et restaure des comportements cognitifs déficitaires (mémoire sociale et spatiale à court terme) et émotionnels (anxiété), après une dégénérescence DA bilatérale et partielle. L'ensemble de ces données suggère que l'inhibition pharmacologique de l'activité des canaux SK par l'apamine et Kv4 par l'AmmTX3, pourrait représenter une voie thérapeutique innovatrice quant au traitement des déficits moteurs, cognitifs et émotionnels de la MP. / Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease associated to a loss of dopaminergic nigrostriatal pathway that innervates the basal ganglia (GB). The DA neuron degeneration in PD induces imbalance between dopaminergic transmission, GABAergic and glutamatergic resulting in impaired neuronal excitability leading to the onset of motor and non-motor symptoms. Potassium channels, Kv4 and SK, are extensively involved in the phenomenon of neuronal excitability. We addressed the question of whether further blockade of SK or Kv4 activity could restore normal GB function in vivo. In this aim, we used a neurotoxin, 6-hydroxydopamine (6-OHDA) to produce two lesional models of Parkinson's disease in rats that mimics the cognitive and emotional deficits of the early phase of PD (partial and bilateral striatal lesions) and the motor deficits observed in the late phase of the disease (total unilateral nigral lesion). Apamin from bee venom (systemic injection, 0.1-0.3 mg/kg) and AmmTX3 from scorpion venom (intrastriatal injection, 0.2-0.4 g) were chosen to block SK and Kv4 channels respectively.In a first study, apamin treatment partially reduced motor deficits in the cylinder test and the rotation induced by apomorphine. In the second study, the AmmTX3 also decreased parkinsonian motor deficits. This late toxin restored cognitive behaviors (short-term social and spatial memory) and emotion (anxiety).Taken together, these results underlie the importance of SK channels as modulators of neuronal excitability of Kv4 channels as players of the homeostatic responses, and more importantly, provide potential targets for adjunctive therapies for Parkinson's disease.

Ca2+-activated potassium channels (KCa) and canonical transient receptor potential (TRPC) channels are essential to endothelial function. In ischemic heart disease, or in cardiac surgery, coronary endothelium is subjected to ischemia-reperfusion (I-R) / hypoxia-reoxygenation (H-R) injury. Hyperkalemic cardioplegic or organ preservation solutions used in cardiac surgery including heart transplantation also impair endothelial function. The present study was designed to mainly investigate whether endothelial dysfunction occurring in H-R or in hyperkalemic exposure is attributable to alterations of intermediate- and small-conductance KCa (IKCa and SKCa) channels, or TRPC channels, in particular, the TRPC3 channel. / Exposure to 60-min hypoxia followed by reoxygenation inhibited the vasorelaxant response of coronary arteries to IKCa / SKCa activator 1-EBIO. H-R reduced endothelial IKCa and SKCa currents and downregulated IKCa expression in PCECs. 1-EBIO enhanced endothelial K+ current that was blunted by H-R. / Exposure to hyperkalemic solutions decreased Ca2+ influx via TRPC3 in PCECs. The reduced Ca2+ influx in PCECs and the attenuated EDHF-mediated vasorelaxation in porcine coronary arteries, which were caused by hyperkalemic or cardioplegic / organ preservation solutions, were restored by OAG. / In PCECs, hypoxia for 60-min with reoxygenation reduced TRPC3 current and Ca2+ influx via TRPC3, which was accompanied by decreased NO release and endothelium-dependent vasorelaxation of porcine coronary arteries. The compromised endothelial function was restored by OAG. The translocation of TRPC3 to endothelial membrane was inhibited by H-R. / In TRPC3-overexpressing HEK293 cells, followed by reoxygenation, short-time hypoxia (10-min) enhanced, whereas prolonged hypoxia (60-min) reduced the current induced by TRPC3/6/7 activator OAG. / Our results indicate that: (1) Endothelial IKCa, SKCa and TRPC3 play an important role in regulating vascular tone; TRPC3 contributes to NO release from endothelial cells and is also involved in the function of EDHF. (2) H-R (60-30 min) reduces endothelial IKCa and SKCa currents with downregulation ofthe protein expression of IKCa. (3) H-R has dual effect on TRPC3 with short-time hypoxia (lO-min) enhancing whereas prolonged hypoxia (60-min) decreasing the electrophysiological activity of this channel. H-R (60-30 min) inhibits the translocation of TRPC3 to endothelial membrane. Furthermore, H-R inhibits Ca2+ influx via TRPC3 and such inhibition is associated with a decrease of NO production. (4) The activator of IKCa / SKCa or TRPC protects coronary endothelium against H-R injury. In coronary endothelium exposed to hyperkalemic or cardioplegic / organ preservation solutions, TRPC activator also exhibits protective effect. / The above findings are likely to have significant implications in ischemic heart disease and in modem cardiopulmonary surgery. / Whole-cell membrane currents of IKCa, SKCa, or TRPC3 were recorded by patch-clamp in primary cultured porcine coronary endothelial cells (PCECs). TRPC3 current was also studied in human embryonic kidney cells (HEK293 cells) transiently overexpressed with TRPC3 gene. Protein or mRNA expression of these channels was detected by Western blot or RT-PCR. Intracellular Ca2+ concentration was measured by Ca2+ imaging technique. Isometric force study was performed in a wire myograph and endothelial nitric oxide (NO) release was measured electrochemically by using a NO-specific microsensor in porcine coronary small arteries. / Huang, Junhao. / "December 2010." / Adviser: Qin Yang. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 73-04, Section: B, page: . / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2011. / Includes bibliographical references (leaves 138-165). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [201-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.