Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Il est important de connaître le métabolisme stéréosélectif du R,S-propranolol car le pouvoir b-bloquant de l'énantiomère S(-) est environ 100 fois plus puissant que celui de l'énantiomère R(+). La stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol semble dépendante de la voie d'administration. Ainsi, les surfaces sous la courbe des concentrations plasmatiques (SSCp) de l'énantiomère S(-) suivant l'administration orale et l'injection intraveineuse sont 1,48 et 1,17 fois supérieures à celles de l'énantiomère R(+). Deux hypothèses sont proposées dans le but de connaître les facteurs responsables des différences stéréosélectives dans le métabolisme des énantiomères du propranolol. La première hypothèse est basée sur la capacité des organes extrahépatiques à métaboliser les médicaments. Il a été démontré que les poumons, les reins et les cellules épithéliales de l'intestin contiennent des isoenzymes du cytochrome P-450. Suivant une administration orale, la contribution intestinale au premier passage du propranolol est de 43%, alors que son extraction systémique est de 23%. Nous postulons que le métabolisme préférentiel de l'énantiomère R(+) dans la paroi intestinale est, en grande partie, responsable de la stéréosélectivité suivant l'administration orale. La deuxième hypothèse repose sur le fait que la dose atteignant le foie influence la stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol. En effet, lorsque 0,1 mg/kg ou 5 mg de propranolol sont injectés par la voie intraveineuse, une quantité maximale de 2 à 3 mg atteint le foie. Par contre, lorsque 40 mg ou plus sont administrés par voie orale, le propranolol traverse les cellules épithéliales de l'intestin et, même en tenant compte de la capacité d'extraction de l'intestin, au moins 25 mg atteindront le foie. Afin de déterminer l'effet de la voie d'administration et de la dose sur la stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol, des lapins conscients ont reçu des doses variables de R,S-propranolol par voie orale (40, 80 et 120 mg/kg) et intraveineuse (0,5 et 10 mg/kg). Des expériences in vitro ont permis de déterminer la capacité des cellules épithéliales de l'intestin, du foie, des poumons et des reins à métaboliser le R,S-propranolol. L'incubation de chaque énantiomère individuellement a permis de déterminer si l'interaction entre les énantiomères ou la saturation du métabolisme d'un énantiomère pourrait influencer la stéréosélectivité du métabolisme. Suivant l'administration orale de 40 mg/kg et l'injection intraveineuse de 0,5 mg/kg, le métabolisme des énantiomères du propranolol n'est pas stéréosélectif. Les doses orales de 80 et 120 mg/kg génèrent une augmentation non-linéaire des SSCp des deux énantiomères et la SSCp du S(-)-propranolol augmente plus rapidement que celle du R(+)-propranolol, signifiant qu'une stéréosélectivité dans le métabolisme des énantiomères du propranolol apparaît lorsque la dose augmente. Suivant l'administration orale de 120 mg/kg, on observe des concentrations plasmatiques de S(-)-propranolol nettement supérieures à celles de son antipode (p < 0,05). L'injection intraveineuse de 10 mg/kg génère également une cinétique d'ordre zéro, mais dans ce cas, les SSCp du S(-)-propranolol sont inférieures à celles du R(+)-propranolol (p < 0,05). In vitro, seuls le foie et la muqueuse intestinale métabolisent le propranolol. Suivant l'incubation de 5,8 et 58 mM de R,S-propranolol dans les cellules épithéliales de l'intestin, les vitesses d'élimination du R(+)-propranolol sont plus rapides que celles du S(-)-propranolol. Aux concentrations de 5,8 mM dans les cellules hépatiques, un métabolisme rapide sans stéréosélectivité est observé. Par contre, suivant l'incubation de 58 mM de R,S-propranolol, une diminution des vitesses d'élimination des deux énantiomères du propranolol et l'apparition d'un métabolisme préférentiel de l'énantiomère R(+) sont notées. Ces résultats suggèrent que la stéréosélectivité de la cinétique des énantiomères du propranolol est dépendante de la dose dans les cellules hépatiques. Par rapport à ces derniers résultats, l'incubation de 2,9 et 29 mM de chaque énantiomère individuellement dans les cellules épithéliales de l'intestin montre que le métabolisme du S(-)-propranolol est saturé. À une concentration de 2,9 mM dans les cellules hépatiques, les vitesses d'élimination de chaque énantiomère sont le double par rapport au mélange racémique, ce qui signifie que les énantiomères d'un mélange racémique inhibent l'élimination de leur antipode. À une concentration de 29 mM, la saturation de l'élimination de l'énantiomère S(-) et l'apparition d'un métabolisme stéréosélectif sont observées. Nous concluons que l'intestin et le foie sont responsables du métabolisme stéréosélectif des énantiomères du propranolol. La stéréosélectivité dose-dépendante dans les cellules hépatiques est principalement responsable de l'élimination préférentielle du R(+)-propranolol observée in vivo chez le lapin. Finalement, ces résultats démontrent que la stéréosélectivité ne dépend pas d'une différence de clairance intrinsèque pour les deux énantiomères, mais de la saturation du métabolisme du S(-)-propranolol.

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Stress activates a number of endocrine pathways that alter an animal's physiology in a manner which can result in undesirable meat quality. Animals frequently exhibit meat quality defects, including ecchymosis, at slaughter due to the stress of slaughter. This thesis explores how stress related hormones interact with adrenergic receptors to alter muscle and vascular physiology. Fallow deer were exposed to either a transciptional regulator (hydrocortisone), a beta adrenergic recptor agonist (clenbuterol) or a beta adrenergic receptor antagonist (propranolol). The administration of hydrocortisone resulted in a negative feed-back type reduction in circulating cortisol. Animals treated with propranolol and clenbuterol displayed less severe eccymosis. These results indicated that the beta 2 adrenergic receptor (B2AR) is important in controlling ecchymosis severity. B2AR was also found to be important in mediating vascular dynamics, growth and energy pathways. To investigate how adrenergic receptors alter skeletal muscle gene expression and meat quality, an in vivo wistar rat model was developed in conjunction with in vitro muscle cell (L6) experiments. Gene expression of B2AR, its associated kinase (BARK) and collagen type III, prolyl- 4-hydroxylase (P4Hy) was measured in rat muscle and L6 cells. Following exposure to clenbuterol and hydrocortisone, growth and meat quality were determined. The L6 experiments revealed that gene expression following exposure to hydrocortisone and B2AR ligands paralleled the in vivo rat changes in B2AR, BARK, collagen type III, and P4Hy gene expression. In both L6 and wistar rat models the B2AR and BARK genes are similarly expressed following clenbuterol exposure. Both rats and deer exposed to clenbuterol had significant increases in growth rate and a reduction of intramuscular fat. The B2AR therefore appears to be a major mediator of many interrelated events including energy distribution, growth and vascular response to stress. Habituating animals to stress stimuli may increase their coping ability and improve welfare and meat quality. / Doctor of Philosophy (PhD)

<p>Delivery of drugs to the brain requires passage across the blood-brain barrier (BBB). Both for drugs already on the market and for new drugs under development, it is important to know to what extent a drug enters the CNS. Many drugs used clinically are racemic mixtures, <i>i.e.</i> equal parts of the (<i>S</i>)- and (<i>R</i>)-enantiomers. </p><p>The present studies focus on the enantiomers and racemates of a number of 5-HT_1A receptor agonists and antagonists (pindolol, propranolol, 8-OH-DPAT and other 8-substituted-2-(di-<i>n</i>-propylamino)tetralin derivatives) and BBB transport <i>in vitro</i> and distribution to the brain <i>in vivo.</i> Assays (HPLC-based) were set up or developed for determination of the racemates and the pure enantiomers (chiral column) of drugs in plasma and brain tissue. BBB transport was assessed <i>in vitro</i> using bovine brain endothelial cells cocultured with rat astrocytes. The physicochemical constants (log P, pKa) and plasma protein binding were determined. Pindolol, propranolol and several tetralines accumulated over time in brain tissue. For pindolol and propranolol, but not for most tetralins, the distribution to the brain was stereoselective, (<i>S</i>)>(<i>R</i>). Pretreatment with verapamil, an inhibitor of drug efflux <i>via</i> P-glycoprotein, differentially decreased the brain/plasma ratios of the enantiomers of pindolol and propranolol, indicating that verapamil may also inhibit an influx transport mechanism. <i>In vitro</i> results with racemic pindolol, propranolol and tetralins showed no differences in BBB transport between the enantiomers. A more rapid apical to basolateral transport (influx) <i>vs</i>. the basolateral to apical (efflux) transport of propranolol (not pindolol) and most tetralins <i>in vitro</i> indicated active transport across the BBB. </p><p>In conclusion, the combined <i>in vivo</i> and <i>in vitro</i> results are consistent with active transport of the studied compounds across the BBB rather than passive diffusion due to their lipophilicity. Some, but not all, chiral drugs are stereoselectively distributed to the brain. Stereoselective plasma protein binding or stereoselective transport across brain endothelial cells does not seem to explain the stereoselective accumulation of pindolol and propranolol. The stereochemical configuration of compounds contributes to their pharmacokinetic as well as their pharmacodynamic uniqueness. The characteristics of the enantiomers of chiral compounds need to be determined empirically rather than based on generalizations from structural or physicochemical information.</p>

Delivery of drugs to the brain requires passage across the blood-brain barrier (BBB). Both for drugs already on the market and for new drugs under development, it is important to know to what extent a drug enters the CNS. Many drugs used clinically are racemic mixtures, i.e. equal parts of the (S)- and (R)-enantiomers. The present studies focus on the enantiomers and racemates of a number of 5-HT1A receptor agonists and antagonists (pindolol, propranolol, 8-OH-DPAT and other 8-substituted-2-(di-n-propylamino)tetralin derivatives) and BBB transport in vitro and distribution to the brain in vivo. Assays (HPLC-based) were set up or developed for determination of the racemates and the pure enantiomers (chiral column) of drugs in plasma and brain tissue. BBB transport was assessed in vitro using bovine brain endothelial cells cocultured with rat astrocytes. The physicochemical constants (log P, pKa) and plasma protein binding were determined. Pindolol, propranolol and several tetralines accumulated over time in brain tissue. For pindolol and propranolol, but not for most tetralins, the distribution to the brain was stereoselective, (S)&gt;(R). Pretreatment with verapamil, an inhibitor of drug efflux via P-glycoprotein, differentially decreased the brain/plasma ratios of the enantiomers of pindolol and propranolol, indicating that verapamil may also inhibit an influx transport mechanism. In vitro results with racemic pindolol, propranolol and tetralins showed no differences in BBB transport between the enantiomers. A more rapid apical to basolateral transport (influx) vs. the basolateral to apical (efflux) transport of propranolol (not pindolol) and most tetralins in vitro indicated active transport across the BBB. In conclusion, the combined in vivo and in vitro results are consistent with active transport of the studied compounds across the BBB rather than passive diffusion due to their lipophilicity. Some, but not all, chiral drugs are stereoselectively distributed to the brain. Stereoselective plasma protein binding or stereoselective transport across brain endothelial cells does not seem to explain the stereoselective accumulation of pindolol and propranolol. The stereochemical configuration of compounds contributes to their pharmacokinetic as well as their pharmacodynamic uniqueness. The characteristics of the enantiomers of chiral compounds need to be determined empirically rather than based on generalizations from structural or physicochemical information.

Die therapeutische Beeinflußbarkeit einer Leberverfettung gilt weltweit als unbefriedigend ge-löst, so daß ein letaler Ausgang besonders bei Wiederkäuern teilweise nicht zu verhindern ist. Die Nutzung von beta-Rezeptorenblockern hat bisher mit dieser Indikation keinen Eingang in die Veterinärmedizin gefunden. In den vorliegenden Untersuchungen wurden deshalb die Auswirkungen einer unspezifischen Blockade der beta-adrenergen Rezeptoren auf die Lipolyse, die klinischen und hämatologi-schen Funktionen sowie Leber-, Eiweiß- und Mineralstoffwechsel bei fastenden Schafen ge-prüft. Insbesondere wurde dabei die Wirkung einer Propranololapplikation auf die Lipolyse in der frühen Phase des Fastens untersucht. Zu diesem Zweck wurden insgesamt 15 weiblichen, klinisch gesunden, güsten Schafen der Rasse Merino-Fleisch während eines dreitägigen Futterentzuges mit Hilfe einer Dauertropfinfu-sion mit zwei 8stündigen Pausen 0,5 bzw. 1 mg Propranolol/kg KM/d bzw. den Tieren der Kontrollgruppe ein vergleichbares Volumen einer NaCl-Lösung appliziert. Neben der klini-schen Kontrolle von Puls- und Atemfrequenz, Körpertemperatur und Pansenaktivität erfolgte über die wiederholte Gewinnung von Blutproben aus der Vena jugularis externa eine Erfassung der Konzentrationen von Glucose, FFS, Bilirubin, BHB, K, Na, Mg, Gesamteiweiß und Albu-min im Blutserum. Zur Kontrolle der Leberfunktion wurden die Aktivitäten der GLDH und ASAT bestimmt. Die Wirkung des beta-Rezeptor-Antagonisten Propranolol auf die hämatolo-gischen Parameter wurde durch die Kontrolle der Leukozyten-, Erythrozyten- und Hämoglo-binkonzentrationen und den Hämatokrit der Schafe im Versuchsverlauf überprüft. In Übereinstimmung mit bisherigen Untersuchungen an Wiederkäuern und Nichtwiederkäuern kam es aufgrund der dreitägigen Futterdeprivation in allen Tiergruppen zu einer signifikanten Verminderung des Körpergewichtes um bis zu 9,8 %. Die Zahl der Pansenbewegungen redu-zierte sich bei allen Tieren signifikant bereits innerhalb der ersten 48 Stunden der Futterdepri-vation. Der stärkste Abfall der Pansenaktivität ließ sich bei den Schafen, denen 1 mg Propra-nolol/kg KM/d infundiert wurde, nachweisen. Puls- und Atemfrequenz, die Konzentrationen von Na, K, Mg, Gesamteiweiß und Albumin sowie die Aktivitäten von GLDH und ASAT im Blutserum blieben im Versuchsverlauf ohne signifikante Veränderungen. Eine Beeinflussung der hämatologischen Parameter ließ sich we-der bei den Schafen der Kontrollgruppe noch bei denen der Versuchsgruppen nachweisen. Während der Futterentzug in allen Tiergruppen zu einer tendenziellen Abnahme der Blut-serumkonzentration an Glucose führte, stiegen die Konzentrationen an FFS, Bilirubin und BHB im Blutserum aller Tiere an. Damit weisen die Veränderungen in den Konzentrationen von FFS, BHB und Bilirubin im Blutserum der Schafe der Kontrollgruppe die typischen Merkmale einer Fastenstoffwechsellage auf. In beiden Versuchsgruppen fielen diese Konzen-trationserhöhungen gegenüber denen der Kontrollgruppe statistisch gesichert niedriger aus. Unter Berücksichtigung der dabei erreichten Niveaus ließ sich für die Versuchsgruppen eine geringere Belastung von Energie- und Leberstoffwechsel als in der Kontrollgruppe feststellen. Der Übergang von der ersten in die zweite Phase des Fastenstoffwechsels ist in allen Tiergrup-pen, besonders deutlich in beiden Versuchsgruppen, zum Zeitpunkt um 48 h nach Versuchsbe-ginn an der Erhöhung der Körpertemperatur sowie den stärkeren Anstiegen der FFS-Konzentrationen erkennbar. Die besondere klinische und labordiagnostische Bedeutung der Änderungen der FFS-Konzentration im Blutserum zeigte sich in der zeitlich früheren und ausgeprägteren Reaktion als die Konzentrationsänderungen von Bilirubin und BHB. Bereits nach 24stündigem Fasten waren in allen Schafgruppen signifikant gegenüber den Ausgangswerten erhöhte FFS-Konzentrationen nachweisbar. In beiden Versuchsgruppen war bis zum Erreichen der Maxi-malwerte 48 h nach Beginn des Fastens ein geringerer Anstieg der FFS-Konzentration im Blut-serum als in der Kontrollgruppe nachzuweisen. Nach dem Erreichen der Maximalkonzentration kam es unter dem Propranololeinfluß in beiden Versuchsgruppen zu einem raschen, signifi-kantem Abfall der FFS-Konzentration um 44,7 bzw. 63,5 %. Die Abnahme der FFS-Konzentration im Blutserum vom Maximalwert bis zum Versuchsende betrug in der Kontroll-gruppe lediglich 8,6 %. und lag damit signifikant unter den Vergleichswerten der Versuchstie-re. Für die Konzentration der FFS fanden sich zum Versuchsende zwischen allen Gruppen si-gnifikante Unterschiede. Damit läßt sich eine dosisabhängige Wirkung einer Propranololappli-kation auf die Freisetzung von FFS aus den körpereigenen Fettdepots ableiten. Als Besonderheit war zu beobachten, daß sich die Konzentration der FFS in der Kontrollgrup-pe in den Zeiträumen der Infusion der NaCl-Lösung vermindert. Möglicherweise spielt hierbei der säuernde Einfluß des NaCl auf den pH-Wert im Blut eine Rolle. Unter dem Einfluß einer pH-Verminderung kommt es dabei zu einer Absenkung der Lipolyserate. Der zwischen den Infusionszeiten starke Konzentrationsanstieg der FFS in der Kontrollgruppe führt in dieser zu signifikant höheren FFS-Konzentrationen als in den Versuchsgruppen. Die Konzentrationsänderungen von direkt reagierendem und Gesamtbilirubin fielen bei den Schafen der Kontrollgruppe höher aus als bei den Tieren der Versuchsgruppen. Während die Maximalkonzentrationen für das Gesamtbilirubin in den Versuchsgruppen mit Dosierungen von 0,5 bzw. 1 mg Propranolol/kg KM/d 48 h nach Versuchsbeginn erreicht werden, ließen sich die maximalen Gesamtbilirubinkonzentrationen in der Kontrollgruppe erst 56 h nach Versuchsbe-ginn nachweisen. Die dabei vorhandenen Konzentrationsunterschiede zwischen den einzelnen Gruppen weisen auf eine geringere Belastung der Leber bei den Schafen der Versuchsgruppen hin. Auch die BHB-Konzentrationen im Blutserum der Schafe der Versuchsgruppen lagen zum Versuchsende unter denen der Tiere in der Kontrollgruppe. Damit liegt ein weiterer Indikator auf eine geringere Leberbelastung der Tiere in den Versuchsgruppen gegenüber den Schafen der Kontrollgruppe vor. Die absolut niedrigsten BHB-Konzentrationen waren bei den Schafen der Versuchsgruppe mit einer Propranololgabe von 1 mg/kg KM/d nachweisbar. In dieser Gruppe wurde die maximale BHB-Konzentration 32 h nach Fastenbeginn erreicht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß sich mit Propranololgaben in Höhe von 0,5 bzw. 1 mg/kg KM/d beim Schaf eine Hemmung der Lipolyse innerhalb der ersten 64 Stunden eines Futterentzuges erreichen läßt, ohne dabei nachweisbaren Einfluß auf hämatologische Parameter auszuüben. Insbesondere weisen die zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe vergleichbaren Anstiege der FFS-Konzentrationen in den infusionsfreien Zeiträumen auf den Einfluß des beta-adrenergen Antagonisten auf die Lipolyse während der Infusion hin. Die Konzentrationsände-rungen von Bilirubin und BHB in den Versuchsgruppen erfolgen in deutlich geringerem Um-fang als in der Kontrollgruppe. Damit läst sich auf eine geringere Belastung von Energie- und Leberstoffwechsel bei den Versuchstieren schließen. Die nicht signifikanten Veränderungen der Enzymaktivitäten von GLDH und ASAT bestätigen, daß durch die Anwendung von Propra-nolol keine negative Beeinflussung der Leberfunktion erfolgt. Aufgrund der stärkeren Reduzie-rung der Zahl der Pansenbewegungen und des verminderten Konzentrationsanstieges von FFS im Blutserum der Schafe, denen 1 mg Propranolol/kg KM/d appliziert wurde, gegenüber denen die 0,5 mg Propranolol/kg KM/d erhielten, ist von einer Dosisabhängigkeit der Propranolol-wirkung auszugehen. Die Applikation von Propranolol in einer Dosis von 0,5 bzw. 1 mg/kg KM/d stellt beim Schaf eine geeignete Methode dar, frühzeitig eine Verminderung der fasten-induzierten Lipolyse zu erreichen. / The treatment of the fatty liver disease is world-wide regarded as unsatisfactory, so that death of the affected ruminants is partly unavoidable. The administration of beta receptor blockers in such cases has not found its way into veterinary medicine until now. In this study, the effects of a nonspecific blockade of the beta adrenoceptors on lipolysis, clinical and hematological parameters as well as on the metabolism of the liver, proteins and minerals in fasting sheep were therefore tested. Especially, the effect of a Propranolol administration on the lipolysis in the early stage of fasting was examined. During a three-day period of food deprivation, 15 female, clinically healthy and non-pregnant sheep (Merino-Fleisch) were given 0.5 or 1 mg Propranolol/kg body weight per day via a continuous infusion with two interruptions of eight hours. During the experiment, pulse, respiration rate, body temperature and rumen activity were checked. The serum concentrations of glucose, FFA, bilirubin, beta-hydroxybutyrate, potassium, sodium, magnesium, total protein and albumin were controlled by repeatedly taking blood samples from the vena jugularis externa. The activity of the enzymes GLDH and AST were determined to check the liver function. The effect of the beta-receptor antagonist Propranolol on the hematological parameters was checked by examining the WBC, RBC, the hemoglobin concentrations and the packed cell volume. All test groups showed significant decrease in body weigth of up to 9.8 %, due to the three-day food deprivation. Even within the first 48 hours of food deprivation, rumen motility of all animals was decreasing significantly. Those sheep which received 1 mg Propranolol/kg body weight per day showed the strongest decrease in rumen activity. Pulse and respiration rate, the concentrations of potassium, sodium, magnesium, total protein and albumin as well as the activity of GLDH and AST in blood serum remained without significant changes during the experiment. Neither the sheep of the control group nor those of the experimental groups showed any influence on the hematological parameters. While the blood glucose concentration tended to be lower during the food deprivation in all groups, the concentrations of FFA, bilirubin and beta-hydroxybutyrate in blood serum were increasing. Thus, the changes of FFA, bilirubin and beta-hydroxybutyrate concentrations in the control group showed the typical characteristics of fasting metabolism. These absolute increases in concentrations were significantly lower in both experimental groups than those in the control group. With regard to the levels reached and compared to the control group, a smaller load of energy and liver metabolism could be determined in the experimental groups. The transition from the first to the second stage of the fasting metabolism in all groups (but especially in the experimental groups) was clearly discernible in the rises of body temperature and in the stronger increases of the FFA concentrations approximately 48 hours after the experiment started. The special clinical and diagnostic importance of the FFA concentration was indicated in an earlier and stronger change of the FFA concentration in the blood serum, compared to the changes of bilirubin and beta-hydroxybutyrate. As early as 24 hours after the beginning of the fasting, a significant rise of the FFA concentration in comparison to the initial concentration could be proved. In contrast to the control group the two experimental groups showed a smaller increase in the FFA concentration. All groups reached their maxima of FFA concentration 48 hours after the beginning of the experiment. Afterwards FFA concentrations in the two experimental groups were sinking fast and significantly by 44.7 % and 63.5 % respectively. In the control group, the decrease of the FFA concentration from the maximum until the end of the experiment was only 8.6 % and thus significantly lower than the comparative results. At the end of the experiment, significant differences in FFA concentrations between all groups could be proved. So, it can be assumed that there is a dose-dependent effect of Propranolol on the FFA release from the bodyŽs own fat depots. The FFA concentration in the control group was decreasing during the NaCl-infusion. This could be due to NaClŽs influence on the pH value of the blood. The reduction of the pH causes a decreasing rate of the lipolysis. The strong rise of FFA concentration between the infusion in the control group, lead to significantly higher results compared to the experimental groups. The changes of total and direct reacting bilirubin in the control group were higher than in the experimental groups. While maximum concentrations of total bilirubin acid in the experimental groups (which got 0.5 and 1 mg Propranolol/kg body weigth per day respectively) could be determined 48 hours after the experimentŽs start, maximum concentrations in the control group could be found only 56 hours after beginning of the fasting. Beta-hydroxybutyrate concentrations in the experimental groups were also lower than in the control group. These differences between the groups indicate a smaller strain of the liver in the experimental groups. The lowest beta-hydroxybutyrate concentrations could be proved in the experimental group with a dose of 1 mg Propranolol/kg body weight per day. In this group, the maximum beta-hydroxybutyrate concentration was reached 32 hours after the beginning of the fasting. These results suggest that by the administration of Propranolol at doses of 0.5 mg and 1 mg/kg body weigth per day respectively it is possible to inhibit the lipolysis within the first 64 hours after a food deprivation without effecting the hematological parameters. Particularly, the comparable increases in FFA concentrations in the experimental and control groups between the infusions indicate a direct effect of the beta-adrenergic antagonist on the lipolysis during the infusions. The changes of bilirubin and beta-hydroxybutyrate concentrations in the experimental groups were smaller than those in the control group. This suggests a smaller strain on the energy and liver metabolism in the experimental groups compared to the control group. The nonsignificant changes of the activity of GLDH and AST indicate no negative influence on the liver function after applicating Propranolol. The stronger reduction of rumen motility and the smaller increase of the FFA concentration in the group with 1 mg Propranolol/kg body weigth per day compared to the group with 0.5 mg Propranolol/kg body weigth per day shows the dose-dependent effect of Propranolol. The application of Propranolol at a dose of 0.5 mg or 1 mg/kg body weigth per day is a suitable method to early inhibit fasting-induced lipolysis in sheep.

The adsorption isotherm of two weak bases, Promethazine hydrochloride and Propranolol hydrochloride, were determined with isocratic reversed-phase liquid chromatography, with a 60 w% methanol in 20 mM sodium acetate buffer pH 4 as the mobile phase, and calculated by the elution by characteristic points method. The data obtained from the method were then fitted into the Langmuir isotherm and the electrostatically modified Langmuir. Propranolol fitted reasonably good into the models while Promethazine was not as good. When Promethazine and Propranolol were together in the same sample, there was indication of competition of the adsorption sites. For comparing retention and peak shape between a C18 column and a mixed mode column, Waters XBridge C18 and Thermo Scientific Acclaim WCX-1, were tested in gradient elution with 11.32 mM sodium acetate buffer and 10–70 % methanol. The mixed-mode column gave significantly better peak shapes, while the retention time were longer compared to the C18 column. / Adsorptions-isotermerna för två svaga baser, Prometazin hydroklorid och Propranolol hydroklorid, bestämdes med isokratisk omvänd-fas vätskekromatografi, med w% 60 metanol i en 20 mM natriumacetatbuffert pH 4 som mobil fas, och beräknad med metoden elution by characteristic points.  Från metoden erhållna data passades till Langmuir isotherm och den elektrostatiskt modifierade Langmuir. Propanolen passade ganska bra till de olika isotermerna, medan Prometazin var något sämre passad. När Prometazin och Propranolol var tillsammans i samma prov, fanns det indikationer på konkurrens om adsorptionsställen. För jämförelse av topparnas form och retentionstid mellan en C18-kolonn och en mixed-mode-kolonn, användes Waters XBridge C18 och Thermo Scientific Acclaim WCX-1, som testades i gradient eluering med 11, 32 mM natriumacetatbuffert och 10–70 % metanol. Mixed-mode-kolonnen gav åtskilligt bättre toppar, medan retentionstiden var längre jämfört med C18-kolonnen.

La présente thèse porte sur l’évaluation de l’efficacité d’un nouveau traitement pour le trouble de stress post-traumatique (TSPT). Le traitement a été développé selon les prémisses de la théorie de la reconsolidation des souvenirs. Il consiste en six courtes séances de remémoration de l’événement traumatique réalisées sous l’effet du propranolol, un bêtabloquant. La population de l’étude est constituée de patients souffrant d’un TSPT chronique. La thèse comporte cinq chapitres. Le premier chapitre est l’introduction, on y retrouve une description du TSPT, des traitements validés empiriquement, de diverses théories de la mémoire, d’un modèle étiologique du TSPT, d’études sur la consolidation et la reconsolidation, de la pharmacocinétique et du mécanisme d’action du propranolol,ainsi que des objectifs de la thèse. Le second chapitre est une revue critique de littérature sur la théorie de la reconsolidation. Comme l’étude du phénomène de la reconsolidation est récente, nous tentons de faire le point sur l’état des connaissances dans le domaine, dans un effort de réflexion sur la validité de la théorie. Nous proposons une série de critères permettant de différencier la reconsolidation d’autres processus connexes. Nous concluons que la théorie paraît valide, bien que d’autres études soient nécessaires afin de rendre compte de résultats négatifs publiés par le passé. Le troisième chapitre est un essai ouvert, et vise à évaluer l’efficacité d’un traitement basé sur la reconsolidation à diminuer la sévérité et l’incidence du TSPT, auprès de 42 patients souffrant d’un TSPT chronique. Le traitement consiste en six séances de remémoration de l’événement traumatique sous propranolol. Lors d’un suivi à trois mois, nous rapportons une diminution des symptômes de TSPT de 41%-56%, ainsi qu’une diminution de l’incidence du TSPT de 74%. En comparaison, seulement 2/25 patients du groupe contrôle (ayant participé uniquement aux évaluations) ne souffrent plus d’un TSPT. Dans le groupe traitement, les tailles d’effet (d de Cohen)varient entre 1.32-2.19. Le quatrième chapitre a comme objectif d’identifier des caractéristiques des patients prédisant l’efficacité du traitement, et d’explorer s’ils s’améliorent dans des domaines de santé autres que le TSPT. Nous rapportons que les femmes s’améliorent davantage que les hommes, mais que d’autres facteurs, tels que la sévérité des traits de personnalité borderline ou le type de trauma (enfance versus adulte), n’influent pas sur l’efficacité. Également, les patients s’améliorent dans les domaines de santé suivants : la qualité de vie, la symptomatologie dépressive, l’intensité des émotions négatives au rappel de l’événement traumatique et dans la vie courante. Le cinquième chapitre contient la discussion générale de la thèse. Nous effectuons une synthèse et interprétation des résultats, nous examinons les hypothèses alternatives à l’amélioration clinique et abordons des pistes de recherches futures. Nous concluons que le traitement à l’étude a été efficace dans notre échantillon de patients souffrant d’un TSPT chronique. Étant donné la méthodologie employée (essai ouvert), nous ne pouvons statuer sur le mécanisme d’action du traitement, à savoir si l’amélioration clinique a été réellement causée par un blocage de la reconsolidation des souvenirs. / This dissertation aims at exploring the efficacy of a new treatment for posttraumatic stress disorder (PTSD). The treatment was developed in accordance with an emerging theory in neuroscience, the reconsolidation theory, and it consists in six short reactivation sessions of a traumatic memory under the influence of propranolol (a ß-blocker), with patients suffering from longstanding PTSD. This dissertation includes five chapters. Chapter I is the introduction, it includes a discussion on the following topics : definition and prevalence of PTSD,empirically validated treatments in the field, memory theories, etiology of PTSD, studies on consolidation and reconsolidation, pharmacokinetics of propranolol and its mechanism of action in reconsolidation, and the objectives of the dissertation. Chapter II is a critical literature review on reconsolidation theory. We discuss some of the contradicting findings in reconsolidation, as some researchers have reported negative results in the field. We address the possibility to reconcile these discrepancies,within the scope of evaluating the validity of the theory. We also discuss a series of criterion which could provide guidance in differentiating reconsolidation from other processes. We conclude that reconsolidation theory seems valid, although more research is needed in order to shed light on some negative results that were published in the past. Chapter III is an open label trial comprising six sessions of treatment (trauma reactivation under propranolol) with 42 patients suffering from chronic PTSD. At a three-month follow-up, we report that patients have a 41% - 56% reduction in PTSD symptoms, and that 31 / 42 patients no longer meet the diagnostic threshold for PTSD. In comparison, only 2 / 25 patients from the control group (assessments only) don’t meet the diagnostic threshold for PTSD. In the treatment group, effect sizes (Cohen’s d) range between 1.32 -2.19. Chapter IV follows on the previous chapter’s study, and aims at identifying predictors of treatment outcome (i.e., predictors of the improvement in PTSD symptoms), and whether patients also improve in health domains other than PTSD. We report that women improve more than men during the treatment, but that other factors such as borderline personality severity traits or type of trauma (childhood versus adulthood) do not influence treatment outcome. Patients also improve in diverse health domains during the treatment; they have a better quality of life, less depressive symptoms, less intense negative emotions in daily life and during trauma recollection. Chapter V contains a general discussion and a conclusion. We summarize and interpret the results, we explore alternative hypotheses to the clinical improvement as well as future research directions. We conclude that this treatment yielded interesting results in our sample of patients suffering from chronic PTSD. However, our methodology (open label study) doesn’t provide any information on the mechanism of action of the treatment used in this dissertation, i.e. whether the clinical improvement was caused or not by reconsolidation blockade.

Une récente théorie de la mémoire a proposé que lorsqu'un souvenir déjà bien consolidé est réactivé, il redevient labile et susceptible aux modifications avant d'être restabilisé (reconsolidé) en mémoire à long terme. Ce nouveau modèle réfute le modèle classique de la consolidation qui propose qu'une fois consolidés, les souvenirs soient permanents et donc résistants aux effets des agents amnésiques. Les études validant la théorie de la reconsolidation abondent chez les animaux, mais encore peu d'études ont été réalisées chez les humains. L'objectif de cette thèse est de vérifier, dans une population de sujets sains et de sujets souffrant de trouble de stress post-traumatique (TSPT), l'efficacité d'un agent pharmacologique, le propranolol (un β-bloquant noradrénergique) à atténuer des souvenirs émotionnels nouvellement acquis ou déjà bien consolidés. Plus spécifiquement, nous avons mené un essai clinique contrôlé à double insu chez des sujets sains en leur administrant du propranolol (vs du placebo) lors de l'acquisition d'un nouveau souvenir et une semaine plus tard, lors de sa réactivation. L'objectif du premier article était d'évaluer l'efficacité du propranolol à diminuer la consolidation et la reconsolidation d'un souvenir émotionnel. Par ailleurs, puisque les études chez les animaux ont démontré que ces deux processus mnésiques s'effectuent à l'intérieur d'une fenêtre temporelle précise, le moment de l'administration du propranolol fut pris en considération. Les résultats ont démontré que le propranolol est en mesure de diminuer la consolidation et la reconsolidation d'une histoire émotionnelle tel que démontré par un pourcentage de bonnes réponses plus faible que le groupe contrôle lors des rappels. Toutefois, pour que cet effet soit observé, le propranolol doit être administré une heure avant la présentation des stimuli, pour la consolidation et une heure avant leur réactivation, pour la reconsolidation. En outre, les études portant sur la consolidation et la reconsolidation chez les animaux et chez les humains obtiennent parfois des résultats contradictoires. Ceci pourrait s'expliquer par le type de stimuli utilisé. Ainsi, l'objectif du second article était de préciser quel type d'information est le plus susceptible d'être affecté par le propranolol lors de son acquisition (consolidation) et lors de sa réactivation (reconsolidation). Pour ce faire, les éléments de l'histoire émotionnelle ont été divisés en fonction de leur valence (émotionnel ou neutre) et de leur centralité (central ou périphérique). Les résultats ont démontré le propranolol affecte l'ensemble des informations centrales lors du blocage de la consolidation, mais qu'il affecte plus spécifiquement les éléments émotionnels centraux lors de la reconsolidation. Notre groupe ayant précédemment démontré que le traitement avec le propranolol est en mesure de réduire les symptômes de TSPT chez une population clinique, nous nous sommes interrogés sur son efficacité à diminuer la mémoire implicite d'un événement traumatique. Le propranolol a été administré aux participants à 6 reprises (une fois par semaine sur une période de 6 semaines) lors de la réactivation de leur trauma. Les résultats ont révélé que le traitement avec le propranolol est en mesure de diminuer la réponse psychophysiologique des participants à l'écoute du compte rendu de leur trauma une semaine et 4 mois suivant la fin du traitement. En somme, cette thèse démontre que le propranolol est en mesure de bloquer la consolidation et la reconsolidation de souvenirs émotionnels chez l'humain lorsqu'il est administré une heure avant l'acquisition ou la réactivation des souvenirs. Il arrive en outre à atténuer un souvenir déclaratif émotionnel chez des sujets sains, mais également un souvenir implicite chez des sujets souffrant de TSPT. Ainsi, ces résultats ouvrent la voie à la création de nouveaux traitements pour les psychopathologies ayant comme étiologie un souvenir émotionnel intense. / A recent theory of memory proposes that when a well-consolidated memory is reactivated, it becomes labile again and susceptible to change before being restabilized (reconsolidated) in long-term memory. This new memory theory refutes the classical model of consolidation, which suggests that once consolidated, memories are permanent and hence resistant to the effects of amnestic agents. Studies validating reconsolidation theory in animals abound, but fewer studies have been conducted in humans. The objective of the current thesis is to verify the potential of the pharmacological agent propranolol (a β-blocker) to impair newly acquired or already consolidated emotional memories in healthy subjects and subjects suffering from posttraumatic stress disorder (PTSD). We conducted a double blind controlled trial where propranolol (vs. placebo) was administered to healthy subjects during the acquisition of a new memory (an emotionally valenced story) and one week later, during its reactivation. The aim of the first paper was to evaluate the efficacy of propranolol to reduce the consolidation and reconsolidation of emotional memories. Furthermore, since animal studies have shown that these two memory processes occur within a given time window, the timing of the propranolol administration was taken into consideration. The results showed that propranolol was able to dampen the consolidation and reconsolidation of an emotional story as evidenced by a lower percentage of correct answers at recall compared to the control group. However, to observe this effect, the propranolol needed to be administered one hour before the presentation of the story at consolidation and one hour before it’s reactivation at reconsolidation. While consolidation and reconsolidation studies in animals and humans have yielded conflicting results, this may depend on the type of stimuli used. The objective of the second paper of this thesis was to determine what type of information is most likely to be affected by propranolol during acquisition (consolidation) and reactivation (reconsolidation). To do this, the elements of the emotional story were divided according their emotionality (emotional vs. neutral) and centrality (central vs. peripheral). The results demonstrated that propranolol blocks the consolidation of all central information, but it affects selectively the central-emotional story elements at reconsolidation. Our group previously demonstrated that treatment with propranolol is able to reduce the symptoms of PTSD in a clinical population. In this thesis, we investigated whether it could also reduce the implicit memory of a traumatic event. Propranolol was administered on 6 different occasions (once a week over a period of 6 weeks) to participants upon reactivation of their traumatic event. The results unveiled that treatment with propranolol was able to decrease the participants’ psychophysiological responses to their traumatic script at one week post-treatment and at the 4 months follow-up. In sum, this thesis reports results suggesting that propranolol is able to block the consolidation and reconsolidation of emotional memories in humans when it is administered one hour before acquisition or before reactivation. Furthermore, this thesis suggests that propranolol impairs selectively central-emotional type of information and that it has the ability to dampen declarative emotional memory in healthy subjects, but also implicit memory in subjects suffering from PTSD. Hence, these results open the way to create new treatments for psychopathologies having at their core an intense emotional memory

La présente thèse porte sur l’évaluation de l’efficacité d’un nouveau traitement pour le trouble de stress post-traumatique (TSPT). Le traitement a été développé selon les prémisses de la théorie de la reconsolidation des souvenirs. Il consiste en six courtes séances de remémoration de l’événement traumatique réalisées sous l’effet du propranolol, un bêtabloquant. La population de l’étude est constituée de patients souffrant d’un TSPT chronique. La thèse comporte cinq chapitres. Le premier chapitre est l’introduction, on y retrouve une description du TSPT, des traitements validés empiriquement, de diverses théories de la mémoire, d’un modèle étiologique du TSPT, d’études sur la consolidation et la reconsolidation, de la pharmacocinétique et du mécanisme d’action du propranolol,ainsi que des objectifs de la thèse. Le second chapitre est une revue critique de littérature sur la théorie de la reconsolidation. Comme l’étude du phénomène de la reconsolidation est récente, nous tentons de faire le point sur l’état des connaissances dans le domaine, dans un effort de réflexion sur la validité de la théorie. Nous proposons une série de critères permettant de différencier la reconsolidation d’autres processus connexes. Nous concluons que la théorie paraît valide, bien que d’autres études soient nécessaires afin de rendre compte de résultats négatifs publiés par le passé. Le troisième chapitre est un essai ouvert, et vise à évaluer l’efficacité d’un traitement basé sur la reconsolidation à diminuer la sévérité et l’incidence du TSPT, auprès de 42 patients souffrant d’un TSPT chronique. Le traitement consiste en six séances de remémoration de l’événement traumatique sous propranolol. Lors d’un suivi à trois mois, nous rapportons une diminution des symptômes de TSPT de 41%-56%, ainsi qu’une diminution de l’incidence du TSPT de 74%. En comparaison, seulement 2/25 patients du groupe contrôle (ayant participé uniquement aux évaluations) ne souffrent plus d’un TSPT. Dans le groupe traitement, les tailles d’effet (d de Cohen)varient entre 1.32-2.19. Le quatrième chapitre a comme objectif d’identifier des caractéristiques des patients prédisant l’efficacité du traitement, et d’explorer s’ils s’améliorent dans des domaines de santé autres que le TSPT. Nous rapportons que les femmes s’améliorent davantage que les hommes, mais que d’autres facteurs, tels que la sévérité des traits de personnalité borderline ou le type de trauma (enfance versus adulte), n’influent pas sur l’efficacité. Également, les patients s’améliorent dans les domaines de santé suivants : la qualité de vie, la symptomatologie dépressive, l’intensité des émotions négatives au rappel de l’événement traumatique et dans la vie courante. Le cinquième chapitre contient la discussion générale de la thèse. Nous effectuons une synthèse et interprétation des résultats, nous examinons les hypothèses alternatives à l’amélioration clinique et abordons des pistes de recherches futures. Nous concluons que le traitement à l’étude a été efficace dans notre échantillon de patients souffrant d’un TSPT chronique. Étant donné la méthodologie employée (essai ouvert), nous ne pouvons statuer sur le mécanisme d’action du traitement, à savoir si l’amélioration clinique a été réellement causée par un blocage de la reconsolidation des souvenirs. / This dissertation aims at exploring the efficacy of a new treatment for posttraumatic stress disorder (PTSD). The treatment was developed in accordance with an emerging theory in neuroscience, the reconsolidation theory, and it consists in six short reactivation sessions of a traumatic memory under the influence of propranolol (a ß-blocker), with patients suffering from longstanding PTSD. This dissertation includes five chapters. Chapter I is the introduction, it includes a discussion on the following topics : definition and prevalence of PTSD,empirically validated treatments in the field, memory theories, etiology of PTSD, studies on consolidation and reconsolidation, pharmacokinetics of propranolol and its mechanism of action in reconsolidation, and the objectives of the dissertation. Chapter II is a critical literature review on reconsolidation theory. We discuss some of the contradicting findings in reconsolidation, as some researchers have reported negative results in the field. We address the possibility to reconcile these discrepancies,within the scope of evaluating the validity of the theory. We also discuss a series of criterion which could provide guidance in differentiating reconsolidation from other processes. We conclude that reconsolidation theory seems valid, although more research is needed in order to shed light on some negative results that were published in the past. Chapter III is an open label trial comprising six sessions of treatment (trauma reactivation under propranolol) with 42 patients suffering from chronic PTSD. At a three-month follow-up, we report that patients have a 41% - 56% reduction in PTSD symptoms, and that 31 / 42 patients no longer meet the diagnostic threshold for PTSD. In comparison, only 2 / 25 patients from the control group (assessments only) don’t meet the diagnostic threshold for PTSD. In the treatment group, effect sizes (Cohen’s d) range between 1.32 -2.19. Chapter IV follows on the previous chapter’s study, and aims at identifying predictors of treatment outcome (i.e., predictors of the improvement in PTSD symptoms), and whether patients also improve in health domains other than PTSD. We report that women improve more than men during the treatment, but that other factors such as borderline personality severity traits or type of trauma (childhood versus adulthood) do not influence treatment outcome. Patients also improve in diverse health domains during the treatment; they have a better quality of life, less depressive symptoms, less intense negative emotions in daily life and during trauma recollection. Chapter V contains a general discussion and a conclusion. We summarize and interpret the results, we explore alternative hypotheses to the clinical improvement as well as future research directions. We conclude that this treatment yielded interesting results in our sample of patients suffering from chronic PTSD. However, our methodology (open label study) doesn’t provide any information on the mechanism of action of the treatment used in this dissertation, i.e. whether the clinical improvement was caused or not by reconsolidation blockade.