Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2006. / Härtill 4 uppsatser.

Les glucocorticoïdes sont des substances très utilisées en thérapeutique, mais parfois détournées de leur utilisation première par les sportifs. Si l’effet ergogénique d’une prise de courte durée de glucocorticoïdes chez l’homme a été démontré, les répercussions de cette prise chez la femme et les mécanismes impliqués restent mal connus. Dans une première étude, nous nous sommes intéressés aux effets d’une prise de courte durée de prednisone (50 mg/j/7j) lors de la réalisation d’un exercice submaximal jusqu’à épuisement chez des volontaires sains de sexe féminin pratiquant une activité physique régulière. Nous avons mis en évidence une performance significativement améliorée sous glucocorticoïdes, avec des altérations métaboliques et hormonales vs. placebo comparables à celles mises en évidence chez le sujet de sexe masculin. Il apparaît donc qu’il n’existe pas d’effet « genre », à l’exception toutefois d’une absence d’insulino-résistance sous corticoïdes chez la femme. Dans une deuxième étude effectuée lors d’un exercice de plus longue durée, la prise de prednisone vs. placebo induit en fin d’exercice une augmentation des concentrations d’acides aminés branchés et de la glycémie, pouvant être interprétée comme une augmentation de la néoglycogénèse. Dans une troisième étude, nous avons mis en évidence qu’un traitement d’une semaine de prednisone per os ne semblait altérer l’axe hypothalamo-hypophysosurrénalien que de manière très transitoire, avec un retour à des concentrations basales de cortisol et de DHEA seulement 3 jours après la fin du traitement. Enfin, dans une étude préliminaire effectuée sur modèle animal, grâce au concours du Laboratoire de Neurobiologie, la prednisone semble augmenter la sérotonine et son métabolite chez les souris sédentaires au repos. / Glucocorticoids are widely used as therapeutic substances, but sometimes diverted from their primary use by athletes. The ergogenic effect of short-term glucocorticoid administration was previously demonstrated in men subjects but its effect in women as well as the mechanisms involved remain unknown. In a first study, we investigated the effects of short-term prednisone intake (50 mg/j/7j) during a submaximal exercise until exhaustion in healthy recreationally-trained women. Under glucocorticoid, performance was significantly improved, with comparable hormonal and metabolic alterations vs placebo as in male subjects. It appears therefore that there is no "gender" effect, except an absence of glucocorticoid- induced insulin resistance in women. In a second study realized during a more prolonged exercise, prednisone intake induced vs. placebo, an increase in branched amino acids and in blood glucose concentrations at the end of exercise, which can be interpreted as an increase in gluconeogenesis. In a third study, we have highlighted that 1-week per os prednisone treatment only suppressed hypothalamic-pituitary-adrenal axis in very transient manner, with a return of cortisol and DHEA concentrations to basal values 3 days after the end of treatment. Finally, in a preliminary study on animal model, thanks to the Neurobiology Laboratory, prednisone seemed to increase serotonin and its metabolite in resting sedentary mices.

La séparation maternelle néonatale (SMN) est une forme de stress qui dérègle le fonctionnement normal de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) résultant en une élévation chronique du niveau de corticostérone (CORT) plasmatique du rat adulte. Cette élévation est spécifique au sexe et elle est exprimée uniquement chez le rat mâle. La SMN mène à d'autres conditions physiologiques comme l'augmentation du chemoréflexe à l'hypoxie par des mécanismes qui demeurent, à ce jour, inconnus. Ce mémoire vise à tester l'hypothèse selon laquelle, chez des rats normaux, l'augmentation chronique des niveaux de CORT plasmatique augmente la réponse ventilatoire à une hypoxic modérée (12% O2). Nos résultats indiquent qu'une élévation chronique de CORT augmente significativement la réponse ventilatoire du rat adulte. Tout en appuyant notre hypothèse, ces résultats suggèrent que l'augmentation chronique de CORT contribue au phénotype respiratoire observé auprès des rats SMN. / Early life exposure to a stressor such as neonatal maternal separation (NMS) disrupts the normal functioning of the hypothalamo-pituitary-adrenal axis (HPA) and results in chronic elevation of plasma corticosterone (CORT) levels in the adult rat. This elevation is sex-specific and occurs in males only. NMS alone has several functional outcomes including an increase in the hypoxic ventilatory response through mechanisms that remain unknown. In the study presented in this thesis, we hypothesized that chronic increase of CORT alone can amplify the ventilatory response to moderate hypoxia (12% O2) in normal adult rats. Results indicate that a chronic elevation of CORT does increase the ventilatory response to hypoxia. Hence, this suggests that chronic CORT elevation can contribute to the respiratory phenotype observed in NMS rats.

Diss. (sammanfattning) Linköping : Linköpings universitet, 2010. / Härtill 5 uppsatser.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Prenatal stress exposure (PNS) has detrimental effects on the offspring’s brain and behaviour and has been identified as an etiological factor in inducing cognitive function deficits in rodents and humans. The neural mechanisms are unclear, however reprogramming of the neuroendocrine stress axis, the hypothalamo-pituitary- adrenal (HPA) axis is hypothesised. A psychosocial stressor (residentintruder paradigm) was used to generate PNS rat offspring, making these studies clinically compatible. The hippocampus and the medial prefrontal cortex (mPFC) are critical in regulating cognitive function and also contribute to the negative feedback control of the HPA axis via corticosteroid receptors, including the mineralocorticoid receptor (MR) and the glucocorticoid receptor (GR). Here the Barnes maze was used to assess spatial learning and memory in male and female PNS offspring during adulthood under different scenarios, including basal and acute and chronic stress conditions. Under basal conditions, PNS was associated with reduced GR and MR mRNA expression in the medial prefrontal cortex (mPFC) and the hippocampus, respectively; suggesting inhibitory feedback control of the HPA axis may be compromised in PNS rats. Moreover, impaired spatial learning was observed in male PNS rats following acute restraint stress. Bilateral lesions of the prelimbic cortex and central administration of an MR antagonist in control rats suggested acute stress-induced learning deficits in PNS males were a result of impaired hippocampus-mediated inhibitory feedback control of the HPA axis. Conversely, a one-week variable stress regimen facilitated spatial learning in PNS rats and this was associated with elevated MR mRNA expression in the dentate gyrus. Moreover, facilitated learning in the PNS rats exposed to chronic stress could be blocked by central administration of an MR antagonist, indicating a facilitatory role of hippocampal MR in spatial learning. In summary, opposite effects of PNS on spatial learning were observed under acute and chronic stress conditions, in which hippocampal MR played a key role in regulating behavioural performance. The effect of age was also examined in PNS rats, and the findings from middle-aged (10-11 months old) rats indicated PNS may accelerate cognitive decline. Sex differences were also studied, with control females’ out-performing males under basal conditions in terms of spatial learning and behavioural flexibility; however following prenatal or chronic stress these sex differences were no longer detected. Furthermore, acute stress impaired spatial learning to a greater extent in females, and this might be attributed to greater HPA axis responses to stress in females compared with males. In conclusion, prenatal stress alters later cognitive performance, in a sex- and stress context-dependent manner. Hippocampal MR plays a critical role in mediating spatial learning, particularly during stress conditions.

Les écosystèmes marins constituent une cible majeure des changements globaux qui affectent de façon pérenne notre planète.Nous nous sommes intéressés à deux de ces changements susceptibles de menacer le milieu marin : le réchauffement climatique par le biais de l’étude de l’effet du stress thermique sur l’expression de ho-1 et la pollution via l’étude de l’impact des métaux lourds à effets perturbateurs endocriniens (le cadmium et le plomb) sur l’axe hypothalamo-hypophyso-gonado-hépatique (HHGH) chez le loup (Dicentrarchus labrax L.).Nos résultats montrent une réponse importante de ho-1 aux stress thermique et chimique dans le foie. Nous avons également démontré une forte accumulation hépatique du Cd, et à un degré moindre du Pb, accompagnée d’une sur-expression du gène mt codant pour les métallothionéines. Des variations dans l’expression de gènes clés le long de l’axe HHGH (arom b, fshß, arom a…) ont été observées après intoxication par les deux métaux sans pour autant induire des effets physiologiques observables.La question se pose de savoir si la synergie des stress physico-chimiques impacte la dynamique et l’état sanitaire des populations marines. / Marine ecosystems are a major target of global changes that continuously affect our planet. In the present study we investigated two of these changes that may threaten the marine environment: global warming, through the study of the effect of heat stress on ho-1 expression and marine pollution through the study of the impact of heavy metals acting as endocrine disruptors (cadmium and lead) on the hypothalamic-pituitary-gonadal-liver (HHGL) axis in the sea bass (Dicentrarchus labrax L.). Our results show an important response of ho-1 to both thermal and chemical stress in the liver. We also demonstrated a high hepatic accumulation of Cd, and to a lesser extent of Pb. This accumulation was correlated with an overexpression of mt gene coding for metallothionein. Changes in the expression of candidate genes (arom b, fshß, arom a…) along the HHGL axis were observed after metal intoxication but no physiological effects were observed.The question then arises to what extent the synergy of physicochemical stressors impacts the dynamics and the welfare of marine species.

The Hypothalamic Pituitary Adrenal (HPA) axis is the coordinator of adaptive responses to physical and psychological stress. The central nervous system plays a key role in modulation of both basal and adaptive HPA axis functions. In fact, since long ago, animal studies have shown that acute and chronic exposure to glucocorticoids (a stress hormone released due to HPA axis activation, cortisol in humans) affects the function and the morphology of brain areas such as the hippocampus and the cingulate cortex. This thesis is based on novel neuroimaging methodologies used to investigate the interactions of psychological stress, cortisol and the brain. It consists of three functional studies and a morphometric one. In the first functional study we show that the hippocampus (where glucocorticoid receptors are most abundant) plays a role in initiation of an HPA axis stress response. In the second study, we provide evidence that besides hippocampus, the neural activity in the so-called "default mode network" (DMN), especially the anterior cingulate cortex (ACC), relates to interindividual variations in HPA axis response to psychological stress. In the third study we have investigated the cortisol-modulation of the DMN. Again, we provide evidence for a role of the ACC and the orbitofrontal cortex in negative feedback inhibition of the HPA axis activity. Finally, we show a morphological link between the ACC and the cortisol response to awakening which is an index of basal HPA axis activity. Overall, our findings confirm the critical role of the ACC and mesolimbic system in HPA axis regulation. These findings also draw attention to the interactions between functional subregions of the medial prefrontal cortex and states of HPA axis function prior to stress onset---suggesting an interplay of the monitoring and the executive planning roles of the medial prefrontal cortex in behavioral adaptation to stress. Beyond stress research, our findings offer a framework for combining neuroimaging and neuroendocrinology to better understand the interindividual variances in behavior, and perhaps to better identify subgroups at risk of psychological disorders.

Bien que l'étiologie de la fibromyalgie (FM) soit inconnue, de l'allodynie, de l'hyperalgésie et un déficit des contrôles inhibiteurs diffus nociceptifs (CIDN) sont rapportés. Une dysfonction de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) est soupçonnée expliquant la douleur, la fatigue et les troubles du sommeil. La réponse au stress des patients semble inadéquate due à une perte du cycle nycthéméral du cortisol (CORT) et une corrélation CORT/douleur au réveil a déjà été observée. Pourtant, aucune étude n'a investigué le lien entre l'axe HHS et les CIDN. Objectifs: Étudier les CIDN en relation avec les niveaux d'adrénocorticotropine (ACTH) et de CORT, dans la perception et la modulation de la douleur chez des sujets en santé (SS) ou souffrant de FM. Objectifs spécifiques: 1) Étudier et comparer la perception de la douleur des deux groupes (seuils, intensité et aspect désagréable de la douleur, CIDN); 2) Comparer leur cycle circadien du CORT; 3) Comparer la réactivité de l'axe HHS (ACTH plasmatique, CORT salivaire et sérique) des deux groupes en douleur expérimentale; 4) Vérifier la relation entre l'axe HHS, la perception de la douleur et les CIDN. Méthodologie: Devis descriptif corrélationnel entre un groupe de femmes en santé (n=17) et des patientes souffrant de FM (n=19). Leurs cycles circadiens du CORT respectifs ont été comparés par prélèvements salivaires (3 jours consécutifs, 5 fois par jour). Lors de la séance expérimentale, nous avons utilisé le protocole de Tousignant-Laflamme, Y et al. , 2008, pouvant ainsi évaluer les seuils de douleur (SD), seuils de tolérance (ST), intensité (ID) et aspect désagréable (ADD) de la douleur et efficacité des CIDN des deux groupes. Pendant cette même visite, les taux plasmatiques d'ACTH, les niveaux sériques et salivaires du CORT ont été analysés, avant, 5 minutes et 30 minutes après le stimulus douloureux pour étudier la réactivité de l'axe HHS. Des questionnaires ont été administrés pour bien décrire les deux groupes. Résultats: Les résultats sur la perception de la douleur confirment ceux de la littérature : les patientes atteintes de FM ont des SD et des ST plus bas que les SS (allodynie) et leurs CIDN sont inefficaces avec présence d'hyperalgésie, suggérant une anomalie de la composante nociceptive de la douleur. L'ID du stimulus douloureux est identique dans les deux groupes. Pourtant, l'ADD de ce stimulus est supérieur chez les patientes et celles-ci supportent moins longtemps ce stimulus, suggérant l'importance de la composante motivo-affective dans cette pathologie. Les niveaux de base et les cycles circadiens du CORT sont normaux dans les deux groupes. Face à un stimulus douloureux, l'axe HHS des SS est fonctionnel contrairement aux patientes atteintes de FM. Conclusion: il semble que l'axe HHS soit hyporéactif chez les patientes FM, malgré un état basal normal. Il semble y avoir un lien entre l'activité de cet axe, l'efficacité des CIDN et la perception de la douleur.

Maternal stress during the perinatal period has been linked to attention and behavioral problems and increased adrenocortical activity in children. Underlying this relationship is thought to be exposure to excessive glucocorticoids during development. The aim of this set of studies was to determine the effects of chronic maternal stress (CMS) during the perinatal period on behaviour and endocrine function in male and female guinea pig offspring at the juvenile and adult life stage. Environmental enrichment was investigated as a potential therapeutic tool to reverse changes induced by CMS. Pregnant guinea pigs were exposed to a sequence of stressors every other day over the second half of gestation until weaning on postnatal day 25. Offspring were tested for ambulatory activity, attention, cognitive function, sex-steroid levels and adrenocortical function. One cohort of animals were housed in an enriched environment, the remaining offspring were housed in standard conditions. A separate cohort was administered amphetamine (1 mg/kg) prior to behavioural testing to determine influence of CMS on dopaminergic function. Juvenile male and female offspring of mothers exposed to stress exhibited increased basal and decreased stress-induced salivary cortisol, and male offspring displayed reduced activity and a phase shift in their circadian rhythm of activity. Adult male offspring of CMS mothers exhibited increased activity in a novel environment and decreased activity in a familiar environment. Female adult offspring of CMS mothers exhibited reduced attention and increased activity in a novel environment. Enrichment acted independently of CMS, increasing plasma testosterone and attention in adult male offspring and reducing the adrenocortical response to stress and decreasing attention and activity in female offspring. Amphetamine decreased activity in a novel environment and increased activity in a familiar environment in both sexes, regardless of age or maternal treatment. Amphetamine improved attention in juvenile and adult males. The current studies demonstrated a strong effect of CMS on behaviour in juvenile and adult offspring. Enrichment was not effective for attenuating the effects of CMS. These studies clearly demonstrate behavioural changes as a result of CMS emerge over the lifetime of the offspring and have begun to uncover the underlying mechanisms of programming.