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Pulmonary distension restrains pulmonary blood flow during exercise in COPD patients
Journées de recherche respiratoire
089 Modulation du tonus des bronchioles humaines par l’acide 20-Hydroxyéicosatétraénoïque et par les diacylglycérols
090 Pulmonary distension restrains pulmonary blood flow during exercise in COPD patients
V. Aires, C. Morin, M. Sirois, V. Echave, M.-M. Gomes, E. Rizcalla, E. Rousseau
1
Département de Physiologie-Biophysique, FMSS, Université de Sherbrooke et CHUS, Sherbrooke, Canada. [email protected]
L. Bertoletti1,2,3, J.-M. Vergnon1, F. Costes2 Department of Chest Diseases and Thoracic Oncology, University Hospital of Saint-Etienne, France. 2 Clinical Physiology and Exercise Laboratory, University Hospital of Saint-Etienne, France. 3 Thrombosis Research Group, EA 3065, Université Jean-Monnet, SaintEtienne, France. [email protected]
Introduction : Les maladies bronchoconstrictrices sont associées à une perturbation du métabolisme de l’acide arachidonique (AA). Les cellules pulmonaires peuvent libérer l’AA sous forme d’acide gras libre ou sous forme conjuguée en diacylglycérol (DAG), à partir des phospholipides membranaires suite à l’action de phospholipases (i. e PLA2, PLC). Les éicosanoïdes tels que le 20-HETE, produit par la CYP-450 ω-hydroxylase à partir de l’AA, de l’AA, sont connus pour moduler la contractilité des muscles lisses des voies respiratoires. Les mécanismes d’action des acides gras libres (20-HETE, AA) et de leurs conjugués (DAG-20-HETE, DAG-AA) sur les cellules musculaires lisses bronchiques (CML) humaines restent à être élucidés. Le but de cette étude est d’évaluer les effets du 20-HETE et ceux du DAG-AA, pour déterminer si ces molécules exercent des effets différentiels sur le tonus bronchique. Méthodes : Les bronches humaines distales issues de patients entrant en chirurgie pour carcinome pulmonaire, ont été prélevées dans la partie saine du poumon et montées fraîchement ou après 1 à 3 jours de culture dans des bains d’organe isolé pour des mesures de tension isométrique. Des cultures de CML ont été réalisées à partir des tissus et utilisées soit en patch clamp (configuration cellule entière) pour mesurer les courants macroscopiques de type BKCa, soit pour des mesures spectrofluorimétriques de fluidité membranaire (sonde DPH). Résultats : Le 20-HETE et le DAG-AA relaxent les bronchioles humaines distales natives et en culture. L’effet relaxant du 20HETE est sensible à l’ibériotoxine (IbTx), ce qui suggère l’implication des canaux BKca dans le contrôle de la relaxation. La technique de patch clamp montre qu’1 µm de 20-HETE active les courants BKCa qui sont bloqués par 50 nM d’IbTx. La relaxation induite par le 20-HETE (0,3 - 3 µm) ne serait pas reliée à un effet non spécifique, car il ne modifie pas la fluidité membranaire. Par contre, l’utilisation de méthyl-β-cyclodextrine (5 mM), un accepteur de cholestérol, démontre que l’intégrité des radeaux lipidiques est requise pour préserver les effets relaxants du 20-HETE ainsi que ceux du DAG-AA. Conclusion : Le 20-HETE et le DAG-AA exercent des effets relaxants qui nécessiteraient une interaction avec des protéines effectrices résidant probablement dans les radeaux lipidiques intacts. Cependant, il serait pertinent de tester les effets et le mécanisme d’action du DAG-20-HETE.
1202
Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 1151-204
Introduction: Recruitment of pulmonary blood flow has been poorly investigated in COPD patients during exercise. It may be impaired, especially in patients with pulmonary distension. Methods: We measured simultaneously pulmonary capillary blood flow (Qs, uptake of acetylene) and Transfer Capacity of CO (TLCO), at rest and during three stages of a submaximal exercise in 19 COPD patients (FEV1=51±18%pred) and 9 controls. Twelve patients had a Residual Volume >150%pred and formed the hyperinflated subgroup (HI). Results: Patients had lower values of Qs and TL than controls, both at rest and at each phase of the exercise. Qs and TLCO increases were respectively 81±49% and 25±12% for the last exercise phase in HI and 191±48% and 47±12% in controls (p<0.01 and 0.05 respectively). This variation was significantly lower for Qs in the last two steps of exercise in HI compared to controls but did not differ between non-hyperinflated patients and controls. We found a linear relation between TL and Qs with a similar slope, both in patients and controls. Conclusions: We found a reduced capability to recruit functional capillaries and so increase TL in hyperinflated COPD patients. The impact of treatments to reduce hyperinflation should now be evaluated using this methodology.
089 Modulation du tonus des bronchioles humaines par l’acide 20-Hydroxyéicosatétraénoïque et par les diacylglycérols
090 Pulmonary distension restrains pulmonary blood flow during exercise in COPD patients
V. Aires, C. Morin, M. Sirois, V. Echave, M.-M. Gomes, E. Rizcalla, E. Rousseau
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Département de Physiologie-Biophysique, FMSS, Université de Sherbrooke et CHUS, Sherbrooke, Canada. [email protected]
L. Bertoletti1,2,3, J.-M. Vergnon1, F. Costes2 Department of Chest Diseases and Thoracic Oncology, University Hospital of Saint-Etienne, France. 2 Clinical Physiology and Exercise Laboratory, University Hospital of Saint-Etienne, France. 3 Thrombosis Research Group, EA 3065, Université Jean-Monnet, SaintEtienne, France. [email protected]
Introduction : Les maladies bronchoconstrictrices sont associées à une perturbation du métabolisme de l’acide arachidonique (AA). Les cellules pulmonaires peuvent libérer l’AA sous forme d’acide gras libre ou sous forme conjuguée en diacylglycérol (DAG), à partir des phospholipides membranaires suite à l’action de phospholipases (i. e PLA2, PLC). Les éicosanoïdes tels que le 20-HETE, produit par la CYP-450 ω-hydroxylase à partir de l’AA, de l’AA, sont connus pour moduler la contractilité des muscles lisses des voies respiratoires. Les mécanismes d’action des acides gras libres (20-HETE, AA) et de leurs conjugués (DAG-20-HETE, DAG-AA) sur les cellules musculaires lisses bronchiques (CML) humaines restent à être élucidés. Le but de cette étude est d’évaluer les effets du 20-HETE et ceux du DAG-AA, pour déterminer si ces molécules exercent des effets différentiels sur le tonus bronchique. Méthodes : Les bronches humaines distales issues de patients entrant en chirurgie pour carcinome pulmonaire, ont été prélevées dans la partie saine du poumon et montées fraîchement ou après 1 à 3 jours de culture dans des bains d’organe isolé pour des mesures de tension isométrique. Des cultures de CML ont été réalisées à partir des tissus et utilisées soit en patch clamp (configuration cellule entière) pour mesurer les courants macroscopiques de type BKCa, soit pour des mesures spectrofluorimétriques de fluidité membranaire (sonde DPH). Résultats : Le 20-HETE et le DAG-AA relaxent les bronchioles humaines distales natives et en culture. L’effet relaxant du 20HETE est sensible à l’ibériotoxine (IbTx), ce qui suggère l’implication des canaux BKca dans le contrôle de la relaxation. La technique de patch clamp montre qu’1 µm de 20-HETE active les courants BKCa qui sont bloqués par 50 nM d’IbTx. La relaxation induite par le 20-HETE (0,3 - 3 µm) ne serait pas reliée à un effet non spécifique, car il ne modifie pas la fluidité membranaire. Par contre, l’utilisation de méthyl-β-cyclodextrine (5 mM), un accepteur de cholestérol, démontre que l’intégrité des radeaux lipidiques est requise pour préserver les effets relaxants du 20-HETE ainsi que ceux du DAG-AA. Conclusion : Le 20-HETE et le DAG-AA exercent des effets relaxants qui nécessiteraient une interaction avec des protéines effectrices résidant probablement dans les radeaux lipidiques intacts. Cependant, il serait pertinent de tester les effets et le mécanisme d’action du DAG-20-HETE.
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Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 1151-204
Introduction: Recruitment of pulmonary blood flow has been poorly investigated in COPD patients during exercise. It may be impaired, especially in patients with pulmonary distension. Methods: We measured simultaneously pulmonary capillary blood flow (Qs, uptake of acetylene) and Transfer Capacity of CO (TLCO), at rest and during three stages of a submaximal exercise in 19 COPD patients (FEV1=51±18%pred) and 9 controls. Twelve patients had a Residual Volume >150%pred and formed the hyperinflated subgroup (HI). Results: Patients had lower values of Qs and TL than controls, both at rest and at each phase of the exercise. Qs and TLCO increases were respectively 81±49% and 25±12% for the last exercise phase in HI and 191±48% and 47±12% in controls (p<0.01 and 0.05 respectively). This variation was significantly lower for Qs in the last two steps of exercise in HI compared to controls but did not differ between non-hyperinflated patients and controls. We found a linear relation between TL and Qs with a similar slope, both in patients and controls. Conclusions: We found a reduced capability to recruit functional capillaries and so increase TL in hyperinflated COPD patients. The impact of treatments to reduce hyperinflation should now be evaluated using this methodology.