Contributions à l'étude du systèmes phosphcréative - créatine kinase myofibrillaire cardiaque : Physiopathologie, adaptation et développement : -Effets des radicaux libres de l'oxyde. - Effets d'une déplétion chronique en phosphocréatine

Abstract

(1) En plus de leurs effets sur la peroxydation des lipides membranaires, il a été reporté que les RLO peuvent interagir avec les protéines myofibrillaires et altérer la fonction contractile cardiaque. Cependant, le mode et le site exact de leur action demeurent inconnus. Les effets du système xanthine oxydase – xanthine (XO-X, utilisé pour la production du radical: l'anion superoxyde) et du peroxyde d'hydrogène sur les propriétés myofibrillaires des fibres pelées de cœur de rat ont été étudiés en présence et en absence de phosphocréatine (Pcr). Nous avons trouvé que la XO, avec ou sans substrat (X), induit une diminution de la tension active maximale. Ce résultat peut être attribué à une haute activité protéolytique contaminante de la XO puisque cet effet est empêché par des inhibiteurs protéolytiques. Ces résultats obtenus montrent que lorsque l'ATP est produite par la créatine kinase myofibrillaire (MM-CK) à partir de la Pcr et de l'ADP, les RLO augmentent la sensibilité de la contraction envers le calcium et celle de la tension de rigor envers l'ATP. Ces effets sont complètement empêchés par des agents protecteurs comme la SOD et la CAT, et partiellement reversés par le DTT. Cependant, quand l'ATP est fournie directement dans le milieu (absence de Pcr), on a trouvé que les deux RLO utilisés n'exercent aucune action ni sur le développement de la tension active ni sur celui de la tension de rigor. Ces résultats montrent que la cible principale des RLO dans les fibres pelées semble être la MM-CK. Le pouvoir radicalaire de ces composés induit une inactivation de cette enzyme et par conséquent un déséquilibre énergétique et une réduction de rapport intramyofibrillaire ATP/ADP. Ces altérations peuvent être à l'origine des dommages consécutifs à l'ischémie-reperfusion. (2) un modèle de déplétion chronique en Pcr est utilisé pour l'étude des performances contractiles et du système phosphocréatine / créatine kinase (PCr / CK). De jeunes rats sont nourris par un analogue de la créatine, l'acide ß-guanidinopropionique (GPA) durant 10 à 12 semaines. Les spectres de RMN-P31 sur coeur entier montrent une accumulation de GPA-P (GPA phosphorylé) en parallèle avec une déplétion en PCr. L'augmentation du rapport poids du ventricule gauche sur poids du corps de l'animal (PVG / PC) témoigne du développement d'une hypertrophie cardiaque. Sur des fibres ventriculaires pelées, l'étude des propriétés contractiles montre que ni la sensibilité envers le calcium ou l'ATP, ni l'efficacité de la MM-CK ne sont changées. Par contre, la vitesse de rotation des ponts actomyosines est ralentie dans le groupe de rats traités au GPA, et est corrélée au degré d'hypertrophie. On observe que le taux de l'isoforme rapide de la myosine, V1, diminue significativement, en faveur d'une synthèse des isoformes lentes V2 et V3. Ces résultats montrent que les rats déplétés en PCr développent un processus d'adaptation améliorant l'économie de la contraction. (3) De façon à comprendre les facteurs qui maintiennent les différences fonctionnelles entre tissu auriculaire et ventriculaire, nous avons comparé les propriétés intrinsèques des myofibrilles et des mitochondries de fibres auriculaires avec celles de fibres ventriculaires adultes ou néonatales. Les fibres pelées ont été obtenues à partir de rats âgés de 1 et 2 semaines et de rats adultes. La tension et la rigidité maximales, ainsi que la sensibilité au calcium, n'étaient pas différentes dans les oreillettes et les ventricules adultes. Les deux premiers paramètres augmentent avec l'âge dans le ventricule alors que la sensibilité au calcium diminue. Les cinétiques contractiles augmentent avec la maturation des ventricules, alors qu'aucune différence significative n'a été observée entre fibres ventriculaires et auriculaires adultes. La sensibilité de développement de la tension de rigor envers l'ATP en présence et en absence de PCr n'était pas vraiment différente entre ces tissus. La fonction mitochondriale a été étudiée dans les fibres traitées à la saponine. Les capacités oxydatives étaient plus faibles dans les ventricules de rats nouveau-nés par rapport aux ventricules adultes. Par contre, les oreillettes adultes montraient une très faible respiration mitochondriale. En présence d'ADP, et à la différence des fibres ventriculaires adultes, la créatine ne stimulait la respiration mitochondriale ni créatine kinase mitochondriale (Mi-CK) est absente dans les ventricules de nouveau-nés, elle est présente dans l'oreillette adulte, suggérant une absence de couplage entre les phosphorylations oxydatives et la Mi-CK dans ce tissu. Ces résultats montrent que les fibres ventriculaires et auriculaires adultes diffèrent principalement par leurs caractéristiques métaboliques alors que leurs propriétés mécaniques intrinsèques sont similaires. À deux semaines d'âge, la maturité fonctionnelle du tissu ventriculaire de rat est loin d'être atteinte.