Etude du rôle de l’Erythropoïétine et des systèmes de neurotransmission dans la mise en place des réponses ventilatoires à l’hypoxie et à l’hypercapnie

par Florine Jeton

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Aurélien Pichon.

Le président du jury était Nadine Varin-Blank.

Le jury était composé de Nadine Varin-Blank, Florence Cayetanot, Jorge Gallego, Fabrice Favret, Vincent Joseph, Nicolas Voituron.

Les rapporteurs étaient Florence Cayetanot, Jorge Gallego.


  • Résumé

    Lors de variations de PO2 et PCO2, différents mécanismes se mettent en place afin demaintenir l’oxygénation des tissus, notamment au niveau du métabolisme et de la ventilation. En casde stimulation hypoxique ou hypercapnique, on observe alors une réponse ventilatoire, caractériséepar une augmentation progressive de la ventilation. Parmi les facteurs qui influencent la réponse àl’hypoxie, on trouve l’érythropoïétine (Epo) qui, en plus de son rôle dans l’érythropoïèse, possèded’autres rôles, notamment au sein du système nerveux central. Cette thèse présente l’étude del’implication de l’Epo et de différents systèmes de neurotransmission dans les réponses ventilatoiresà l’hypoxie (RVH) et à l’hypercapnie (RVHc).Nous avons alors pu mettre en évidence l’implication du NO, du glutamate et de la sérotonine dansla RVH et dans l’acclimatation ventilatoire à une hypoxie prolongée (VAH) chez un modèle de sourisanémique déficient en Epo (Epo-TAgh) et un animal adapté à la vie en altitude, la plateau Pika. Nousavons ensuite étudié l’impact de la déficience en Epo sur la RVHc, et nous avons confirmé que l’Epon’était pas nécessaire à l’obtention de la RVHc, tout en mettant en évidence un rôle de l’Epo sur lepatron ventilatoire et sur l’implication de certaines structures du système nerveux central dans lamise en place de cette réponse. Une étude en parallèle sur les femelles a permis de mettre enévidence que le cycle oestral n’était pas impliqué dans les réponses ventilatoires mais qu’il semble yavoir une interaction entre l’Epo et les hormones sexuelles femelles dans la RVH et la RVHc. Enfin,différentes expériences réalisées lors de collaborations (Chili, Canada) ont permis d’étudier les effetsde l’Epo sur les chémorécepteurs centraux et périphériques dans la mise en place des réponsesventilatoires.In fine, ces différentes expériences ont permis de préciser les différents facteurs impliqués dans lamise en place des réponses ventilatoires à l’hypoxie et à l’hypercapnie, ce qui pourrait aider par lasuite à mieux comprendre les modifications respiratoires induites par des pathologiques liées àl’anémie ou l’exposition prolongée à l’altitude.

  • Titre traduit

    Involvement of erythropoietin and neurotransmission systems in ventilatory responses to hypoxia and hypercapnia


  • Résumé

    When PO2 and PCO2 are modified, various mechanisms are being established to maintaintissue oxygenation, such as ventilation and metabolism adaptations. In case of hypoxia orhypercapnia stimulation, we observed a ventilatory response, characterized by an increase in minuteventilation. Among the factors involved in the hypoxic response, Epo plays a key role. In addition toits role in erythropoiesis, Epo has other functions, especially in the central nervous system. Thisthesis presents the study of Epo involvement in the ventilatory responses to hypoxia (HVR) andhypercapnia (HcVR).We demonstrate the involvement of NO, glutamate and serotonin in the HVR and in acclimatizationto sustained hypoxia (VAH) in Epo deficient mice (Epo-TAgh) and in an animal adapted to highaltitude, the plateau Pika. Then we studied the impact of Epo-deficiency on HcVR and confirmed thatEpo is not mandatory to obtained HcVR but we demonstrate that Epo can modulate the ventilatorypattern and central nervous system structures involvement in this response. During this study, wealso demonstrate that in female mice, estrous cycle is not involved in HVR or HcVR but it seems thatthere is an interaction between Epo and female sexual hormones in these responses. Finally, someexperiments in collaboration with different countries (Chile, Canada) allowed us to study the effectsof Epo on peripheral and central chemoreceptors during HVR and HcVR.In fine, these experiments allows us to specify the factors involved in ventilatory responses tohypoxia and hypercapnia, which could be helpful to better understand respiratory pathologies suchas anemia or pathologies associated with high altitude.


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