Cinétique du stress oxydant et des dysfonctions mitochondriales locales et à distance (poumon, rein, foie, cerveau, coeur) et effets du perconditionnement ischémique ou du postconditionnement pharmacologique au cours du clampage aortique expérimental

Local and systemic oxidative stress and mitochondrial dysfunction after skeletal muscle ischemia reperfusion : effect of ischemic preconditioning and pharmacological postconditioning on mitochondrial function

• Auteur / Autrice : Max Guillot
• Direction : Bernard Geny, Francis Schneider
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions
• Date : Soutenance le 26/09/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mitochondrie, stress oxydant et protection musculaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Marie Sissler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Steinmetz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Lévy, Pierre Abraham

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muscles squelettiques

Lésion d'ischémie-reperfusion

Réponse immunitaire

Stress oxydatif

Mitochondries

Mots clés libres

Ischémie-reperfusion

Muscle squelettique

Mitochondrie

Stress oxydant

Inflammation

Perconditionnement ischémique

Postconditionnement pharmacologique

Ischemia-reperfusion

Skeletal muscle

Mitochondria

Oxidative stress

Inflammation

Postconditioning

Perconditioning

Résumé

L’ischémie-reperfusion (IR) du muscle squelettique est à l’origine de lésions au niveau local et au niveau systémique. Au niveau musculaire, l’IR est caractérisée par une atteinte de la chaîne respiratoire mitochondriale, une production de ROS et une activation de l’inflammation. Au niveau systémique, ces lésions peuvent aboutir à un tableau de défaillance multiviscérale. La physiopathologie et la chronologie précise de ces évènements demeurent néanmoins imprécises. Enfin, différentes stratégies ont été développées pour limiter ces lésions. Récemment, le dérivé Bβ (15-42) de la fibrine (nommé FX06) et le perconditionnement ont permis de protéger le myocarde des lésions d’IR. Les objectifs de notre travail sont de préciser, au niveau du muscle squelettique, les mécanismes à l’origine de ces lésions et d’évaluer ces deux nouvelles stratégies. Sur un modèle animal d’IR du muscle squelettique, nous avons observé une production de ROS pendant l’ischémie, préalable à l’atteinte mitochondriale et peut-être à l’origine de l’inflammation, et enfin une absence d’atteinte systémique au niveau mitochondrial après 2 heures et 24 heures de reperfusion. En ce qui concerne les traitements étudiés dans ce travail, nous n’avons pas pu démontrer l’efficacité du perconditionnement ischémique. Nous avons pu constater par contre que le peptide FX06 dérivé de la fibrine permet de prévenir l’apparition de ces lésions. Ces nouvelles connaissances vont nous permettre d’élaborer de nouvelles stratégies pour prévenir le développement des lésions d’IR.

Lower limb ischemia-reperfusion (IR) results in skeletal muscle mitochondrial alterations, production of reactive oxygen species (ROS), inflammation and remote organ impairments which are largely involved in patients prognosis. However, whether ischemia without reperfusion increases ROS production and preceedes mitochondrial alteration and whether mitochondrial dysfunction occurs early in remote organ is unknown. Remote ischemic perconditioning (PerC) and Fibrin-derived peptide Bβ(15-42) (FX06) prevent during cardiac IR but whether and how PerC and FX06 might protect skeletal muscle is unknown. This study tested whether PerC and FX06 would decrease skeletal muscle inflammation and reduce reactive oxygen species (ROS) production and mitochondrial dysfunction during IR. In an animal lower limb ischemia-reperfusion model, the objectives of our study were therefore to determine simultaneously the kinetic of ROS production, mitochondrial respiration and inflammation changes in skeletal muscle and remote organs during ischemia reperfusion and to challenge the effect of PerC and FX06 on mitochondrial respiratory chain complexes activities, ROS production and inflammation. We observed that oxidative stress preceedes skeletal muscle mitochondrial dysfunction and probably may be seen before inflammation activation. FX06 decreased inflammation, normalized ROS production and restored mitochondrial oxidative capacity during experimental skeletal muscle IR. PerC not only failed to protect ischemic skeletal muscle but impaired contralateral non ischemic suggesting that such therapy should be used with caution. This better knowledge will allow us to develop new strategies to prevent the development of IR lesions.