Les canaux sodiques voltage-dépendants dans la physiologie artérielle : implications fonctionnelles

Voltage-gated sodium channels in arterail physiology : functionnal implications

• Auteur / Autrice : Aurélie Fort-Petit
• Direction : Anne Virsolvy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hypertension artérielle

Canaux sodiques

Mots clés libres

Canaux sodiques voltage-dépendants

Physiologie artérielle

Contraction

Hypertension

Rat

Homme

Résumé

Les canaux sodiques voltage-dépendants (Nav) sont présents dans toutes les cellules excitables où ils sont responsables de l'initiation et la propagation des potentiels d'action. En 1988, l'enregistrement de courants sodiques voltage-dépendants (INa) dans les myocytes d'artères pulmonaires de lapin, traduisait la présence des Nav dans ce tissu duquel on les supposait absents compte tenu de leur physiologie et notamment, l'absence de potentiels d'action. Depuis la présence des courants INa a été confirmée dans les artères humaines et animales, sans qu'aucun rôle fonctionnel des Nav ne soit clairement défini. L'objectif de ce travail consistait à identifier les Nav présents dans les artères et à déterminer leur rôle physiologique dans ce tissu. Nous établissons, la présence d'isoformes α et β des Nav dans les tissus artériels humains et animaux avec certaines différences dans les profils d'expression. Ainsi, chez l'homme, plusieurs transcrits sont détectés dans les cellules musculaires lisses artérielles (CMLs) dont les isoformes neuronales Nav1. 2, 1. 3, 1. 6 et l'isoforme cardiaque Nav1. 5 ; Nav 1. 3 étant majoritaire. Dans l'aorte de rat, si on détecte Nav1. 2, 1. 3, 1. 5 et 1. 6, seule Nav1. 2 semble présente dans les CMLs, les autres étant vraisemblablement localisées au niveau de l'endothélium et des terminaisons nerveuses. Nous mettons également en évidence un rôle des Nav dans la contraction artérielle. Deux composantes sensibles à la tétrodotoxine (TTX), antagoniste spécifique des Nav, sont discriminées. La première correspond à l'activation de Nav présents au niveau des terminaisons nerveuses périvasculaires sympathiques. L'autre composante ''musculaire lisse'' révèle l'activation des Nav présents dans les CMLs et est démasquée par les dépolarisations modérées induites par de faibles concentrations en KCl. Une étude réalisée sur des modèles de rat hypertendus a permis de démontrer qu'une activité exacerbée de ces canaux pouvait être lourde de conséquences sur le tonus myogénique et donc impliquée dans l'hypertension. Nos résultats révèlent donc, pour la première fois, un rôle d'isoformes neuronales des Nav dans la physiologie artérielle. L'activité de ces canaux semble dépendante de l'état de dépolarisation ou d'hyperpolarisation des tissus

Voltage-gated sodium channels (Nav) are presents in excitable cells where they are responsible for the initiation and propagation of action potentials. In 1988, the recording of voltage-gated sodium current (INa) in rabbit pulmonary artery myocytes shown the presence of Nav in this tissue. According to arterial physiology and particularly, absence of action potentials, INa was thought to be absent of the arterial tissue. Despite an increasing number of studies characterizing these Na+ currents in various arterial smooth muscle cells (ASMCs), there is still no information of whether or not these channels play a functional role in arteries. In the present work, we looked for an identification of the Nav and a potential role of Na+ channels activity in the control of aortic contraction. We established the presence of Nav α and β isoforms in human and animal arterial tissue with differences in expression profile. In human artery, several transcripts are detected in ASMCs: neuronal isoforms: Nav 1. 2, Nav 1. 3, Nav 1. 6 and the cardiac one Nav 1. 5; Nav 1. 3 is predominant. In rat aorta, if several isoforms Nav 1. 2, 1. 3, 1. 5 et 1. 6 are detected, only Nav 1. 2 appear to be present in ASMCs, the other isoforms would probably localized in the endothelium and nerve terminals. We evidenced a functional role of Na+ channels in the arterial contraction. Two different components highly sensitive to tetrodotoxin (TTX) were discriminated. First component match with the activation of Nav localized at perivascular sympathetic nerves terminals. The second one reveals the activation of Nav localized in ASMCs and is unmasked only after moderate depolarization by low KCl. A study realized on hypertensive rat models allowed demonstrating that an enhanced activity of these channels could have consequence on myogenic tone and so be involved in hypertension. Our results reveal, for the first time, a role for Nav neuronal isoforms in the arterial physiology. This channel activity seems to be dependant upon depolarisation or hyperpolarisation status of arterial tissue