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Libération de norépinéphrine par les récepteurs bêta présynaptiques


Les récepteurs alpha-2 présynaptiques lors de la stimulation diminuent la libération de norépinéphrine par certains mécanismes où, lorsque l'activation des récepteurs bêta présynaptiques augmente ou facilite la norépinéphrine, un effet opposé aux récepteurs alpha. Comment cette facilitation de la norépinéphrine se produit-elle par le récepteurs bêta pré-synaptiques


Modulation de la libération de (3)H-noradrénaline par les récepteurs présynaptiques des opioïdes, des cannabinoïdes et de la bradykinine et des bêta-adrénorécepteurs dans les tissus de souris

Les récepteurs opioïdes et cannabinoïdes (CB) modulateurs de la libération, les récepteurs bêta-adrénergiques et les récepteurs de la bradykinine au niveau des axones noradrénergiques ont été étudiés dans des tissus de souris (cortex occipito-pariétal, oreillettes cardiaques, canal déférent et rate) préincubés avec (3) H-noradrénaline. Expériences utilisant les agonistes sélectifs des récepteurs OP(1) DPDPE et DSLET, les agonistes sélectifs OP(2) U50488H et U69593, l'agoniste sélectif OP(3) DAMGO, l'agoniste sélectif des récepteurs ORL(1) nociceptine, et un nombre d'antagonistes sélectifs ont montré que les axones noradrénergiques innervant le cortex occipito-pariétal possèdent des récepteurs inhibiteurs de libération OP(3) et ORL(1), ceux innervant les oreillettes OP(1), ORL(1) et éventuellement OP(3), et ceux qui innervent le canal déférent les quatre types de récepteurs opioïdes. Des expériences utilisant les agonistes CB non sélectifs WIN 55 212-2 et CP 55 940 et l'antagoniste sélectif CB(1) SR 141716A ont indiqué que les axones noradrénergiques du canal déférent possèdent des récepteurs CB(1) inhibiteurs de libération. Les récepteurs présynaptiques CB n'ont pas été trouvés dans le cortex occipito-pariétal, dans les oreillettes ou dans la rate. Des expériences utilisant l'agoniste bêta-adrénergique non sélectif isoprénaline et l'agoniste bêta(2)-sélectif salbutamol, ainsi que des antagonistes sélectifs de sous-type, ont démontré l'apparition de bêta(2)-adrénergiques améliorant la libération au niveau des axones sympathiques des oreillettes et rate, mais ont démontré leur absence dans le cortex occipito-pariétal et le canal déférent. Des expériences avec la bradykinine et l'antagoniste sélectif B(2) Hoe 140 ont montré le fonctionnement des récepteurs B(2) améliorant la libération au niveau des axones sympathiques des oreillettes, du canal déférent et de la rate, mais ont montré leur absence dans le cortex occipito-pariétal . Les expériences documentent un certain nombre de nouveaux emplacements de récepteurs présynaptiques. Ils confirment et prolongent l'existence de différences marquées entre les tissus et les espèces dans les récepteurs présynaptiques au niveau des neurones noradrénergiques.

Les figures

Effets du récepteur opioïde…

Effets des agonistes des récepteurs opioïdes DPDPE, DSLET, U50488H et DAMGO sur le…

Effet de l'ORL 1 agoniste des récepteurs nociceptine sur le débordement évoqué de…

Effets du récepteur opioïde…

Effets des agonistes des récepteurs opioïdes DPDPE, DSLET, U50488H, U69593 et ​​DAMGO sur…

Effet du récepteur CB…

Effet de l'agoniste des récepteurs CB WIN 55,212-2 sur le débordement évoqué de…

Effet de l'agoniste des récepteurs β-adrénergiques…

Effet de l'agoniste des récepteurs -adrénergiques salbutamol sur les évoqués. débordement de tritium de…

Effet de la bradykinine sur le…

Effet de la bradykinine sur le débordement évoqué de tritium de morceaux de souris…


Résumé

Le but de la présente étude était d'étudier l'effet de l'aténolol, un1-bloquant sélectif, associé à la flunarizine, un antagoniste du calcium, dans la prise en charge de la maladie de Raynaud. Quarante patients atteints de la maladie de Raynaud ont été randomisés dans un essai dans lequel l'aténolol (50 mg par jour) a été administré avec la flunarizine (10 mg par jour). Au cours de l'essai, tous les patients ont été soumis à une photopléthysmographie digitale et ont reçu un journal pour noter quotidiennement le nombre et la durée des crises et la présence ou l'absence de douleur et de paresthésie. L'association de l'aténolol à la flunarizine a entraîné une réduction de 80% du nombre de crises vasospastiques, une augmentation significative (p < 0,001) dans l'amplitude de l'onde photopléthysmographique, et disparition complète de la douleur et de la paresthésie. Ces résultats n'ont pas été observés chez les patients traités par placebo. La flunarizine renforce l'action de l'aténolol en provoquant une diminution de la vasoconstriction chez les patients atteints de la maladie de Raynaud, comme nous l'avons observé précédemment, en ce qu'elle agit directement sur les récepteurs -présynaptiques ou sur les canaux lents calciques connectés aux récepteurs . La présente étude confirme que le rôle principal dans la progression physiopathologique de la maladie de Raynaud semble être joué par une modification des récepteurs β-présynaptiques dans les terminaisons nerveuses des vaisseaux périphériques. ( J Vasc Surg 19899 : 767–71.)

Demandes de réimpression : Giovanni Brotzu, MD, Instituto di Patologia e Chirurgia, Università di Cagliari, Via Peretti 1, 09127 Cagliari, Italie.


Contenu

Le gène transporteur de la noradrénaline, SLC6A2 est situé sur le locus 16q12.2 du chromosome 16 humain. Ce gène est codé par 14 exons. [7] Sur la base de la séquence de nucléotides et d'acides aminés, le transporteur NET se compose de 617 acides aminés avec 12 domaines transmembranaires. L'organisation structurelle de NET est hautement homologue à d'autres membres d'une famille de transporteurs de neurotransmetteurs dépendant du sodium/chlorure, y compris les transporteurs de dopamine, d'épinéphrine, de sérotonine et de GABA. [7]

Polymorphismes mononucléotidiques Modifier

Un polymorphisme mononucléotidique (SNP) est une variation génétique dans laquelle une séquence du génome est modifiée par un seul nucléotide (A, T, C ou G). Les protéines NET avec une séquence d'acides aminés altérée (plus précisément, une mutation faux-sens) pourraient potentiellement être associées à diverses maladies impliquant des taux plasmatiques anormalement élevés ou bas de noradrénaline en raison d'une fonction altérée de NET. Les SNP NET et les associations possibles avec diverses maladies sont un domaine d'intérêt pour de nombreux projets de recherche. Il existe des preuves suggérant une relation entre les SNP NET et divers troubles tels que le TDAH [7] [8] troubles psychiatriques, [7] tachycardie posturale [7] [9] et l'intolérance orthostatique. [7] [9] Les SNP rs3785143 et rs11568324 ont été liés au trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention. [10] Jusqu'à présent, cependant, la seule association directe confirmée entre un SNP et un état clinique est celle du SNP, de l'Ala457Pro et de l'intolérance orthostatique. [7] Treize mutations faux-sens de NET ont été découvertes jusqu'à présent. [7]

Mutations faux-sens dans le gène NET [7] [11]
Emplacement Variante d'acides aminés TMD (si connu) Maladie associée
Exon 2 Val69Ile TMD 1 Rien
Exon 3 Thr99Ile TMD 2 Rien
Exon 5 Val245Ile TMD 4 Rien
Exon 6 Asn292Thr n / A Rien
Exon 8 Val356Leu n / A Rien
Exon 8 Ala369Pro n / A Rien
Exon 8 Asn375Ser n / A Rien
Exon 10 Val449Ile TMD 9 Rien
Exon 10 Ala457Pro TMD 9 Intolérance orthostatique
Exon 10 Lys463Arg n / A Rien
Exon 11 Gly478Ser TMD 10 Rien
Exon 12 Phe528Cys n / A Rien
Exon 13 Tyr548Son n / A Rien

Variations génétiques Modifier

Un mécanisme épigénétique (hyperméthylation des îlots CpG dans la région du promoteur du gène NET) qui entraîne une expression réduite du transporteur de noradrénaline (norépinéphrine) et, par conséquent, un phénotype de recapture neuronale altérée de la noradrénaline a été impliqué à la fois dans le syndrome de tachycardie orthostatique posturale et le trouble panique. [12]

Le transporteur de noradrénaline est composé de 12 domaines transmembranaires (TMD). La partie intracellulaire contient un amino (- NH
2 ) et un groupe carboxyle (-COOH). De plus, il existe une grande boucle extracellulaire située entre les TMD 3 et 4. [13] [6] [14] La protéine est composée de 617 acides aminés. [13]

NET fonctionne pour transporter la norépinéphrine libérée par synapse dans le neurone présynaptique. Jusqu'à 90 % de la noradrénaline libérée sera récupérée dans la cellule par la NET. NET fonctionne en couplant l'afflux de sodium et de chlorure (Na + /Cl − ) avec le transport de noradrénaline. Cela se produit à un rapport fixe de 1:1:1. [15] Tant le NET que le transporteur de dopamine (DAT) peuvent transporter la noradrénaline et la dopamine. La recapture de la noradrénaline et de la dopamine est essentielle pour réguler la concentration des neurotransmetteurs monoamines dans la fente synaptique. Le transporteur aide également à maintenir les équilibres homéostatiques du neurone présynaptique. [16]

La norépinéphrine (NE) est libérée par les neurones noradrénergiques qui innervent à la fois le SNC et le SNP. La NE, également connue sous le nom de noradrénaline (NA), joue un rôle important dans le contrôle de l'humeur, de l'excitation, de la mémoire, de l'apprentissage et de la perception de la douleur. NE fait partie du système nerveux sympathique. [6] [17] Le dérèglement de l'élimination de la noradrénaline par NET est associé à de nombreuses maladies neuropsychiatriques, discutées ci-dessous. De plus, de nombreux antidépresseurs et drogues récréatives rivalisent pour la liaison de la NET avec la NE. [13]

Le transport de la noradrénaline dans la cellule présynaptique est rendu possible par le cotransport avec Na + et Cl − . La liaison séquentielle des ions entraîne la recapture éventuelle de la noradrénaline. Les gradients ioniques de Na + et Cl − rendent cette recapture énergétiquement favorable. Le gradient est généré par la Na+/K+-ATPase qui transporte trois ions sodium et deux ions potassium dans la cellule. [16] Les NET ont des conductances similaires à celles des canaux ioniques ligand-dépendants. L'expression de NET entraîne une activité de canal de fuite. [15] [16]

Les TNE sont limitées aux neurones noradrénergiques et ne sont pas présentes sur les neurones qui libèrent de la dopamine ou de l'épinéphrine. [6] [14] [16] Les transporteurs peuvent être trouvés le long du corps cellulaire, des axones et des dendrites du neurone. [6] Les TNE sont situées loin de la synapse, où la noradrénaline est libérée. Ils se trouvent plus près de la membrane plasmique de la cellule. Cela nécessite que la norépinéphrine diffuse à partir du site où elle est libérée vers le transporteur pour la recapture. [16] Les transporteurs de noradrénaline sont confinés aux neurones du système sympathique et à ceux qui innervent la médullosurrénale, les poumons et le placenta. [16]

La régulation de la fonction NET est complexe et au centre des recherches actuelles. Les TNE sont régulées à la fois au niveau cellulaire et moléculaire après la traduction. Les mécanismes les plus connus incluent la phosphorylation par la deuxième protéine messagère kinase C (PKC). [14] Il a été démontré que la PKC inhibe la fonction NET par séquestration du transporteur à partir de la membrane plasmique. [18] La séquence d'acides aminés de NET a montré de multiples sites liés à la phosphorylation de la protéine kinase. [16] Les modifications post-traductionnelles peuvent avoir un large éventail d'effets sur la fonction de la NET, y compris le taux de fusion des vésicules contenant la NET avec la membrane plasmique et le renouvellement du transporteur. [18]

Intolérance orthostatique Modifier

L'intolérance orthostatique (OI) est un trouble du système nerveux autonome (une sous-catégorie de la dysautonomie) caractérisé par l'apparition de symptômes en position debout. Les symptômes comprennent la fatigue, des étourdissements, des maux de tête, une faiblesse, une augmentation du rythme cardiaque/des palpitations cardiaques, de l'anxiété et une vision altérée. [7] Souvent, les patients ont des concentrations plasmatiques élevées de noradrénaline (NE) (au moins 600 pg/ml) par rapport à l'écoulement sympathique en position debout, ce qui suggère que l'OI est un état hyperadrénergique. [7] [9] La découverte de sœurs jumelles identiques souffrant toutes deux d'OI a suggéré une base génétique pour le trouble. [7] [9] Une mutation faux-sens sur le gène NET (SLC6A2) a été découverte dans laquelle un résidu d'alanine a été remplacé par un résidu de proline (Ala457Pro) dans une région hautement conservée du transporteur. [7] La ​​NET défectueuse des patients n'avait que 2% de l'activité de la version de type sauvage du gène. [7] Le défaut génétique de la protéine NET entraîne une diminution de l'activité NET qui pourrait expliquer des taux plasmatiques anormalement élevés de NE dans l'OI. Cependant, 40 autres patients atteints d'OI n'avaient pas la même mutation faux-sens, ce qui indique que d'autres facteurs ont contribué au phénotype chez les jumeaux identiques. [7] Cette découverte du lien avec les mutations de NET qui entraîne une diminution de l'activité de recapture de la noradrénaline et une intolérance orthostatique suggère que des mécanismes d'absorption défectueux de la NE peuvent contribuer aux maladies cardiovasculaires. [19]

L'inhibition du transporteur de la noradrénaline (NET) a des applications thérapeutiques potentielles dans le traitement du trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH), la toxicomanie, les troubles neurodégénératifs (par exemple, la maladie d'Alzheimer (MA) et la maladie de Parkinson (PD)) et la dépression clinique. [17]

Trouble dépressif majeur Modifier

Certains médicaments antidépresseurs agissent pour augmenter la noradrénaline, comme les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline (IRSN), les inhibiteurs de la recapture de la noradrénaline et de la dopamine (NDRI), les inhibiteurs de la recapture de la noradrénaline (NRI ou NERI) et les antidépresseurs tricycliques (TCA). Le mécanisme par lequel ces médicaments agissent est que les inhibiteurs de la recapture empêchent la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline par le neurone présynaptique, paralysant le fonctionnement normal de la TNE. Dans le même temps, des niveaux plus élevés de 5-HT sont maintenus dans la synapse, augmentant les concentrations de ces derniers neurotransmetteurs. Étant donné que le transporteur de noradrénaline est responsable de la majeure partie de la clairance de la dopamine dans le cortex préfrontal, [20] les IRSN bloquent également la recapture de la dopamine, accumulant la dopamine dans la synapse. Cependant, le DAT, le principal moyen par lequel la dopamine est transportée hors de la cellule, peut réduire la concentration de dopamine dans la synapse lorsque la NET est bloquée. [21] Pendant de nombreuses années, le choix numéro un dans le traitement des troubles de l'humeur comme la dépression était l'administration d'ATC, tels que la désipramine (Norpramin), la nortriptyline (Arentyl, Pamelor), la protriptyline (Vivactil) et l'amoxapine (Asendin). [17] Les ISRS, qui régulent principalement la sérotonine, ont par la suite remplacé les tricycliques comme principale option de traitement de la dépression en raison de leur meilleure tolérance et de leur incidence plus faible d'effets indésirables. [22]

TDAH Modifier

De nombreux médicaments existent dans le traitement du TDAH. La dextroamphétamine (Dexedrine, Dextrostat), l'Adderall, le méthylphénidate (Ritalin, Metadate, Concerta, Daytrana) et la lisdexamfétamine (Vyvanse) bloquent la réabsorption des catécholamines dopamine et noradrénaline par les transporteurs de monoamine (y compris NET), augmentant ainsi les niveaux de ces neurotransmetteurs dans le cerveau . Le puissant inhibiteur sélectif de la recapture de la noradrénaline (NRI), l'atomoxétine (Strattera), a été approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour traiter le TDAH chez l'adulte. [23] [24] Le rôle du NET dans le TDAH est similaire à la façon dont il agit pour soulager les symptômes de la dépression. La NET est bloquée par l'atomoxétine et augmente les niveaux de NE dans le cerveau. Il peut travailler pour augmenter la capacité de concentration, diminuer toute impulsivité et diminuer l'hyperactivité chez les enfants et les adultes qui souffrent de TDAH. [25]

Cocaïne Modifier

La cocaïne est un psychostimulant puissant et connue pour être l'une des substances les plus consommées. [26] La cocaïne est un inhibiteur non sélectif de la recapture des transporteurs de noradrénaline, de sérotonine et de dopamine. Cela contrecarre l'absorption de ces produits chimiques dans la terminaison présynaptique [26] et permet à une grande concentration de dopamine, de sérotonine et de noradrénaline de s'accumuler dans la fente synaptique. On pense que le potentiel de dépendance à la cocaïne est le résultat de ses effets sur les transporteurs de la dopamine dans le SNC, alors qu'il a été suggéré que les effets cardiovasculaires potentiellement mortels de la cocaïne pourraient impliquer l'inhibition des TNE au niveau des synapses sympathiques et autonomes du SNC. [27]

Amphétamines Modifier

Les amphétamines ont un effet sur les niveaux de noradrénaline similaire à celui de la cocaïne en ce sens qu'elles augmentent toutes les deux les niveaux de NE dans le cerveau. [28] Les médicaments de type amphétamine sont des substrats pour les transporteurs de monoamine, notamment NET, qui provoquent une inversion de la direction du transport des neurotransmetteurs. [16] [29] Les amphétamines provoquent une grande accumulation de NE extracellulaire. [28] Des niveaux élevés de NE dans le cerveau expliquent la plupart des effets profonds des amphétamines, y compris la vigilance et les effets anorexiques, locomoteurs et sympathomimétiques. [28] Cependant, les effets des amphétamines sur le cerveau sont plus lents mais durent plus longtemps que les effets de la cocaïne sur le cerveau. [28] La MDMA (3,4-Méthylènedioxyméthamphétamine ou "ecstasy") est une amphétamine largement utilisée à des fins récréatives. Une étude a rapporté que la réboxétine, un inhibiteur de la NET, réduisait les effets stimulants de la MDMA chez l'homme, démontrant le rôle crucial de la NET dans les effets cardiovasculaires et stimulants de la MDMA. [30]

Le rôle de la NET dans de nombreux troubles cérébraux sous-tend l'importance de comprendre la (dys)régulation du transporteur. Un modèle complet des protéines qui s'associent au transporteur sera utile dans la conception de thérapies médicamenteuses pour des maladies telles que la schizophrénie, les troubles affectifs et les troubles autonomes. Les mécanismes récemment découverts de la NET, y compris la capacité d'agir de manière réversible et en tant que canal ionique, offrent d'autres domaines de recherche. [14] [16]

Schizophrénie Modifier

Le rôle de la NE dans la schizophrénie n'a pas été entièrement compris, mais a stimulé la recherche sur ce sujet. [31] [32] [33] [34] La seule relation qui a été comprise entre les chercheurs est qu'il existe une corrélation positive entre l'augmentation des niveaux de NE dans le cerveau et le liquide céphalo-rachidien (CSF) et l'activité de la schizophrénie. [31] [32] [33] [34] Dans une étude, il a été démontré que la clonidine, un médicament utilisé pour traiter des conditions médicales telles que le TDAH et l'hypertension artérielle, produisait une diminution significative du taux plasmatique de MHPG (3-méthoxy-4 -hydroxyphénylglycol), un métabolite de la NE, dans le groupe témoin normal, mais pas dans le groupe des patients schizophrènes. [33] Cela suggère que dans la schizophrénie, le récepteur adrénergique alpha-2, un récepteur inhibiteur présynaptique, peut être moins sensible que les récepteurs alpha-2 fonctionnant normalement et donc être lié à des niveaux élevés de NE dans le trouble. [33] En plus des niveaux accrus de NE dans le cerveau et le LCR, des niveaux accrus de MHPG ont également été associés à un diagnostic de schizophrénie. [34] La régulation de NE avec facultés affaiblies dans la schizophrénie a été un domaine d'intérêt pour les chercheurs et la recherche sur ce sujet est toujours en cours. [33] [34]

Grâce à la technique d'imagerie par tomographie par émission de positons, la NET a été étudiée de manière sélective. 11C [email protected] et 18F-MeNER sont deux radiotraceurs sélectifs NET pour l'imagerie TEP. [35]


Contenu

Au tournant du 19ème siècle, il était convenu que la stimulation des nerfs sympathiques pouvait provoquer différents effets sur les tissus corporels, selon les conditions de stimulation (telles que la présence ou l'absence de certaines toxines). Au cours de la première moitié du 20e siècle, deux propositions principales ont été faites pour expliquer ce phénomène :

  1. Il y avait (au moins) deux types différents de neurotransmetteurs libérés par les terminaisons nerveuses sympathiques, ou
  2. Il y avait (au moins) deux types différents de mécanismes de détection pour un seul neurotransmetteur.

La première hypothèse a été défendue par Walter Bradford Cannon et Arturo Rosenblueth, [1] qui ont interprété de nombreuses expériences pour ensuite proposer qu'il y avait deux substances neurotransmettrices, qu'ils ont appelées sympathine E (pour « excitation ») et sympathine I (pour « inhibition »). .

La deuxième hypothèse a trouvé un soutien de 1906 à 1913, lorsque Henry Hallett Dale a exploré les effets de l'adrénaline (qu'il appelait à l'époque adrénine), injectée aux animaux, sur la pression artérielle. Habituellement, l'adrénaline augmenterait la pression artérielle de ces animaux. Cependant, si l'animal avait été exposé à l'ergotoxine, la pression artérielle diminuait. [2] [3] Il a proposé que l'ergotoxine ait provoqué une "paralysie sélective des jonctions myoneurales motrices" (c'est-à-dire celles tendant à augmenter la pression artérielle) révélant ainsi que dans des conditions normales il y avait une "réponse mixte", y compris un mécanisme qui détendre les muscles lisses et provoquer une chute de la pression artérielle. Cette "réponse mixte", avec le même composé provoquant soit la contraction soit la relaxation, a été conçue comme la réponse de différents types de jonctions au même composé.

Cette ligne d'expériences a été développée par plusieurs groupes, dont DT Marsh et ses collègues [4] qui ont montré en février 1948 qu'une série de composés structurellement apparentés à l'adrénaline pouvaient également présenter des effets soit contractants, soit relaxants, selon que d'autres toxines étaient ou non présent. Cela appuyait à nouveau l'argument selon lequel les muscles avaient deux mécanismes différents par lesquels ils pouvaient répondre au même composé. En juin de la même année, Raymond Ahlquist, professeur de pharmacologie au Medical College of Georgia, publia un article concernant la transmission nerveuse adrénergique. [5] Dans celui-ci, il a explicitement nommé les différentes réponses comme étant dues à ce qu'il a appelé les récepteurs et les récepteurs , et que le seul transmetteur sympathique était l'adrénaline. Bien que cette dernière conclusion se soit par la suite avérée incorrecte (on sait maintenant qu'il s'agit de noradrénaline), sa nomenclature des récepteurs et son concept de deux types différents de mécanismes de détection pour un seul neurotransmetteur, restes. En 1954, il a pu incorporer ses découvertes dans un manuel, La pharmacologie de Drill en médecine, [6] et ainsi promulguer le rôle joué par les sites récepteurs α et β dans le mécanisme cellulaire adrénaline/noradrénaline. Ces concepts révolutionneraient les progrès de la recherche pharmacothérapeutique, permettant la conception sélective de molécules spécifiques pour cibler des affections médicales plutôt que de s'appuyer sur la recherche traditionnelle sur l'efficacité des médicaments à base de plantes préexistants.

Il existe deux groupes principaux de récepteurs adrénergiques, et β, avec 9 sous-types au total :

  • α sont divisés en α1 (un Gq récepteur couplé) et α2 (un Gje récepteur couplé) [7]
    • ??1 a 3 sous-types : α1A,1B et1D[une]
    • ??2 a 3 sous-types : α2A,2B et2C

    gje et Gs sont liés à l'adénylyl cyclase. La liaison de l'agoniste provoque ainsi une augmentation de la concentration intracellulaire du second messager (Gi inhibe la production d'AMPc) AMPc. Les effecteurs en aval de l'AMPc comprennent la protéine kinase dépendante de l'AMPc (PKA), qui médie certains des événements intracellulaires suivant la liaison aux hormones.

    Rôles en circulation Modifier

    L'épinéphrine (adrénaline) réagit avec les récepteurs α- et -adrénergiques, provoquant respectivement une vasoconstriction et une vasodilatation. Bien que les récepteurs α soient moins sensibles à l'épinéphrine, lorsqu'ils sont activés à des doses pharmacologiques, ils annulent la vasodilatation médiée par les récepteurs β-adrénergiques car il y a plus de récepteurs périphériques1 récepteurs que les récepteurs -adrénergiques. Le résultat est que des niveaux élevés d'épinéphrine circulante provoquent une vasoconstriction. Cependant, l'inverse est vrai dans les artères coronaires, où β2 la réponse est supérieure à celle de1, entraînant une dilatation globale avec une stimulation sympathique accrue. À des niveaux inférieurs d'épinéphrine circulante (sécrétion d'épinéphrine physiologique), la stimulation des récepteurs β-adrénergiques domine puisque l'épinéphrine a une affinité plus élevée pour le2 adrénergique que le α1 adrénergique, produisant une vasodilatation suivie d'une diminution de la résistance vasculaire périphérique. [8]

    Sous-types Modifier

    Le comportement des muscles lisses est variable selon la localisation anatomique. La contraction/relaxation des muscles lisses est généralisée ci-dessous. Une note importante est les effets différentiels de l'augmentation de l'AMPc dans le muscle lisse par rapport au muscle cardiaque. Une augmentation de l'AMPc favorisera la relaxation du muscle lisse, tout en favorisant une contractilité et une fréquence cardiaque accrues dans le muscle cardiaque.

    Récepteurs Modifier

    Les récepteurs α ont des actions en commun, mais aussi des effets individuels. Les actions courantes (ou encore le récepteur non spécifié) comprennent :

    Les agonistes α non spécifiques de sous-type (voir actions ci-dessus) peuvent être utilisés pour traiter la rhinite (ils diminuent la sécrétion de mucus). Les antagonistes α non spécifiques de sous-type peuvent être utilisés pour traiter le phéochromocytome (ils diminuent la vasoconstriction causée par la noradrénaline). [7]

    ??1 récepteur Modifier

    ??1-les récepteurs adrénergiques sont membres du groupe Gq superfamille des récepteurs couplés aux protéines. Lors de l'activation, une protéine G hétérotrimérique, Gq, active la phospholipase C (PLC). Le PLC clive le phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), qui à son tour provoque une augmentation de l'inositol triphosphate (IP3) et le diacylglycérol (DAG). Le premier interagit avec les canaux calciques du réticulum endoplasmique et sarcoplasmique, modifiant ainsi la teneur en calcium d'une cellule. Cela déclenche tous les autres effets, y compris un courant lent après dépolarisation (sADP) important dans les neurones. [15]

    Actions du1 récepteur impliquent principalement la contraction des muscles lisses. Il provoque une vasoconstriction dans de nombreux vaisseaux sanguins, notamment ceux de la peau, du système gastro-intestinal, des reins (artère rénale) [16] et du cerveau. [17] Les autres zones de contraction des muscles lisses sont :

    Les actions comprennent également la glycogénolyse et la néoglucogenèse du tissu adipeux et la sécrétion hépatique des glandes sudoripares et la réabsorption de Na + par les reins. [19]

    ??2 récepteur Modifier

    Le2 couple récepteur au Ge/s protéine. [20] C'est un récepteur présynaptique, provoquant une rétroaction négative, par exemple, sur la noradrénaline (NE). Lorsque NE est libéré dans la synapse, il renvoie le2 récepteur, provoquant moins de libération de NE par le neurone présynaptique. Cela diminue l'effet de NE. Il y a aussi α2 récepteurs sur la membrane terminale nerveuse du neurone adrénergique post-synaptique.

    Actions du2 récepteur comprennent :

    • diminution de la libération d'insuline par le pancréas[19]
    • augmentation de la libération de glucagon par le pancréas
    • contraction des sphincters du tractus gastro-intestinal dans les synapses neuronales - inhibition présynaptique de la libération de noradrénaline dans le SNC
    • augmentation de l'agrégation plaquettaire (augmentation de la tendance à la coagulation du sang)
    • diminue la résistance vasculaire périphérique

    ??2 les agonistes (voir actions ci-dessus) peuvent être utilisés pour traiter : [7]

    Récepteurs Modifier

    Les agonistes β non spécifiques de sous-type peuvent être utilisés pour traiter : [7]

      – augmenter le débit cardiaque de manière aiguë en cas d'urgence – augmenter le débit cardiaque en redistribuant ainsi le volume sanguin – bronchodilatation

    Les antagonistes β non spécifiques de sous-type (bêta-bloquants) peuvent être utilisés pour traiter : [7]

      – diminuer le débit du nœud sinusal, stabilisant ainsi la fonction cardiaque – réduire la fréquence cardiaque et donc augmenter l'apport en oxygène – prévenir la mort subite liée à cette affection [7] qui est souvent causée par des ischémies ou des arythmies[21] – réduire l'hyperréactivité sympathique périphérique – réduire le nombre de crises – réduire la tachycardie et les tremblements – réduire la pression intraoculaire

    ??1 récepteur Modifier

    Actions du1 récepteur comprennent :

    • augmenter le débit cardiaque en augmentant la fréquence cardiaque (effet chronotrope positif), la vitesse de conduction (effet dromotrope positif), le volume systolique (en augmentant la contractilité - effet inotrope positif) et le taux de relaxation du myocarde, en augmentant le taux de séquestration des ions calcium (effet lusitrope positif) effet), qui aide à augmenter la fréquence cardiaque
    • augmenter la sécrétion de rénine par les cellules juxtaglomérulaires du rein
    • augmenter la sécrétion de rénine par les reins[22]
    • augmenter la sécrétion de ghréline par l'estomac [23]

    ??2 récepteur Modifier

    Actions du2 récepteur comprennent :

      relaxation dans de nombreuses zones du corps, par ex. dans les bronches (bronchodilatation, voir salbutamol), le tractus gastro-intestinal (diminution de la motilité), les veines (vasodilatation des vaisseaux sanguins), en particulier celles du muscle squelettique (bien que cet effet vasodilatateur de la noradrénaline soit relativement mineur et dépassé par la vasoconstriction médiée par les récepteurs adrénergiques ) [24] dans le tissu adipeux[25] dans le muscle squelettique[26][27]
  • absorption du potassium dans les cellules [28]
  • détendre l'utérus non enceinte
  • détendre le muscle détrusor urinaire de la paroi de la vessie
  • dilater les artères vers le muscle squelettique et la néoglucogenèse
  • stimule la sécrétion d'insuline [29]
  • contracter les sphincters du tractus gastro-intestinal
  • sécrétions épaissies des glandes salivaires[19]
  • inhiber la libération d'histamine par les mastocytes
  • impliqué dans la communication cérébrale - immunitaire [30]
  • ??2 les agonistes (voir actions ci-dessus) peuvent être utilisés pour traiter : [7]

      et BPCO – réduire la contraction des muscles lisses bronchiques dilatant ainsi les bronches – augmenter l'apport en potassium cellulaire – réduire les contractions des muscles lisses utérins [31]

    ??3 récepteur Modifier

    Actions du3 récepteur comprennent :

    ??3 les agonistes pourraient théoriquement être utilisés comme médicaments amaigrissants, mais sont limités par l'effet secondaire des tremblements.


    La stimulation des récepteurs adrénergiques présynaptiques β améliore la libération de [ 3 H]-noradrénaline pendant la stimulation nerveuse dans la rate perfusée du chat

    1 Les effets de l'isoprénaline, du propranolol et des inhibiteurs de la phosphodiestérase sur le débordement du transmetteur 3H provoqué par la stimulation nerveuse à basse fréquence ont été déterminés dans la rate perfusée isolée du chat.

    2 La (-)-isoprénaline (0,14, 1,4 et 14 n M ) a produit une augmentation dépendante de la concentration du débordement du transmetteur [ 3 H] évoqué par la stimulation nerveuse à 1 Hz et était plus efficace à 1 Hz qu'à 2 hertz.

    3 Une concentration de propranolol (0,1 μ M ), dépourvue d'activité de blocage des neurones, a bloqué cet effet de la (-)-isoprénaline. Ces résultats sont compatibles avec la présence de récepteurs β-adrénergiques dans les terminaisons nerveuses noradrénergiques de la rate du chat.

    4 La (+)-isoprénaline (140 nM) n'a pas réussi à augmenter la libération de radioactivité induite par la stimulation nerveuse, ce qui indique que le récepteur β-adrénergique intervenant dans la facilitation de la libération de l'émetteur était stéréospécifique.

    5 L'augmentation du débordement du transmetteur 3 H induit par la stimulation nerveuse lors de l'exposition à l'inhibiteur de la phosphodiestérase, la papavérine (27 μ M ) était plus prononcée que celle obtenue en présence de 3-isobutyl-1-méthyl xanthine (IBMX) 0,5 m M. La facilitation de la libération du transmetteur induite par la papavérine n'était pas corrélée à l'effet granulaire produit par ce médicament.

    6 En présence de papavérine, la courbe concentration-effet de la (-)-isoprénaline sur la libération du transmetteur a été décalée vers la gauche et son maximum a été augmenté. De plus, le propranolol a considérablement réduit l'amélioration de la libération de noradrénaline obtenue par exposition à la papavérine dans des conditions dans lesquelles l'effet granulaire produit par l'inhibiteur de la phosphodiestérase était encore plus important qu'en l'absence du bloqueur β.

    7 Il est conclu que l'activation des récepteurs adrénergiques présynaptiques β dans la rate de chat perfusée entraîne une augmentation de la libération du transmetteur qui semble être liée à une augmentation des niveaux d'adénosine cyclique 3′,5′-monophosphate dans les terminaisons nerveuses noradrénergiques.


    Résumé

    Résumé Il a été postulé que la facilitation retardée de la libération de norépinéphrine par l'épinéphrine est causalement liée au développement de l'hypertension. Il a été proposé qu'une brève augmentation des concentrations d'épinéphrine entraîne l'absorption d'épinéphrine dans la terminaison nerveuse sympathique. La relibération ultérieure d'épinéphrine stimule les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques, entraînant une augmentation prolongée des concentrations plasmatiques de noradrénaline (NE), avec des réponses sympathiques amplifiées et une vasoconstriction. Pour déterminer si une telle facilitation retardée induite par l'épinéphrine de la libération de NE se produit dans un lit vasculaire drainant des vaisseaux résistants et, si cela se produit, si cette facilitation diffère dans l'hypertension, nous avons utilisé une méthode de dilution de radio-isotope pour mesurer le débordement de NE de l'avant-bras non stimulé et stimulé par l'isoprotérénol avant, pendant et après une perfusion de 50 ng/min d'épinéphrine pendant 30 minutes directement dans l'artère brachiale. Aucun effet facilitateur retardé de l'épinéphrine sur le débordement de NE de l'avant-bras n'a été observé chez 6 sujets normotendus (NT) ou 8 sujets hypertendus borderline (BHT) P= 0,38 BHT préépinéphrine 2,24 ± 0,70 ng/min versus postépinéphrine 1,93 ± 0,46 ng/min, P= 0,51 NT sur l'avant-bras stimulé par l'isoprotérénol Débordement de la NE préépinéphrine 4,61 ± 1,01 ng/min versus postépinéphrine 4,4 ± 0,98 ng/min, P= 0,9 BHT préépinéphrine 4,04 ± 1,36 ng/min versus postépinéphrine 4,69 ± 1,49 ng/min P=.5). Nous concluons que la perfusion locale à court terme d'épinéphrine n'a pas d'effet facilitateur retardé sur le débordement de NE de l'avant-bras chez les sujets NT ou BHT. Par conséquent, l'augmentation prolongée des concentrations de NE après la perfusion d'épinéphrine précédemment montrée de manière systémique, et non observée localement dans l'avant-bras, suggère que la réponse facilitatrice retardée à l'épinéphrine peut se produire dans d'autres organes.

    Une activité sympathique accrue et une réactivité accrue au stress ont été rapportées chez des patients souffrant d'hypertension à la fois limite et établie, et il a été suggéré qu'elles jouent un rôle dans la pathogenèse de l'hypertension. 1 2 3 4 5 6 7 Les mécanismes de ces réponses améliorées chez les sujets hypertendus sont inconnus, mais il a été suggéré que l'épinéphrine, libérée de la médullosurrénale pendant le stress physiologique, est absorbée dans la terminaison nerveuse sympathique et ensuite relibérée en tant que cotransmetteur avec NE. L'épinéphrine qui a été relibérée stimule davantage la libération de NE par son action sur les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques, que l'on pense être principalement β2-adrénorécepteurs, 8 et de cette façon l'épinéphrine peut amplifier et prolonger les réponses sympathiques à un moment où les concentrations circulantes d'épinéphrine ne sont plus élevées. 1 4 6 7

    Des études in vitro ont confirmé que l'épinéphrine est absorbée dans la terminaison nerveuse sympathique et ensuite relibérée. 9 Des preuves expérimentales in vitro considérables soutiennent l'existence de récepteurs β-adrénergiques présynaptiques fonctionnels. 10 11 12 13 Plus récemment, nous avons montré 14 15 et d'autres ont confirmé 16 que les récepteurs β-adrénergiques préjonctionnels facilitent la libération de NE in vivo. Le soutien de l'importance fonctionnelle de ces mécanismes, et donc de leur importance potentielle dans la pathogenèse de l'hypertension humaine, provient d'études qui ont démontré qu'une perfusion systémique à court terme d'épinéphrine entraîne des altérations hémodynamiques prolongées, 17 18 19 20 que l'on pense être médiées par l'effet facilitateur retardé de l'épinéphrine sur la libération de NE médiée par les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques.

    Cependant, en raison des réponses réflexes confusionnelles résultant de la perfusion systémique d'épinéphrine, il n'a pas été possible d'examiner de manière adéquate l'hypothèse selon laquelle l'épinéphrine, par ses actions présynaptiques, a un effet facilitateur retardé sur la libération de NE chez l'homme. Idéalement, pour limiter les effets confusionnels de l'activation sympathique réflexe et les altérations de l'activité parasympathique qui se produisent après l'administration systémique d'épinéphrine, la réponse à l'épinéphrine doit être examinée après l'administration du médicament directement dans le lit vasculaire d'intérêt, à des doses ayant un effet systémique négligeable. effets. Dans une telle étude, la perfusion locale d'épinéphrine s'est avérée faciliter la vasoconstriction neurogène, et il a été déduit que le mécanisme était une facilitation retardée de la libération de NE après la perfusion d'épinéphrine. 21 Nous avons examiné directement l'hypothèse selon laquelle l'élévation à court terme des concentrations d'épinéphrine localement dans l'avant-bras entraîne une facilitation prolongée du débordement NE de l'avant-bras. De plus, nous avons examiné les réponses à la fois chez des sujets sains normotendus et des sujets souffrant d'hypertension limite, car si la facilitation retardée induite par l'épinéphrine du débordement NE de l'avant-bras se produisait, nous nous attendrions à ce qu'elle soit améliorée dans le BHT.

    Méthodes

    Sujets

    Tous les sujets étaient des hommes blancs non fumeurs. Un groupe de 6 volontaires sains, NT, âgés de 33,8 ± 2,3 ans, et un groupe de 8 sujets atteints de BHT, âgés de 33,4 ± 1,9 ans, ont été étudiés. Cinq sujets du groupe NT et 5 sujets du BHT étaient soit des employés, soit des étudiants de l'université ou avaient effectué des recherches antérieures. Les résultats de la dose-réponse initiale d'isoprotérénol chez ces sujets NT et BHT, et les différences dans les retombées systémiques de la NE systémique de base, ont été rapportés précédemment. 3 Ces études initiales ont été conçues pour démontrer le phénomène de libération présynaptique de NE médiée par les récepteurs β-adrénergiques et ont inclus 7 autres sujets NT qui n'ont pas participé à la présente étude. Tous les sujets ont fourni un consentement éclairé écrit et le protocole de l'étude a été approuvé par le Comité Vanderbilt pour la protection des sujets humains. La BHT était définie comme une pression artérielle diastolique supérieure par intermittence à 90 mm Hg alors que le sujet ne recevait aucun traitement antihypertenseur. Les médicaments antihypertenseurs ont été arrêtés 4 semaines avant l'étude chez les 4 sujets hypertendus borderline qui recevaient un traitement antihypertenseur. La tension artérielle était surveillée une ou deux fois par semaine chez ces sujets, et si la tension artérielle diastolique atteignait 110 mm Hg ou plus, les sujets devaient être exclus de l'étude. En aucun cas cela ne s'est produit. Hormis une pression artérielle élevée, aucun sujet n'a présenté d'anomalies cliniquement significatives sur l'anamnèse, l'examen physique ou les tests de laboratoire de routine, y compris la numération formule sanguine, les temps de prothrombine et de thromboplastine partielle, les tests de la fonction rénale et hépatique et l'électrocardiogramme. Les sujets n'ont pris aucun médicament pendant au moins 4 semaines avant l'étude et ont suivi un régime (fourni par la cuisine métabolique du Centre de recherche clinique Vanderbilt) exempt de caféine et d'alcool et fournissant 150 mmol de Na + et 70 mmol de K + par jour pendant 5 jours avant l'étude.

    Protocole experimental

    Toutes les expériences ont été réalisées le matin avec les sujets se reposant sur le dos au lit dans la même pièce à température contrôlée. Une canule intraveineuse a été placée dans une veine antécubitale des deux bras. Après avoir administré 1% de lidocaïne par voie sous-cutanée, nous avons inséré un cathéter en polyuréthane de calibre 18 (Cook Inc) dans l'artère brachiale du bras non dominant pour des perfusions locales et des prélèvements sanguins.La perméabilité du cathéter artériel a été maintenue avec une perfusion saline de 30 ml/h. En modifiant la concentration de médicament, le débit total à travers la canule a été maintenu constant à 30 ml/h. La pression artérielle a été mesurée avec un transducteur de pression (Hewlett Packard) et la fréquence cardiaque a été enregistrée à partir d'un moniteur électrocardiographique continu. Après la mise en place de la ligne artérielle et des cathéters intraveineux, les sujets se sont reposés tranquillement pendant 30 minutes. [ 3 H]NE (56,9 Ci/mmol noradrénaline l -[anneau-2,5,6-3 H], DuPont NEN) a été perfusé dans le bras controlatéral à la ligne artérielle. Une dose de charge initiale de 25 Ci de [ 3 H]NE a été administrée en 2 minutes, suivie d'une perfusion constante de 0,9 Ci/min. Le [ 3 H]NE a été préparé pour l'administration humaine par la radiopharmacie de l'hôpital Vanderbilt, et des tests de stérilité et de pyrogène appropriés ont été effectués. Immédiatement avant utilisation, la [ 3 H]NE a été diluée à une concentration de 2 Ci/mL dans une solution saline normale avec 1 mg/mL d'acide ascorbique ajouté à la solution pour perfusion. Après les lectures de base obtenues à 30 et 40 minutes, temps au bout duquel les concentrations de [ 3 H]NE atteignent l'état d'équilibre, le débit sanguin de l'avant-bras en réponse à 10 à 400 ng/min d'isoprotérénol (Isuprel, Winthrop Pharmaceuticals) a été déterminé comme décrit ci-dessous. L'isoprotérénol a été perfusé par voie intra-artérielle à des doses croissantes à l'aide d'une pompe à perfusion Harvard (Harvard). Chaque dose d'isoprotérénol a été perfusée pendant 7 minutes avec des enregistrements du flux sanguin effectués au cours des 2 dernières minutes.

    Après l'achèvement de la dose-réponse d'isoprotérénol, une période de sevrage de 40 minutes s'est écoulée, au cours de laquelle les réponses sont revenues à la ligne de base et la présente étude a été réalisée. Parce que la facilitation du débordement de NE de l'avant-bras pourrait être détectée plus facilement dans des conditions de stimulation, nous avons mesuré à la fois le débordement de NE non stimulé et stimulé par l'isoprotérénol avant et après la perfusion d'épinéphrine. La dose d'isoprotérénol utilisée pour stimuler la libération de NE médiée par les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques était la dose d'isoprotérénol obtenue à partir de la courbe dose-réponse d'isoprotérénol immédiatement précédente de cet individu qui a augmenté le flux sanguin de l'avant-bras jusqu'à environ deux fois la valeur de base. Cette dose d'isoprotérénol a été utilisée dans les études ultérieures chez cet individu pour la stimulation du débordement de la NE médiée par les récepteurs β-adrénergiques. La dose d'isoprotérénol utilisée pour stimuler les réponses médiées par les récepteurs β de l'avant-bras variait entre les individus (20, 40 ou 60 ng/min), mais la même dose a été utilisée pour chaque sujet individuel. Le débit sanguin de l'avant-bras de préépinéphrine et le débordement de NE ont été déterminés avant (non stimulé) et après une perfusion de 7 minutes d'isoprotérénol (stimulé par l'isoprotérénol) à la dose choisie pour chaque sujet individuel. Ensuite, 50 ng/min d'épinéphrine ont été perfusés dans l'artère brachiale pendant 30 minutes avec détermination du débit sanguin de l'avant-bras et du débordement NE pendant les 2 dernières minutes de la perfusion d'épinéphrine. La dose et la durée de l'épinéphrine intra-artérielle ont été choisies pour reproduire les conditions d'une étude précédente, qui a montré une augmentation retardée de la vasoconstriction neurogène après l'administration d'épinéphrine intra-artérielle d'une manière similaire. 21 Une fois la perfusion d'épinéphrine terminée, une solution saline a été perfusée pendant les 30 minutes suivantes. Après ce lavage de 30 minutes, les réponses non stimulées et stimulées par l'isoprotérénol ont été à nouveau déterminées (postépinéphrine).

    Le débit sanguin de l'avant-bras a été mesuré dans le bras dans lequel de l'isoprotérénol et de l'épinéphrine intra-artériels ont été perfusés à l'aide d'une pléthysmographie à jauge de contrainte au mercure dans le silastic comme décrit précédemment, 14 et des échantillons de sang artériel et veineux ont été prélevés simultanément pour la détermination des endogènes et [ 3 Les concentrations de H]NE ont permis de déterminer la cinétique de NE (comme décrit ci-dessous) avant la perfusion d'épinéphrine (valeurs de préépinéphrine non stimulée et de préépinéphrine stimulée par l'isoprotérénol), pendant la perfusion d'épinéphrine et 30 minutes après l'arrêt de la perfusion d'épinéphrine (postépinéphrine non stimulée et valeurs stimulées par la postépinéphrine isoprotérénol).

    Mesures de catécholamines

    Le [ 3 H]NE a été perfusé en continu tout au long de l'étude comme décrit ci-dessus. Les concentrations endogènes et de [ 3 H]NE ont été mesurées pour permettre la détermination de la cinétique de NE comme nous 14 et d'autres 22 l'avons décrit précédemment. Les échantillons ont été prélevés dans des tubes refroidis avec de l'EGTA et du glutathion réduit (Amersham Corp), placés sur de la glace et centrifugés à 4°C. Des échantillons de la solution de perfusion de [ 3 H]NE ont été collectés, stockés et analysés ultérieurement, comme décrit ci-dessous pour les échantillons de sang, afin de permettre la détermination du débit réel de perfusion de [ 3 H]NE.

    Les concentrations de NE et d'épinéphrine ont été mesurées par HPLC en utilisant une détection électrochimique avec de la 3,4-dihydroxybenzylamine comme standard interne comme nous l'avons décrit précédemment. 23 L'effluent HPLC coïncidant avec le pic NE a été collecté et compté par scintillation liquide. Cela a permis de déterminer la concentration plasmatique de [ 3 H]NE sans interférence des métabolites tritiés. Les coefficients de variation intra et inter-jours étaient respectivement de 7,8 et 7,6 %.

    Détermination de la cinétique NE

    Les calculs pour la détermination de la cinétique NE utilisant la méthode de dilution isotopique 22 24 ont été effectués comme suit : extraction fractionnée (FE) de [ 3 H]NE dans l'avant-bras = (A*−V*)/A*, où A* et V * sont les concentrations artérielles et veineuses de [ 3 H]NE, respectivement le débordement avant-bras de NE=[(V−A)+(A×FE)]Q, où A et V sont les concentrations artérielles et veineuses de NE endogène, respectivement , et Q est le débit plasmatique de l'avant-bras dérivé de l'hématocrite, du débit sanguin de l'avant-bras et du volume de l'avant-bras. * et la vitesse à laquelle la NE a pénétré le plasma pour l'ensemble du corps (débordement systémique) = clairance systémique × A.

    L'analyse des données

    Les données sont exprimées en moyenne ± SEM. Les valeurs pré- et postépinéphrine non stimulées, stimulées par l'épinéphrine et pré- et postépinéphrine stimulées par l'isoprotérénol, respectivement, ont été comparées par ANOVA et avec une analyse post hoc, le cas échéant, réalisée à l'aide d'un test de Student bilatéral. t tester les données appariées. Le niveau minimum de signification statistique était P<.05 (SPSS pour Windows version 6.0, SPSS).

    Résultats

    Les caractéristiques des sujets hypertendus NT et BHT étudiés sont présentées dans le tableau 1 . Hormis la pression artérielle, les deux groupes ne différaient pas en ce qui concerne l'âge, la taille, le poids, le volume de l'avant-bras, la circonférence de l'avant-bras, l'excrétion de sodium sur 24 heures, la fréquence cardiaque de base ou le débit sanguin de l'avant-bras de base. Les réponses du flux sanguin de l'avant-bras et la cinétique NE pour les sujets NT et BHT sont présentées dans les tableaux 2 et 3, respectivement. Le débordement systémique accru de NE dans le BHT a été signalé précédemment 3 dans la présente étude.

    La perfusion locale d'épinéphrine n'a pas entraîné de retard dans la facilitation du débordement de NE de l'avant-bras non stimulé ou stimulé par l'isoprotérénol. Le débordement de NE de l'avant-bras non stimulé avant et 30 minutes après l'épinéphrine chez les sujets NT n'était pas différent (préépinéphrine 1,79 ± 0,41 ng/min par rapport au débordement de NE de l'avant-bras postépinéphrine P=.38). Dans le BHT, le débordement NE de l'avant-bras était de 2,24 ± 0,70 ng/min de préépinéphrine contre 1,93 ± 0,46 ng/min de postépinéphrine (P=.51). La dose d'isoprotérénol choisie a eu l'effet stimulateur souhaité sur la libération de la NE de l'avant-bras, l'augmentant de 1,79 ± 0,41 ng/min à 4,61 ± 1,01 ng/min en NT et de 2,24 ± 0,7 ng/min à 4,04 ± 1,36 ng/min en sujets BHT. Cependant, le débordement de NE de l'avant-bras stimulé par l'isoprotérénol n'a pas augmenté 30 minutes après la perfusion d'épinéphrine (postépinéphrine : NT, 4,4 ± 0,98 ng/min BHT, 4,69 ± 1,49 ng/min préépinéphrine : NT 4,61 ± 1,01 ng/min [P=.90] et BHT 4.04±1.36 ng/min [P=.50]) (Fig 1 , Tableaux 2 et 3 ). De même, si les sujets NT et BHT étaient considérés ensemble (n=14), le débordement de NE de l'avant-bras non stimulé avant (2,05 ± 0,43 ng/min) et après (2,12 ± 0,37 ng/min) le débordement de NE de l'avant-bras stimulé par l'épinéphrine et l'isoprotérénol avant (4,29 ± 0,87 ng/min) et après (4,56 ± 0,92 ng/min) l'épinéphrine ne différait pas (P=.86 et P= 0,75, respectivement) (Fig. 1). Ainsi, il n'y avait aucune preuve de la facilitation induite par l'épinéphrine du débordement de la NE de l'avant-bras à l'état basal ou stimulé ou chez les sujets NT ou BHT, ni aucune preuve qu'une telle facilitation puisse se produire de manière sélective chez les sujets BHT.

    Dans la présente étude, comme indiqué précédemment, 3 une réponse émoussée du flux sanguin de l'avant-bras à la stimulation β-adrénergique a été observée. La dose médiane d'isoprotérénol sélectionnée pour la stimulation était de 20 ng/min chez les sujets NT et de 50 ng/min chez les sujets BHT (P=.14). Malgré la dose plus élevée d'isoprotérénol, la réponse du débit sanguin de l'avant-bras avait tendance à être plus faible dans le groupe BHT (5,7 ± 0,8 ml/100 ml par minute) par rapport au groupe NT (9,0 ± 1,6 ml/100 ml par minute) (P=.07). Une vasodilatation émoussée en réponse à un agoniste -adrénergique s'est reflétée davantage dans la réponse du flux sanguin de l'avant-bras à l'épinéphrine, qui a été émoussée dans le BHT. Les sujets NT et BHT ont reçu la même dose d'épinéphrine intra-artérielle (50 ng/min), ce qui a entraîné une réponse du débit sanguin de l'avant-bras significativement plus élevée dans NT (3,4 ± 0,44 à 12,1 ± 1,8 ml/100 ml par minute) que dans Sujets BHT (2,9±0,36 à 5,3±1,0 ml/100 ml par minute) (P=.004). Cependant, comme nous l'avons signalé avec l'agoniste β-adrénergique isoprotérénol 3 et comme Chang l'a signalé avec l'épinéphrine, 25 la libération de NE de l'avant-bras pendant la perfusion intra-artérielle d'épinéphrine a augmenté au-dessus des niveaux non stimulés, mais à un degré similaire chez les sujets BHT et NT (avant-bras Débordement NE : NT 5,7 ± 1,8 ng/min, BHT 4,1 ± 1,4 ng/min P=.49).

    Les doses d'isoprotérénol et d'épinéphrine administrées n'ont eu aucun effet systémique détectable, n'entraînant aucune altération de la fréquence cardiaque ni de la pression artérielle, confirmant que les effets des doses choisies se limitaient principalement à l'avant-bras. La concentration veineuse d'épinéphrine dans l'avant-bras dans lequel l'épinéphrine a été perfusée a été mesurée avant, pendant et 30 minutes après la perfusion d'épinéphrine. La limite inférieure de détection de l'épinéphrine était de 25 pg/mL. Les sujets avec des concentrations d'épinéphrine inférieures à la limite de détection ont reçu cette valeur. La concentration d'épinéphrine a augmenté de manière significative pendant la perfusion d'épinéphrine (350,9 ± 70,3 pg/mL P<.001), et les concentrations d'épinéphrine 30 minutes après l'arrêt de la perfusion d'épinéphrine (48,8 ± 12,4 pg/mL) étaient similaires aux concentrations de base (40,7 ± 8,5 pg/mL P=NS), indiquant que la perfusion de 30 minutes d'épinéphrine à la dose administrée a entraîné une augmentation modérée des concentrations locales d'épinéphrine qui sont revenues aux concentrations de pré-perfusion au cours des 30 minutes suivant l'arrêt de la perfusion d'épinéphrine. Étant donné que les concentrations d'épinéphrine au repos étaient faibles et inférieures au seuil de détection chez certains individus BHT et NT, nous n'avons pas pu comparer avec confiance les concentrations d'épinéphrine de base dans les deux groupes.

    Le débordement systémique de NE, reflétant l'activité sympathique globale, après l'épinéphrine, en l'absence d'isoprotérénol était plus élevé chez les sujets NT et BHT, mais cela n'a atteint aucune signification statistique dans les deux groupes (valeurs avant et après l'épinéphrine, respectivement, chez les sujets NT : 269,1 ±18,2 et 347,3±38,4 ng/min, P= 0,08 sujets BHT : 485,4 ± 83,2 et 553,5 ± 101,0 ng/min, P= .09) (tableaux 2 et 3 ). Cependant, dans les groupes combinés, le débordement systémique de NE 30 minutes après l'arrêt de la perfusion d'épinéphrine était plus important (465,1 ± 64,7 ng/min) qu'avant l'épinéphrine (392,7 ± 55,4 ng/min) (P=.01) (Fig 2 ). Conformément à la constatation que le débordement systémique de NE a augmenté 30 minutes après la perfusion d'épinéphrine, il y a eu l'observation que le débit sanguin de base de la postépinéphrine dans l'avant-bras (2,7 ± 0,32 ml/100 ml par minute) était inférieur à celui de la préépinéphrine (3,1 ± 0,28 ml/100 ml par minute) (P=.04).

    Discussion

    Nous avons examiné l'hypothèse selon laquelle l'administration locale d'épinéphrine à des doses sans effets hémodynamiques systémiques aurait un effet facilitateur retardé sur la libération de NE dans le système vasculaire de l'avant-bras chez les sujets NT et chez les sujets BHT, un groupe dans lequel cette réponse, si elle se produisait, serait devrait être amélioré. Nos résultats indiquent que (1) la perfusion locale d'épinéphrine n'a pas produit d'augmentation soutenue du débordement de NE dans l'avant-bras et (2) il n'y avait aucune preuve d'une telle facilitation retardée du débordement de NE se produisant sélectivement chez les sujets BHT.

    Plusieurs études antérieures ont démontré qu'une perfusion à court terme d'épinéphrine était suivie d'une tachycardie soutenue et/ou d'une augmentation de la pression artérielle. 17 18 19 Ces observations n'ont pas pu être expliquées par les taux circulants d'épinéphrine car l'épinéphrine a une demi-vie inférieure à une minute 26 et parce que les concentrations plasmatiques d'épinéphrine reviennent aux niveaux de base quelques minutes après l'arrêt d'une perfusion systémique. 19 Ces études ont été interprétées comme étayant la théorie selon laquelle l'épinéphrine, à travers le processus d'absorption locale, de relibération et de stimulation de la libération de NE médiée par les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques, avait des effets facilitateurs retardés sur la libération de NE entraînant une prolongation et une amplification des réponses sympathiques. .

    Toutes les études ne soutiennent pas la suggestion que l'épinéphrine a des effets hémodynamiques prolongés médiés par les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques. Persson et ses collègues 27 ont découvert que la perfusion systémique d'épinéphrine avait un effet de stimulation retardé à la fois sur l'activité des nerfs sympathiques musculaires et le débordement NE. de la pression veineuse centrale notée lorsque la perfusion d'épinéphrine a été interrompue, et non en raison d'effets stimulants directs sur les récepteurs β-adrénergiques présynaptiques. La perfusion systémique d'épinéphrine entraîne également d'autres réponses secondaires telles que l'activation du système rénine-angiotensine 28 , la libération d'autres hormones de stress 29 et des altérations de l'activité métabolique 20 qui peuvent encore compliquer l'interprétation des effets de l'administration systémique d'épinéphrine sur le système sympathique. activité.

    Floras et ses collègues, 21 pour contourner les problèmes associés à la perfusion systémique d'épinéphrine, ont étudié les réponses vasculaires de l'avant-bras, mais pas la cinétique NE de l'avant-bras, avant et 30 minutes après l'administration de 50 ng/min d'épinéphrine directement dans l'artère brachiale pendant 40 minutes. Ils ont constaté que les réponses vasoconstrictrices de l'avant-bras au LBNP étaient améliorées 30 minutes après la perfusion intra-artérielle d'épinéphrine, mais pas 30 minutes après la perfusion intra-artérielle d'isoprotérénol, un agoniste β-adrénergique qui n'est pas absorbé et libéré de la terminaison nerveuse. Dans cette étude, les réponses vasoconstrictrices après une perfusion intra-artérielle directe de NE n'étaient pas modifiées après l'épinéphrine, ce qui implique que les réponses vasculaires accrues au LBNP observées après l'épinéphrine n'étaient pas dues à une sensibilité vasculaire accrue à la NE mais plutôt à une libération accrue de NE médiée par l'épinéphrine. . 21 La méthodologie utilisée dans notre étude a permis de déterminer la libération locale de NE et donc d'examiner spécifiquement cette hypothèse.

    Nous n'avons pas observé d'effet retardé de l'épinéphrine sur le débordement NE de l'avant-bras après l'administration intra-artérielle d'épinéphrine. Plusieurs raisons possibles à cela, y compris les limites imposées par la conception de l'étude, ont été examinées. La signification physiologique de changements mineurs dans le débordement de l'avant-bras est incertaine et, compte tenu des effets hémodynamiques retardés marqués notés après l'administration systémique d'épinéphrine, 17 18 19 20, il est probable que les effets de l'épinéphrine sur la libération de NE seraient substantiels si c'était effectivement le cas. mécanisme qui explique ces observations physiologiques. Nos données sont dérivées de l'étude de 6 sujets NT et 8 sujets BHT. L'étude avait une puissance d'environ 70 %, 80 % et 98 % pour détecter un doublement du débordement de l'avant-bras postépinéphrine dans les groupes NT, BHT et combinés, respectivement. dans le groupe NT. Cependant, la stratégie consistant à combiner les groupes BHT et NT (n = 14) pour déterminer s'il existe des preuves d'une facilitation retardée du débordement de NE après l'épinéphrine est raisonnable car la facilitation des réponses systémiques après la perfusion systémique d'épinéphrine 18 et l'amélioration des effets vasoconstricteurs de LBNP postépinéphrine 21 30 ont été montrés chez les sujets NT et BHT. Il a été postulé que les réponses NE retardées facilitées par l'épinéphrine sont importantes dans la pathogenèse de l'hypertension. 4 6 7 Si c'est le cas, on pourrait s'attendre à ce que ces réponses soient renforcées tôt dans le processus de la maladie. Plusieurs études ont indiqué que l'activité sympathique, en particulier au début du processus de la maladie, est renforcée chez les sujets hypertendus. Ainsi, bien que l'on puisse supposer que l'ampleur de la réponse diffère, si une facilitation retardée du débordement de NE se produisait après l'épinéphrine, cela se produirait dans les deux groupes. La combinaison des deux groupes de cette manière ne parvient pas à révéler des preuves d'une amélioration de la postépinéphrine par débordement NE de l'avant-bras. Le but de la présente étude était d'abord de documenter la présence ou l'absence d'une réponse, à savoir, une augmentation retardée de la postépinéphrine de débordement de NE. Deuxièmement, si cette réponse se produisait, nous souhaitions ensuite comparer l'ampleur de l'augmentation des individus BHT et NT. Ainsi, il serait approprié d'augmenter le nombre de sujets NT et/ou BHT pour permettre une comparaison de l'amplitude de la réponse entre les deux groupes, si en fait une réponse significative s'était produite. Il n'y a pas eu de facilitation du débordement de la postépinéphrine NE de l'avant-bras dans les groupes NT, BHT ou combinés, mais il est intéressant de noter que dans les groupes combinés, nous avons détecté une augmentation faible mais significative du débordement systémique de la postépinéphrine NE, une conclusion qui est compatible avec les données précédentes. montrant une augmentation retardée du débordement systémique de NE après la perfusion systémique d'épinéphrine. 27 Notre méthodologie était sensible à ces petits changements dans le débordement systémique de NE malgré la faible dose d'épinéphrine, qui n'avait aucun effet systémique détectable, ce qui suggère que la méthodologie était suffisamment sensible pour détecter la facilitation postépinéphrine du débordement de NE de l'avant-bras s'il se produisait.

    Il est peu probable qu'une dose ou une durée inadéquate de la perfusion intra-artérielle d'épinéphrine explique l'absence d'effet facilitateur retardé de l'épinéphrine sur l'activité sympathique locale.La dose d'épinéphrine sélectionnée pour la perfusion intra-artérielle a été choisie pour atteindre des concentrations locales d'épinéphrine dans l'avant-bras qui étaient similaires aux concentrations systémiques circulantes d'épinéphrine en période de stress 21 et, dans d'autres études, cette dose, perfusée dans l'artère brachiale pendant 40 minutes, a facilité les réponses vasoconstrictrices à la pression négative du bas du corps. 21 Nous avons montré que les concentrations d'épinéphrine 30 minutes après l'arrêt de la perfusion d'épinéphrine (48,8 ± 12,4 pg/mL) étaient similaires aux concentrations de base (40,7 ± 8,5 pg/mL) (P=NS). Notre intérêt était de montrer que l'épinéphrine que nous avions perfusée entraînait une augmentation temporaire des concentrations d'épinéphrine locale qui n'était plus présente lorsque des études recherchant une facilitation retardée des réponses étaient réalisées. Nous n'avons pas conçu la présente étude pour examiner spécifiquement la relibération locale d'épinéphrine à partir de la terminaison nerveuse. Si nous avions montré une facilitation du débordement de NE de l'avant-bras, une technique à double isotope, avec de l'épinéphrine radioactive recherchant les très faibles augmentations d'épinéphrine locale qui résulteraient de la libération d'épinéphrine théoriquement séquestrée dans la terminaison nerveuse, serait intéressante.

    Dans la présente étude, la perfusion d'une faible dose d'isoprotérénol, plutôt que l'application de LBNP, a été utilisée pour stimuler la libération présynaptique -adrénergique médiée par les récepteurs de NE. La force de la méthodologie de l'avant-bras isolé est qu'elle exclut la contribution des réponses réflexes systémiques. La stimulation du trafic nerveux efférent, par exemple par LBNP, nécessite l'activation de telles réponses réflexes systémiques - quelque chose que nous avons délibérément tenté d'éviter et qui est une force particulière de l'étude. Nous avons montré précédemment que la perfusion locale d'isoprotérénol augmentait le débordement de la NE de l'avant-bras d'une manière liée à la dose 14 sans nécessiter l'application de stimuli plus généralisés tels que le LBNP. Cependant, nous ne pouvons pas exclure la possibilité que dans des conditions de trafic nerveux accru, dans l'avant-bras ou un autre lit vasculaire, nos résultats aient pu être différents.

    Il est peu probable que la relation dose-réponse d'isoprotérénol précédente qui a été réalisée pour déterminer la dose stimulante d'isoprotérénol pour les études ultérieures ait modifié notre capacité à détecter une facilitation du débordement de la NE de l'avant-bras par la postépinéphrine. L'isoprotérénol, contrairement à l'épinéphrine, n'est pas absorbé dans la terminaison nerveuse par l'absorption 31 et, en tant que tel, a été utilisé comme contrôle pour l'épinéphrine par Floras et d'autres qui ont montré que les réponses hémodynamiques retardées et améliorées observées après l'épinéphrine n'étaient pas observées. après l'isoprotérénol. 21 Les données générées par nos études précédentes 32 33 suggèrent qu'un effet temporel survenant sur 1 heure (en comparant la pré- et la postépinéphrine) n'est pas présent et que les mesures de base sont stables sur 3 à 4 heures. Ainsi, il est peu probable que des changements temporels survenus au cours de l'étude aient affecté les résultats. Idéalement, on aurait aimé randomiser l'ordre dans lequel les observations placebo/épinéphrine ont été obtenues. Cependant, cela n'a pas été incorporé dans la conception, en particulier parce que la durée de tout effet facilitateur de report de l'épinéphrine (que nous n'avons pas trouvé) était inconnue. Dans des études antérieures, des changements hémodynamiques jusqu'à 18 heures après une perfusion d'épinéphrine de 6 heures ont été trouvés, 19 suggérant qu'un effet de transfert prolongé était probable et, par conséquent, la perfusion de solution saline a toujours précédé la perfusion d'épinéphrine.

    Un inconvénient potentiel de l'utilisation de l'isoprotérénol comme stimulus est qu'il pourrait entrer en compétition avec l'épinéphrine, hypothétiquement libérée de la terminaison nerveuse, pour les sites des récepteurs β-adrénergiques présynaptiques et pourrait donc masquer les effets de l'épinéphrine. Cette possibilité est difficile à exclure cependant, la dose d'isoprotérénol sélectionnée comme stimulus a été délibérément choisie pour être bien inférieure à la courbe dose-réponse, permettant ainsi une réponse supplémentaire à une stimulation supplémentaire des récepteurs β-adrénergiques. Il est également difficile d'exclure la possibilité qu'en présence de l'agoniste β-adrénergique isoprotérénol, les effets sur les récepteurs α-adrénergiques de l'épinéphrine (qui diminueraient la libération présynaptique de NE) prédominent et masquent ses effets stimulateurs. Un autre facteur potentiel qui pourrait influencer l'augmentation induite par l'isoprotérénol du débordement de la NE de l'avant-bras est la dérivation du flux sanguin des vaisseaux de résistance par l'isoprotérénol. Cela semble peu probable compte tenu des effets profonds de l'isoprotérénol sur la résistance vasculaire de l'avant-bras. 3

    Il a été démontré que l'exposition prolongée des récepteurs -adrénergiques aux agonistes in vitro et in vivo 34 35 entraîne une diminution des réponses médiées par les récepteurs -adrénergiques, un processus connu sous le nom de désensibilisation. Nous avons déjà perfusé de l'isoprotérénol pendant 4 heures sans produire de diminution des réponses médiées par les récepteurs β-adrénergiques dans l'avant-bras, 36 et il est donc très peu probable qu'une régulation négative des récepteurs β-adrénergiques par la perfusion d'épinéphrine ait entraîné une désensibilisation à la dose stimulante de isoprotérénol et par conséquent obscurci les réponses améliorées après l'épinéphrine.

    La mesure de l'activité sympathique in vivo est difficile, et la technique de dilution des radio-isotopes utilisée dans la présente étude, bien que ne fournissant pas une mesure exacte de la libération neuronale de NE, fournit une estimation quantifiable de cette libération qui est sensible aux changements pharmacologiques et physiologiques et qui a largement utilisé par de nombreux chercheurs. 2 3 14 15 16 22 24 27 31 Cette technique offre donc une alternative à l'utilisation d'une mesure fonctionnelle telle que le débit sanguin de l'avant-bras à un stimulus indirect, tel que LBNP, pour mesurer les changements dans la réponse sympathique.

    Les effets de l'adrénaline perfusée par voie intra-artérielle se limitaient principalement à l'avant-bras sans effets hémodynamiques systémiques détectables. Cependant, le débordement systémique de NE était plus élevé 30 minutes après l'épinéphrine chez les sujets NT et BHT, mais cela n'était significatif que lorsque tous les sujets étaient analysés ensemble. Ces effets retardés sur le débordement systémique de NE sont faibles, et nous ne pouvons pas exclure un effet lié au temps et aucune correction statistique pour les tests multiples n'a été appliquée. Cependant, ces changements dans le débordement systémique de NE pourraient refléter la facilitation retardée de la libération de NE par la petite quantité d'épinéphrine atteignant la circulation systémique dans des organes autres que l'avant-bras, tels que le cœur et les reins, et seraient en accord avec les études précédentes qui ont ont noté une augmentation retardée du débordement systémique de NE après une perfusion systémique d'épinéphrine. 27 Plusieurs sources de données suggèrent que les altérations de la sensibilité sympathique ne sont pas globales mais peuvent plutôt être spécifiques à un organe. Par exemple, nous avons montré que l'épuisement du sel entraîne une augmentation significative du débordement de NE systémique sans altération du débordement de NE de l'avant-bras, 33 et Esler et ses collègues, 2 mesurant le débordement de NE spécifique à un organe, ont constaté que l'augmentation du débordement de NE systémique observée chez les patients hypertendus les sujets étaient principalement attribuables à une augmentation du débordement de la NE rénale et cardiaque. Ainsi, la suggestion que l'épinéphrine pourrait entraîner une facilitation retardée du débordement de NE systémique, mais pas à l'avant-bras, serait conforme à ces observations. Si la facilitation induite par l'épinéphrine du débordement de NE se produit que dans des organes spécifiques, alors l'identification des organes spécifiques impliqués serait d'une importance considérable pour élucider le rôle d'un tel mécanisme dans la pathogenèse de l'hypertension.


    Libération de Nor-Epinephrine par les récepteurs bêta présynaptiques - Biologie

    Ce guide d'étude facilitera la compréhension des sympathomimétiques et des sympatholytiques et des récepteurs adrénergiques auxquels ces médicaments interagissent. L'objectif pédagogique est de comprendre la pharmacologie de base de ces récepteurs et les médicaments qui interagissent sur ces sites. Les médicaments qui interagissent avec ces récepteurs sont largement prescrits (par exemple, voir RxList.com) pour traiter une variété de conditions. Cela comprendrait les préparations en vente libre contre la toux et le rhume, en association avec des anesthésiques locaux, le traitement du dysfonctionnement des voies respiratoires, de l'hypertension, des cardiopathies ischémiques, de l'insuffisance cardiaque congestive et des urgences médicales. Comme pour toutes les classes de médicaments, le mélange de connaissances de base et cliniques aidera à comprendre les types de toxicité qui peuvent se manifester avec ces médicaments et à minimiser la probabilité d'événements toxiques.

    L'élève doit être capable d'expliquer ou de décrire

    1. Les principes pharmacodynamiques qui aident à comprendre les récepteurs adrénergiques et les actions des médicaments sur ces récepteurs.

    2. Les critères selon lesquels les récepteurs alpha et bêta sont définis.

    3. Les seconds systèmes de messagers utilisés par les récepteurs alpha et bêta et comment l'activation de ces récepteurs entraîne une modification de la fonction physiologique.

    4. Les effets de l'activation des récepteurs alpha et bêta sur le cœur et les vaisseaux sanguins.

    5. Les effets de l'isoprotérénol, de l'épinéphrine et de la norépinéphrine sur le système cardiovasculaire.

    6. Les utilisations cliniques et les toxicités potentielles de l'épinéphrine, de la norépinéphrine et de l'isoprotérénol, en mettant l'accent sur l'épinéphrine.

    Les récepteurs adrénergiques qui sous-tendent les réponses du système nerveux sympathique ont été divisés en deux sous-types distincts : les récepteurs adrénergiques alpha (récepteurs alpha) et les récepteurs adrénergiques bêta (récepteurs bêta). La classification de ces récepteurs, et bien des récepteurs en général, est basée sur l'interaction d'agonistes et d'antagonistes avec les récepteurs.

    Récepteurs bêta Les récepteurs bêta ont été subdivisés en bêta1 et bêta2 récepteurs. Il convient de souligner que la version bêta3 et bêta4 récepteurs ont été récemment isolés, clonés et caractérisés. La bêta3 récepteur peut être impliqué dans la régulation du métabolisme des acides gras. Ce récepteur pourrait être le siège de médicaments anti-obésité dans le futur. Les fonctions de la bêta4 récepteur reste à découvrir. Aux fins de ce document, nous nous concentrerons sur la version bêta1 et bêta2 récepteurs uniquement. La classification des récepteurs bêta est basée sur l'interaction d'une série de médicaments avec ces récepteurs. La capacité de l'épinéphrine, de la norépinéphrine et de l'isoprotérénol à augmenter la force de contraction myocardique a été examinée et les courbes dose-réponse présentées ci-dessous ont été obtenues. Les constantes de dissociation d'équilibre pour ces ligands étaient ISO, 80 nm, E, 800 nM et NE, 1000 nM. Ainsi, l'ordre de classement des affinités pour le récepteur bêta dans le cœur est ISO>E>NE. Un récepteur bêta présentant ces caractéristiques est appelé bêta1 récepteur.


    La capacité des mêmes composés à produire une bronchodilatation a été examinée et un ensemble différent de courbes dose-réponse et de constantes de dissociation à l'équilibre a été obtenu. Les constantes de dissociation étaient ISO, 80 nm, E, 800 nM et NE, 10 000 nM. Remarquez comment la capacité d'activer les récepteurs bêta dépend de la structure des médicaments à l'étude. Il est clair que le récepteur dans les poumons est différent de celui du cœur et est appelé bêta2 récepteur. Ces exemples servent à illustrer comment la constante de dissociation à l'équilibre est souvent utilisée comme « empreinte digitale » pour identifier un récepteur. Quel que soit son emplacement, le même récepteur aura les mêmes constantes de dissociation pour les agonistes et les antagonistes. Comme indiqué ici, les différences dans les constantes de dissociation à l'équilibre sont une indication de l'hétérogénéité au sein de la population de récepteurs principale. Comme cela sera illustré tout au long du cours, les sous-types de récepteurs sont couramment exploités dans le développement de médicaments pour fabriquer des ligands qui interagissent sélectivement avec un sous-type de préférence à un autre.

    Systèmes de récepteurs bêta

    La plupart des tissus expriment plusieurs récepteurs. Cependant, le récepteur principalement utilisé par le système nerveux sympathique pour affecter la fonction myocardique dans le cœur normal est le bêta1 récepteur tandis que dans le muscle lisse vasculaire et non vasculaire c'est le bêta2 récepteur.

    Tissu Sous-type de récepteur
    Cœur bêta1
    Tissu adipeux bêta1bêta3?
    Muscle lisse vasculaire bêta2
    Muscle lisse des voies respiratoires bêta2
    Libération de Kindney-Rénine par les cellules JG bêta1

    Signalisation cellulaire activée par le récepteur bêta dans le cœur

    Activation de la bêta1 récepteur entraîne une augmentation de la force contractile et de la fréquence cardiaque. L'augmentation de la contraction myocardique est le résultat de l'activation des récepteurs bêta associés aux oreillettes et au ventricule (en particulier les ventricules), tandis que les augmentations du taux de contraction sont dues à l'activation de ces récepteurs associés aux nœuds SA et AV ainsi qu'au Système His-Purkinjie. Rappelons que les canaux ioniques primaires dans les nœuds SA et AV sont des canaux calciques tandis que dans le His-Purkinjii et le myocarde ventriculaire, le courant électrique est transporté par des canaux sodiques. L'activation du récepteur bêta augmente les mouvements ioniques à travers les deux types de canaux. Ces actions entraînent une augmentation de la fréquence cardiaque.

    1) Augmenter la pente de la dépolarisation spontanée de phase 4

    2) Augmenter le taux maximal de dépolarisation de phase 0

    3) Augmenter la vitesse de conduction

    4) Diminuer la période réfractaire

    Ces facteurs électrophysiologiques contribuent à l'activité électrique ordonnée et rythmique qui assure l'activité contractile efficace du cœur. En réponse à l'activation des récepteurs bêta, ces paramètres augmentent et le cœur bat à un rythme plus rapide. Cependant, une stimulation excessive du récepteur bêta par les catécholamines peut augmenter ces variables à un point tel que des arythmies peuvent se produire. Les troubles du rythme sont une préoccupation majeure avec les médicaments qui activent le bêta1 récepteur. Les médicaments à couvrir qui ont tendance à générer des arythmies comprennent l'épinéphrine, l'isoprotérénol, la noradrénaline, la dopamine et la dobutamine.

    Le récepteur bêta1-adrénergique comme cible thérapeutique

    Agonistes - insuffisance cardiaque congestive

    Antagonistes - hypertension, cardiopathie ischémique, insuffisance cardiaque congestive

    La bêta2 Le récepteur associé au muscle lisse utilise également le système de signalisation AMPc. Cependant, les résultats des augmentations médiées par les récepteurs des taux d'AMPc dans le muscle lisse sont différents de ceux qui se produisent dans le muscle cardiaque. Par conséquent, les conséquences de la phosphorylation de la PKA sur les structures clés du muscle lisse entraînent une relaxation

    Structures phosphorylées dans le muscle lisse

    1) sarcolemme - Diminuer l'afflux de Ca 2+

    2) réticulum sarcoplasmique - Améliorer l'absorption de Ca 2+

    3) diminuer les interactions actine-myosine - relaxation musculaire

    Le résultat net de ces activités est d'inhiber les voies du calcium dans le muscle lisse conduisant à la relaxation.

    Le récepteur bêta2-adrénergique comme cible thérapeutique

    Agonistes - Dysfonctionnement des voies respiratoires, asthme, bronchite chronique, emphysème, tocolytiques

    Antagonistes - Aucune utilisation thérapeutique

    Régulation de la fonction du récepteur

    L'exposition continue d'un agoniste entraîne un phénomène appelé désensibilisation. La même concentration d'agoniste devient de moins en moins efficace pour produire le même niveau d'effet. Des preuves récentes ont suggéré des mécanismes potentiels par lesquels la désensibilisation se produit. Le récepteur devient phosphorylé dans la troisième boucle cytoplasmique et la queue c-terminale. Le récepteur phosphorylé est moins efficace pour activer la protéine G et présente également une affinité plus faible pour les agonistes. Les récepteurs peuvent également être retirés et séquestrés de la surface cellulaire. Ces événements indiquent que les seconds messagers non seulement régulent les processus intracellulaires mais sont également capables de réguler les systèmes récepteurs qui les génèrent.

    SYSTÈMES DE RÉCEPTEURS ALPHA

    Si la capacité de l'isoprotérénol, de l'épinéphrine et de la norépinéphrine à produire une constriction du muscle lisse vasculaire est étudiée, les courbes dose-réponse et les constantes de dissociation à l'équilibre suivantes ont été obtenues : E, 5 uM, NE,

    6 uM et ISO, 1000 uM. Vous devriez commencer à comprendre les raisons pour lesquelles le récepteur causant la vasoconstriction DOIT être différent de celui causant la contraction cardiaque ou la bronchodilatation.

    Le récepteur qui produit la vasoconstriction est appelé récepteur alpha (classements d'affinité de E $ NE >>>ISO). Observez comment la structure de chaque médicament affecte cette capacité de ces ligands à activer le récepteur alpha. La concentration d'isoprotérénol nécessaire pour activer les récepteurs alpha est si importante que l'isoprotérénol peut être considéré comme un agoniste pur des récepteurs bêta.

    Les récepteurs alpha ont également été subdivisés en alpha1 et alpha2 récepteurs. L'épinéphrine et la norépinéphrine ont une affinité égale à la fois alpha1 et alpha2 récepteurs.Cependant, d'autres médicaments se sont avérés avoir une affinité plus élevée pour un récepteur par rapport à un autre et ces différences d'affinité ont été la preuve utilisée pour sous-classer les récepteurs en alpha1 et alpha2. Plus récemment, trois sous-types de l'alpha1-récepteur, l'alpha1A, alpha1B et alpha1D ont été isolés, clonés et caractérisés. De même, 3 sous-types de l'alpha2-récepteur, l'alpha2A, l'alpha2B et l'alpha2C ont également été identifiés. Il ne fait guère de doute que ces sous-types de récepteurs remplissent des fonctions physiologiques différentes.

    Alpha post-synaptique1 et Alpha2 Récepteurs

    Alpha1 et alpha2 les récepteurs existent post-synaptiquement. Comme le récepteur bêta, ces récepteurs sont des récepteurs couplés à la protéine G, ils activent donc la signalisation cellulaire suite à l'interaction avec une protéine G. L'activation de ces récepteurs sur le muscle lisse vasculaire entraîne une vasoconstriction. Le mécanisme liant l'alpha2 récepteur à la contraction n'est pas bien compris.

    Alpha présynaptique2 Récepteurs

    Alpha2 les récepteurs existent de manière présynaptique. L'activation de ces récepteurs inhibe la libération de noradrénaline. Le mécanisme de cette action régulatrice implique la stimulation d'un canal K + dépendant de la protéine G conduisant à une hyperpolarisation membranaire.

    Effet de l'épinéphrine sur le muscle lisse vasculaire

    Associés au muscle lisse vasculaire sont un grand nombre d'alpha1 récepteurs par rapport à bêta2 récepteurs. Cependant, l'épinéphrine a une plus grande affinité pour le bêta2 récepteur par rapport à l'alpha1 récepteur (voir ci-dessus). Activation de la bêta2 récepteur produirait une vasodilatation tandis que l'activation de l'alpha1 récepteur entraînerait une vasoconstriction. Par conséquent, l'effet de l'épinéphrine sur le muscle lisse dépend de son affinité relative pour l'alpha1 et bêta2 récepteurs et sa concentration. À faibles doses, l'épinéphrine peut stimuler sélectivement la bêta2 récepteurs produisant une relaxation musculaire et une diminution de la résistance périphérique. Cependant, une fois que les concentrations d'épinéphrine sont atteintes qui se lient à l'alpha1 récepteur, une vasoconstriction se produira.

    Les deux effets (relâchement et contraction musculaire en douceur) vont s'opposer.

    Effets de la norépinéphrine et de l'isoprotérénol sur les muscles lisses

    Rappelons que la norépinéphrine à des concentrations physiologiquement pertinentes a peu d'affinité pour le bêta2 récepteurs. Par conséquent, il ne stimulera que l'alpha1 récepteurs produisant une augmentation de la résistance vasculaire périphérique. En revanche, le manque d'activité au niveau de l'alpha1-récepteur signifie que l'isoprotérénol ne produira qu'un bêta2-vasodilatation médiée par les récepteurs.

    Autres fonctions cardiovasculaires

    Alpha1 des récepteurs existent également sur le myocarde. Ces récepteurs augmentent la force sans affecter la vitesse. Le rôle de ces récepteurs dans la régulation physiologique de la performance myocardique ou en tant que site d'action médicamenteuse n'est pas clair.

    Effets sur le système cardiovasculaire

    Pour les médicaments énumérés ci-dessous, indiquez comment les médicaments affecteraient (augmentation, diminution, aucun changement) la fréquence cardiaque, la force contractile, la résistance périphérique totale (TPR) et la pression artérielle systémique. Rappelez-vous les équations ci-dessous. N'oubliez pas non plus que les effecteurs du système cardiovasculaire (cerveau, reins, cœur et vaisseaux sanguins) sont tous impliqués dans la régulation intégrée de la pression artérielle.

    Pression artérielle = Débit cardiaque x TPR

    Débit cardiaque = Volume d'AVC x Fréquence cardiaque

    Pression artérielle = (volume systolique x fréquence cardiaque) x résistance vasculaire périphérique totale

    Tableau complété Cœur
    Taux
    Contractile
    Obliger
    TPR Du sang
    Pression
    Isoprotérénol
    Norépinéphrine
    Faibles doses d'épi
    Des doses élevées d'épi

    Applications à la thérapeutique

    L'administration orale d'épinéphrine, de noradrénaline ou d'isoprotérénol n'est pas possible en raison du métabolisme rapide du noyau catéchol dans la muqueuse gastro-intestinale et le foie. Par conséquent, ces agents doivent être administrés par des voies évitant l'estomac.

    L'épinéphrine est un médicament très polyvalent qui a de nombreuses utilisations et est administré sous de nombreuses formes posologiques.

    Voies d'administration et utilisations de l'épinéphrine

    1) L'épinéphrine peut être administrée par injection (s.c., i.m. i.v.) ou par inhalation pour le traitement de détresse respiratoire ou bronchspasme causée par exemple par l'asthme (c'est-à-dire l'état de mal asthmatique) ou l'anaphylaxie à la suite de réactions allergiques. Une note particulière est faite de l'Epipen qui peut être porté par des personnes sujettes au bronchospasme. Dans ce cas, les effets salutaires de l'épinéphrine seraient ses actions bronchodilatatrices au niveau du récepteur bêta2.

    2) L'épinéphrine est également utilisée dans réanimation cardiopulmonaire en raison de sa capacité à activer le récepteur bêta1 du myocarde.

    3) L'épinéphrine peut être administrée par injection ou par voie topique en association avec des anesthésiques locaux tels que l'articaïne, la bupivacaïne ou la lidocaïne pour prolonger la durée de l'action anesthésique. Cette association est utilisée car l'épinéphrine peut induire une vasoconstriction limitant ainsi la diffusion de l'anesthésique local à partir du site d'injection. Ceci prolonge non seulement la durée des actions de l'action anesthésique locale mais réduit également la toxicité de l'anesthésique local en limitant son absorption systémique. Par exemple, la lidocaïne à doses toxiques peut provoquer des arythmies cardiaques et des convulsions.

    4) L'épinéphrine peut également être appliquée par voie topique lors d'interventions chirurgicales pour induire une vasoconstriction et ainsi réduire la perte de sang.

    5) Des études cliniques ont montré que les taux sanguins d'épinéphrine augmentent après son administration intra-orale. Le risque de cette augmentation dépend des caractéristiques du patient. Par exemple, les patients hypertendus ou ceux souffrant d'autres maladies cardiovasculaires ou les patients prenant d'autres médicaments qui affectent la fonction du système nerveux sympathique sont plus à risque que les patients sans ces conditions. L'épinéphrine absorbée par voie systémique pourrait également augmenter la fréquence cardiaque et exacerber les troubles du rythme cardiaque ou l'ischémie myocardique .

    Norépinéphrine et isoprotérénol

    Pour les mêmes raisons que l'épinéphrine, l'isoprotérénol peut être utilisé pour traiter le bronchospasme. La norépinéphrine peut être utilisée pour produire une vasoconstriction, via le récepteur alpha1, dans le traitement du choc cardiogénique ou septique.


    Matériaux et méthodes

    Préparation des synaptosomes

    Après avoir obtenu l'approbation du Animal Care and Use Committee, des rats mâles Sprague-Dawley (250 g) ont été étudiés. Après induction de l'anesthésie avec 1,5 à 2,1 % d'halothane par inhalation, les animaux ont été tués par décapitation, et la moelle épinière a été rapidement retirée et placée dans un tampon aéré (avec 95 % d'O 2 / 5 % de CO 2 ) glacé modifié Krebs-bicarbonate tampon contenant 118 mm de NaCl, 3,3 mm de KCl, 1,2 mm de MgSO 4 , 1,25 mm de CaCl 2 , 1,2 mm de KH 2 PO 4 , 25 mm de NaHCO 3 , 10 mm d'HEPES, 5 mm d'acide ascorbique, 11,5 mm de glucose, 30 m d'EDTA et 10 Je suis pargyline. La moitié dorsale de la moelle épinière a été sélectionnée et homogénéisée dans 8 ml de saccharose glacé 0,32 m. Un culot synaptosomal brut (P 2 ) a été préparé par centrifugation différentielle à 2000 g suivi de 20 000 g . 15

    [ 3 H] Libération de norépinéphrine

    Le culot de P2 brut a été remis en suspension dans 4 ml de tampon Krebs modifié, chargé de NE à une concentration finale de 50 nm contenant 20 % de [3H]NE et incubé à 37°C pendant 5 min. Le NE libre a ensuite été éliminé par centrifugation à 15 000 g pendant 10 minutes. Le culot synaptosomique a été à nouveau suspendu dans 4,5 ml de tampon Krebs modifié et 150 l de la suspension ont été aliquotés dans chaque tube à essai avec 850 l de tampon Krebs contenant une concentration en KCl modifiée seule ou avec de la clonidine, divers antagonistes ou leurs combinaisons. Les tubes à essai ont ensuite été incubés pendant 10 minutes à 37°C dans un volume de 1 ml. A la fin de l'incubation, la quantité de [ 3 H] restant dans les synaptosomes a été déterminée par filtration rapide à travers des fibres de verre GF/C (Corning, Corning, NY) prétrempées pendant 30 min ou plus dans 0,1% (vol/vol) de polyéthylèneimine pour réduire la liaison non spécifique. Ceci a été suivi par trois lavages de 4 ml avec un tampon glacé dans lequel du glucose a été substitué au NaCl. La radioactivité liée (retenue) a été déterminée 24 h plus tard par un compteur à scintillation bêta 1219 Rack (LKB, Wallac Inc, Gaitherburg, MD) dans un fluide de scintillation Bio Safe II. La libération de [ 3 H]NE induite par le KCl a été calculée à partir de la quantité de [ 3 H]NE restant dans le synaptosome après le véhicule (100 µl de tampon) par rapport au traitement au KCl modifié. Des expériences préliminaires ont confirmé le travail d'autres personnes concernant le moment et la température d'incubation de ces expériences. 15

    Traitement Antisens

    Les animaux ont été anesthésiés et un cathéter en polyéthylène a été inséré à travers une entaille dans la membrane cisternale et avancé de 8,5 cm de telle sorte que son extrémité repose dans l'espace intrathécal lombaire comme décrit précédemment. 16Les rats présentant des déficits neurologiques après le réveil ont été euthanasiés immédiatement. Pour confirmer la mise en place correcte des cathéters, 10 l de lidocaïne à 2 % ont été injectés, suivis d'un rinçage de 10 l de solution saline le lendemain de la chirurgie. Seuls les animaux qui ont développé un blocage moteur et sensoriel bilatéral transitoire dans les pattes postérieures ont été inclus dans l'étude. Après implantation des cathéters intrathécaux, les rats ont été logés individuellement avec un libre accès à la nourriture et à l'eau et laissés récupérer pendant 5 jours avant utilisation. Les animaux ont ensuite reçu une injection intrathécale d'un oligodésoxynucléotide (ODN) représentant une composition antisens ou sens spécifique du récepteur α 2A/D, pour laquelle il a été démontré que l'antisens réduit l'expression du récepteur lorsqu'il est administré dans le cerveau. Le traitement au 17ODN consistait en des injections biquotidiennes pendant 3 jours à une dose de 5 nmoles par injection (volume de 5 l, suivis de 10 l de solution saline pour rincer l'espace mort du cathéter). Ce schéma thérapeutique entraîne une perte de l'antinociception pour la clonidine administrée par voie intrathécale (X Paqueron, manuscrit en préparation). Les animaux ont été profondément anesthésiés au phénobarbital et décapités, et les moelles épinières ont été rapidement prélevées et congelées dans du 2-méthylbutane en présence de neige carbonique et conservées à -70°C.

    Analyse Western Blot

    Les moelles épinières ont été divisées en moitiés dorsale et ventrale, et la moitié dorsale a été utilisée pour l'analyse. Le tissu a été haché sur de la glace sèche, homogénéisé dans un tampon de lyse glacé (10 mm Tris, pH 7,5, 1% de dodécylsulfate de sodium), dénaturé à 100°C pendant 5 min, refroidi sur de la glace et centrifugé. La concentration de protéine dans le surnageant a été déterminée (test de protéine DC Bio-Rad, Hercules, CA) et les échantillons ont été dilués pour rendre les concentrations de protéine égales. Des échantillons (50 g de protéine) ont ensuite été chargés sur un gel de dodécylsulfate de sodium-polyacrylamide et soumis à une électrophorèse à 110-170 V dans un tampon de migration (0,025 m de Tris, 0,25 m de glycine, 0,1 % de dodécylsulfate de sodium). Les protéines ont été transférées sur une membrane nitrocellulaire en utilisant une unité de transfert. Les membranes ont été lavées trois fois (5 min chacune) avec une solution saline tamponnée au phosphate contenant 0,05 % de Tween 20, puis incubées pendant 60 min avec ce tampon plus 5 % de lait écrémé en poudre. Les membranes ont ensuite été incubées avec un anticorps dirigé contre le récepteur adrénergique 2A/D (Research Biochemicals, Inc, Natick, MA) dans une dilution de 1:5 000 à température ambiante pendant 1 h, lavées avec du tampon phosphate salin-tampon Tween, puis incubé avec un anticorps secondaire conjugué à la peroxydase (Jackson ImmunoResearch Lab, Inc., West Grove, PA). Les bandes de protéines ont été visualisées au moyen d'un kit de détection ECL (Amersham, Piscataway, NJ). La spécificité de cet anticorps, élevé contre les acides aminés 218-235 du récepteur α 2A/D, une zone unique à ce sous-type, a été confirmée par immunoblot Western de protéine purifiée à partir de fibroblastes n'exprimant que le 2A/D - ou seulement le α Récepteur 2C-adrénergique. L'analyse densitométrique a été quantifiée à l'aide du logiciel d'imagerie NIH (National Institutes of Health, Bethesda, MD).

    Pour comparer les résultats entre les gels, toutes les lectures densitométriques sur un gel donné ont été comparées à un échantillon de protéine de 50 μg sur le même gel qui a été préparé à partir d'homogénats de fibroblastes transfectés pour exprimer le récepteur adrénergique α 2D. Ces cellules, ainsi que celles exprimant le récepteur adrénergique α 2C, ont été un don généreux de S. M. Lanier, qui les a dérivées et caractérisées. 18La protéine a été préparée à partir de ces cellules en une seule fois et congelée à -70°C en aliquotes de 50 µg, dont une a été décongelée pour chaque gel réalisé.

    Matériaux

    L-[2,5,6-3H]NE (62 Ci/mmol) a été acheté auprès de New England Nuclear (Wilmington, DE). Le cocktail de scintillation Bio Safe II a été obtenu auprès de Research Product International Corp (Mount Prospect, IL). Le MgS04, l'acide ascorbique, le KCl et le glucose ont été obtenus auprès de Fisher Scientific (Fair Lawn, NJ). Les produits chimiques restants ont été obtenus auprès de Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO).

    L'analyse des données

    Toutes les expériences de libération ont été réalisées en quatre séries en double, et les valeurs sont exprimées en moyenne ± SEM. Le pourcentage de libération de NE a été calculé en divisant la perte de radioactivité dans chaque échantillon par rapport à la radioactivité basale dans l'échantillon témoin sans KCl. Les données densitométriques sur chaque gel ont été exprimées en pourcentage de la densité optique de l'échantillon de protéine de 50 pg chargé sur ce gel à partir du récepteur adrénergique 2D exprimant les fibroblastes transfectés. Les données ont été analysées par une analyse de variance uni ou bidirectionnelle, avec P < 0,05 considéré comme significatif.


    Renseignements à l'appui

    Graphique S1.

    Libération de noradrénaline après stimulation témoin en l'absence d'intervention pharmacologique. La seconde stimulation a été réalisée 30 minutes après la première sans aucune intervention pharmacologique en dehors de la désipramine (10 -7 M) pour l'inhibition de la captation neuronale de la noradrénaline. Le rapport de débordement de noradrénaline après une première (S1) et une seconde (S2) stimulation est montré. S2/S1 exprimé en moyenne +/- SEM, p = ns.

    Graphique S2.

    Courbes dose-réponse du capadénoson sur la pression artérielle moyenne. A) Courbes dose-réponse de 2 concentrations différentes chez des rats Wistar (n = 6 chacun) et des témoins. B) Courbes dose-réponse de 4 concentrations différentes dans SHR (n = 12 chacun) et contrôles.