Le système vasculaire pulmonaire est un système vasculaire à basse pression dont la fonction principale est de fournir du sang désoxygéné à la zone d’échange de gaz des poumons. Les artères pulmonaires dans les poumons sont disposées en branches parallèles à l’arbre bronchique, formant finalement un vaste réseau de capillaires qui est continu sur plusieurs alvéoles et, enfin, se rejoignant en veinules et veines. Le tonus vasculaire de l’artère pulmonaire est contrôlé par plusieurs facteurs, impliquant l’interaction entre l’endothélium et les cellules musculaires lisses vasculaires (VSMC)1.
Dans cette étude, nous nous concentrons sur la vasorelaxation dépendante et indépendante de l’endothélium de l’artère intrapulmonaire (API). En ce qui concerne la vasorelaxation dépendante de l’endothélium, divers mécanismes se produisant à la surface des cellules endothéliales pourraient augmenter la concentration intracellulaire de Ca2+ (p. ex., l’acétylcholine [ACh] se lie au récepteur muscarinique [M3]), conduisant à la formation d’oxyde nitrique (NO), de prostacycline (PGl2) et de facteur hyperpolarisant dérivé de l’endothélium (EDHF) (Figure 1 ). Le NO est le principal facteur de relaxation dérivé de l’endothélium synthétisé à partir de la L-arginine par l’oxyde nitrique synthase endothéliale (eNOS)2, qui se dissocie ensuite des cellules endothéliales en VSMC (Figure 1) et stimule l’enzyme soluble guanylyl cyclase (sGC) ; cette enzyme transforme la guanosine triphosphate (GTP) en guanosine monophosphate cyclique (GMPc), qui active la protéine kinase G (PKG) et réduit les niveaux cytosoliques de Ca2+, provoquant ainsi une vasorelaxation (Figure 1). PGl2 est synthétisé par les cellules endothéliales via la voie cyclo-oxygénase (COX) 3,4. Il se lie au récepteur de la prostacycline (IP) sur les VSMC et stimule l’enzyme adénylyl cyclase (AC), qui convertit ensuite l’adénosine triphosphate (ATP) en adénosine monophosphate cyclique (AMPc) (Figure 1)3,4. L’AMPc active la protéine kinase A (PKA), réduisant les taux cytosoliques de Ca2+ et provoquant une vasorelaxation5 (Figure 1). La voie EDHF participe également à la vasorelaxation dépendante de l’endothélium via divers médiateurs endothéliaux et événements électriques. L’activation de la voie EDHF conduit à l’hyperpolarisation des VSMC, fermant ainsi les canaux Ca 2+ (VOCC) actionnés par tension, réduisant les niveaux intracellulaires de Ca 2+ et induisant une vasorelaxation 6. La vasorelaxation indépendante de l’endothélium se produit directement sur les VSMC via plusieurs mécanismes, tels que la réduction du niveau intracellulaire de Ca 2+, l’inhibition de la myosine light chain kinase (MLCK), l’activation de la myosine phosphatase à chaîne légère (MLCP) et la réduction de la sensibilité Ca2+ à la machinerie contractile des VSMC. Dans cette étude, nous nous concentrons sur la vasorelaxation causée par l’ouverture de divers canaux K+, le blocage des VOCC et l’inhibition de la libération de Ca 2+ par le réticulum sarcoplasmique7, ce qui conduit à la réduction des niveaux intracellulaires de Ca 2+, diminuant ainsi la phosphorylation de la chaîne légère de la myosine VSMC et la liaison myosine-actine ou la formation de ponts croisés, respectivement, aboutissant finalement à une vasorelaxation.
La technique d’évaluation des mesures de vasoconstriction et de vasorelaxation dans l’IPA isolé est bien établie pour les rongeurs, mais les données variaient selon les protocoles expérimentaux. La présente étude décrit la méthode utilisée pour évaluer les réactivités vasculaires de préparations IPA in vitro de rat, qui ont été réalisées en l’absence de facteurs externes modulant la réponse vasculaire in vivo, tels que les signaux nerveux, les hormones, les cytokines, la pression artérielle, etc.
Nous avons utilisé plusieurs protocoles expérimentaux utilisant l’extrait de plante comme exemple pour étudier les réactivités vasculaires de l’API. Différents bloqueurs (Figure 1) ont été utilisés pour identifier les mécanismes de vasorelaxation dépendante et indépendante de l’endothélium induite par l’extrait de plante. Néanmoins, les mêmes protocoles peuvent être adaptés pour évaluer les réponses vasculaires de l’IPA à tout médicament, extrait ou phytochimique utilisé pour le traitement de diverses pathologies pulmonaires.