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Dipyridamole améliore hyperémie réactive induite par l'ischémie par la stimulation des récepteurs de l'adénosine accrue Contexte et objectif: Dipyridamole améliore hyperémie réactive post-occlusive (Porh) dans le lit vasculaire de l'avant-bras humain. Nous émettons l'hypothèse que cet effet est complètement médiée par une augmentation de la stimulation des récepteurs de l'adénosine. Pour tester cette hypothèse, l'effet de la caféine (un antagoniste du récepteur de l'adénosine) sur l'augmentation induite par dipyridamole de Porh a été étudiée. Approche expérimentale: Les réponses avant-bras vasodilatateurs à trois périodes de plus en plus de l'avant-bras ischémies (2, 5 et le volume de 13ml). Principaux résultats: Après 2, 5 et 13 ml (caféine / dipyridamole)). Conclusions et implications: La caféine empêche l'effet augmenter de dipyridamole sur Porh. Ceci indique que l'augmentation induite par dipyridamole de Porh est médiée par une stimulation accrue des récepteurs de l'adénosine en tant que résultat de la formation extracellulaire élevée de l'adénosine au cours de l'ischémie. Mots-clés: adénosine, dipyridamole, la caféine, l'hyperémie réactive, ischémies introduction Adénosine, un nucléoside endogène, a une variété d'effets à travers différents sous-types de récepteurs de l'adénosine (Rongen et al 1997;. Tabrizchi et Bedi, 2001). Adénosine réduit l'agrégation plaquettaire, la réponse inflammatoire et la libération de noradrénaline à partir vasculaires terminaisons nerveuses sympathiques (Kitakaze et al 1991;. Rongen et al 1996;. Hasko et Cronstein, 2004). En outre, l'adénosine stimule la libération d'oxyde nitrique à partir de l'endothélium vasculaire et module la prolifération de la paroi (Smits et al 1995;. Burnstock, 2002). Ces actions de l'adénosine peuvent agir de concert pour prévenir l'athérosclérose, comme cela a été proposé récemment par des observations dans ecto-5 Rongen et al. 2005). exploitation clinique de ces actions bénéfiques de l'adénosine sont entravées par l'absorption cellulaire rapide de l'adénosine infusé, ce qui limite sa disponibilité dans la paroi vasculaire et les tissus (Moser et al 1989;. Gamboa et al 2003;. Bijlstra et al., 2004), et par l'activation significative chémoréflexe du système nerveux sympathique, ce qui peut déclencher des arythmies cardiaques, activer l'agrégation plaquettaire et induire le remodelage vasculaire négatif lorsque ce nucléoside est perfusé par voie intraveineuse (Paul et al 1990;. Smits et al 1991a;.. Rongen et al 1996) . Par conséquent, des approches alternatives ont été développées pour répondre aux promesses cardiovasculaires de l'adénosine, y compris l'inhibition pharmacologique du transport transmembranaire de l'adénosine par les soi-disant équilibrant transporteurs de nucléosides (ents) (Rongen et al., 1995). En effet, le traitement par voie orale avec dipyridamole inhibe l'absorption de l'adénosine cellulaire (Gamboa et al 2005;.. Riksen et al 2005a) et améliore les résultats cliniques chez les patients souffrant d'athérosclérose (Diener et al., 1996). En outre, le traitement par dipyridamole prévient les blessures de ischaemiareperfusion. Nous avons récemment montré que le dipyridamole augmente avant-bras post-occlusive hyperémie réactive (Porh) chez des volontaires sains (Riksen et al., 2007). Bien que cette observation suggère que, dans ces conditions dipyridamole augmente les niveaux d'adénosine extracellulaires, on n'a pas encore déterminé si l'adénosine endogène est entièrement responsable de cette action de dipyridamole. Dans la présente étude, nous montrons que l'augmentation induite par dipyridamole de Porh peut être complètement abolie par la caféine, un antagoniste compétitif de A 1 et A 2 récepteurs de l'adénosine (Fredholm et Persson, 1982; 1991 Biaggioni et al; Smits et al., 1990. ). Ceci indique que l'augmentation induite par dipyridamole de Porh est médiée par une stimulation accrue des récepteurs de l'adénosine en tant que résultat de la formation extracellulaire élevée de l'adénosine au cours de l'ischémie. Méthodes Sujets Après le protocole d'étude a été approuvé par le Conseil de l'Université Nijmegen Medical Centre Radboud Institutional Review, huit volontaires sains (six femmes;. 19h d'âge pour chaque volontaire, les deux études ont été réalisées au même moment de la journée. Les mesures effectuées Après une anesthésie locale de la peau (xylocaïne 2Hg pour limiter les mesures à squelette flux sanguin musculaire autant que possible (Lenders et al., 1991). Conception expérimentale Trente minutes après la canulation de l'artère brachiale, une solution saline normale a été perfusé avec une mesure simultanée de la valeur initiale FBG pour 5 ml de volume de l'avant-bras). La dose administrée de dipyridamole a été montré précédemment pour augmenter la réponse vasodilatatrice à l'adénosine sans affecter de manière pertinente FBG de référence (Bijlstra et al., 2004). Aperçu schématique du protocole expérimental, ce qui indique des mesures de débit de base, l'occlusion artérielle et des mesures de débit de reperfusion. La caféine a remplacé la perfusion de placebo au cours de la deuxième visite. La prise de sang ex vivo détermination. Le même protocole d'étude a été appliqué sur les deux journées d'étude, sauf que le deuxième jour de l'étude, avant la reperfusion 0,9 s. Auparavant, nous avons réalisé une expérience de contrôle du temps, qui a révélé une réponse reproductible hyperhémiée aux stimuli utilisés ischémiques (Bijlstra et al., 1996). Ex vivo détermination de l'absorption d'inhibition nucléoside Au cours de leur deuxième visite, le sang provenant de l'effluent veineux du groupe expérimental a été recueilli dans vacutainer des tubes contenant de l'EDTA au départ et pendant intra-artérielle perfusion de dipyridamole à la fin de l'expérience ex vivo de détermination de l'inhibition du transport de l'adénosine et uridine (Riksen et al., 2005a). Adenosine et d'uridine sont tous deux spécifiquement transportés par l'ORL, qui peut être bloqué par le dipyridamole. Après le prélèvement de sang, le sang a été immédiatement centrifugé les globules rouges lavés deux fois dans une solution saline normale et remises en suspension dans un tampon d'acide morpholinepropanesulphonic pour obtenir une solution 20. Pour des mesures de transport d'uridine, un dipyridamole 50 M, et les erythrocytes ont été isolées par centrifugation immédiate à travers une couche de phtalate de dibutyle. Après l'enlèvement et le lavage de la couche supérieure, les globules rouges ont été lysés avec du Triton X-100 et on traite avec de l'acide perchlorique pour précipiter les protéines. Après centrifugation, la concentration de l'uridine dans le surnageant a été déterminée par HPLC (voir les procédures analytiques). Afin de déterminer l'absorption d'adénosine, de l'adénosine (à une concentration finale de 3 M), respectivement. Ensuite, les cellules ont été séparées du surnageant par centrifugation à travers une couche de phtalate de dibutyle et la concentration de l'adénosine dans le surnageant a été déterminée comme décrit ci-dessous. Procédures analytiques Les concentrations plasmatiques de caféine ont été déterminées par l'utilisation de l'HPLC en phase inverse avec détection UV réglé à 2731. Analyse statistique Tous les ex vivo mesures ont été effectuées en double et en moyenne pour chaque sujet. L'ex vivo uridine absorption a été tracée pour chaque sujet selon la cinétique MichaelisMenten. V max calculée (vitesse maximale) pour l'absorption de l'uridine et de l'effet de dipyridamole sur l'absorption de l'adénosine ont été analysées par des t-tests appariés. Le dernier 4s. e.mean. Les médicaments et les solutions Toutes les solutions ont été fraîchement préparées. Dipyridamole (Boehringer Ingelheim Espana S. A. Barcelone, Espagne) et de la caféine (Genfarma, Maarssen, Pays-Bas) ont été dilués pour atteindre des concentrations de seringue finales de 7.4l, respectivement. Résultats À l'exception d'un bénévole sur la deuxième journée d'étude (1,51 au cours des deux journées d'étude, ce qui indique une excellente conformité à la diète sans caféine. Baseline FBF ne différait pas entre les deux visites d'étude. Quarante minutes après la première série de défis ischémiques, FBF est restée légèrement élevée sur les deux journées d'étude par rapport à la ligne de base, ce qui suggère une certaine vasodilatation résiduelle. la pression artérielle légèrement augmenté au cours de l'expérience moyenne, mais cette augmentation ne différait pas significativement entre les deux visites (tableau 1). en outre, la FBF dans le l'avant-bras non infusée est restée constante pendant toute l'étude, à l'exception d'une légère augmentation pendant l'épisode ischémique de 13 minutes qui n'a pas été affecté par le dipyridamole ou la perfusion de caféine (données non présentées). FBG 3 min et MAP 3 min au départ et après l'ischémie circulation Forearm pendant la reperfusion FBG pic augmente en fonction de la gravité du problème ischémique (figure 2). Cet état vasodilatateur pendant la reperfusion a été significativement potentialisé par perfusion intra-artérielle de dipyridamole (figure 2a). FBG 3 min a montré une tendance similaire (tableau 1). Crête avant-bras du flux sanguin (FBG de pointe) après ischémie. Les données sont means. e.mean. (A) par rapport à un placebo dipyridamole et (b) la caféine par rapport à la caféine / dipyridamole. P - value indique le niveau d'importance de l'effet de dipyridamole sur pic après FBF. La co-administration intra-artérielle de la caféine n'a pas d'incidence sur l'hyperémie réactive en l'absence de dipyridamole. Cependant, l'effet augmentant de dipyridamole sur FBF pic a été presque complètement aboli par la caféine (Figure 2b). Des résultats similaires ont été obtenus lorsque les résultats sont exprimés sous forme FBG 3 min (voir le tableau 1). Ex vivo détermination de l'absorption d'inhibition nucléoside Dans un volontaire, l'ex vivo détermination de l'absorption de l'uridine a échoué en raison de difficultés techniques. Dans le sang tiré des sept autres volontaires, uridine absorption dans les érythrocytes a été inhibée de manière significative après la perfusion de dipyridamole par rapport à la ligne de base. Après la perfusion de dipyridamole intra-artérielle, Vmax réduite à environ 20 figure 3). Ex vivo chute de la concentration de l'adénosine surnageant à la suite de l'absorption dans les globules rouges et l'absorption de l'uridine dans les érythrocytes avec et sans dipyridamole. (A) La concentration de l'adénosine, tel que mesuré dans le surnageant jusqu'à 15 minutes après. Discussion La principale nouvelle découverte de la présente étude est que l'effet d'amélioration de dipyridamole sur la réponse vasodilatatrice à l'ischémie est empêchée par l'antagoniste du récepteur de l'adénosine caféine. Ceci indique l'implication de la stimulation des récepteurs de l'adénosine par l'adénosine endogène dans cette action de dipyridamole. En outre, la perfusion intra-artérielle d'une faible dose de dipyridamole est apparue suffisante pour inhiber l'ENT dans les érythrocytes qui ont été recueillies à partir de l'effluent veineux de l'avant-bras perfusé, confirmant l'ENT comme cible pour dipyridamole dans ce dispositif expérimental. Pris ensemble, ces observations indiquent l'implication des récepteurs de l'adénosine dans l'augmentation induite par dipyridamole de Porh et soutiennent le concept de formation extracellulaire d'adénosine pendant l'ischémie. Carlsson et al. (1987) précédemment observé une augmentation Porh après une perfusion intraveineuse de dipyridamole qui a été inhibée par la theophylline par voie intraveineuse. Bien que les conclusions des auteurs cadrent bien avec nos observations, cette étude de Carlsson et al. est difficile à interpréter, car les deux médicaments ont des effets importants sur la pression artérielle et la fréquence cardiaque lorsque perfusée par voie intraveineuse (Smits et al., 1991b). Malheureusement, ils ne signalent pas tous les enregistrements de la pression artérielle ou la fréquence cardiaque dans cette étude. les changements liés à la drogue dans la pression artérielle auraient interféré avec leurs mesures de Porh. Notre étude présente, cependant, utilisé perfusions intra-artérielles des deux dipyridamole et de la caféine à des doses qui ne provoquent pas de changement significatif dans la pression artérielle. Par conséquent, l'interaction actuellement observée entre la caféine et dipyridamole est pas confondu par les changements hémodynamiques systémiques. En outre, Carlsson et al. (1987) ont utilisé le latex de caoutchouc brassard rempli d'air pour mesurer FBF, par opposition à la souche pléthysmographie de calibre utilisé dans la présente étude. Avec cette technique, ils ne pouvaient pas observer une contribution de la circulation de la main pour enregistrer FBF, ni un effet différentiel du temps d'occlusion prolongée (Lenders et al., 1991). Nous croyons que la FBF détectée avec poignets en latex de caoutchouc remplis d'air est moins fiable que la souche jauge pléthysmographie utilisée dans notre étude. Enfin, l'insertion de la main dans la préparation expérimentale, comme dans les expériences de Carlsson et al. augmente la contribution de la circulation sanguine cutanée aux changements mesurés dans le FBG. Dans la peau, la vasodilatation induite par l'adénosine-via A 2 récepteurs de l'adénosine est significativement réduite par la stimulation simultanée des récepteurs A 1 de l'adénosine (Stojanov et Proctor, 1990). La contribution des groupes A 1 (vasoconstriction) et A 2 (vasodilatation), les récepteurs peuvent être différents selon cutanés et du squelette du flux sanguin musculaire, on préfère limiter les mesures à la circulation des muscles squelettiques, autant que possible. Il existe actuellement deux voies connues pour la production de l'adénosine (figure 4), à savoir déphosphorylation 5 Riksen et al. 2005c). Une représentation schématique du métabolisme de l'adénosine. Dans des conditions normales, bien oxygénées, l'adénosine kinase (AK) et l'adénosine désaminase (ADA) les résultats de l'activité dans un gradient de concentration d'adénosine à travers la membrane cellulaire qui favorise la diffusion de. Bien que l'augmentation des concentrations d'adénosine intravasculaires pendant l'ischémie a été bien documenté (Costa et al 1999;.. Saito et al 1999), il existe une controverse sur l'origine de cette adénosine extracellulaire supplémentaire. L'hypoxie provoque une inhibition de l'adénosine kinase, l'enzyme responsable de rephosphorylation de l'adénosine, au coeur de porc Guinée (platelage et al., 1997). Ceci réduit le métabolisme intracellulaire de l'adénosine, qui peut réduire ou même d'annuler le gradient de concentration transmembranaire. La plupart des données provenant d'études animales pointent vers un rôle important pour la 5-nucléotidase. La réponse à cette question détermine l'utilité clinique des inhibiteurs ORL pour augmenter l'adénosine extracellulaire pendant l'ischémie: formation cytosolique de l'adénosine au cours de l'ischémie nécessite une ENT fonctionnelle pour augmenter l'adénosine extracellulaire et la stimulation subséquente des récepteurs de l'adénosine, alors que l'ENT limiterait les concentrations d'adénosine extracellulaires lorsque cette nucléoside est formé dans la matrice extracellulaire au cours de l'ischémie. Nous avons précédemment montré que le dipyridamole augmente Porh (Riksen et al., 2007). Sous forme de blocs dipyridamole le transport de l'adénosine à travers la membrane cellulaire, l'effet d'amélioration sur Porh suggère une augmentation de la formation d'adénosine extracellulaire pendant l'ischémie. Cependant, en dehors de l'inhibition ENT, dipyridamole a plusieurs autres actions, telles que l'inhibition de plusieurs isoenzymes de la phosphodiestérase (Fujishige et al 1999;. Gardner et al., 2000). Cela peut conduire à une régulation positive de l'AMPc ou de GMPc-dépendantes des voies déclenchées par des substances endogènes comme la prostacycline ou de l'oxyde nitrique. En variante, l'augmentation de l'adénosine intracellulaire, résultant de la formation d'adénosine cytosolique pendant l'ischémie, en présence d'ORL blocage, pourrait en théorie stimuler les processus cellulaires conduisant à la vasodilatation sans affecter les récepteurs d'adénosine membrane. Ces actions de dipyridamole pourrait augmenter Porh sans augmenter les taux d'adénosine dans la matrice extracellulaire. Ainsi, pour comprendre l'action du dipyridamole sur Porh, il est important de déterminer l'implication de la stimulation des récepteurs d'adénosine. Par conséquent, nous avons utilisé la caféine comme un antagoniste compétitif de A 1 et A 2 récepteurs de l'adénosine (Fredholm et Persson, 1982; Smits et al 1990;. Biaggioni et al., 1991). Nous avons observé que la caféine a empêché complètement l'effet augmentant de dipyridamole sur Porh. Dans notre dispositif expérimental, la caféine n'a pas d'incidence sur Porh en l'absence de dipyridamole, supportant une interaction spécifique entre le dipyridamole et la caféine. En outre, nous avons constaté que la dose et le mode d'administration de dipyridamole utilisé ici en effet inhibée transport des nucléosides dans l'avant-bras perfusé, ce qui indique que l'ENT est effectivement bloqué. Nous interprétons ces résultats comme preuve du concept que l'ischémie induit la formation extracellulaire d'adénosine résultant de la stimulation des récepteurs de l'adénosine sans dépendance aux sources intracellulaires de l'adénosine. Plusieurs limitations potentielles dans notre étude doivent être abordées. Comme dans tous les bénévoles de la caféine a été administré au cours de la deuxième visite, un effet d'ordre aurait nui à nos résultats. Cependant, un intervalle de 2 semaines sans expérience-devrait être suffisante pour exclure tout report possible sur l'effet. Cela est en outre soutenu par la ligne de base similaire la pression artérielle et la FBF et une réponse hyperémie comparable à la première série de défis ischémiques sur les deux journées d'étude. FBF ne revient pas à la ligne de base après une période d'équilibrage de 40 min. perfusion de caféine n'a pas influencé la FBF base résultant en une base similaire FBF avant la deuxième série de défis ischémiques sur les deux journées d'étude. Par conséquent, cette petite vasodilatation résiduelle ne précise pas l'absence d'une hyperémie réactive dipyridamole améliorée en présence de caféine. En conclusion, nous avons montré un effet d'amélioration de dipyridamole sur Porh. Cet effet pourrait être abolie par l'administration de l'antagoniste du récepteur de l'adénosine caféine. Cette observation indique l'implication critique des récepteurs de l'adénosine dans Porh de dipyridamole amélioré. A partir de cette constatation, nous concluons que le niveau d'adénosine extracellulaire a augmenté au cours de l'ischémie résulte de la formation d'adénosine extracellulaire. Cette étude prend en charge l'utilisation de dipyridamole pour exploiter les actions bénéfiques de l'adénosine endogène. Cependant, notre étude suggère que cet effet bénéfique de dipyridamole peut être compensé par l'utilisation concomitante de la caféine. Comme la caféine et dipyridamole sont distribués dans le monde entier, l'utilisation combinée de ces produits est susceptible de se produire. Par conséquent, les études futures devraient se concentrer sur l'implication clinique de cette interaction, ce qui peut finalement conduire à une meilleure adaptation du traitement médicamenteux. Remerciements GA Rongen est un chercheur clinique établi de la Fondation néerlandaise de coeur (2006 T035). Nous remercions J Verpalen pour l'analyse de l'absorption de l'uridine. Remarques Conflit d'intérêt Les auteurs déclarent aucun conflit d'intérêts. Les références Biaggioni I, Paul S, Puckett A, Arzubiagi C. La caféine et la théophylline comme antagonistes des récepteurs de l'adénosine chez les humains. J Pharmacol Exp Ther. 1991; 258: 588-593. 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