Pollution atmosphérique au monoxyde de carbone et insuffisance cardiaque chez le rat : mécanismes physiopathologiques - rôle de l'activité physique – ANR-05-SEST-0045

Ce projet a pour objectif d’étudier les incidences morphologiques et fonctionnelles cardiaques suite à une exposition au monoxyde de carbone (CO) simulant une situation de pollution atmosphérique citadine. Les sujets insuffisants cardiaques constituent une population à risque, clairement identifiée par de nombreuses enquêtes épidémiologiques. Ce problème constitue le point central de la recherche proposée. L’évaluation des effets cardiovasculaires (de l’organisme à la cellule en passant par l’organe isolé) de la pollution au CO sera possible grâce à la collaboration de 2 UPRES et 1 unité INSERM) travaillant sur un même modèle animal bien défini (rat) et utilisé en routine dans les trois laboratoires. Etant donné les effets favorables du ré-entraînement à l’effort post-infarctus (bien connus en clinique), le rôle potentiellement “ cardioprotecteur ” de ce dernier lors de l’exposition à un environnement pollué au CO chez ces populations fragilisées sera également évalué. Toutefois, son rôle potentiellement aggravant et délétère, s’il est conduit en environnement pollué au CO, sera aussi testé. Pour chaque situation expérimentale, nous chercherons à identifier les modifications électrophysiologiques (troubles du rythme) et les adaptations spécifiques de la fonction contractile in vivo et in vitro. Nous évaluerons la fonction cardiaque in vivo par suivi échocardiographique et télémétrique (électrocardiogramme) ainsi que par implantation de capteurs de pression intraventriculaire. Le remodelage cardiaque sera évalué en longitudinal par échocardiographie et en transversal à partir de coupes (évaluation de la nécrose et de la taille de l’infarctus). Au niveau cellulaire et fonctionnel, le potentiel d’action, les courants ioniques, les mouvements calciques (Ca2+) et la contraction seront étudiés. Les techniques mises en oeuvre seront : le Patch-clamp (analyse du potentiel d’action et des courants ioniques), la microscopie confocale (pour l’analyse des mouvements calciques ([Ca2+]i global et élémentaire : sparks Ca2+) et la micromécanique sur cellule cardiaque isolée pelée. Les autres approches incluront l’analyse moléculaire des protéines impliquées dans le couplage excitation contraction (Western blot, binding), la quantification de l’ARNm codant pour ces protéines (RT-PCR quantitative), l’analyse structurale et qualitative des cardiomyocytes (Immunomarquages), ainsi que les modifications fonctionnelles des protéines impliquées. Enfin le bilan du statut antioxydant et du stress oxydatif subi par le tissu cardiaque seront évalués. Les résultats majeurs attendus de ce projet sont une meilleure compréhension du rôle joué par le CO dans la survenue des accidents cardiovasculaires aigus observés par les épidémiologistes chez des patients à risques, tels que les coronariens ou insuffisants cardiaques, lors des périodes de forte pollution atmosphérique. Ceci devrait permettre de préciser les mécanismes physiologiques sous-jacents et d’évaluer les effets bénéfiques ou potentiellement délétères de l’exercice physique, selon qu’il est pratiqué en environnement sain ou pollué, sur le remodelage ventriculaire ainsi que sur la fonction cardiaque des populations fragilisées. La finalité de ce projet est d’imaginer des stratégies préventives et/ou thérapeutiques, ainsi que de prévenir les comportements à risques.