Perfusion de leptine et réponse vasomotrice endothéliale (LIVARM)

Introduction Un IMC élevé et en particulier un indice de masse grasse sont associés à un risque accru de maladie coronarienne et d'autres affections cardiovasculaires, mais les mécanismes sous-jacents ne sont pas bien compris. La dysfonction endothéliale précède l'athérosclérose et représente un lien important entre l'obésité et les événements cardiovasculaires.

Le tissu adipeux produit des cytokines et des hormones (adipokines) qui, en excès, peuvent favoriser les maladies cardiovasculaires par des effets pro-inflammatoires, prothrombotiques, dyslipidémiques et athérosclérotiques.

La leptine est une adipokine avec des effets pléiotropes et les niveaux de leptine circulante sont positivement associés à la quantité de graisse corporelle. Des niveaux élevés de leptine plasmatique (hyperleptinémie) sont associés au développement de l'athérosclérose, de l'hypertension et de la maladie coronarienne (CAD). La leptine active des récepteurs spécifiques de la leptine exprimés, entre autres tissus, dans les cellules vasculaires, suggérant que la leptine pourrait participer au développement de la dysfonction endothéliale et de l'athérosclérose.

Cependant, l'effet net de la leptine sur la fonction vasomotrice reste incertain, car une vasodilatation et une vasoconstriction ont été rapportées. La leptine induit la libération d'oxyde nitrique (NO) in vitro et provoque une vasodilatation dépendante de l'endothélium chez la souris en induisant l'expression endothéliale de la NO synthase. De plus, des études chez l'homme ont montré que la perfusion de leptine exerce une vasodilatation. En revanche, d'autres ont montré une vasoconstriction induite par la leptine in vitro et une vasodilatation altérée chez le chien. Différents mécanismes ont été proposés provoquant une augmentation de la résistance vasculaire périphérique, tels qu'une inflammation vasculaire, une activité accrue du système nerveux sympathique (SNS), une production accrue d'endothéline-1 (ET-1) et une diminution de la biodisponibilité de l'oxyde nitrique (NO).

L'hyperleptinémie a été associée à des états de fibrinolyse altérée, fréquents dans le diabète, les maladies cardiovasculaires et l'obésité. Cependant, si la leptine influence directement la fonction fibrinolytique endogène reste incertaine.

Le but de ces études était d'évaluer le rôle de la leptine sur la fonction endothéliale chez l'homme. A cet effet, les fonctions vasomotrices et fibrinolytiques ont été évaluées chez des hommes sains au cours d'un état d'hyperleptinémie induite pharmacologiquement. Dans une étude parallèle, la fonction endothéliale a été évaluée chez des patients atteints de coronaropathie établie et liée aux taux plasmatiques de leptine.

Matériel et méthodes

Sujets Dix-sept hommes volontaires non fumeurs en bonne santé et ne prenant aucun médicament régulier ont été recrutés à Umeå, en Suède (trois hommes ont participé à la fois au protocole 1 et au protocole 2). Quatre-vingt-trois patients atteints de coronaropathie établie ont été recrutés à la clinique externe de cardiologie de la Royal Infirmary, Édimbourg, Écosse, et les caractéristiques de cette cohorte ont été rapportées précédemment. Ces patients avaient un angor stable et avaient une documentation angiographique antérieure d'une sténose luminale ≥ 50 % d'au moins un vaisseau coronaire épicardique majeur. Un consentement éclairé écrit a été obtenu de chaque sujet et les études ont été réalisées conformément à la Déclaration d'Helsinki.

Pléthysmographie par occlusion veineuse Les sujets se sont abstenus d'alcool pendant 24 heures et de nourriture, de tabac et de boissons contenant de la caféine pendant au moins 4 heures avant chaque visite d'étude. Toutes les études ont été réalisées dans une pièce calme à température contrôlée maintenue à 22-25 degrés Celsius (ºC). Une canule veineuse 17-G a été insérée dans la veine antécubitale de chaque bras et l'artère brachiale du bras non dominant a été canulée avec une aiguille 27-G (Cooper's Needle Works Ltd, UK). Le débit sanguin bilatéral de l'avant-bras a été mesuré par pléthysmographie d'occlusion veineuse à l'aide de jauges de contrainte au mercure dans du silastique. La pression artérielle et la fréquence cardiaque ont été mesurées à l'aide d'un sphygmomanomètre semi-automatique non invasif. Pour éviter les effets vasomoteurs aigus, tous les médicaments ont été suspendus le matin de chaque étude.

Étudier le design

Protocole 1 Chez dix hommes volontaires sains, de la leptine humaine recombinante (Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, USA) a été perfusée par voie intra-artérielle à des doses croissantes de 80, 800 et 8 000 ng/min (6 minutes chacune). La fréquence cardiaque, la pression artérielle, le débit sanguin de l'avant-bras, la leptine, l'antigène de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) et les concentrations d'antigène de l'inhibiteur de l'activateur du plasminogène de type 1 (PAI-1) ont été déterminés à la fin de chaque dose.

Protocole 2 Dans une étude croisée randomisée en double aveugle, dix volontaires sains de sexe masculin ont reçu des perfusions intra-artérielles de leptine (800 ng/min) ou de solution saline à deux reprises avec au moins 2 semaines entre les visites. Le débit sanguin de l'avant-bras a été mesuré dans les bras perfusés et non perfusés au départ et à intervalles réguliers pendant la perfusion de leptine/solution saline d'une heure. Par la suite, quatre vasodilatateurs ont été perfusés en même temps que des perfusions intra-artérielles de leptine/solution saline ; bradykinine (vasodilatateur endothélium-dépendant qui libère du tPA) à 100, 300 et 1000 pmol/min (Clinalfa Ltd, Suisse), acétylcholine (vasodilatateur endothélium-dépendant qui ne libère pas de tPA) à 5, 10 et 20 µg/min (Clinalfa Ltd , Suisse), nitroprussiate de sodium (vasodilatateur indépendant de l'endothélium) à 2, 4 et 8 µg/min (laboratoires David Bull, UK) et vérapamil (vasodilatateur indépendant de l'endothélium) à 10, 30, 100 µg/min (Abbott UK Ltd) pendant 6 minutes à chaque concentration. Les vasodilatateurs ont été perfusés dans un ordre aléatoire avec une période de lavage salin de 15 minutes entre chaque médicament. Le vérapamil était toujours administré à la fin en raison de ses effets vasomoteurs durables.

Le sang veineux a été obtenu à partir des bras perfusés et non perfusés au départ, avant et pendant la perfusion de bradykinine, à 60 minutes et à la fin du protocole d'étude.

Protocole 3 Chez des patients atteints de coronaropathie (n = 83), le débit sanguin bilatéral de l'avant-bras a été mesuré avant et pendant les perfusions intra-artérielles de substance P (vasodilatateur dépendant de l'endothélium qui libère du tPA) à 2, 4 et 8 pmol/min (Clinalfa Ltd, Suisse), acétylcholine à 5, 10 et 20 µg/min (comme ci-dessus) et nitroprussiate de sodium à 2, 4 et 8 µg/min (comme ci-dessus) pendant 6 minutes à chaque concentration. La bradykinine n'a pas été administrée car de nombreux sujets étaient traités par inhibition de l'enzyme de conversion de l'angiotensine, ce qui potentialise nettement ses effets vasodilatateurs et fibrinolytiques. Les vasodilatateurs ont été administrés dans un ordre randomisé avec une période de sevrage salin de 15 minutes entre chaque médicament. Des échantillons de sang veineux ont été prélevés avant et pendant la perfusion intra-artérielle de substance P pour mesurer les marqueurs fibrinolytiques.

Échantillonnage veineux et dosages Des échantillons de sang veineux à jeun ont été prélevés dans des tubes contenant du citrate tamponné acidifié ou du citrate trisodique. Les échantillons ont été prélevés immédiatement sur de la glace et centrifugés à 2 000 g pendant 30 min. Le plasma et le sérum sans plaquettes ont été conservés à -80°C avant le dosage. Les concentrations de peptide natriurétique cérébral (BNP), de cholestérol et de glucose ont été déterminées selon la routine clinique, et la protéine C-réactive à haute sensibilité (hsCRP) avec un dosage très sensible utilisant l'immunonéphélométrie assistée par particules (néphélomètre Behring BN II). Les concentrations plasmatiques de leptine ont été mesurées à l'aide d'un dosage radioimmunologique à double anticorps (Millipore, Billerica, Massachusetts, États-Unis). Les coefficients de variation intra- et inter-essais étaient inférieurs à 5 % aux concentrations de leptine faibles (2-4 ng/mL) et élevées (10-15 ng/mL). Les concentrations plasmatiques d'antigènes tPA et PAI-1 ont été déterminées à l'aide de dosages immuno-enzymatiques (Coaliza®, Chromogenix Ltd) et l'activité plasmatique de tPA à l'aide d'une méthode photométrique (Coatest tPA, Chromogenix Ltd). Les coefficients de variation pour les dosages fibrinolytiques étaient respectivement de 5,9 % et 12 % pour l'antigène tPA et l'activité, et de 6,2 % pour l'antigène PAI-1. La libération nette estimée de tPA (antigène et activité) a été calculée comme décrit précédemment après chaque dose de bradykinine ou de substance P, comme le produit du débit plasmatique de l'avant-bras perfusé et de la différence des taux plasmatiques entre les avant-bras perfusés et non perfusés.