Caractérisation de la dysfonction endothéliale postprandiale chez le rat sain

1.1. Nécessité de développer une méthode d’exploration fonctionnelle de l’endothélium chez le rat vigile

Afin d’effectuer des mesures répétées de la fonction endothéliale vasculaire pendant la phase postprandiale chez le rat sain, il nous a d’abord fallu développer un test de réactivité vasculaire chez le rat vigile nous permettant de discriminer une altération postprandiale de la vasodilatation dépendante de l’endothélium après un repas de charge, qui est largement décrite dans la littérature chez l’Homme.

Pour des raisons historiques, nous avons choisi l’acétylcholine comme substance vasodilatatrice. Ainsi, notre méthode d’évaluation de la réactivité vasculaire a consisté en la mesure de la chute de pression artérielle transitoire induite par l’administration intraveineuse d’acétylcholine. La pression artérielle chez le rat vigile a été mesurée par pléthysmographie d’occlusion au niveau de la queue, méthode très précise qui a été validée chez l’animal par la très prestigieuse « American Heart Association » (Feng et al. 2008). De nombreuses séances d’habituation ont été réalisées afin de supprimer la composante naturelle de stress de l'animal induit par l'évaluation des paramètres hémodynamiques de la fonction endothéliale (contention, cathétérisation de la veine latérale caudale et mesure de pression artérielle par pléthysmographie).

Historiquement, nous avions choisi, dans le laboratoire, la souche consanguine normotendue (Wistar-Kyoto), comme souche de rat, témoin, lors d’expériences réalisées sur des souches de rats hypertendus SHR. Des expériences préliminaires ont établi que la mesure d’une reactivité vasculaire à l’acetylcholine était possible chez ce rat, et par la suite, nous avons ainsi trouvé judicieux le choix de cette souche consanguine, qui a l’avantage d’une bonne sensibilité aux facteurs environnementaux. Ainsi, une souche consanguine semble la plus appropriée pour la

mise en évidence de phénomènes métaboliques et hémodynamiques très fins et très précoces (dysfonction endothéliale postprandiale, altération de la production/disponibilité du NO).

1.2. Choix du repas de charge « high-fat meal »

Notre principal objectif en élaborant le test de charge hyperlipidique était de disposer d’un repas suffisamment délétère qui nous permettrait de visualiser les dérégulations métaboliques attendues tout en gardant une vraisemblance nutritionnelle. Au regard de la littérature, il nous est apparu évident que la richesse en acides gras saturés du repas nous donnait la garantie d’induire des effets délétères postprandiaux. C’est pour cela que nous avons choisi un test de charge hyperlipidique contenant 60% de l’énergie sous forme d’huile de palme. La présence de glucides et de protéines a donné un caractère mixte à notre repas, respectant une présentation postprandiale tout à fait conforme à un comportement alimentaire usuel. De plus, les 20% de glucides contenu dans le repas hyperlipidique sont essentiellement du saccharose, dont l’effet potentialisateur sur le métabolisme lipidique a été démontré. A ce titre, on peut considérer que notre test de charge, à la fois riche en acides gras saturés et en saccharose, est doublement délétère. En outre, la nature et les quantités des protéines utilisées (les protéines de lait, une matière protéique de référence) ont été raisonné afin d’examiner par la suite l’effet de la modulation de la nature des protéines du test de charge sur les fonctions endothéliales vasculaires.

Par ailleurs, il est intéressant de noter que notre repas de charge correspond à un apport énergétique de 25kcal, ce qui, rapporté à la consommation énergétique quotidienne, équivaut à un apport de 820kcal chez l’homme. Cependant, comme le rat fractionne son apport alimentaire sur la journée, cet apport en aigu correspond à une plus importante provocation métabolique que cela ne l’est chez l’Homme. Au final, on peut considérer qu’un tel repas de charge est assez comparable à ceux utilisés chez l’Homme (800-1200kcal).

En outre, notre réflexion a abouti à l’utilisation de charge en eau comme témoin afin de vérifier l’influence de variations circadiennes ou d’artéfacts expérimentaux potentiels sur les paramètres de fonctions endothéliales mesurées.

Bien que l’on puisse spontanément se demander dans quelles mesures les effets délétères observés après un repas hyperlipidique sont significatifs par rapport un repas mimant le comportement alimentaire humain avec une distribution en macronutriments « normale » (apport énergétique en glucides : 50%, lipides : 30% et protéines : 20%), nous avons écarté la

possibilité d’utiliser ce repas « normal » comme repas témoin. Comme nous l’avons vu précédemment, de très nombreuses études chez l’homme ont démontré que l’ingestion d’un repas hyperlipidique induisait une altération des fonctions endothéliales, et ce de façon significative par rapport à des repas dits « normaux ». Ainsi, notre objectif n’était pas de démontrer à nouveau que l’induction de la dysfonction endothéliale postprandiale était spécifiquement attribuable au niveau de lipides (et de saccharose) chez le rat sain, mais plutôt d’apprécier la cinétique d’apparition d’une dysfonction endothéliale dans des conditions délétères postprandiales avérées afin d’étudier certains mécanismes sous-jacents et la possible modulation par la fraction protéique.

1.3. Choix des paramètres de la dysfonction endothéliale à caractériser

Au-delà du test de la réactivité vasculaire, nous nous sommes intéressés à caractériser les deux phénomènes associés à la dysfonction endothéliale : le stress oxydant et l’inflammation à bas bruit. Concernant le stress oxydant postprandial, nous avons choisi des marqueurs plasmatiques, facilement mesurables, tels que les hydroperoxydes, l’ORAC, précisé par la suite par un dosage de l’acide urique. Une évaluation de la production d’anions superoxyde au niveau de l’aorte abdominale est venue compléter ces estimations du stress oxydant systémique. Concernant les marqueurs d’inflammation à bas bruit, nous nous sommes cantonnés à une évaluation postprandiale des cytokines proinflammatoires au niveau plasmatique, complétée par une mesure de l’activation leucocytaire.

Ces différents paramètres de dysfonction endothéliale postprandiale déjà décrits dans la littérature ont été confrontés à d’autres marqueurs plus spécifiques de voies de signalisation du NO et de voies inflammatoires au niveau du tissu adipeux.

Par ailleurs, cette caractérisation nous a servi de modèle afin d’observer l’effet de la modulation de la nature des protéines du test de charge.

2. Modulation de la nature des protéines d’un repas hyperlipidique sur la