Bien que la PGI2 et le NO aient été identifiés comme les deux principaux dérivés impliqués dans le phénomène de vasorelaxation dépendante de l’endothélium, le fait que cette dernière persiste dans certaines situations après l’inhibition de ces deux voies a suggéré l'existence d'un mécanisme supplémentaire défini comme dépendant de l'endothélium, mais indépendant du NO et de la PGI2 (Komori et al., 1988). Puisque cette relaxation résiduelle dépendante de l’endothélium se caractérise par une hyperpolarisation des CMLV, et s’avère être abrogée par l’application d’inhibiteurs de canaux potassiques ou par une solution hyperpotassique dépolarisante, le médiateur chargé de cet événement a été nommé EDHF (Taylor & Weston, 1988).
Il existe une variabilité concernant l’implication de cet EDHF dans la relaxation dépendante de l’endothélium entre les espèces et les lits vasculaires. Toutefois, il est prédominant dans les petites artères de résistances comme les artères mésentériques et en règle générale sa contribution augmente lorsque le diamètre des vaisseaux diminue (Tomioka
et al., 1999).
Le mécanisme de base de la réponse médiée par les EDHF peut être divisé en deux parties en fonction de la localisation des évènements. La première étape qui a lieu au niveau
de l’endothélium consiste en une augmentation de la concentration intracellulaire de Ca2+, l'activation de canaux K+ dépendants du Ca2+ (KCa) et l’efflux d’ions K+ ce qui conduit à l’hyperpolarisation rapide des cellules endothéliales. La seconde étape reflète le mécanisme par lequel une hyperpolarisation endothéliale est transférée aux CMLV. Ainsi, la sécrétion de facteurs paracrines et/ou la génération de signaux susceptibles de diffuser à travers les membranes et par les jonctions gap myoendothéliales vont parvenir jusqu’aux CMLV et produire leurs effets. Au niveau des CMLV, les EDHF activent des canaux K+ et entraînent une hyperpolarisation dépendante de l'endothélium qui s’accompagne de la fermeture des canaux calciques voltage-dépendant pour aboutir à la relaxation (Busse et al., 2002).
La réponse induite par les EDHF fait intervenir plusieurs canaux K+ localisés dans les cellules endothéliales et les CMLs. Les trois sous types de canaux KCa de large (BKCa), intermédiaire (IKCa) et faible (SKCa) conductances ainsi que les canaux Kir sont présents dans la paroi vasculaire mais avec une localisation cellulaire et subcellulaire très spécifique. Les canaux IKCa et SKCa endothéliaux sont les éléments clés de l’initiation de ce phénomène d’EDHF qui va ensuite se propager aux CML et faire intervenir les canaux BKCa et Kir (Marrelli et al., 2003; Gluais et al., 2005a). Plusieurs voies de transmission de l’hyperpolarisation vers les myocytes vasculaires par le mécanisme d’EDHF ont été décrites. De manière générale, deux mécanismes principaux permettent d’expliquer la transmission de l’hyperpolarisation à la CML, la production de facteurs endothéliaux diffusibles et le contact intercellulaire direct.
Les facteurs diffusibles dérivés de l'endothélium sont des substances qui sont capables de passer à travers la lame élastique interne et atteindre les CMLV sous-jacentes à une concentration suffisante pour activer des canaux K+, et initier l'hyperpolarisation du ML. Ces facteurs divers et variés incluent notamment le peroxyde d’hydrogène (H2O2), les acides époxyeicosatriènoiques (EETs) mais également le K+ lui-même. L’activation des canaux IKCa
et SKCa des cellules endothéliales provoquerait un efflux d’ions K+ dans l’espace extracellulaire qui pourrait alors stimuler les canaux Kir et la pompe Na+/K+-ATPase des CMLV. L’ion K+ pourrait donc agir lui-même comme un EDHF (McNeish et al., 2005). Les EETs, produits du métabolisme de l’acide arachidonique par le cytochrome P-450 monooxygenase au sein de la cellule endothéliale, ont la capacité d’induire une vasorelaxation soit par l’activation des canaux BKCa par l’intermédiaire d’une protéine Gαs soit par l’activation indirecte des canaux Kir et de la pompe Na+/K+-ATPase des CMLV (Campbell &
55 Falck, 2007). Des travaux suggèrent que le couplage des EETs aux protéines Gαs se fait par un récepteur membranaire (Li & Campbell, 1997) (Node et al., 2001; Snyder et al., 2002)ou par un site de liaison (Wong et al., 1997; Wong et al., 2000). Cependant, ces partenaires restent à être caractérisés dans les CMLV et des études complémentaires sont nécessaires pour clarifier les mécanismes d’action des EETs.
La transmission de l’hyperpolarisation et du signal vasorelaxant de la cellule endothéliale aux CMLV est aussi permise par la présence de jonctions gap myoendothéliales. Ces contacts s’établissent de manière discontinue au travers de la lame élastique interne et sont d’autant plus exprimés que le diamètre des vaisseaux diminue (Hill et al., 2002). Les variations du potentiel de membrane des cellules endothéliales sont transmises aux myocytes par couplage électrique direct à travers les jonctions myoendothéliales, induisant une coordination des réponses entre les cellules endothéliales et les CMLV menant à la modulation globale du tonus vasculaire (Sokoya et al., 2006). Plusieurs études ont montré une association étroite entre les canaux IKCa et SKCa endothéliaux, la pompe Na+/K+-ATPase des CMLV et les connexines, protéines constitutives des jonctions gap (Sandow et al., 2006; Isakson et al., 2007). Leur regroupement dans des microdomaines localisés au niveau des projections des cellules endothéliales, à proximité des jonctions gap myoendothéliales, procure un environnement optimal pour l’efflux d’ions K+ dans le but d'amplifier ou d'initier les réponses EDHF dans les CMLV (Dora et al., 2008). Outre la transmission de l’hyperpolarisation par couplage électrique direct, il peut y avoir un transfert de charges et de petites molécules de signalisation (AMPc, IP3, Ca2+, K+) entre les cellules endothéliales et les CMLV à travers les jonctions gap. L’AMPc est capable d’activer les canaux BKCa
musculaires par phosphorylation via la PKA (Griffith & Taylor, 1999).
Le terme d’EDHF représente un mécanisme plutôt qu'un facteur spécifique dont la contribution varie en fonction du lit vasculaire et du diamètre des vaisseaux. Bien que sa nature reste controversée, il est un vasodilatateur majeur dans les artères de résistances où il joue un rôle physiologique crucial alors que sa participation dans les artères de conductance est faible.
I.E.2.2. Les substances contractantes dépendantes de l’endothélium