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dimanche 11 novembre 2012

Signalisation l'inflammation, l'immunité et Redox ( article de 2006)


Signalisation l'inflammation, l'immunité et Redox

Joshua Jabaut et Karina Ckless
Université d'État de New York à Plattsburgh (SUNY Plattsburgh),
Département de chimie
USA

1. Introduction
Il est connu depuis longtemps que plusieurs types d'antioxydants possèdent également des propriétés anti-inflammatoires
propriétés indiquant une forte relation entre l'inflammation et le stress oxydatif.
Espèces réactives de l'oxygène (ROS) générés par les cellules inflammatoires non seulement aider à tuer
pathogènes, mais aussi agir sur les cellules inflammatoires eux-mêmes, en modifiant le redox intracellulaire
équilibre et le fonctionnement en tant que molécules de signalisation impliquées dans la régulation de la
inflammatoire et immunomodulatrice gènes. En effet, au niveau transcriptionnel, ROS jouent
un rôle clé dans le contrôle du facteur nucléaire kappa B (NF-ƒÛB), la protéine activatrice-1 (AP-1), et
autres facteurs de transcription impliqués dans l'expression des gènes à la fois inflammatoire et immunitaire
médiateurs. Plus intéressant encore, ROS et aussi des espèces réactives de l'azote (RNS) peut soit
activer ou désactiver ces facteurs de transcription par modification chimique de l'acide aminé essentiel
les résidus à l'intérieur de ces protéines ou des résidus de protéines accessoires de la respective
les voies de signalisation. L'intérêt pour les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation redox
des réponses inflammatoires et immunitaires est allé au-delà des facteurs de transcription comme cible
protéines. Des protéines impliquées dans des cascades de signalisation qui finissent par aboutir à la production
de médiateurs inflammatoires et immunitaires ont été étudiées en tant que capteurs redox et
vise donc pour ROS et RNS ou de modulation. Par exemple, NLRP3 inflammasome est un
protéine riche en cystéine multidimeric qui participe à la formation d'une plate-forme moléculaire
pour caspase1 dépendant de la sécrétion d'IL-1ƒÒ. Il a été suggéré que l'IL-1ƒÒ production et
sécrétion dans des monocytes est un événement redox réglementé. Cependant, les mécanismes de production
et la nature de ROS impliqués dans l'activation inflammasome sont encore inconnues. Ce chapitre
allons discuter de certaines des plus récents concepts sur la manière dont ROS et RNS peut moduler l'
réponses inflammatoires et immunitaires au niveau moléculaire, de redox réglementé
facteurs de transcription à redox des protéines sensibles impliqués dans inflammatoire et immunitaire
les voies de signalisation.
2. Activité Chimie, source et biologique d'oxygène réactif et de l'azote
espèce
Par définition, les radicaux libres sont des molécules réactives qui peuvent exister indépendamment et ont un
ou des électrons non appariés plus (Halliwell et Gutteridge 2007). D'autre part le terme
¡§ ¡¨ oxydant est utilisé en référence à toute substance qui peut abstrait d'un électron ou d'hydrogène
atome d'autres molécules, quelle que soit ayant un électron non apparié. Ces produits chimiques
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espèces réagissent facilement avec des macromolécules dans les systèmes biologiques en les oxydant. En
outre, ils peuvent réagir avec les métaux, les oxydants, les autres et des substances réductrices trouvés dans le
milieu intracellulaire et de générer de nombreuses autres espèces réactives. L'intérieur des cellules, ¡§ ¡¨ radicaux libres
et d'autres oxydants peuvent être formés par plusieurs sources, notamment enzymatique et non enzymatique
et également comme un sous-produit de réactions biochimiques. En raison de la complexité de la chimie
de ces espèces, en particulier dans les systèmes biologiques, les termes d'espèces réactives de l'oxygène (ROS)
et les espèces réactives de l'azote (RNS) sera utilisé dans ce chapitre pour désigner les espèces qui
sont dérivées de l'oxygène ou de l'azote, respectivement. ROS comprennent des radicaux d'oxygène tels que
l'oxygène diatomique (O 2), l'anion superoxyde (O2-.), radical hydroxyle (. OH), et le peroxyde d'ions
(O22-). En plus des non-radicaux, des espèces telles que l'acide hyperchlorous (HOCl), l'hydrogène
peroxyde d'hydrogène (H2O2) et l'ozone (O3) sont généralement présents dans les systèmes biologiques et sont également
considéré comme ROS. RNS comprennent l'azote molécules dérivées, représentée par le monoxyde d'azote
(NO) et ses homologues plus oxydés. Dans les systèmes biologiques, le NO est catalysée par une famille
de la NADPH-dépendantes enzymes appelées NO synthases (NOS). Chez les mammifères,
existe trois isoformes de NOS désignées comme neuronale (nNOS ou NOS1), inductible (iNOS ou NOS2) et
endothéliale (eNOS ou NOS3). Selon les circonstances ou le montant qui est généré,
NO peut agir en tant que molécule de signalisation (¡§ entrée faible NO ¡¨) ou en tant que substance de défense contre les
pathogènes (¡§ entrée haute NO ¡¨). En tant que molécule de signalisation est générée en NO petites quantités
et exerce sa fonction par le biais généralement réversibles réactions chimiques doux avec des protéines
acides aminés ou des groupes prothétiques, y compris les réactions avec les centres de l'hème dans les métalloprotéines
et des groupes thiol de l'acide aminé cystéine. Toutefois, lorsque le NO est produit en grandes quantités
et / ou accompagné d'autres ROS, tels que O2-., il subit de multiples et complexes
réactions d'oxydation formant molécules oxydantes et plus préjudiciable, comme le peroxynitrite
(ONOO_), ce qui est très réactive aux biomolécules (réaction 1).
(1)
La concentration de NO est régulée à la fois par sa consommation dans les réactions chimiques et
que sa production dans le microenvironnement cellulaire. Par conséquent, aussi importante que la
enzymes qui génèrent NO directement sont les enzymes qui contrôlent l'activité NOS indirectement.
L'un des mécanismes de commande indirecte pour l'activité de NOS, en particulier pour la iNOS, est
la disponibilité de son substrat nécessaire, la L-arginine. L-arginine est un substrat non seulement pour NCN, mais
aussi pour arginases, des enzymes qui hydrolysent L-arginine en L-ornithine et en urée (Figure 1)
(Lerzynski et al. 2006).
Schéma 1. Simplifié concurrence substrat de la réaction entre les enzymes démontrant
NOS et arginase.
Arginase, classiquement connue comme étant une enzyme dans le cycle de l'urée dans le foie, se retrouve également dans
de nombreuses autres cellules et tissus, notamment des cellules inflammatoires (Munder 2009). Il ya deux
isoformes distinctes de l'arginase chez les mammifères, l'arginase I et l'arginase II (Morris 2009). La
l'expression et l'activité de arginases sont induits dans des modèles murins de voies respiratoires allergiques
maladie, ainsi que chez les patients souffrant d'asthme (Zimmermann et Rothenberg 2006). Il a été
a indiqué que la limitation de la L-arginine disponibilité, provoquée par l'activation de l'arginase, pourrait
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contribuer à la perte de bioactivité du NO (Ricciardolo et al, 2005;.. Maarsingh et al 2006). En
fait, l'inhibition de l'arginase par l'inhibiteur de l'arginase pharmacologique, S-(2-boronoethyl) -
L-cystéine (BEC), diminution de l'activité arginase et provoqué des modifications dans l'homéostasie du NO,
qui se sont traduites par une augmentation des protéines NO-modifiés dans les poumons de souris enflammées.
En outre, le même inhibiteur de renforcement périvasculaire et péribronchiolaire poumon
l'inflammation, la métaplasie du mucus, des gènes de chimiokines inflammatoires, telles que la chimiokine
(CC motif) ligand 20 (CCL20, qui attire les neutrophiles et les cellules dendritiques) et
chimiotactique des kératinocytes (KC, chargée d'attirer les neutrophiles). Ces résultats
suggèrent que l'inhibition de l'activité de l'arginase amélioré un certain nombre de paramètres inflammatoires,
éventuellement en modifiant NO homéostasie (Schéma 2) (Ckless et al. 2008). Au niveau moléculaire,
manipulation arginase dans les cellules épithéliales pulmonaires peuvent également avoir une incidence NO homéostasie et affecter
réponses inflammatoires. Dans ce scénario, la réduction d'activité arginase améliore la
général contenu cellulaire de NO et NO-protéines modifiés, y compris l'augmentation de NOmodified
facteur nucléaire kappa B (NF-£ eB), qui joue un rôle majeur dans la régulation immunitaire et
réponses inflammatoires. Fait intéressant, les effets de l'inhibition de NF-arginase sur £ eB est
inversée par l'inhibiteur générique NSA, N-£ s-nitro-L-arginine méthyl ester (L-NAME),
suggérant un rôle causal de NO dans l'atténuation de NF-£ induite par eB arginase
suppression. Inversement, la surexpression de l'arginase I diminue cellulaire NO-dérivé
contenu qui provoque une diminution de NO-NF-modifiée £ eB. Le NOmodification ci-dessus
le NF-£ eB et d'autres protéines comprend S-nitrosation, qui sera discuté
en détail plus loin dans ce chapitre. Collectivement, cette étude met en évidence une régulation
mécanisme par lequel NF-£ eB est contrôlé par la régulation dépendante de l'arginase NO
niveaux, ce qui peut avoir un impact sur les maladies inflammatoires chroniques (Ckless et al. 2007).
Diagramme 2. Mécanisme par lequel l'arginase peut contrôler l'activité de NF-£ eB en diminuant NO
disponibilité.
ROS peuvent également être générés de manière endogène par plusieurs enzymatique et non enzymatique
réactions. Dans les états pathologiques, et peut-être physiologique, le principal non mitochondrial
Sources de ROS sont les enzymes appelées oxydases, qui comprend NADPH oxydases, et
cyclooxygénases, entre autres. En général, la production de ROS par ces nonmitochondrial
enzymes dépend d'un stimulus. Par conséquent, en non-stimulés ou en
les conditions physiologiques est peu connu sur la participation de ces enzymes dans le ROS
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génération. La production de ROS par ces enzymes non-mitochondriale dans les états inflammatoires
sera discuté plus loin dans ce chapitre.
Les mitochondries peut être une source importante de superoxyde et l'oxyde nitrique dans les cellules eucaryotes
cellules. La contribution mitochondriale à la piscine de radicaux libres varie en fonction de la cellule
fonction et respirant activement mitochondries contribuer davantage à la piscine que faire inactive
mitochondries. Étant donné que le potentiel standard de réduction de O2 à l'O2. est -0,160 V et la
potentiels standard de réduction des centres redox dans la gamme de la chaîne respiratoire à partir de -0,32
V à 0,39 V, et la présence de métaux de transition importante dans les centres redox, il s'agit de
n'est pas surprenant qu'il y est importante génération d'espèces réactives dans cet environnement
(Halliwell et Gutteridge 2007). Superoxyde est généré sur la mitochondriale externe
membrane, sur les deux surfaces de l'espace intermembranaire des mitochondries, et à l'intérieur de l'
matrice. Bien que la superoxyde généré à l'intérieur de la matrice est dismutées par le nombre de
défenses antioxydantes intérieur de la matrice, la superoxyde généré dans l'espace intermembranaire
et sur la surface de la outermembrane des mitochondries peuvent être transportés dans l'
cytoplasme par canaux anioniques voltage-dépendants (Halliwell et Gutteridge 2007). Sous
les conditions physiologiques normales, l'écoulement à travers les électrons de la chaîne respiratoire générer un
proton gradient, le pompage des protons dans l'espace intermembranaire entre l'intérieur et
la membrane externe mitochondriale. Le gradient crée ensuite l'ATP comme le flux de protons à travers
l'ATP synthase. Pendant les périodes de faible concentration en ADP, le flux de protons à travers l'ATP
synthase est perturbée provoquant un flux d'électrons dans la chaîne respiratoire à ralentir, et la
chaîne à devenir plus réduite. Il semble que l'état réduit de la chaîne augmente le taux de
d'auto-oxydation des centres rédox par O2, formant O2. -. Il a été suggéré que, dans
la matrice mitochondriale, une forme unique de NSA existe (Bustamante et al. 2007). La
formation putatif de NO dans cet environnement a des conséquences importantes en raison de sa
une affinité de liaison à des groupes hème dans les cytochromes de la chaîne respiratoire. En outre,
la production simultanée d'O2 et NO peut entraîner la production de peroxynitrite,
qui pourraient inhiber des enzymes importantes et perturber l'intégrité mitochondriale. Depuis l'
génération de NO oxygène requise, le taux de sa génération est dépendante O2 (Halliwell et
Gutteridge 2007).
En raison de l'augmentation des ROS et RNS génération présente dans les mitochondries, anti-oxydant
défenses ont évolué pour protéger l'intégrité de l'organite. Une famille de métalloenzymes
connu sous le nom disumutases dismutases (SOD) catalyse la formation de H2O2 et O2 de O2-
et de l'eau. Bien que la dismutation de l'O2 à H2O2 et l'eau se produire spontanément,
SOD augmenter le taux de diffusion de cette manière contrôlée. Dans le mitochondriale
matrice, une SOD contenant du manganèse spécifique élimine O2 à partir de la matrice et l'intérieur
d'autre de la membrane mitochondriale interne. Concentration de superoxyde dans le intermembranaire
l'espace est régulée par trois mécanismes; une CuZnSOD, le cytochrome c et spontanée
dismutation induite par le pH plus bas de cette zone. Dans des conditions physiologiques, H2O2 est
rapidement décomposé par la glutathion peroxydase et, dans certains types de cellules par la catalase. Cependant
si H2O2 s'accumule, il peut être néfaste, car il est le principal précurseur de la très
réactif radical hydroxyle, formé par l'interaction avec des métaux de transition réduit. En général
l'intégrité de la membrane mitochondriale est mis à jour par une seconde glutathion
peroxydase, connu sous le nom phospholipide hydroperoxyde glutathion-. Cette peroxydase spécialisée
réduit les peroxydes lipidiques associées à la membrane. En plus de la ¡§ ¡¨ classique
enzymes antioxydantes de l'intégrité des mitochondries est également préservé par des protéines mitochondriales
qui participent à la chaîne de transport d'électrons respiratoire. Il semble que le cytochrome c
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transporteurs d'électrons jouent un rôle détoxifiant contre le ROS, l'ubiquinol (QH2) peut agir comme une réduction
Agent à l'élimination des peroxydes en présence de succinate, un intermédiaire de l'acide citrique
cycle de l'acide. Systèmes antioxydants non enzymatiques jouent également un rôle dans la protection des mitochondries
intégrité. La membrane interne de la mitochondrie contient des niveaux élevés de vitamine E, un puissant
antioxydant et inhibiteur de radicaux libres réactions de propagation.
3. Chimie redox dans les états inflammatoires
Il est bien connu que les maladies inflammatoires chroniques sont associés à des ROS et amélioré
Production RNS illustré par des niveaux élevés de NO et de H2O2 dans le site de l'inflammation
(Antczak et al, 1997;. Emelyanov et al, 2001.). Ces oxydants peuvent être générés par des enzymes
abondante, non seulement dans les cellules inflammatoires, mais aussi dans les cellules non-inflammatoires (Janssen-
Heininger et al. 2008). Production de ROS et RNS dans le site de l'inflammation est généralement induite
dans le cadre d'une réaction de défense destiné à effacer des risques infectieux et de l'environnement,
y compris les agents microbiens et des matières particulaires. Le résident et inflammatoires
hématopoïétiques dérivées de cellules dans les tissus possèdent oxydant génératrices de systèmes enzymatiques,
y compris la NADPH oxydase, dont l'activité est médiée par la sous-unité catalytique gp91phox
(NOX2) (Bedard et Krause 2007; van der Vliet 2008). Cette enzyme est capable de générer
O2 -., Qui spontanément ou par voie enzymatique à dismutates H2O2 pour induire l'oxydation supplémentaire.
Production de ROS par des non-hématopoïétiques NOX est également très important. Le non-hématopoïétiques
ROS sont générés par une famille d'enzymes, notamment, NOX1, NOX3, et NOX4, qui
fonction distincte de gp91phox (van de Veerdonk et al. 2010). En outre, certains types de cellules
comme les cellules épithéliales ont été décrites pour la production d'enzymes Duox actifs capables de
production de H2O2 (van der Vliet 2008). Cellules stimulées tels que l'épithélium respiratoire,
neutrophiles et les macrophages sont également capables de produire de grandes quantités de NO par iNOS
(Janssen-Heininger et al. 2002). L'induction de iNOS et deux NADPH oxydases à l'
site de l'inflammation entraîne une augmentation simultanée en O2 -. NON et qui se combinent pour former
ONOO-, qui peut réagir finalement avec des résidus de tyrosine des protéines, formant la plus
produit stable, nitrotyrosine (Schéma 3) (Brennan et al. 2002). En effet, l'augmentation des niveaux de
NO dans l'air exhalé et à la nitration des protéines ont été observées chez des patients souffrant d'asthme,
NO corrélation avec l'inflammation (Reszka et al. 2011).
Le NO est très diffusible, ce qui lui permet éventuellement de former ONOO-dans les zones séparées dans l'espace
à partir du site de la synthèse de NO, limitée seulement par sa capacité à réagir avec puissant
macromolécules (Lancaster et Gaston, 2004). En outre, la réaction de NO avec
l'oxygène moléculaire (O2) de nitrite rendements (NO), qui peut être oxydé par hemeperoxidases à
sous forme de NO2, perpétuant ainsi la capacité de NO2 réactivité. Le NO2 est également formé lorsque
éosinophiles peroxydase et la myéloperoxydase, de neutrophiles et éosinophiles, respectivement,
consommer NO et H2O2 (van der Vliet et al, 1999;. Brennan et al, 2002.). L'environnement
peut également être une source de NO2. En fait, des niveaux élevés de ce gaz peut être présent dans l'atmosphère,
et elle est associée à la qualité médiocre de l'air causée par la pollution hautement industrialisée
zones. NO2 interagit principalement avec des macromolécules de surface des voies aériennes, la formation stable
empreintes de réactivité, y compris la protéine tyrosine modifications nitrotyrosine et
dityrosine (Brennan et al., 2002), peut-être modifier la fonction des protéines. En outre, ONOO-ou
Le NO2 peut se décomposer en forme. OH et H2O2, ce qui peut faciliter davantage l'oxydation et
participer à des événements de signalisation intracellulaire. Par conséquent, exogène ou endogenousgenerated
ROS et RNS peut affecter directement et indirectement les cellules qui participent à la
processus inflammatoires et immunitaires.
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Diagramme 3. Génération de peroxynitrite (ONOO-) dans le site de l'inflammation et le potentiel
réactions avec des protéines.
La détection directe du ROS et RNS in situ de l'inflammation est extrêmement difficile
tâche. Pour surmonter cette difficulté, la détection des produits finaux d'oxydation stables en protéines,
comme nitrotyrosine, sulfénique cystéine (Cys-SOH), sulfinique (Cys-SO2H) et sulfonique (-Cys
SO3H) acides est une approche possible pour indiquer la présence de ROS et RNS. La chimie
de ces oxydations est particulièrement complexe. NO endogène produite par SAI peut réagir
indirectement avec le glutathion tripeptide (GSH) et de le convertir à la S-nitroso-thiol, appelé Snitrosoglutathione
(GSNO). Par conséquent, le NO peut exercer ses effets directement ou par l'intermédiaire de son
dérivés (GSNO), par la médiation de la protéine S-nitrosation (Schéma 4). Par définition,
Schéma 4. Mécanisme par lequel la médiation GSNO S-nitrosation de protéines et le rôle des
enzyme réductase GSNO sur l'équilibre de S-nitrosylés protéines.
SH
S -
S-S
SH
S
S-S
- NON
SH
SH
S-S
¡§ ¡S ¨ nitrosylation-agents
GSNO
protéine ayant pleinement
cystéines réduits
(Sous forme thiol, CysSH)
protéine avec
cystéine déprotoné
(Sous forme thiolate, SSSEJ-)
protéine avec
cystéine nitrosylé
(CysSNO)
Se décompose seulement la
bas poids moléculaire
S-nitrosothiol, GSNO
GSNO réductase
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protéine S-nitrosation est une liaison covalente du NON à une résidus de cystéine dans les protéines et les
il a été considéré comme un mécanisme de régulation de la protéine (Numajiri et al. 2011). Jusqu'à ce jour,
il n'y a pas enzyme identifiée spécifiquement et se décompose directement PSNO, mais le
enzyme réductase GSNO décompose le S-nitrosothiol, GSNO et contrôle indirectement l'
protéine S-nitrosation. Dans les états plus oxydés, NO est oxydé à ONOO-qui est
très bien connu comme un agent de nitration de résidus tyrosine dans les protéines (voir ci-dessus). La
présence de ces protéines oxydées a été considéré comme ¡§ ¡¨ un biomarqueur de l'inflammation.
Les changements redox sur les résidus cystéine sont très dynamiques et complexes. En fait, Snitrosothiols,
comme GSNO peut également servir de médiateur d'une autre oxydation Cys, appelé Sglutathionylation.
Similaire à S-nitrosation, protéine S-glutathionylation (PSSG) est le
modification covalente des cystéines avec le tri-peptide, le glutathion (GSH). La formation d'
PSSG suit une forme plus transitoire de Cys-protéine d'oxydation, qui peut par initiée par
H2O2 qui oxyde la cystéine des protéines à l'état thiolate (Cys-) et à la suite de l'instabilité
acide sulfénique (Cys-SOH). En présence de grandes quantités de ROS, les résidus cystéine peuvent également
être encore overoxidized à Cys-Cys SO2H et-SO3H. La sensibilité de la cystéine à
oxydation est proportionnellement dépendante de la faible pKa de cet acide aminé, ce qui indique
spécificité substantielle à ces événements d'oxydation. Différente de la protéine S-nitrosation,
protéine S-glutathionylation peut être décomposée par des enzymes spécifiques. Dans les paramètres physiologiques,
glutarédoxines agir pour inverser spécifiquement S-glutathionylated protéines (Figure 5). De même,
la thiorédoxine (Trx) du système d'enzymes catalysant la réduction réversible de disulfures,
ce qui conduit à une réduction de thiol sur la protéine cible, et un disulfure de Trx, qui est
ensuite réduit par la thiorédoxine réductase. La présence de ces enzymes et autres
Schéma 5. Mécanisme simplifié par lequel la protéine S-glutathionylation est médiée en
les systèmes biologiques.
SOH
SOH
S-S
SO2H
S-S
SH
SH
S-S
protéine ayant pleinement
cystéines réduits
(Sous forme thiol, CysSH)
Acide sulfénique
(CysSOH)
ROS
ROS
SO2H
Acide sulfinique
(CysSO2H)
ROS
SO3H
S-S
SO3H
Sulfonique
(CysSO3H)
SSG
S-S
SSG
protéine avec
glutathionylated
cystéines (PSSG)
GSH
Glutarédoxine
Thiorédoxine
Se décompose
S-gluathionylated
protéines
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réguler directement ou indirectement l'état d'oxydation des cystéines protéine supplémentaire donne
l'acceptation de la pertinence des événements d'oxydation des protéines dans la biologie cellulaire et la maladie (Janssen-
Heininger et al. 2008).
Depuis la protéine S-glutathionylation est réversible et peut-être réglementés par des enzymes spécifiques,
cette modification post-traductionnelle est apparu comme un mécanisme de régulation des protéines.
Bien que certaines modifications redox qui se produisent dans les cellules enflammées et adjacente peut ainsi
contribuer au processus inflammatoire, les mécanismes exacts par lesquels ROS et
RNS participer aux réponses inflammatoires et immunitaires est resté inconnu. Un
nouveau scénario est centré sur le rôle des oxydants comme molécules de signalisation critiques pour les tissus
l'homéostasie et de la défense innée de l'hôte. Ce concept de ¡¡¥ ¥ biologie redox ¡| ¡| est basée sur l'
récemment gagné l'appréciation que le NO et provoquer des oxydations H2O2 spécifiques dans cystéines cibles
dans les protéines, qui exercent des fonctions de régulation, en fonction de la protéine qui est en cours
ciblée. Les protéines ayant plusieurs fonctions, allant de protéines membranaires et des protéases à
facteurs de transcription, sont régis par S-nitrosation, S-glutathionylation, ou d'autres formes de
oxydation de cystéine. Dans ce contexte, le NF-£ eB est le facteur de transcription le plus représenté
qui est redox réglementé.
4. Régulation redox des facteurs de transcription contrôlant immunitaire et
les réponses inflammatoires
Le facteur de transcription NF-£ eB a été considéré comme le maître régulateur à la fois innée et
réponses immunitaires adaptatives et a été démontrée à jouer un rôle essentiel dans allergiques
affections des voies respiratoires. En outre, ce facteur de transcription est connu depuis longtemps comme un
¡§ facteur de transcription redox sensible ¡¨. Par conséquent, comprendre les différentes facettes de redox
régulation de NF-£ eB et ses objectifs offre la possibilité de faire progresser notre compréhension de la
processus immunitaires et inflammatoires. La famille de NF-£ eB comprend cinq protéines apparentées:
p50, p52, RelA (aussi connu sous le nom p65), c-Rel et RelB. Ces facteurs peuvent homo-et
s'hétérodimériser à travers le domaine d'homologie Rel. Seulement RelA, c-Rel et RelB contiennent une
domaine d'activation transcriptionnelle, tandis que p50 et p52 n'ont pas cela, et ne peut être activée
transcription par une hétérodimérisation avec RelA, c-Rel, ou RelB (Hayden et Ghosh
2004; Pantano et al. 2006). NF-£ eB est séquestré dans le cytoplasme des cellules non stimulées
lié à I £ protéines eB. En réponse à un large éventail de stimuli, I £ protéines eB sont
phosphorylé par la kinase de sérine; inhibiteur de kappa B kinase (IKK). Phosphorylée I £ EBS
sont ubiquitinées et dégradée par le protéasome 26S, démasquant le NF-£ eB nucléaire
signal de localisation, permettant NF-£ eB d'accumulation dans le noyau. Au moins deux parallèles
voies de IKK induite par NF-£ eB ont été décrits. Dans la voie canonique, l'activation
de IKKƒÒ par de nombreux stimuli, y compris des cytokines TNF-.., agonistes TLR et l'IL-1 .. conduit à l'
phosphorylation de IkB .. à Serines 32 et 36 (DiDonato et al., 1997). Dans le non canonique
voie NF-£ eB ¡Vinducing kinase (NIK) phosphoryle IKK ... IKK .. par la suite
phosphoryle p100, ce qui provoque sa maturation protéolytique de p52 (Karin 1999), ce qui permet
complexes dimères p52/RelB de translocation vers le noyau (Hayden et Ghosh 2008).
Activateurs de la voie non canonique comprennent des sous-ensembles de stimuli qui comprennent des cellules B ¡V
Facteur d'activation (BAFF), b lymphotoxine (LTB), et un ligand de CD40 (CD40L), ainsi que
lipopolysaccharide (LPS). Il est généralement admis que la voie non canonique est nécessaire pour
la réponse immunitaire adaptative, alors que la voie canonique est requise pour le début de l'
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la réponse immunitaire innée (Bonizzi et al. 1999), bien que la diaphonie entre ces voies
Il existe pour contrôler la force et la durée de la réponse transcriptionnelle (Ghosh et
Hayden 2008).
NF-£ activation eB, par divers stimuli pro-inflammatoires comme l'IL-1 .., a été
démontré d'exiger ROS en partie après l'activation de NADPH oxydases (Bonizzi et al.
1999; Li et Engelhardt 2006), et mitochondriale de ROS dans certains contextes peut aussi conduire à
l'activation de NF-£ eB (Chandel et al 2001;. Hughes et al, 2005.). Toutefois, il n'est pas clair
si les événements oxydatifs déclenchés par ces stimuli sont temporelles et donc spécifique
aux composants de la voie NF-£ eB. En fait, le rôle physiologique des oxydants dans le
l'activation de NF-£ eB a été mise en doute par des études démontrant que l'activation redox est
type de cellule spécifique (Anderson et al, 1994;. Brennan et O'Neill, 1995), et que divers
antioxydants étaient non spécifiques dans leurs actions (Hayakawa et al. 2003). Il existe des preuves aussi
que la NADPH oxydase ¡Vinduced ROS ne médiateur NF-£ eB signalisation, mais la baisse de la
l'ampleur de son activation (Hayakawa et al. 2003). Un certain nombre de rapports démontrent que
oxydants peuvent inhiber spécifiquement la voie NF-£ eB dans les cellules épithéliales pulmonaires via Snitrosylation
ou S-glutathionylation de la cystéine 179 de IKK .. (Reynaert et al 2004;. Reynaert et
al. 2006), la cystéine même également visés par anti-inflammatoire cyclopenténone
prostaglandines (Rossi et al., 2000). Il est probable que les événements cystéine supplémentaires oxydantes qui
comprennent la modification de p50 (Matthews et al. 1992) et RelA (Kelleher et al. 2007) ont également
contribuer à l'inhibition de l'oxydation de NF-£ eB. Ces observations suggèrent que certaines
réglementaires événements oxydatifs importants pourraient jouer des rôles d'anti-inflammatoires dans les tissus par
limiter l'activation de NF-£ eB. La régulation redox de NF-£ eB et peut-être d'autres
des facteurs de transcription et des protéines impliquées dans la réponse inflammatoire et immunitaire est
extrêmement complexe, et il ya des preuves solides que ce processus est de type cellulaire, ROS / RNS
l'espace-temps dépendant. Une bonne illustration de cette complexité est représentée par plusieurs
publications sur modifications post-traductionnelles de la voie NF-£ eB. Séparée en deux
études, la ligne même cellule, mais les différentes sources de RNS ont été utilisées pour démontrer que la
NF-£ eB voie est une cible pour la régulation redox. Dans une étude, il a été démontré que
exogène S-nitrosothiols (un NO-dérivé) provoquent S-nitrosation de IKK .. et inhiber le
par conséquent, l'inhibition de NF-£ eB (Reynaert et al 2004). En revanche, la deuxième étude
démontré que l'augmentation endogène S-nitrosothiols causée par l'inhibition de l'arginase faire
pas d'incidence sur l'étendue de IKK .. activité, mais toujours atténuer l'aval de la voie NF-£ eB de
IKK .. (Ckless et al 2007). Cette contradiction apparente peut s'expliquer par potentiellement différent
formes chimiques de NO, la concentration, ou localisation subcellulaire qui a surgi après l'arginase
suppression (production endogène de S-nitrosothiols) par rapport à extracellulairement
livré S-nitrosothiols et ce scénario différent peut avoir un impact différentes cibles de NF-£ eB
voies. En effet, dans l'étude où le S-nitrosolthiols ont été générés de manière endogène, l'
cible pour S-nitrosation est la sous-unité p50 de NF-£ eB complexe. Le NF-£ eB voie est également
une cible pour un autre type de modification post-traductionnelle induite par les ROS. En effet dans les voies respiratoires
les cellules épithéliales, la cystéine-179 de l'IKK .. kinase régulatrice est une cible centrale pour oxydatif
l'inactivation par S-glutathionylation, causée par H2O2 exogène. Le conflit divers
mécanismes qui sont décrits pour ROS et leur rôle dans la régulation de NF-£ eB et par conséquent
réponse antioxydants pour ROS génération peut refléter la complexité de la réponse inflammatoire
processus. Récemment, il a été suggéré que l'inflammation aiguë possède bien équilibré
bras opposés, l'apoptose et la cicatrisation des plaies (Khatami 2008). Depuis NF-£ eB contrôle au moins
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L'inflammation, les maladies chroniques et le cancer ¡V
Biologie cellulaire et moléculaire, de l'immunologie et des bases cliniques
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dans le cadre d'événements apoptotiques / anti-apoptotique de ce processus, dérèglement de cette transcription
facteur causés par le stress oxydatif pourrait conduire à un déséquilibre entre l'apoptose et la plaie
la guérison et en plus de la co-existence de la mort et des facteurs de croissance dans les tissus, pourrait
créer une réponse immunitaire dysfonctionnelle qui peut conduire à une inflammation chronique,
les maladies auto-immunes et du cancer. (Khatami 2008; Khatami 2009; Khatami 2011).
5. RNS et ROS-delà des facteurs de transcription
L'interleukine 1 (IL-1) de la famille des cytokines est essentielle à la réponse de l'hôte à l'infection,
jouer une variété de rôles, non seulement dans la phase aiguë du foie, mais aussi dans
altérations du métabolisme, l'induction de la fièvre, et l'activation des lymphocytes (Dinarello 2009).
La surproduction d'IL-1 .., en particulier, est pensé pour être responsable d'une variété de
syndromes auto-inflammatoires telles que la fièvre méditerranéenne familiale et de Muckle-Wells
syndrome, et est également un facteur contribuant à la polyarthrite rhumatoïde, la goutte, la sclérose en plaques
(Dans le modèle animal expérimental encéphalomyélite auto-immune), maladie d'Alzheimer ¡| s Disease,
et le diabète (Gris et al.2010; Masters et al 2010;. Zhou et al 2010;. Griffin et al 2006.;
Daheshia et Yao 2008; Clutterbuck et al. 2009). IL-1 .. est également un médiateur pathogène dans
plusieurs troubles pulmonaires, y compris l'infection, l'asthme, ALI / SDRA, rejet de greffe,
BPCO, l'HTAP, la sarcoïdose, l'asbestose, la silicose et (Dorfmüller et al, 2003;. Wanderer 2008;
Soon et al. 2010). Réglage IL-1 .. distingue des autres cytokines de la phase aiguë telles que l'IL-6 et TNF-
.. est l'obligation pour le traitement d'une pro-forme inactive à une forme active sécrétée par
caspase-1 clivage, qui lui-même est activé par l'assemblée des inflammasome cytoplasmique
complexes, qui sont des complexes multi qui peuvent activer la caspase-1 et, finalement,
conduire à la transformation et la sécrétion d'interleukine (IL) -1 .. et IL-18. Un certain nombre de NODlike
membres de la famille des récepteurs (NLR) peuvent former des inflammasomes. L'un des mieux étudiées
membres de la famille NLR est NLRP3 (NOD-like receptors pyrine domaine contenant 3). La
l'activation de l'inflammasome NLRP3 facilite la formation d'une plate-forme moléculaire pour
caspase1 dépendant de la sécrétion d'IL-1ƒÒ. Il a été démontré que le mécanisme de
le traitement et la sécrétion d'IL-1ƒÒ matures dans les cellules myéloïdes est un événement multi-étapes. La première
Si nécessaire, la synthèse et l'accumulation des protéines précurseurs, y compris pro ¡V
IL-1 .. et NLRP3 (¡§ ¡¨ signal 1), accompli par une variété de stimuli, y compris les risques et
associés à des pathogènes molécules de motifs moléculaires (Damps et PAMPs, respectivement). Après
d'amorçage, l'activation conduit à NLRP3 recrutement de la protéine adaptatrice ASC (apoptotique
tache en forme de protéine contenant une carte) et l'enzyme caspase-1 pour former le NLRP3
complexe inflammasome (¡§ ¡¨ signal 2), qui est en définitive responsable du clivage et de
sécrétion d'IL-1ƒÒ (Schéma 6) (Martinon et al. 2009). Le clivage et la sécrétion d'IL-1ƒÒ peut
être améliorée par la libération de l'ATP endogène qui stimule le récepteur purinergique P2X7
(Piccini et al. 2008).



vendredi 9 novembre 2012

Résultats des tests de VO2 avec ASEA


Résultats des tests de VO2 avec ASEA

Ce rapport document présente les résultats de tests d'endurance athlétique VO2max réalisée sur 17 athlètes de Juin à Juillet 2009, qui a pris ASEA sur une base régulière.
Méthodes expérimentales pour les tests VO2max:
Dix-sept (17) athlètes ont effectué un test VO2max où la fréquence cardiaque (HR), la consommation d'oxygène (VO2), les sorties de dioxyde de carbone (VCO2) et du seuil ventilatoire (VT expliqué ci-dessous) ont été mesurés au cours d'une norme professionnelle administré VO2max test d'endurance. Les athlètes ont été choisis en fonction de leurs réponses à un questionnaire qui évaluait signé leur condition physique et leur engagement à respecter les règles.
Pour être admissible, chaque athlète a affirmé qu'ils travaillent généralement de manière rigoureuse une moyenne de plus de 5 heures par semaine, mangeait une alimentation saine pendant la période d'essai et a été correctement hydraté avant chaque test. Chaque athlète a décidé de suivre les règles, y compris le maintien de leurs activités quotidiennes normales pendant la période d'essai et fidèlement boire ASEA au cours de la période d'essai 14 jours, ils se sont abstenus de boire de l'ASEA pendant au moins une semaine avant le test de référence initial.
Les athlètes ont passé le test de référence de la semaine du 15 Juin avant de prendre ASEA. Le test final, après prise ASEA (4 oz par jour) pendant plus de 14 jours, a été réalisée entre Juin 27 et Juillet 9. Chaque athlète a bu 8 onces d'ASEA juste avant de prendre le test final. Les tests de VO2max ont été effectués sur un système CardioCoach ® par des techniciens ayant une expérience de plus de 5 ans d'administrer des tests de VO2max sur ce système. Les résultats ont été analysés en utilisant des méthodes statistiques pour déterminer seuil ventilatoire (VT). Des explications détaillées sont données dans la section Résultats.
Pendant le test de VO2max de base, le niveau de puissance de sortie de l'athlète a été enregistré (le niveau de résistance du vélo ou de la vitesse et l'inclinaison du tapis de course). Cette information a été utilisée pour répéter les mêmes niveaux de puissance lors de l'épreuve finale, ce qui rend le test final, dans la mesure où la puissance, une répétition de l'examen de base initial. Si l'endurance de l'athlète permis, alors le test sera poursuivi lors d'une sortie de puissance plus élevé que VO2max a été détectée.
Cette expérience est conçue pour permettre la comparaison entre les performances d'un groupe varié d'athlètes sur le test VO2max avant de prendre ASEA de leur performance sur le même test après avoir pris ASEA pour plus de 14 jours et directement avant l'essai. Au moins 15 athlètes ont été nécessaires afin d'avoir une plus large base de données statistiques pour mesurer les tendances significatives.Même si ce test n'a pas de groupe témoin, il y avait une base suffisamment large pour établir des tendances significatives qui peuvent encore être étudiées et vérifiées par contrôle en double aveugle des essais sur des groupes d'élite par la suite.
Explication physiologique des mesures d'endurance TT:
Pour cette expérience, l'accent a été mis sur la mesure du seuil ventilatoire (VT), qui est largement reconnu comme un moyen meilleur et plus précis pour mesurer l'endurance et la capacité de puissance de VO2max lui-même. Le VT peut être mesurée en comparant le volume de la consommation d'oxygène (VO2) et le volume de dioxyde de carbone exhalé (VCO2). Comme les muscles mis plus de puissance, leur demande d'oxygène dans le sang augmente proportionnellement à la quantité de déchets qu'ils expulsent de CO2 dans le sang. Cela se reflète dans les mesures de VO2 et VCO2.
Le corps ne peut être considéré comme une machine: l'oxygène (O2) va dans les poumons, passe dans le sang où elle est pompée dans les tissus musculaires. Là, elle est combinée aux sucres et des graisses pour produire l'énergie nécessaire pour maintenir la puissance de sortie. Les déchets de la production d'énergie aérobie incluent le dioxyde de carbone (CO2). CO2 est renvoyé hors des tissus dans les poumons où il est ensuite expulsé. La quantité d'O2 va en cours d'exercice aérobie doit être directement proportionnelle aux émissions de CO2 expulsés, ce qui est vu sur un graphique comparant VCO2 de VO2 en ligne.
Il arrive un moment, cependant, au cours du test VO2max que la puissance des muscles dépasse la capacité des poumons et du coeur pour fournir l'oxygène nécessaire. À ce stade un procédé anaérobie à l'intérieur des tissus musculaires commence à produire de l'énergie (énergie sans oxygène) pour fournir le déficit énergétique. Les déchets de ce processus comprennent l'acide lactique et un montant supplémentaire de CO2. Cette anaérobie des déchets CO2, combiné avec les déchets aérobie CO2 peut être mesurée en beaucoup augmenté VCO2 mesure par rapport au VO2. Ce point (VT) peut être vu sur le graphique VCO2 vs VO2 comme un «coude», comme le volume de CO2 qui ont été expulsés va rapidement jusqu'à un niveau supérieur.
VT est défini comme le point où commence raide VCO2 son inclinaison. Ainsi VT marque la fin du processus de production d'énergie aérobie pur et le début d'un mélange de procédés d'énergie aérobie et anaérobie produisant. Cela peut aussi être mesurée avec une forte augmentation de l'acide lactique dans le sang (LT habituellement noté, Seuil lactique). Dans cette expérience LT n'est pas mesurée.Comme l'acide lactique s'accumule dans les tissus, elle inhibe la capacité des tissus à absorber efficacement l'oxygène, ce qui rend le processus aérobie moins efficace. Au seuil anaérobie (AT), l'accumulation de l'acide lactique commence à spirale hors de contrôle en place. Quelques minutes après AT, l'apport de glucides fonctionne également et le tissu musculaire ne fonctionne pas. Ce point de l'épuisement complet est de plusieurs dizaines de secondes après VO2max, (l'endroit où le corps prend pour un montant maximum de possible O2).
VO2max dépend de beaucoup de facteurs génétiques tels que la capacité pulmonaire, la capacité cardiaque et l'efficacité de l'interface air-sang à l'échange d'O2 et de CO2 dans les poumons ainsi que l'efficacité de l'interface sang-tissu dans les muscles. Normalement VO2max ne augmenter considérablement si la capacité pulmonaire ou cardiaque augmente en raison de longues périodes d'exercice intense. VT, d'autre part, est une mesure de la quantité d'énergie que l'athlète est en mesure de maintenir à son efficacité maximale aérobie. VT peut être augmentée si l'interface sang-air dans les poumons ou le sang des tissus d'interface devient plus efficace dans le transport de l'oxygène ou de se débarrasser de l'acide lactique et CO2. Ainsi VT est un paramètre qu'il est logique de cibler pour l'augmentation de l'entraînement sportif.
Les résultats du test VO2max:
Les résultats du test sont présentés sous forme de résumé avec un exemple concret pour illustrer les mesures prises et les tendances. Fréquence cardiaque moyenne (HR), moyenne VT, moyenne VO2max et Temps moyen pour atteindre VO2max sont signalés. En raison de l'erreur expérimentale (un masque respiratoire lâche, peut-être), les résultats des deux athlètes ont dû être retirés à partir des moyennes pour VT et VO2 max (en moyenne plus de 15 athlètes). Les moyennes pour la fréquence cardiaque et le temps total sont basés sur les 17 athlètes.
Exemple de résultats pour un athlète
A titre d'illustration des tendances observées, un athlète a été sélectionné qui a fourni un exemple bien visible de l'évolution. Sa base VO2max score était de 61,7 (proche de la moyenne) avant ASEA et a augmenté à 68,1 après ASEA, il s'agissait d'une augmentation exceptionnelle peut-être liée à une combinaison d'autres améliorations. Sa fréquence cardiaque (FC) était également plus faible au cours de la dernière épreuve, comme en témoigne le graphique (FC moyenne est allé de 133 à 121 bpm [battements par minute] sur la région comparable).
Aussi bien vu sur le graphique est la différence dans le temps pour atteindre VO2max (le point où la ligne RH graphique extrémités). Son dernier test VO2 max (avec ASEA) a couru près de 4 minutes de plus que son test de référence même à la puissance élevée.
Ci-dessous est montré son VCO2 vs VO2 graphique illustrant le clair "coude" dans les données qui définissent sa VT avant (diamants) et après (triangles) ASEA. Il a réalisé VT à 376 secondes dans le test sur ​​son essai de référence. Après ASEA, VT passé à 498 secondes, une augmentation de plus de 30%. Ceci est beaucoup plus grande que l'incertitude sur la différence de sa puissance de sortie entre les deux essais. On voit également la tendance est que VCO2 augmente à un rythme plus doux après avoir pris ASEA, à la fois avant et après le VT.
Dans plus de 70% des athlètes, des tendances similaires ont été observées, en particulier dans le VT.
Sommaire des résultats
Le tableau suivant donne un résumé des résultats sur tous les athlètes testés comme déjà expliqué. Il ya un écart statistique d'environ 3% sur les moyennes VT; incertitudes similaires devraient s'appliquer à tous ces moyennes.



Fréquence cardiaque est mesurée uniquement sur ​​les régions comparables, à seulement comparer la fréquence cardiaque à puissance équivalente. Fait intéressant, il n'y avait aucune différence dans la fréquence cardiaque moyenne (pris en charge tous les athlètes) dans l'intervalle précédant VT avant et après ASEA a été prise.
Observations et conclusions basées sur les résultats:
Il ya une tendance claire et sans équivoque dans les données de VO2max. Sur la base de ces données, environ 70% des athlètes qui tentent ASEA devrait connaître la capacité de maintenir une plus grande puissance sans franchir le seuil ventilatoire (VT) qui provoque la fatigue, leur permettant d'aller plus à la brûlure même puissance ou de fonctionner à une puissance supérieure brûler que possible avant ASEA. Ceci est basé sur le trait le plus saillant de l'informatique de la prolongation de délai à des niveaux de puissance similaires avant les VT et VO2max seuils liés à la fatigue. Ces résultats méritent une enquête plus minutieuse et la vérification.
Depuis 14 jours ne donnent pas le corps assez de temps pour augmenter la capacité pulmonaire ou de la capacité cardio-vasculaire, il semble raisonnable de conclure que ces tendances peuvent être plus indicative de l'augmentation de courte portée à l'efficacité de transfert d'oxygène causé par l'ingestion d'ASEA, soit à la poumons ou dans les tissus. Il peut aussi être le signe d'une plus grande efficacité pour débarrasser le corps de l'acide lactique en excès. Cela semble indiquer que ASEA serait le plus efficace prise immédiatement avant et après l'exercice.