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Carbon nanotubes (CNTs) are a new type of crystalline carbon material possessing unique physico-chemical properties of potential interest for numerous industrial applications. However, the toxicity of this material for the lung is unknown. This work used multi-wall CNTs synthesized by hydrocarbon decomposition on supported catalysts. The aim of the study was (i) to assess the biopersistence of CNTs in the lung and (ii) to characterize the pulmonary response after exposure to CNTs in comparison with reference particles such as asbestos fibers (toxic) and carbon black dust (inert).
It is well established that biopersistence is important factor determining the biological toxicity of an inorganic fiber. The data show that nanotubes instilled in Sprague-Dawley rats (0,5 and 2 mg) are not eliminated with the time (until 60 days) and point to a potential toxicity of these particles. The pulmonary response was assessed in rats after intra-tracheal administration of saline (controls, NaCl 0,9%, CNTs (0,5, 2 and 5 mg), carbon black (2 and 5 mg) or asbestors (2 and 5 mg). The inflammatory response was assessed by measuring LDH activity, protein and TNF-α levels and inflammatory cells number in the bronchoalveolar lavage as well as Clara cell protein (CC16) in serum at 3, 15, 28 and 60 days after treatment. The amplitude of the fibrotic response was also assessed by measuring hydroxyproline , type 1 collagen, soluble collagen and fibronectine levels in the lung at§ day 15, 28 and 60 after treatment. An histological analysis completed the study.
Our results indicate that CNTs induced a pulmonary inflammation of comparable intensity than that observed with asbestos fibers. A significant increase of OH-proline and type 1 collagen contents was noted after CNTs administration, indicating that CNTs induce a fibrotic response. Histopathological lesions were characterized by the presence of collagen-rich granulomas in the bronchi as well as interstitial inflammation (alveolitis).
Altogether, these data suggest that CNTs are potentially toxic to the lung. In this context, industrial hygiene measures should to be taken to minimize exposure during the manipulation of CNTs. Complementary experimental studies are necessary characterize the potential toxicity of CNTs Les nanotubes de carbone (NTCs) représentent une nouvelle forme cristalline du carbone aux propriétés physico-chimiques potentiellement intéressantes pour de nombreuses applications industrielles. Toutefois, la toxicité de ce matériau en particulier vis-à-vis du poumon n’est pas encore connue. Ce travail porte sur des NTCs multi parois synthétisés par de décomposition d’hydrocarbures sur des catalyseurs supportés. Le but de l’étude est, dans un premier temps, d’évaluer la persistance de ces NTCs dans le poumon (bio persistance) puis, dans un second temps, de déterminer la réponse pulmonaire suite à l’exposition à ces NTCs, et ce, comparativement à des poussières inorganiques de référence ; les fibres d’asbeste (toxiques) et les poussières de noir de carbone (inertes).
Il est bien connu que la bio persistance est un facteur déterminant la toxicité d’une fibre inorganique. Nos résultats montrent que les nanotubes instillés chez le rat Sprague-Dawmey (0,5 et 2 mg) sont peu ou pas éliminés au cours du temps (jusque 60 jours) et soulignent le caractère potentiellement toxique de ces particules. La réponse pulmonaire a été évaluée suite à l’administration intra-trachéale de solution saline (situation contrôle, NAcL 0,9%), de NTCs (0,5 ou 5 mg), de noir de carbone (2 mg), ou, enfin, d’asbeste (2 mg) chez le rat. Dans un premier temps, nous avons évalué la réponse inflammatoire grâce à la détermination de l’activité et du TNF-α dans le lavage broncho-alvéolaire (LBA) ainsi que par dosage de la CC16 sérique et de ce, 3, 15, 28 et 60 jours, après traitement. Dans un second temps, l’amplitude de la réponse fibrotique a été estimée par les paramètres suivants : l’hydroxyproline, le collagène soluble et de type 1 mais également la fibronectine à 15, 28 et 60 jours après traitement.
Nos traitement indiquent que l’exposition aux NTCs produit une réaction inflammatoire d’intensité comparable à celle observée après l’administration de fibres d’asbeste. Une augmentation du taux d’hydroxyproline et de collagène de type 1 après administration de NTCs indique que les NTCs induisent une réaction fibrotique significative. Les lésions pulmonaires sont caractérisées histologiquement par la présence de granulomes bronchiques riches en collagène ainsi que, dans certains cas, par une inflammation interstitielle (alvéolite). Ces résultats suggèrent que les NTCs possèdent probablement un potentiel toxique en cas d’inhalation. Dans ce contexte, la mise en œuvre de mesures d’hygiène industrielle se justifie pour réduire l’exposition lors de la manipulation de NTCs. La poursuite de la caractérisation du potentiel des NTCs doit être poursuivie

Nanotubes, carbon --- Rats

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Population ageing is a fact in our western society, and it becomes a growing concern for the scientific society. Due to their high drugs consumption, old people are exposed to “multi-drugs” taking.
Indeed, physiological changes take place to the activity level for several enzymes. Then the study of their playing roles in detoxification and drug activation is relevant to understand ageing process.
CYP2E1 contributes to the detoxification of xenobiotics activity. More, CYP2E1 is present in human as well as in rat, it allows the use of rat as engaging model.
CYP2E1 has been assessed, in differently aged Wistar rats liver, for its enzyme activity, its protein concentration and its RNA. Chlorzoxazone has been used for CYP2E1enzyme activity measured by HPLC. Western Blotting will access CYP2E1 protein amount, and mRNA by Picogreen proceeds by RT-PCR. These various experiments underline a reduction of enzyme activity for oldest rats (24 months). CYP2E1 protein concentration and mRNA remain stable Le vieillissement de la population est, dans la société actuelle, une réalité. Celle-ci constitue une préoccupation grandissante de la communauté scientifique. Les personnes âgées étant de grands consommateurs de médicaments, les cas de poly médication sont nombreux dans cette tranche de la population.
En effet, des variations physiologiques apparaissent au niveau de l’activité d’enzymes liées notamment aux systèmes de détoxification. Connaissent leur implication dans la prise en charge des xénobiotiques que représentent les médicaments, on comprend pourquoi leur étude chez les personnes ayant un certain âge peut être importante.
Le CYP2E1 contribue à cette activité de détoxification des xénobiotiques. De plus, il est présent aussi bien chez l’homme que chez le rat, ce qui permet une comparaison avec un modèle animal courant et facile à élever. Les rats constituent donc un modèle intéressant.
Le CYP2E1 présent dans le foie des rats Wistar d’âge croissant a été étudié au niveau de son activité enzymatique, de sa concentration protéique et de son ARNm. Le chlorzoxazone a été utilisé pour la mesure de l’activité enzymatique et celle-ci a été caractérisée par HLPC. La quantité en CYP2E1 protéique sera évaluée par Westren Blot et l’ARNm par Picogreen, précédé d’une RT-PCR. Ces diverses expériences nous ont permis de mettre en évidence une diminution de l’activité enzymatique chez les rats les plus âgés (24 mois). La quantité en CYP2E1 protéique ainsi en que l’ARNm reste stable à cet âge avancé

Rats, Wistar --- Cytochrome P-450 CYP2E1 --- Aging

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Enrichment. --- Environmental enrichment. --- Hormone. --- Hormones. --- Laboratory rat. --- Laboratory rats. --- Laboratory. --- Rat. --- Rats.

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Anticipation. --- Anticipatory behaviour. --- Behavior. --- Rat. --- Rats. --- Reward. --- Thesis. --- Well-being.

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Resting membrane potential of vascular smooth muscle cells (SMC) of hypertensive rats is depolarised compared to that of normotensive rats. Voltage-gated potassium channels (Kv) and Na/K-ATPase play an important role in the control of resting membrane potential. The aim of the present study was to determine whether hypertension was associated with change in K+ channels or in sodium pump expression in arteries.
We have used L-NAME prevents vascular relaxation. Chronic treatment of rats with L-NAME is known to induce hypertension. Rats were divided in two groups: one group was treated for four (first series) or five (second series) weeks with L-NAME diluted in drinking water and the other served as control.
Systolic blood pressure was increased by 85 mm Hg (50% of the value in control rats) at the end of treatment in L-NAME rats compared with control rats. The body weight didn’t change significantly but the heart weight was increased in L-NAME rats.
The expression of different Kv sub-types and of the isoforms of the αsubunit of the sodium pump was studied by Western blot and RT-PCR in aorta and in mesenteric artery.
Western blot experiments didn’t reveal any difference in Kv 1.5, kv 2.1 and kv 3.4 expression between L-NAME-rat and control rat aortas . Kv 1.5, Kv 2.1 and kv3 were investigated by RT-PCR in aorta and mesenteric artery, and kv 4.3 in aorta only.No significant difference was observed between controls and L-NAME-rats, although Kv 2.1 and kv 4.3 expression was lower in L-NAME-treated rat aorta. Potassium current recording in mesenteric artery SMC by the patch-clamp technique didn’t reveal any difference in current density between L-NAME and control rats. However, inactivation curves were slightly different. Therefore, it would be interesting to collect more data to draw clear conclusions.
α is the most abundant of the three αsubunit isoforms of the sodium pump (α1, α 2 and α 3) identified in aorta and mesenteric artery by RT-PCR. Α 1 isoform expression was increased rats compared to controls Les myosites des artères des rats hypertendus ont un potentiel de repos dépolarise par rapport à ceux des rats mono tendus. Or les canaux potassiques voltage-dépendants (KV) ainsi que la NA/K-ATPase jouent un rôle important dans l’établissement et le maintien potentiel de repos. L’objectif de ce travail était donc de déterminer si l’hypertension est associée à une modification au niveau des canaux potassiques ou de la pompe à sodium des artères.
Comme modèle de rat hypertendu, nous avons utilisé le rat Wistar Kyoto traité au L-NAME. Cet inhibiteur de la NOS s’oppose à la relaxation vasculaire et de ce fait, son administration chronique induit une hypertension. Nous avons réparti les rats en deux groupes dont l’un à été traité durant quatre (première série) ou cinq (deuxième série) semaines avec du L-NAME dilué dans l’eau de boisson alors que l’autre groupe a servi de contrôle.
La tension artérielle systolique a augmenté de 85 mm de Hg (50%) en fin de traitement chez les rats L-NAME en comparaison avec les rats contrôles. Par ailleurs le poids des rats n’a pas diminué significativement mais le poids du cœur était plus élevé chez les rats L-NAME.
L’expression de différents sous-types de KV et des iso formes de la sous-unité α de la pompe à sodium à été étudiée par western blots et RT-PCR tant au niveau de l’aorte que de l’artère mésentérique. En western blots nous n’avons pas observé de différence d’expression de KV 1.5, KV 2.1 et de KV 3.4 dans l’aorte entre rats contrôles et rats L- NAME. En RT-PCR, nous avons évalué l’expression de V 1.5, KV 2.1, KV3.4 dans l’aorte et l’artère mésentérique et KV4.3 uniquement dans l’aorte. Nous n’avons décelé aucune différence significative entre rats contrôles et rats traités, même si une tendance à la diminution du KV2.1, et du KV 4.3 était observée dans l’aorte des rats L-NAME. L’enregistrement des courants potassiques dans des cellules de l’artère mésentérique par la technique du patch-clamp n’a pas montré de différence de densité de courant chez les rats L-NAME. Cependant, les courbes d’inactivation laissaient soupçonner un profil différent. Toutefois, il serait judicieux de collecter un nombre plus grand de données pour en tirer des conclussions nettes.
Les trois iso formes de la sous-unité α e la pompe à sodium, α1, α2, α3, ont été identifiées dans l’aorte et l’artère mésentérique par RT-PCR. Α1 est l’iso forme la plus abondante dans les deux artères. L’expression de l’iso forme α1 était augmentée chez les rats L-NAME tant dans l’aorte que dans l’artère mésentérique

Rats, Inbred WKY --- Potassium Channels, Voltage-Gated --- Arteries --- NG-Nitroarginine Methyl Ester