Modulation de l'automaticité cardiaque par IKACH dans le nœud sinusal pendant la grossesse

Obstétrique et gynécologie Système cardiovasculaire Médecine
grossesse nœud sinusal courant potassique activé par l'acétylcholine rythme cardiaque modèle murin

Contexte académique

Les femmes enceintes subissent une série de changements physiologiques significatifs dans leur système cardiovasculaire afin de répondre aux demandes physiologiques accrues pendant la grossesse. Parmi ces changements, l’augmentation de la fréquence cardiaque au repos (heart rate, HR) est un phénomène courant, généralement de 10 à 20 battements par minute. Cependant, cette augmentation de la fréquence cardiaque peut entraîner des arythmies, en particulier des arythmies supraventriculaires, ce qui constitue une menace pour la santé de la mère et du fœtus. Bien que des études aient montré que le remodelage électrique du nœud sinusal (sinoatrial node, SAN) est lié à l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, les mécanismes spécifiques ne sont pas encore entièrement élucidés. En particulier, le courant potassique activé par l’acétylcholine (acetylcholine-activated potassium current, IKACh) joue un rôle clé dans la régulation de l’automaticité du nœud sinusal, mais son mécanisme précis dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse reste incertain.

Pour mieux comprendre les mécanismes de l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, les chercheurs ont émis l’hypothèse que, en plus du remodelage électrique déjà connu, des changements fonctionnels de l’IKACh pourraient également jouer un rôle important dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse. Par conséquent, cette étude vise à explorer le rôle potentiel de l’IKACh dans l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse et à fournir de nouvelles perspectives pour la gestion des arythmies liées à la grossesse.

Source de l’article

Cette étude a été réalisée par Valérie Long, Gracia El Gebeily, Élisabeth Leblanc, Marwa Senhadji et Céline Fiset, de l’Institut de Cardiologie de Montréal (Montreal Heart Institute) et de la Faculté de Pharmacie de l’Université de Montréal (Université de Montréal) au Canada. L’article a été publié en 2024 dans la revue Cardiovascular Research sous le titre « Cardiac automaticity is modulated by IKACh in sinoatrial node during pregnancy ».

Méthodologie et résultats

1. Sujets et conception de l’étude

Cette étude a utilisé des souris femelles CD-1 âgées de 2 à 4 mois, divisées en deux groupes : non enceintes (non-pregnant, NP) et enceintes (pregnant, P ; 17-18 jours de gestation). Les chercheurs ont systématiquement étudié les changements fonctionnels et d’expression de l’IKACh dans les cellules du nœud sinusal des souris enceintes en utilisant des techniques d’électrophysiologie, des enregistrements d’électrocardiogrammes de surface (electrocardiogram, ECG), la PCR quantitative en temps réel (quantitative PCR, qPCR) et le Western blot.

2. Mesure de la densité de courant IKACh

Tout d’abord, les chercheurs ont enregistré la densité de courant IKACh dans les cellules du nœud sinusal en utilisant la technique de voltage-clamp en configuration whole-cell. Les résultats ont montré que la densité de courant IKACh était significativement réduite chez les souris enceintes et revenait rapidement aux niveaux observés chez les souris non enceintes après l’accouchement. Les données spécifiques ont montré qu’à un potentiel de -55 mV, la densité de courant IKACh chez les souris enceintes était réduite de 46 % par rapport aux souris non enceintes (NP : 5,7 ± 0,6 pA/pF ; P : 3,1 ± 0,4 pA/pF, p = 0,0026). Ce résultat suggère que la fonction de l’IKACh est significativement inhibée pendant la grossesse.

3. Changements dans l’expression des gènes et des protéines liés à l’IKACh

Pour expliquer la réduction de la densité de courant IKACh, les chercheurs ont mesuré l’expression des gènes et des protéines associés à la fonction de l’IKACh dans le nœud sinusal en utilisant la qPCR et le Western blot. Les résultats ont montré que l’expression des protéines de la sous-unité du canal Kir3.1 et du récepteur muscarinique de type 2 (muscarinic type 2 receptor, M2R) était significativement réduite dans le nœud sinusal des souris enceintes, tandis que l’expression de la sous-unité Kir3.4 ne montrait pas de changement significatif. Ces changements d’expression sont cohérents avec la réduction de la densité de courant IKACh, soutenant davantage le rôle important de l’IKACh dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse.

4. Sensibilité du potentiel d’action du nœud sinusal à l’acétylcholine

Ensuite, les chercheurs ont enregistré les potentiels d’action spontanés des cellules du nœud sinusal en utilisant la technique de current-clamp et ont observé leur réponse à l’analogue de l’acétylcholine, le carbachol (carbachol, CCh). Les expériences ont montré que les cellules du nœud sinusal des souris non enceintes présentaient une hyperpolarisation significative sous l’effet du CCh, tandis que les cellules des souris enceintes réagissaient moins fortement au CCh. Ce résultat confirme davantage le rôle de l’affaiblissement de la fonction de l’IKACh dans l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse.

5. Réponse de la fréquence cardiaque aux interventions pharmacologiques

Les chercheurs ont également enregistré la fréquence cardiaque des souris par électrocardiographie de surface et ont observé leur réponse à l’atropine et au bloqueur sélectif des canaux IKACh, le tertiapin-Q (TPQ). Les résultats ont montré que l’atropine et le TPQ augmentaient significativement la fréquence cardiaque chez les souris non enceintes, mais avaient un effet plus faible chez les souris enceintes. Cette découverte soutient davantage l’affaiblissement de la fonction de l’IKACh dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse.

6. Changements dans la variabilité de la fréquence cardiaque (heart rate variability, HRV)

Enfin, les chercheurs ont analysé la variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) et la variabilité du rythme des cellules du nœud sinusal (beating rate variability, BRV) chez les souris enceintes. Les résultats ont montré que la HRV et la BRV étaient significativement réduites chez les souris enceintes, indiquant une diminution de la capacité de régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse. Ce résultat est étroitement lié à l’affaiblissement de la fonction de l’IKACh, soutenant davantage son rôle important dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse.

Conclusion et implications

Cette étude montre que la fonction et l’expression de l’IKACh dans le nœud sinusal sont significativement réduites pendant la grossesse, ce qui pourrait être un mécanisme important de l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant cette période. Les résultats de l’étude révèlent non seulement le rôle clé de l’IKACh dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, mais fournissent également une nouvelle base théorique pour la gestion des arythmies liées à la grossesse. De plus, l’étude a révélé que les changements dans la fonction de l’IKACh se rétablissent rapidement après l’accouchement, suggérant que ces changements sont réversibles et pourraient être induits par les changements hormonaux pendant la grossesse.

Points forts de l’étude

  1. Découverte importante : Première étude systématique sur le rôle de l’IKACh dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, révélant les changements dans sa fonction et son expression.
  2. Valeur scientifique : Fournit de nouvelles perspectives sur les mécanismes de l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, comblant une lacune dans ce domaine de recherche.
  3. Valeur appliquée : Les résultats de l’étude offrent des cibles thérapeutiques potentielles pour la gestion des arythmies liées à la grossesse, ayant une importance clinique significative.
  4. Méthodologie innovante : Combine des techniques d’électrophysiologie, de biologie moléculaire et de pharmacologie pour révéler de manière exhaustive le rôle de l’IKACh dans la régulation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse.

Autres informations utiles

Cette étude souligne également que la réduction de la variabilité de la fréquence cardiaque pendant la grossesse est étroitement liée à l’affaiblissement de la fonction de l’IKACh, suggérant que la surveillance de la variabilité de la fréquence cardiaque pourrait devenir un indicateur important pour évaluer la santé cardiaque pendant la grossesse. De plus, les résultats de l’étude fournissent une base théorique pour le développement futur de traitements pharmacologiques ciblant l’IKACh, ce qui pourrait améliorer l’efficacité du traitement des arythmies liées à la grossesse.

Grâce à cette étude, nous avons non seulement approfondi notre compréhension des mécanismes de l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant la grossesse, mais nous avons également ouvert de nouvelles perspectives pour le traitement des maladies associées. À l’avenir, des recherches supplémentaires sur les mécanismes de régulation de l’IKACh et ses interactions avec d’autres canaux ioniques contribueront à révéler de manière plus complète le réseau complexe des changements électrophysiologiques cardiaques pendant la grossesse.