Exploration clinique et biologique du NO

Clinical and biological investigation of nitric oxide

¹ INSERM U397 et Physiologie médicale, CHU Rangueil, 31403 Toulouse.
² Laboratoire Pharmacophores Redox, Phytochimie et Radiobiologie, Université Paul Sabatier, 31062 Toulouse.

Résumé

En 1980, Furchgott et al. démontrent que la relaxation des cellules musculaires lisses artérielles en réponse à l’acétylcholine est dépendante de l’intégrité anatomique de l’endothélium. Ils baptisent le principe à l’origine de cette relation intercellulaire EDRF (Endothelium Derived Relaxing Factor), qui fut identifié 7 ans plus tard comme étant le monoxyde d’azote (NO), un gaz radicalaire. Au niveau des vaisseaux, le NO produit localement est généré par la NO synthase endothéliale et a une action essentiellement paracrine (relaxation des cellules musculaires lisses sous- jacentes, mais aussi l’inhibition de l’agrégation plaquettaire). La demi-vie du NO est brève in vivo, et son étude est donc difficile.

On dispose actuellement de techniques invasives et non invasives qui permettent d’explorer les variations de calibre ou de débit artériels. L’observation princeps de Furchgott préfigure de façon magistrale toute la physiopathologie de la fonction relaxante de l’endothélium. En effet, de nombreuses affections, et en particulier l’athérosclérose, s’accompagnent d'anomalies de la vasodilatation endothélium-dépendante (« dysfonction endothéliale »). Tandis que l’acétylcholine (ou la sérotonine) injectée dans une artère saine entraîne une vasodilatation, elle provoque en revanche une vasoconstriction dans une artère athéroscléreuse, du fait d’une diminution de la biodisponibité du NO. Ce déficit de NO pourrait précipiter la maladie coronaire en favorisant, outre le spasme artériel, l'interaction entre les plaquettes et la paroi artérielle et donc la thrombose.

En clinique, le NO ne peut pas être mesuré directement, à l’exception du NO détecté dans l’air exhalé. In vivo, le NO est rapidement oxydé en nitrite ([math]) et en nitrate ([math]), l’ensemble étant appelé NOx. Nous détaillons ici les limites de ce dosage comme index biochimique de la production de NO d’origine « endothéliale ».

Abstract

Furchgott et al. demonstrated in 1980 that relaxation of arterial smooth muscle cells in response to acetylcholine is dependent on the integrity of endothelium. They named the factor responsible of this intercellular relationship EDRF (Endothelium Derived Relaxing Factor), which was identified 7 years latter as nitric oxide (NO), a free radical gas. In vessels, NO is generated locally by the endothelial NO synthase and its effect is mainly paracrine (relaxation of the underlying smooth muscle cells, and inhibition of platelet aggregation). The in vivo half-life of NO is short, and the assessment of its production is thus difficult.

Invasive and non invasive techniques are now available to explore the variations of arterial diameter or flow. Furchgott’s pionnering work anticipated the whole pathophysiology of endothelial-dependent relaxation. Indeed, numerous diseases, in particular atherosclerosis, are accompanied by abnormalities of endothelial-dependent vasodilation (« endothelial dysfunction »). Whereas acetylcholine (or serotonin) infused in a normal artery elicits a vasodilation, in contrast, it promotes a vasoconstriction in an atheromatous artery, as a consequence of a decrease in NO bioavailability. This defect in NO favors arterial spasm, interaction between platelets and arterial wall and thrombosis, and thus probably cardiovascular events.

NO cannot be measured directly in humans, except in exhaled NO. In vivo, NO is rapidly oxidized in nitrite ([math]) and in nitrate ([math]), the summation being NOx. We shall detail the limitations of this measurement as a biochemical index of NO production from « endothelial » origin.