Objectifs : l'ischémie musculaire au cours de l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs est associée à des modifications musculaires fonctionnelles et structurales. Les modèles animaux ne reflètent pas les adaptations observées au cours de l'ischémie chronique chez l’Homme. Cette étude vise à comparer, les altérations tissulaires et mitochondriales entre une région musculaire souffrant d'ischémie induite par l'exercice et une autre région du même muscle sans ischémie, chez le même sujet.
Matériel et méthodes : nous avons effectué une analyse prospective chez 34 patients éligibles pour un pontage fémoral ou coronarien. Ils souffraient soit d’une artériopathie oblitérante des membres inférieurs, soit d'un syndrome coronarien chronique non associé à une artériopathie oblitérante des membres inférieurs. Avant la chirurgie, la mesure de l’oxymétrie transcutanée lors d'un test d’effort sur tapis roulant a été effectuée afin d’évaluer l'ischémie induite par l'exercice mesurée au niveau des parties proximales et distales de la cuisse, en positionnant des sondes sur le trajet du muscle Sartorius, une au niveau de la région proximale et une au niveau de la région distale. Des biopsies distales et proximales du muscle Sartorius ont alors été réalisées au cours de la chirurgie vasculaire dans le but d'évaluer la fonction mitochondriale et d’effectuer une analyse morphologique des myofibres du muscle Sartorius, en comparant les biopsies distales par rapport aux proximales.
Résultats : 13 patients atteints d’une artériopathie oblitérante des membres inférieurs ont présenté lors de l’exercice d’effort une ischémie uniquement dans la région distale de la cuisse, donc au niveau de la portion distale du muscle Sartorius. Chez ces 13 patients, les analyses faites sur les biopsies distales et proximales du Sartorius ont montré une diminution significative de 35% de l'activité enzymatique du complexe I de la chaine respiratoire mitochondriale sans modification de l'expression protéique dans la portion distale en la comparant à la région proximale non soumise à une ischémie lors du même effort. Cette atteinte mitochondriale était associée à une diminution de l'expression de la MnSOD, une enzyme anti-oxydante mitochondriale et à une altération de morphologique des fibres musculaires. Chez les patients présentant un syndrome coronarien, le test à l’effort n’avait révélé aucune ischémie proximale ou distale de la cuisse et aucune différence fonctionnelle et structurale n’a été observée entre les deux portions de muscle.
Conclusion : nous avons mis en évidence l'intérêt de la caractérisation de l'ischémie pour explorer les altérations musculaires de l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs. Ce modèle «distal-proximal-Sartorius» serait prometteur pour explorer les conséquences physiopathologiques de l'ischémie chronique chez les patients atteints d’artériopathie oblitérante des membres inférieurs.
Objective : muscular ischemia in patients with peripheral arterial disease is associated with functional and structural muscle modifications. Animal models are not reflective of the adaptations observed with chronic ischemia in humans. This study aims to compare the structural and mitochondrial alterations between muscle segments affected by exercise-induced ischemia and segments of the same muscle without ischemia, in the same subject.
Methods : in a prospective analysis, 34 patients were eligible for inclusion in the study based on findings indicating a need for either a femoral bypass or a coronary bypass. Patients with either peripheral arterial disease or chronic coronary syndrome without any evidence of peripheral arterial disease were included. Before surgery, the measurement of transcutaneous oxygen pressure during an exercise treadmill test was obtained to assess the level of exercise–induced ischemia in proximal and distal sections of the thigh. Distal and proximal biopsies of the sartorius muscle were procured during a vascular surgical procedure to assess mitochondrial function and morphometric parameters of the sartorius myofibers. Comparisons were made between the distal and proximal biopsies, with respect to these parameters.
Results : thirteen of the study patients that initially presented with peripheral arterial disease had evidence of an isolated distal thigh exercise-induced ischemia, as observed with exercise oximetry. In the distal muscle biopsy, we identified a 35% decrease in the mitochondrial complex I enzymatic activity, without any change in protein expression. This defect was associated with a decreased expression of the manganese superoxide dismutase enzyme and with alterations of the shapes of the myofibers. Neither proximal nor distal thigh ischemia was observed in the patients with coronary syndrome and no differences were found on protein expression between the distal and proximal biopsies.
Conclusion : we evaluated the characteristics of muscular ischemia by observing muscular alterations in patients with PAD using our “Distal-Proximal-Sartorius” model. We have determined that this model could be a promising method to explore the physiopathological consequences of chronic ischemia in patients with PAD.