Cadmium reduces nitric oxide production by impairing phosphorylation of endothelial nitric oxide synthase

Cadmium (Cd) perturbs vascular health and interferes with endothelial function. However, the effects of exposing endothelial cells to low doses of Cd on the production of nitric oxide (NO) are largely unknown. The objective of the present study was to evaluate these effects by using low levels of CdCl₂ concentrations, ranging from 10 to 1000 nmol/L. Cd perturbations in endothelial function were studied by employing wound-healing and MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assays. The results suggest that a CdCl₂ concentration of 100 nmol/L maximally attenuated NO production, cellular migration, and energy metabolism in endothelial cells. An egg yolk angiogenesis model was employed to study the effect of Cd exposure on angiogenesis. The results demonstrate that NO supplementation restored Cd-attenuated angiogenesis. Immunofluorescence, Western blot, and immuno-detection studies showed that low levels of Cd inhibit NO production in endothelial cells by blocking eNOS phosphorylation, which is possibly linked to processes involving endothelial function and dysfunction, including angiogenesis.

Le cadmium (Cd) perturbe la santé vasculaire et interfère avec la fonction endothéliale. Cependant, le modus operandi des effets d’une exposition de l’endothélium à de faibles doses de Cd en relation avec l’oxyde nitrique est essentiellement inconnu. L’objectif de cette étude était d’évaluer les effets d’une exposition des cellules endothéliales à de faibles doses de Cd sur la production d’oxyde nitrique. Les concentrations de Cd allant de 10 à 1000 nmol/L ont été utilisées pour investiguer les effets du Cd sur la production d’oxyde nitrique. La perturbation des fonctions endothéliales par le Cd ont été étudiées à l’aide d’essais de cicatrisation et d’un essai MTT (bromure de 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium). Les résultats suggèrent qu’une concentration de 100 nmol/L de Cd atténue la production d’oxyde nitrique, la migration cellulaire et le métabolisme énergétique des cellules endothéliales. Un modèle d’angiogenèse vitelline a été utilisé pour étudier l’effet d’une exposition au Cd sur l’angiogenèse. Les résultats démontrent que, alors que de faibles concentrations de Cd atténuent l’angiogenèse, une supplémentation en oxyde nitrique la rétablit. Des études en immunofluorescence, en buvardage Western et en immuno-détection ont montré que le Cd empêche la phosphorylation de l’eNOS pour bloquer la production d’oxyde nitrique dans les cellules endothéliales. En conclusion, les résultats de notre étude indiquent que de faibles concentrations de Cd bloquent la production d’oxyde nitrique en bloquant la phosphorylation de l’eNOS, ce qui est possiblement lié à des processus impliquant la fonction et la dysfonction endothéliales, y compris l’angiogenèse.