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Differential effects of sodium tungstate and vanadyl sulfate on vascular responsiveness to vasoactive agents and insulin sensitivity in fructose-fed rats

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High fructose feeding induces insulin resistance, impaired glucose tolerance, and hypertension in rats and mimics most of the features of the metabolic syndrome X. The effects of a 6-week treatment with the transition metals administered in drinking water, vanadium (VOSO4·5H2O, 0.75 mg/mL) or tungsten (Na2O4W, 2 g/mL), were investigated on the reactivity to norepinephrine (NEPI) or acetylcholine (ACh) of thoracic aorta rings isolated from fructose (60%) or standard chow fed rats. Maximal effect (E max) and pD2 (–log EC50) values were determined in each case in the presence or absence of endothelium, while the degree of insulin resistance was determined using the euglycemic hyper insulinemic glucose clamp technique. Aortic segments isolated from 6-week fructose-fed animals were characterized by NEPI hyperresponsiveness (increase in E max) and endothelium-dependent NEPI supersensitivity (increase in pD2) without any change in the reactivity to ACh. Vanadium or tungsten administered in fructose-fed animals prevented both hypertension and NEPI hyperresponsiveness, while vanadium, but not tungsten, reduced NEPI supersensitivity. Vanadium, but not tungsten, increased the relaxing activity of ACh, both in control and fructose-fed animals. Insulin resistance associated with high fructose feeding was reversed by vanadium but not by tungsten treatment. The differential effects of the two transition metals on vascular responsiveness to NEPI or ACh may be explained by their differential effects on insulin sensitivity.Key words: vanadium, tungsten, aorta, hypertension, fructose, glucose clamp.

Un régime à forte teneur en fructose induit une insulinorésistance, une intolérance au glucose et une hypertension chez les rats et reproduit la plupart des caractéristiques du syndrome X. On a examiné les effets d'un traitement de six semaines au moyen de métaux de transition administrés dans l'eau de boisson, vanadium (VOSO4, 5H2O, 0,75 mg/mL) ou tungstène (Na2O4W, 2 g/mL), sur la réactivité à la norépinéphrine (NEPI) ou à l'acétylcholine (ACh) d'anneaux d'aorte thoracique isolés de rats nourris au fructose (60 %) ou avec un régime standard. L'effet maximal (E max) et les valeurs de pD2 (–log EC50) ont été déterminés dans chaque cas en présence ou en l'absence d'endo thé lium, alors que le degré d'insulinorésistance a été déterminé en utilisant la technique du clamp euglycémique hyperinsulinique. Les segments aortiques isolés des rats nourris à base de fructose pendant six semaines ont été caractérisés par une hyperréactivité à la NEPI (augmentation de l'E max) et une hypersensibilité à la NEPI dépendante de l'endothé lium (augmentation de pD2) sans modification de la réactivité à l'ACh. Le vanadium ou le tungstène administré aux animaux nourris au fructose a prévenu tant l'hypertension que l'hyperréactivité à la NEPI, alors que le vanadium, mais pas le tungstène, a augmenté l'activité relaxante de l'ACh tant chez les animaux nourris au fructose que témoins. La résistance à l'insuline associée au régime à forte teneur en fructose a été renversée par le traitement au vanadium uniquement. Les effets différentiels des deux métaux de transition sur la réactivité vasculaire à la NEPI ou à l'ACh pourraient être expliqués par leurs effets différentiels sur la sensibilité à l'insuline. Mots clés : vanadium, tungstène, aorte, hypertension, fructose, clamp euglycémique hyperinsulinique. [Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2004

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