Discussione

L’assunzione di sale alto è un rischio nelle malattie cardiovascolari (Alves da Silva et al. 2003). Le prove accumulate da indagini cliniche e sperimentali negli ultimi due decenni hanno dimostrato che le malattie renali e cardiovascolari, tra cui l’ipertensione, potrebbe essere programmato in origini fetali (Guyton et al. 1972, Hoy et al. 1999, Woods 2000, Barker 2002, do Carmo Pinho et al. 2003, Logan 2006, Bagby 2007, Blache et al. 2007, Tay et al. 2007, 2012, Gluckman et al. 2008). Il presente studio ha fornito nuove informazioni sull’influenza dell’assunzione di sale durante la gravidanza sullo sviluppo del RAS renale locale fetale in relazione agli impatti a lungo termine sulla prole.

Dopo 2 mesi di assunzione di HSD durante la gravidanza, osmolalità plasmatica materna e Na + livelli sono stati aumentati come quelli negli adulti (da Silva et al. 2003). Anche l’osmolalità plasmatica fetale e il Na+ sono stati aumentati dall’assunzione materna di sale durante la gravidanza. L’osmolalità del sangue fetale e i livelli di Na+ osservati potrebbero derivare da due fonti principali. Una era il sale dalla circolazione materna che attraversa la placenta; l’altra poteva essere legata alle regolazioni proprie del feto quando i livelli di Na+ erano aumentati. Così, abbiamo misurato i valori delle urine fetali negli animali coscienti e non stressati in utero. I risultati hanno mostrato che il volume delle urine fetali era significativamente ridotto, mentre l’osmolalità delle urine, le concentrazioni di Na+ e Cl-, così come il rapporto Na+:K+ erano aumentati, il rapporto Na+:Cl- delle urine fetali rispetto alla portata erano anche aumentati, indicando che i sistemi renali fetali sono stati funzionali di fronte alla sfida del carico di sale. Inoltre, i dati sull’escrezione renale fetale hanno aggiunto informazioni che l’assunzione materna di sale durante la gravidanza potrebbe influenzare le funzioni renali fetali.

Nel presente studio, sia il rene fetale che il peso corporeo non sono stati statisticamente modificati da HSDs; tuttavia, il rapporto peso del rene:peso corporeo è stato significativamente diminuito, indicando uno sviluppo relativamente povero del rene fetale sotto la condizione di sale elevato, anche se altre possibilità possono anche causare una diminuzione del rapporto. Studi precedenti hanno mostrato che altri insulti ambientali durante la gravidanza potrebbero causare reni fetali di piccole dimensioni o poco sviluppati (Digby et al. 2010, Mao et al. 2010). Negli studi futuri riguardanti lo sviluppo, vale la pena considerare la misurazione dell’assunzione di cibo. Mentre si verifica l’influenza funzionale dell’assunzione di sale, i cambiamenti nel volume delle urine e gli elettroliti sembrano essere meccanismi protettivi acuti per rimuovere il sale in eccesso dal corpo fetale. Nel presente studio, anche se il CRE sierico fetale non era significativamente cambiato, le concentrazioni di BUN e il rapporto BUN:CRE erano aumentati. BUN e CRE, indicatori comunemente usati delle funzioni renali (Mao et al. 2010), possono riflettere la filtrazione glomerulare e le funzioni renali. In particolare, il BUN fetale è stato aumentato mentre il BUN materno non è stato di fronte ad un’elevata assunzione di sale nel presente studio. Questo potrebbe essere legato al fatto che le funzioni renali fetali erano immaturi (Drukker & Guignard 2002). Insieme con l’evidenza del ridotto peso dei reni: rapporto peso corporeo, i dati suggeriscono che lo sviluppo renale fetale potrebbe essere influenzato da assunzione di sale materna e la capacità renale fetale in risposta all’assunzione di sale era diverso da quello delle madri o funzioni renali fetali sono più vulnerabili agli insulti ambientali.

La via endocrina è un meccanismo chiave nel controllo delle funzioni renali. Non è strano che l’ADH plasmatico materno sia aumentato in seguito ad un’elevata assunzione di sale (Kjeldsen et al. 1985). Anche se è ben noto che un aumento dell’osmolalità può stimolare il rilascio di ADH, era una nuova prova che l’ADH plasmatico fetale poteva essere significativamente aumentato dall’assunzione materna di sale. L’ADH svolge un ruolo importante nell’equilibrio dei fluidi corporei attraverso l’escrezione renale (Ranadive & Rosenthal 2011). Questo ormone neuroipofisario è responsabile dell’aumento dell’assorbimento dell’acqua nei dotti collettori del rene, attraverso l’aumento della permeabilità all’acqua inducendo la traslocazione dei canali dell’acqua aquaporina-CD nei dotti collettori (Nielsen et al. 1995). Questo può spiegare perché il volume delle urine fetali è stato ridotto durante l’alta assunzione di sale da parte della madre nel presente studio. Abbiamo anche misurato i livelli di ALD perché questo ormone steroideo agisce sui tubuli distali renali e sui dotti collettori per causare la conservazione del sodio e la ritenzione di acqua. L’ALD plasmatico è rimasto invariato mentre l’ADH era elevato, indicando le regolazioni renali fetali mediate dall’ADH durante l’assunzione di sale da parte della madre.

Il sistema renina-angiotensina-ALD è una via endocrina importante nel controllo delle funzioni renali (Fitzsimons 1998). Un’elevata assunzione di sale non solo ha diminuito l’Ang II plasmatico materno come mostrato in modelli adulti (Ding et al. 2010) ma ha anche ridotto le concentrazioni fetali di Ang II in circolazione. Insieme alla prova di PRA fetale invariato e renina renale mRNA e proteine, i dati suggeriscono che i meccanismi per la riduzione di plasma Ang II potrebbe essere al di fuori del rene. Una possibilità nel percorso può essere ridotta AGT epatica che è la fonte primaria per il precursore di Ang II plasma (Fitzsimons 1998). Tuttavia, questa ipotesi non è supportata dal fatto che i livelli di Ang I sia materni che fetali non sono stati modificati a seguito di un’elevata assunzione di sale. Poiché gli ACE sono fondamentali nel trasformare l’Ang I in Ang II o Ang(1-7), è molto probabile che il meccanismo di base dei livelli fetali di Ang II ridotti dall’assunzione di sale sia legato agli enzimi di conversione interessati. Lo studio precedente (Stevens & Lumbers 1986, Boyce et al. 2008) ha mostrato che l’alto sale ha diminuito la renina nella pecora adulta. La differenza nei risultati della renina potrebbe essere legata alle diverse condizioni di HSD utilizzate nei nostri e nei loro esperimenti. Stevens & Lumbers (1986) e Boyce et al. (2008) hanno mostrato quasi nessuna differenza nel sodio plasmatico fetale o nell’osmolalità plasmatica nel gruppo HSD e l’escrezione urinaria fetale di sodio così come l’osmolalità urinaria non erano alterate. Tuttavia, un HSD (40 giorni di 210 g/giorno di Na+) è stato associato a un aumento del sodio plasmatico fetale e dell’osmolalità nelle vacche (Rouffett et al. 1990). Nei ratti gravidi, Deloof et al. (2000)) hanno trovato un aumento del sodio plasmatico fetale con HSD materno. Nel presente studio, i livelli di renina materna e fetale sono simili, e l’assunzione di sale elevato è stata associata a un aumento dell’osmolalità e del Na+. I vari risultati tra questi studi possono essere legati al grado e alla durata del carico di sale. Inoltre, lo studio precedente ha suggerito che la diminuzione dei livelli plasmatici di Ang II avrebbe portato ad una diminuzione dell’ALD. Nel presente studio, l’ALD plasmatico era invariato associato ad un aumento dell’ADH plasmatico e del Na+/K+ delle urine fetali. È possibile che altri meccanismi di regolazione del fluido corporeo, tranne l’Ang II, possano essere coinvolti nella regolazione dei livelli di ALD.

Se queste alterazioni fetali sono legate all’influenza a lungo termine è una domanda importante. I nostri dati hanno mostrato che quando le pecore materne e la prole sono tornate alle NSD dopo la nascita, i livelli di Na+ e osmolalità del sangue, nonché le concentrazioni di BUN e CRE erano gli stessi tra la prole di controllo e sperimentale all’età di 15 e 90 giorni. Anche i pesi del corpo e dei reni (tranne il peso corporeo a 90 giorni), i livelli plasmatici di Ang I, Ang II, ALD e ADH a 90 giorni non erano cambiati. Tuttavia, il peso dei reni: rapporto peso corporeo era ancora significativamente più basso, e BUN: rapporto CRE era più alto in entrambi i 15 e 90 giorni prole esposti a sale prenatale alta. Questo indica che alcuni cambiamenti fetali in utero da insulti ambientali potrebbero essere invertiti dopo la nascita se le condizioni postnatali sono stati corretti, mentre altre alterazioni è apparso con influenza a lungo termine, aggiungendo nuove informazioni sul rapporto tra alterazioni renali prenatali e la salute postnatale.

Il RAS renale locale gioca un ruolo importante nella proliferazione e nell’apoptosi cellulare (Xu et al. 2009), e i componenti intrarenali del RAS mediano la nefrogenesi (Woods & Rasch 1998, Guron & Friberg 2000), così come le funzioni renali. La crescita del rene fetale può essere regolata attraverso i recettori AT1 (Guron & Friberg 2000, Xu et al. 2009). La manipolazione del sodio alimentare ha indotto una modulazione organo-specifica dell’espressione di AT1 e AT2 nel rene (Ruan et al. 1997). Il presente studio è stato il primo a valutare l’influenza dell’alta assunzione prenatale di sale sull’espressione degli elementi chiave del RAS locale (renina, AGT, ACE, ACE2, AT1 e AT2) nel rene fetale. I risultati hanno mostrato che le espressioni dell’mRNA e della proteina AGT erano significativamente aumentate nel rene dei feti e della prole esposti a HSD, mentre i livelli di mRNA e di proteina della renina renale nei feti e nella prole non erano cambiati. Nel RAS sistemico, AGT è principalmente dal fegato mentre la renina è principalmente dal rene (Pereira et al. 2009, Urushihara & Kobori 2011). Il fatto che entrambi i livelli di mRNA e di proteina della renina siano rimasti invariati ha ulteriormente supportato la scoperta endocrina che la renina plasmatica è rimasta invariata nel presente studio. AGT è un precursore dei peptidi dell’angiotensina come la renina e ACE, che sono due enzimi chiave per la produzione di diversi peptidi RAS (Shi et al. 2010). Sebbene la renina fosse invariata, i livelli di mRNA e di proteina dell’ACE nei reni del feto e della prole erano notevolmente alterati. L’ACE trasforma l’Ang I in Ang II, mentre l’ACE2 svolge un ruolo critico nella formazione dell’Ang(1-7; Shi et al. 2010). In particolare, l’aumento di ACE renale e il rapporto ACE:ACE2 così come una diminuzione di ACE2 nel presente studio suggerisce fortemente una possibilità di aumento di Ang II locale renale e diminuzione di Ang(1-7). Negli adulti, sia l’Ang II che l’Ang(1-7) svolgono ruoli importanti nella regolazione dell’emodinamica renale. ACE e ACE2 sono enzimi di controregolazione nel controllo dei livelli di peptidi dell’angiotensina (Shi et al. 2010). La nostra scoperta suggerisce uno spostamento verso una maggiore sintesi renale dell’ACE e un ridotto metabolismo dell’Ang II attraverso l’ACE2, così come una riduzione dell’Ang(1-7) nel rene. ACE inibitori o bloccanti del recettore AT1 utilizzati in gravidanza portano a displasia renale fetale, indicando che un RAS intatto ed equilibrato è fondamentale per il normale sviluppo renale (Jones et al. 1990). Riduzione di ACE2 renale così come l’aumento del rapporto ACE:ACE2 da sale prenatale alta potrebbe essere un rischio probabile in malattie renali e cardiovascolari.

Nel presente studio, a seguito di esposizione a HSDs prenatale, AT1 espressione in entrambi mRNA e proteine era significativamente aumentato nel rene fetale e prole tranne la sua proteina a 90 giorni di età, e AT2 espressione era significativamente aumentato nel rene fetale, anche se tali alterazioni scomparso nella prole. Tuttavia, il rapporto di espressione dell’mRNA e della proteina AT1:AT2 nel rene della prole era significativamente aumentato. Un aumento assoluto o relativo di AT1 può contribuire alla crescita cellulare e all’apoptosi (Fitzsimons 1998, Mao et al. 2009) nel rene. Il presente studio ha dimostrato che AT1/AT2 renale potrebbe essere significativamente alterato nel rene da HSDs prenatale. Inoltre, abbiamo notato che l’espressione fetale alterata AT2 renale così come la proteina AT1 a 90 giorni potrebbe scomparire nella prole, indicando ancora una volta che alcune alterazioni fetali in utero da influenza ambientale potrebbe essere invertito dopo la nascita, e diversi reni postnatale rispondendo a diversi ambienti possono essere spiegazioni. Significativo di questa scoperta è che fornisce informazioni significative per la prevenzione precoce delle malattie adulte in origini fetali.

Inoltre, la crescita e la ramificazione della gemma ureterica potrebbe essere aumentata da Ang II attraverso la stimolazione dei recettori AT1/AT2, indicando ruoli di RAS nella regolazione dello sviluppo renale (Esther et al. 1996, Guron et al. 1999, Guron & Friberg 2000). Il ritardo di crescita del rene in via di sviluppo durante la gestazione indotto da antagonisti del recettore AT1 è stato associato ad un aumento dell’espressione del recettore dell’angiotensina (Kriegsmann et al. 2000), suggerendo che la crescita dei reni fetali era anche regolata dal recettore AT1. È ragionevole considerare che l’Ang II potrebbe agire come partner della segnalazione della crescita o indipendentemente nel regolare lo sviluppo dei reni e influenzare le funzioni renali. Se ridotto rene fetale / peso corporeo dopo HSDs era legato alla alterata espressione degli elementi chiave del RAS renale locale e dei loro recettori è degno di ulteriori indagini.

In conclusione, il presente studio ha dimostrato che HSDs durante la gravidanza potrebbe influenzare l’escrezione fetale di urina attraverso la segnalazione ADH e funzioni renali fetali, in associazione con cambiamenti significativi nell’espressione di mRNA e proteine in diversi componenti chiave del RAS renale locale e dei loro recettori. I risultati forniscono informazioni sui sottili cambiamenti fisiopatologici nel rene a causa dell’esposizione cronica a HSDs durante la gestazione. Ulteriori indagini sui bersagli molecolari responsabili dei cambiamenti osservati possono portare a nuovi approcci nella prevenzione precoce e il trattamento delle malattie renali e cardiovascolari in origini fetali.