Discuție
Ingestarea de sare ridicată reprezintă un risc în bolile cardiovasculare (Alves da Silva et al. 2003). Dovezile acumulate din investigațiile clinice și experimentale din ultimele două decenii au demonstrat că bolile renale și cardiovasculare, inclusiv hipertensiunea arterială, ar putea fi programate la origini fetale (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). Studiul de față a furnizat noi informații cu privire la influența aportului ridicat de sare în timpul sarcinii asupra dezvoltării SRA renale locale fetale, în legătură cu impactul pe termen lung asupra urmașilor.
După 2 luni de aport de HSD în timpul sarcinii, osmolalitatea plasmatică maternă și nivelurile de Na+ au fost crescute la fel ca la adulți (da Silva et al. 2003). Osmolalitatea plasmatică fetală și Na+ au fost, de asemenea, crescute de aportul matern de sare în timpul sarcinii. Osmolalitatea sanguină fetală și nivelurile de Na+ observate ar putea rezulta din două surse majore. Una a fost sarea din circulația maternă care traversează placenta; cealaltă ar putea fi legată de reglementările proprii ale fătului atunci când nivelurile de Na+ au fost crescute. Astfel, am măsurat valorile urinei fetale la animalele conștiente și nesolicitate in utero. Rezultatele au arătat că volumul urinei fetale a fost semnificativ redus, în timp ce osmolalitatea urinei, concentrațiile de Na+ și Cl-, precum și raportul Na+:K+ au crescut, raportul Na+:Cl- din urina fetală în raport cu debitul au fost, de asemenea, îmbunătățite, indicând că sistemele renale fetale au fost funcționale în fața provocării de încărcare cu sare. Mai mult, datele privind excreția renală fetală au adăugat informații că aportul matern de sare în timpul sarcinii ar putea afecta funcțiile renale fetale.
În studiul de față, atât greutatea rinichilor fetali, cât și greutatea corporală nu au fost modificate statistic de HSD; cu toate acestea, raportul greutate rinichi:greutate corporală a fost semnificativ diminuat, indicând o dezvoltare relativ slabă a rinichiului fetal în condițiile unui nivel ridicat de sare, deși alte posibilități pot provoca, de asemenea, o scădere a acestui raport. Studii anterioare au arătat că alte insulte de mediu în timpul sarcinii ar putea cauza rinichi fetali de dimensiuni mici sau slab dezvoltați (Digby et al. 2010, Mao et al. 2010). În studiile viitoare privind dezvoltarea, merită să se ia în considerare măsurarea aportului alimentar. În timp ce se testează influența funcțională a aportului de sare, modificările volumului de urină și ale electroliților par a fi mecanisme acute de protecție pentru a elimina excesul de sare din organismul fetal. În studiul de față, deși CRE seric fetal nu a fost modificat semnificativ, concentrațiile de BUN și raportul BUN:CRE au crescut. BUN și CRE, indicatori utilizați în mod obișnuit ai funcțiilor renale (Mao et al. 2010), pot reflecta filtrarea glomerulară și funcțiile renale. În mod notabil, BUN fetală a fost crescută, în timp ce BUN maternă nu a fost în fața unui aport ridicat de sare în studiul de față. Acest lucru ar putea fi legat de faptul că funcțiile renale fetale erau imature (Drukker & Guignard 2002). Împreună cu dovezile de reducere a raportului greutate renală:greutate corporală, datele sugerează că dezvoltarea renală fetală ar putea fi afectată de aportul matern de sare și capacitatea renală fetală ca răspuns la aportul de sare a fost diferită de cea a mamelor sau funcțiile renale fetale sunt mai vulnerabile la insultele de mediu.
Calea endocrină este un mecanism cheie în controlul funcțiilor renale. Nu este ciudat că ADH plasmatică maternă a fost crescută în urma unui aport ridicat de sare (Kjeldsen și colab. 1985). Deși este bine cunoscut faptul că o osmolalitate crescută poate stimula eliberarea de ADH, a fost o nouă dovadă că ADH plasmatică fetală ar putea fi semnificativ crescută de aportul matern de sare. ADH joacă un rol important în echilibrul fluidelor corporale prin intermediul excreției renale (Ranadive & Rosenthal 2011). Acest hormon neurohipofizar este responsabil pentru creșterea absorbției de apă în canalele colectoare ale rinichiului, prin creșterea permeabilității la apă prin inducerea translocării canalelor de apă aquaporin-CD în canalele colectoare (Nielsen et al. 1995). Acest lucru poate explica de ce volumul de urină fetală a fost redus în timpul aportului matern ridicat de sare în studiul de față. Am măsurat, de asemenea, nivelurile de ALD, deoarece acest hormon steroidic acționează asupra tubulilor distali renali și a canalelor colectoare pentru a determina conservarea sodiului și retenția de apă. ALD plasmatic a rămas neschimbat în timp ce ADH a fost ridicat, indicând reglementări renale fetale mediate de ADH în timpul aportului matern de sare.
Sistemul renină-angiotensină-ALD este o cale endocrină importantă în controlul funcțiilor renale (Fitzsimons 1998). Consumul ridicat de sare nu numai că a scăzut Ang II plasmatică maternă, așa cum s-a demonstrat la modelele adulte (Ding et al. 2010), dar a redus și concentrațiile de Ang II fetale în circulație. Împreună cu dovezile privind menținerea neschimbată a ARNm și a proteinei PRA fetale și a reninei renale, datele sugerează că mecanismele de reducere a Ang II plasmatice ar putea fi în afara rinichiului. O posibilitate în această cale ar putea fi reducerea AGT hepatic care este sursa primară pentru precursorul Ang II plasmatic (Fitzsimons 1998). Cu toate acestea, această ipoteză nu este susținută de faptul că atât nivelurile Ang I materne, cât și cele fetale nu au fost modificate în urma consumului ridicat de sare. Având în vedere că ACE-urile sunt esențiale în transformarea Ang I în Ang II sau Ang(1-7), este foarte posibil ca mecanismul care stă la baza reducerii nivelurilor de Ang II fetale cauzate de aportul ridicat de sare să fie legat de acele enzime de conversie afectate. Un studiu anterior (Stevens & Lumbers 1986, Boyce et al. 2008) a arătat că un nivel ridicat de sare a redus renina la oile adulte. Diferența dintre rezultatele privind renina ar putea fi legată de condițiile diferite pentru HSD utilizate în experimentele noastre și ale acestora. Stevens & Lumbers (1986) și Boyce et al. (2008) nu au arătat aproape nicio diferență în ceea ce privește sodiul plasmatic fetal sau osmolalitatea plasmatică în grupul HSD, iar excreția urinară fetală de sodiu, precum și osmolalitatea urinară nu au fost modificate. Cu toate acestea, un HSD (40 de zile de 210 g/zi de Na+) a fost asociat cu o creștere a sodiului plasmatic fetal și a osmolalității fetale la vaci (Rouffett et al. 1990). La șobolanii gestanți, Deloof și colab. (2000)) au constatat o creștere a sodiului plasmatic fetal odată cu HSD maternă. În studiul de față, nivelurile de renină maternă și fetală sunt similare, iar consumul ridicat de sare a fost asociat cu creșterea osmolalității și a Na+. Diferitele rezultate dintre aceste studii pot fi legate de gradul și durata încărcării cu sare. În plus, un studiu anterior a sugerat că scăderea nivelurilor plasmatice de Ang II ar duce la o scădere a ALD. În studiul de față, ALD plasmatică a rămas neschimbată și a fost asociată cu o creștere a ADH plasmatică, precum și a Na+/K+ din urina fetală. Este posibil ca alte mecanisme de reglare a fluidelor corporale, cu excepția Ang II, să fie, de asemenea, implicate în reglarea nivelurilor ALD.
Dacă aceste modificări fetale sunt legate de o influență pe termen lung este o întrebare importantă. Datele noastre au arătat că atunci când oile materne și puii au revenit la NSD după naștere, nivelurile de Na+ și osmolalitate din sânge, precum și concentrațiile de BUN și CRE au fost aceleași între puii de control și cei experimentali la vârsta de 15 și 90 de zile. Greutatea corporală și cea a rinichilor (cu excepția greutății corporale la 90 de zile), nivelurile plasmatice de Ang I, Ang II, ALD și ADH la 90 de zile nu au fost, de asemenea, modificate. Cu toate acestea, greutatea rinichilor: raportul greutate corporală a fost în continuare semnificativ mai mic, iar raportul BUN:CRE a fost mai mare atât la descendenții în vârstă de 15 zile, cât și la cei în vârstă de 90 de zile, expuși la sare mare prenatală. Acest lucru indică faptul că unele modificări fetale in utero prin insulte de mediu ar putea fi inversate după naștere dacă au fost corectate condițiile postnatale, în timp ce alte modificări au apărut cu influență pe termen lung, adăugând noi informații privind relația dintre modificările renale prenatale și sănătatea postnatală.
SRA renal local joacă un rol important în proliferarea celulară și apoptoza (Xu et al. 2009), iar componentele intrarenale ale SRA mediază nefrogeneza (Woods & Rasch 1998, Guron & Friberg 2000), precum și funcțiile renale. Creșterea rinichiului fetal poate fi reglată prin intermediul receptorilor AT1 (Guron & Friberg 2000, Xu et al. 2009). Manipularea sodiului alimentar a indus o modulare specifică pentru fiecare organ a expresiei AT1 și AT2 în rinichi (Ruan et al. 1997). Studiul de față a fost primul care a evaluat influența aportului prenatal ridicat de sare asupra expresiei elementelor cheie ale SRA local (renină, AGT, ACE, ACE2, AT1 și AT2) în rinichiul fetal. Rezultatele au arătat că expresiile ARNm și proteice ale AGT au fost semnificativ crescute în rinichii fetușilor și descendenților expuși la HSD, în timp ce nivelurile ARNm și proteice ale reninei renale la fetuși și descendenți nu s-au modificat. În SRA sistemic, AGT provine în principal din ficat, în timp ce renina provine în principal din rinichi (Pereira et al. 2009, Urushihara & Kobori 2011). Faptul că atât nivelul ARNm al reninei, cât și cel al proteinelor au rămas neschimbate a susținut și mai mult constatarea endocrină că renina plasmatică a rămas neschimbată în studiul de față. AGT este un precursor al peptidelor de angiotensină, cum ar fi renina și ACE, care sunt două enzime-cheie pentru producerea diferitelor peptide SRA (Shi et al. 2010). Deși renina a rămas neschimbată, nivelurile de ARNm și de proteine ACE în rinichii fetali și ai progeniturilor au fost modificate în mod semnificativ. ACE transformă Ang I în Ang II, în timp ce ACE2 joacă un rol esențial în formarea de Ang(1-7; Shi et al. 2010). În special, creșterea ACE renală și a raportului ACE:ACE2, precum și o scădere a ACE2 în studiul de față sugerează cu tărie o posibilitate de creștere a Ang II locală renală și de scădere a Ang(1-7). La adulți, atât Ang II, cât și Ang(1-7) joacă roluri importante în reglarea hemodinamicii renale. ACE și ACE2 sunt enzime de contra-reglare în controlul nivelurilor peptidelor de angiotensină (Shi et al. 2010). Descoperirea noastră sugerează o schimbare către o sinteză renală mai mare a ACE și un metabolism redus al Ang II prin ACE2, precum și o reducere a Ang(1-7) în rinichi. Inhibitorii ACE sau blocantele receptorilor AT1 utilizate în timpul sarcinii duc la displazie renală fetală, ceea ce indică faptul că un SRA intact și echilibrat este esențial pentru dezvoltarea normală a rinichilor (Jones et al. 1990). Reducerea ACE2 renală, precum și creșterea raportului ACE:ACE2 prin salinitate ridicată prenatală ar putea fi un risc probabil în bolile renale și cardiovasculare.
În studiul de față, în urma expunerii la HSD prenatale, expresia AT1 atât în ARNm cât și în proteine a fost semnificativ crescută în rinichiul fetal și al urmașilor, cu excepția proteinei sale la vârsta de 90 de zile, iar expresia AT2 a fost semnificativ crescută în rinichiul fetal, deși aceste modificări au dispărut la urmași. Cu toate acestea, raportul de expresie AT1:AT2 ARNm și proteină în rinichiul urmașilor a fost semnificativ crescut. O creștere absolută sau relativă a AT1 poate contribui la creșterea celulară și la apoptoză (Fitzsimons 1998, Mao et al. 2009) în rinichi. Studiul de față a demonstrat că AT1/AT2 renal ar putea fi modificat semnificativ în rinichi prin HSD prenatale. În plus, am observat că expresia modificată a AT2 renală fetală, precum și proteina AT1 la 90 de zile ar putea dispărea la urmași, indicând din nou că unele modificări fetale in utero prin influența mediului ar putea fi inversate după naștere, iar rinichii postnatali diferiți care răspund la medii diferențiate pot fi explicații. Semnificația acestei constatări este că oferă informații semnificative pentru prevenirea timpurie a bolilor adulte de origine fetală.
În plus, creșterea și ramificarea mugurelui ureteric ar putea fi augmentate de Ang II prin stimularea receptorilor AT1/AT2, indicând roluri ale SRA în reglarea dezvoltării renale (Esther și colab. 1996, Guron și colab. 1999, Guron & Friberg 2000). Întârzierea creșterii rinichiului în curs de dezvoltare în timpul gestației, indusă de antagoniști ai receptorilor AT1, a fost asociată cu o expresie crescută a receptorului de angiotensină (Kriegsmann și colab. 2000), sugerând că și creșterea rinichilor fetali a fost reglată de receptorul AT1. Este rezonabil să se considere că Ang II ar putea acționa fie ca un partener al semnalizării creșterii, fie independent în reglarea dezvoltării rinichilor, precum și în influențarea funcțiilor renale. Dacă greutatea redusă a rinichiului/corpului fetal în urma HSD a fost legată de expresia modificată a elementelor cheie ale SRA renal local și a receptorilor acestora merită investigații suplimentare.
În concluzie, studiul de față a demonstrat că HSD în timpul sarcinii ar putea afecta excreția fetală de urină prin intermediul semnalizării ADH și funcțiile renale fetale, în asociere cu modificări semnificative ale expresiei ARNm și proteinelor în mai multe componente cheie ale SRA renal local și ale receptorilor acestora. Constatările oferă informații cu privire la modificările fiziopatologice subtile în rinichi datorate expunerii cronice la HSD în timpul gestației. Investigațiile ulterioare asupra țintelor moleculare responsabile de modificările observate pot conduce la noi abordări în prevenirea și tratamentul precoce al bolilor renale și cardiovasculare de origine fetală.
.