Diskussion

Intag av mycket salt är en risk för kardiovaskulära sjukdomar (Alves da Silva et al. 2003). Ackumulerade bevis från kliniska och experimentella undersökningar under de senaste två decennierna har visat att njur- och kardiovaskulära sjukdomar, inklusive högt blodtryck, kan programmeras i fosterstadiet (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). Den här studien gav ny information om påverkan av högt saltintag under graviditeten på fostrets lokala renala RAS-utveckling i förhållande till de långsiktiga effekterna på avkomman.

Efter två månaders HSD-intag under graviditeten ökade moderns plasmaosmolalitet och Na+-nivåer som hos vuxna (da Silva et al. 2003). Fostrets plasmaosmolalitet och Na+ ökade också av moderns saltintag under graviditeten. De observerade fetala blodosmolaliteten och Na+-nivåerna kan bero på två huvudsakliga källor. Den ena var saltet från den maternella cirkulationen som korsar placentan, den andra kunde vara relaterad till fostrets egna regleringar när Na+-nivåerna var förhöjda. Därför mätte vi fetala urinvärden hos de medvetna och ostressade djuren in utero. Resultaten visade att den fetala urinvolymen minskade betydligt, medan urinens osmolalitet, Na+- och Cl-koncentrationer samt Na+:K+-förhållandet ökade, Na+:Cl–förhållandet i den fetala urinen i förhållande till flödeshastigheten ökade också, vilket tyder på att de fetala njursystemen har varit funktionella inför en utmaning med saltbelastning. Dessutom tillförde uppgifterna om den fetala njurutsöndringen information om att mammans saltintag under graviditeten kan påverka de fetala njurfunktionerna.

I den aktuella studien förändrades inte både fetala njurar och kroppsvikter statistiskt av HSD:s. Kvoten njurvikt/kroppsvikt minskade dock signifikant, vilket tyder på en relativt dålig utveckling av den fetala njuren under högsaltsförhållande, även om andra möjligheter också kan orsaka en minskning av kvoten. Tidigare studier visade att andra miljöinsatser under graviditeten kan orsaka små eller dåligt utvecklade fosternjurar (Digby et al. 2010, Mao et al. 2010). I framtida studier om utveckling är det värt att överväga att mäta födointaget. När man testar funktionell påverkan av saltintag verkar förändringar i urinvolym och elektrolyter vara akuta skyddsmekanismer för att avlägsna överskott av salt från fosterkroppen. I den aktuella studien ökade BUN-koncentrationerna och BUN:CRE-kvoten, även om CRE i serum hos foster inte förändrades signifikant. BUN och CRE, allmänt använda indikatorer för njurfunktioner (Mao et al. 2010), kan återspegla glomerulär filtration och njurfunktioner. Noterbart är att fostrets BUN ökade medan moderns BUN inte ökade inför ett högt saltintag i den aktuella studien. Detta kan vara relaterat till att fostrets njurfunktioner var omogna (Drukker & Guignard 2002). Tillsammans med bevisen för minskad njurvikt/kroppsvikt-förhållande tyder uppgifterna på att den fetala njurutvecklingen kan påverkas av moderns saltintag och att den fetala njurkapaciteten som svar på saltintag skilde sig från mödrarnas eller att de fetala njurfunktionerna är mer sårbara för miljöinsulter.

Den endokrina banan är en nyckelmekanism i kontrollen av njurfunktionerna. Det är inte konstigt att mammans plasma ADH ökade efter ett högt saltintag (Kjeldsen et al. 1985). Även om det är välkänt att en ökad osmolalitet kan stimulera ADH-frisättning var det nya bevis för att fosterplasma ADH kunde ökas avsevärt av moderns saltintag. ADH spelar en viktig roll i kroppens vätskebalans via renal utsöndring (Ranadive & Rosenthal 2011). Detta neurohypofysiska hormon är ansvarigt för att öka vattenabsorptionen i njurarnas samlingsgångar, via ökad vattenpermeabilitet genom att inducera translokation av aquaporin-CD-vattenkanaler i samlingsgångarna (Nielsen et al. 1995). Detta kan förklara varför fostrets urinvolym minskade under mammans höga saltintag i den aktuella studien. Vi mätte också ALD-nivåerna eftersom detta steroidhormon verkar på renala distala tubuli och samlingsgångar för att orsaka konservering av natrium och retention av vatten. Plasma ALD förblev oförändrat medan ADH var förhöjt, vilket tyder på ADH-medierade regleringar av fostrets njurar under moderns saltintag.

Renin-angiotensin-ALD-systemet är en viktig endokrin väg i kontrollen av njurfunktionerna (Fitzsimons 1998). Högt saltintag minskade inte bara mammans plasma Ang II som visats i vuxna modeller (Ding et al. 2010) utan minskade också fostrets Ang II-koncentrationer i cirkulationen. Tillsammans med bevisen för oförändrat PRA hos fostret och oförändrat mRNA och protein från renin i njurarna tyder uppgifterna på att mekanismerna för minskningen av Ang II i plasma kan finnas utanför njurarna. En möjlighet i vägen kan vara minskad hepatisk AGT som är den primära källan för prekursorn till plasma Ang II (Fitzsimons 1998). Detta antagande stöds dock inte av det faktum att både moderns och fostrets Ang I-nivåer inte förändrades efter ett högt saltintag. Eftersom ACE är avgörande för att omvandla Ang I till Ang II eller Ang(1-7) är det mycket möjligt att den underliggande mekanismen för de minskade fetala Ang II-nivåerna vid högt saltintag var relaterad till de omvandlingsenzymer som påverkades. Tidigare studier (Stevens & Lumbers 1986, Boyce et al. 2008) visade att hög salthalt minskade renin hos vuxna får. Skillnaden i reninresultaten kan vara relaterad till olika förhållanden för HSDs som användes i våra och deras experiment. Stevens & Lumbers (1986) och Boyce et al. (2008) visade nästan ingen skillnad i fetalt plasmanatrium eller plasmaosmolalitet i HSD-gruppen och den fetala urinnatriumutsöndringen samt urinosmolaliteten förändrades inte. En HSD (40 dagar med 210 g/dag Na+) var dock förknippad med en ökning av fetal plasmanatrium och osmolalitet hos kor (Rouffett et al. 1990). Hos dräktiga råttor fann Deloof et al. (2000)) en ökning av natrium i plasma hos fostret vid HSD hos modern. I den aktuella studien är mammans och fostrets reninnivåer likartade, och intag av mycket salt var förknippat med ökad osmolalitet och Na+. De olika resultaten bland dessa studier kan vara relaterade till graden och varaktigheten av saltbelastningen. Dessutom föreslog tidigare studier att minskade Ang II-nivåer i plasma skulle leda till en minskning av ALD. I den aktuella studien var plasma-ALD oförändrad i samband med en ökning av plasma-ADH samt Na+/K+ i fosterurin. Det är möjligt att andra regleringsmekanismer för kroppsvätskor, förutom Ang II, också kan vara inblandade i regleringen av ALD-nivåerna.

Om dessa fetala förändringar är relaterade till långsiktig påverkan är en viktig fråga. Våra data visade att när moder- och avkommafåren återvände till NSD efter födseln var Na+- och osmolalitetsnivåerna i blodet samt BUN- och CRE-koncentrationerna desamma mellan kontroll- och experimentella avkommor vid 15 och 90 dagars ålder. Kropps- och njurvikten (utom kroppsvikten vid 90 dagar), plasma Ang I, Ang II, ALD och ADH-nivåerna vid 90 dagar ändrades inte heller. Förhållandet mellan njurvikt och kroppsvikt var dock fortfarande signifikant lägre, och förhållandet mellan BUN och CRE var högre hos både den 15 och 90 dagar gamla avkomman som exponerats för prenatalt högt salt. Detta tyder på att vissa fosterförändringar in utero till följd av miljöförstöring kunde vändas efter födseln om förhållandena efter födseln korrigerades, medan andra förändringar uppträdde med långvarig påverkan, vilket tillför ny information om förhållandet mellan prenatala njurförändringar och postnatal hälsa.

Lokalt renalt RAS spelar en viktig roll för cellulär proliferation och apoptos (Xu et al. 2009), och intrarenala RAS-komponenter medierar nefrogenesen (Woods & Rasch 1998, Guron & Friberg 2000) samt njurfunktioner. Tillväxten av fosternjuren kan regleras via AT1-receptorer (Guron & Friberg 2000, Xu et al. 2009). Natriummanipulering via kosten inducerade organspecifik modulering av AT1- och AT2-uttrycket i njuren (Ruan et al. 1997). Den här studien var den första som bedömde inflytandet av prenatalt högt saltintag på uttrycket av de viktigaste delarna av det lokala RAS (renin, AGT, ACE, ACE2, AT1 och AT2) i fosternjuren. Resultaten visade att AGT:s mRNA- och proteinuttryck var signifikant förhöjda i njurarna hos de foster och avkommor som utsattes för HSD, medan reninets mRNA- och proteinnivåer hos foster och avkommor inte förändrades. I det systemiska RAS kommer AGT huvudsakligen från levern medan renin huvudsakligen kommer från njurarna (Pereira et al. 2009, Urushihara & Kobori 2011). Det faktum att både renins mRNA- och proteinnivåer var oförändrade stödde ytterligare det endokrina resultatet att plasmarenin förblev oförändrat i den aktuella studien. AGT är en prekursor till angiotensinpeptider som renin och ACE, som är två nyckelenzymer för produktion av olika RAS-peptider (Shi et al. 2010). Även om renin var oförändrat var ACE:s mRNA- och proteinnivåer i fostrets och avkommans njurar markant förändrade. ACE omvandlar Ang I till Ang II, medan ACE2 spelar en viktig roll i bildandet av Ang(1-7; Shi et al. 2010). Ökningen av renalt ACE och förhållandet mellan ACE och ACE:ACE2 samt en minskning av ACE2 i den aktuella studien tyder starkt på en möjlig ökning av renalt lokalt Ang II och en minskning av Ang(1-7). Hos vuxna spelar både Ang II och Ang(1-7) viktiga roller i regleringen av renal hemodynamik. ACE och ACE2 är motreglerande enzymer i kontrollen av nivåerna av angiotensinpeptider (Shi et al. 2010). Vårt resultat tyder på en övergång till större renal ACE-syntes och minskad metabolism av Ang II via ACE2, samt minskad Ang(1-7) i njuren. ACE-hämmare eller AT1-receptorblockerare som används under graviditeten leder till fetal njurdysplasi, vilket tyder på att ett intakt och balanserat RAS är avgörande för normal njurutveckling (Jones et al. 1990). Minskning av renalt ACE2 samt ökning av ACE:ACE2-förhållandet genom prenatalt högsalt kan vara en trolig risk för njur- och kardiovaskulära sjukdomar.

I föreliggande studie, efter exponering för prenatalt högsalt, var AT1-uttrycket i både mRNA och protein signifikant ökat i foster- och avkommanjurar, med undantag för dess protein vid 90 dagars ålder, och AT2-uttrycket var signifikant ökat i fosternjurarna, även om sådana förändringar försvann i avkommanjurarna. Förhållandet mellan AT1:AT2 mRNA- och proteinuttryck i avkommans njure var dock signifikant förhöjt. En absolut eller relativ ökning av AT1 kan bidra till celltillväxt och apoptos (Fitzsimons 1998, Mao et al. 2009) i njuren. Den här studien visade att renal AT1/AT2 kunde förändras signifikant i njuren av prenatala HSDs. Dessutom noterade vi att det förändrade fetala renala AT2-uttrycket liksom AT1-protein vid 90 dagar kunde försvinna hos avkomman, vilket återigen indikerar att vissa fetala förändringar in utero genom miljöinflytande kan reverseras efter födseln, och att olika postnatala njurar som reagerar på olika miljöer kan vara förklaringar. Betydelsen av detta fynd är att det ger meningsfull information för tidigt förebyggande av sjukdomar hos vuxna med ursprung i fostret.

För övrigt kan utväxten och förgreningen av uretärknoppen ökas av Ang II via stimulering av AT1/AT2-receptorer, vilket tyder på att RAS spelar en roll i regleringen av njurutvecklingen (Esther et al. 1996, Guron et al. 1999, Guron & Friberg 2000). Tillväxthämning av njurar i utveckling under dräktighet som inducerades av AT1-receptorantagonister var förknippad med ett ökat uttryck av angiotensinreceptorn (Kriegsmann et al. 2000), vilket tyder på att tillväxten av fosternjurar också reglerades av AT1-receptorn. Det är rimligt att överväga att Ang II antingen kan fungera som en partner till tillväxtsignalering eller oberoende av varandra när det gäller att reglera njurarnas utveckling samt påverka njurarnas funktioner. Huruvida minskad fetal njure/kroppsvikt efter HSDs var relaterad till det förändrade uttrycket av nyckelkomponenterna i det lokala renala RAS och deras receptorer är värt ytterligare undersökningar.

Sammanfattningsvis visade den aktuella studien att HSDs under graviditeten kunde påverka den fetala urinutsöndringen via ADH-signalering och de fetala njurfunktionerna, i samband med signifikanta förändringar i uttrycket av mRNA och protein i flera nyckelkomponenter i det lokala renala RAS och deras receptorer. Resultaten ger information om subtila patofysiologiska förändringar i njuren på grund av kronisk exponering för HSDs under graviditeten. Ytterligare undersökningar av molekylära mål som är ansvariga för de observerade förändringarna kan leda till nya metoder för tidigt förebyggande och behandling av njur- och kardiovaskulära sjukdomar av fetalt ursprung.