Divizia de Nefrologie, Departamentul de Medicină, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Divizia de Nefrologie, Departamentul de Medicină, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Departamentul de fiziologie, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Divizia de Nefrologie, Departamentul de Medicină, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Fiziologie și kinetoterapie biomedicală, Universitatea Simon Fraser, Burnaby, Columbia Britanică, Canada

Divizia de Nefrologie, Departamentul de Medicină, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Departamentul de fiziologie, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Adresa pentru cereri de reimprimare și alte corespondențe: B. Braam, Univ. of Alberta Hospital, Dept. Medicină/Div. Nefrologie și imunologie, 11-132 CSB Clinical Sciences Bldg., Edmonton, AB T6G 2G3, Canada (e-mail: [e-mail protejat]).

Abstract

Creșterea presiunii venoase centrale și a presiunii venoase renale (RVP) sunt asociate cu agravarea funcției renale în exacerbarea acută a insuficienței cardiace congestive. Am testat dacă o creștere acută izolată a RVP într-un rinichi duce la vasoconstricție renală ipsilaterală și la scăderea ratei de filtrare glomerulară (GFR) și dacă aceasta depinde de aportul de sare din dietă sau de activarea nervilor renali. Șobolanii Lewis de sex masculin au primit o dietă normală (1% NaCl, NS) sau bogată în sare (6% NaCl) timp de ≥ 14 zile înainte de experimentul acut. Șobolanii au fost apoi randomizați în următoarele trei grupuri: controlul timpului și creșterea RVP la 10 sau 20 mmHg pentru a evalua ritmul cardiac, fluxul sanguin renal (RBF) și GFR. Pentru a crește RVP, vena renală stângă a fost parțial ocluză timp de 120 de minute. Pentru a determina rolul nervilor renali, denervarea chirurgicală a fost efectuată la șobolani în ambele diete. Activitatea nervului simpatic renal (RSNA) a fost înregistrată suplimentar într-un grup separat de șobolani. Creșterea RVP la 20 mmHg a scăzut RBF ipsilateral (7,5 ± 0,4 până la 4,1 ± 0,7 ml/min, P −1 · mmHg −1, P

atenuează

FIG. 1.Organigrama grupului experimental înființat al studiului.

Pregătirea

Experimente hemodinamice renale.

După laparotomia liniei medii, rinichiul stâng a fost expus. Vena suprarenală stângă sau vena supraspermatică a fost canulată (Micro-Renathane MRE-025; Braintree Scientific, Braintree, MA), iar canula a fost avansată până când tipul s-a odihnit în vena renală principală pentru măsurarea directă a RVP. O lungime de 3-0 prolen (Johnson-Johnson, San Lorenzo, Puerto Rico) a fost alunecată în jurul venei renale stângi la joncțiunea sa cu vena cavă inferioară și învelită cu o mică bucată de tub PE-90 pentru a crea o curea. Pentru a crește RVP, cureaua a fost strânsă pentru a constrânge vena renală. O sondă de flux de timp de tranzit 1RB a fost plasată în jurul arterei renale stângi pentru măsurarea directă a RBF (Transonic, Ithaca, NY). Ureterul stâng a fost cateterizat pentru colectarea urinei (PE-10; BD Intramedic). Șobolanul a primit lichide suplimentare în timpul preparării chirurgicale [5% albumină serică bovină (BSA), A7906; Sigma, Oakville, ON] cu 250 μg/min de inulină FITC (Sigma) la 1,5 ml/h. Această perfuzie a continuat pe tot parcursul experimentului cu 1% BSA cu 250 µg/min de inulină FITC la 1,5 ml/h.

Denervarea renală.

Șobolanii au fost preparați așa cum s-a descris, cu excepția faptului că nervii renali care se desfășoară de-a lungul vaselor renale stângi și drepte au fost îndepărtați chirurgical, iar vasele renale au fost vopsite cu fenol 10% în etanol 70%.

Activitatea nervului simpatic renal.

Proiectare experimentală

După finalizarea instrumentelor chirurgicale, șobolanii au fost stabilizați timp de 60 de minute. Datele inițiale au fost colectate timp de 60 de minute, după care RVP a fost crescut selectiv la 10 sau 20 mmHg prin constricție gradată a venei renale stângi sau nu a fost manipulat (controale de timp). Colectarea datelor a continuat încă 120 de minute. Pentru experimentele hemodinamice, probele de sânge (200 μl) au fost obținute la începutul perioadei de bază și la fiecare 60 de minute după aceea. Probele de urină cronometrate au fost colectate la fiecare 30 de minute. Nu a fost finalizată nicio prelevare de sânge sau urină în timpul experimentelor de înregistrare a nervilor.

Metode de analiză

Pentru a determina GFR folosind FITC-inulină, probele de plasmă și urină au fost diluate în 0,5 mol/l HEPES (pH 7,4) pentru a menține pH-ul fiziologic. O placă neagră cu 96 de godeuri (Greiner, Monroe, NC) a fost utilizată pentru încărcarea a 50 pl din fiecare soluție în duplicat. Fluorescența a fost determinată utilizând fluorometrul de microplacă de ascensiune Fluoroskan (Thermo Fisher Scientific, Vantaa, Finlanda) la lungimea de undă de excitație de 485 nm și lungimea de undă de emisie de 527 nm. Probele de sânge terminale au fost obținute din cateterul femural pentru a măsura nivelul reninei plasmatice prin ELISA (NOVATEINBIO, Cambridge, MA).

Pentru a determina RSNA, numărul total de vârfuri de deasupra fundalului a fost cuantificat utilizând software-ul Spike Histogram (Diagrama de laborator 8; ADInstruments). Au fost luate șase măsurători în timpul perioadei de înregistrare de bază și au fost mediate. Măsurătorile au fost luate la intervale de 5 minute pentru primele 30 de minute de creștere a RVP și la intervale de 30 de minute după aceea. Cuantificarea răspunsului RSNA la RVP crescut a fost calculată ca variație procentuală a RSNA față de valoarea inițială.

Analize și statistici

Datele sunt prezentate ca medii de intervale consecutive de 30 de minute. Caracterizarea inițială a fost comparată atât între șobolanii intacti, cât și cu cei denervați pe dieta normală și HS folosind modelul liniar general multivariat (MANOVA) cu testul Bonferroni post hoc. Pentru a evalua impactul RVP crescut, a fost utilizat un model liniar multiplu cu măsurare repetată pentru a compara fiecare punct de timp a trei grupuri atât la animale denervate, cât și la animale intacte, pe diferite diete, folosind Bonferroni ca test post hoc. Nivelurile de renină plasmatică și aldosteron au fost analizate cu ANOVA unidirecțional cu testul post-hoc Student-Newman-Keuls. Datele au fost transformate în jurnal sau clasificate dacă nu sunt distribuite în mod normal. Datele RSNA au fost analizate cu ANOVA cu măsuri repetate bidirecționale cu testul post-hoc Student-Newman-Keuls. Datele au fost analizate folosind SPSS 24 (IBM, Armonk, NY) și SigmaPlot 13 (Systat, San Jose, CA). Semnificația statistică a fost acceptată la P

Tabelul 1. Caracteristicile grupului de bază al șobolanilor Lewis menținute pe o dietă normală și bogată în sare

Valorile sunt mijloace ± SE; n, Nu. de șobolani. HR, ritm cardiac; MAP, presiunea arterială medie; RVP, presiune venoasă renală; FBR, flux sanguin renal; RVC, conductanța vasculară renală; GFR, rata de filtrare glomerulară.

* P ** P # P ## P † n = 14.

Creșterea RVP și a hemodinamicii renale

Creșterea RVP nu a afectat MAP, indiferent de dietă și de prezența sau absența nervilor renali (Fig. 2; toate datele sunt prezentate în Tabelul 2). HR a scăzut la o creștere majoră a RVP (Fig. 3A). O creștere moderată a RVP (0,3 ± 0,2 până la 12,5 ± 0,8 mmHg) a indus o reducere semnificativă a RBF la 73 ± 5% (P

FIG. 2.Presiunea arterială medie (MAP) ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la toți șobolanii Lewis. Primele două puncte de timp ale fiecărui grafic reprezintă linia de bază. Ultimele patru puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie control (●, control), creștere moderată a RVP (□, RVP 10), cât și creștere majoră a RVP (△, RVP 20). RVP crescut nu a afectat MAP (mmHg) în niciuna dintre sărurile normale (NS) intacteA), cu conținut ridicat de sare (HS) intactB), NS denervat (C), sau HS denervat (D) șobolani.

Tabelul 2. Toate caracteristicile grupului atât ale punctului de bază, cât și ale punctului final de la șobolanii Lewis intact, menținute pe o dietă normală și bogată în sare

Valorile sunt mijloace ± SE; n, Nu. de șobolani. HCT, hematocrit; HR, ritm cardiac; MAP, presiunea arterială medie; RVP, presiune venoasă renală; FBR, flux sanguin renal; RVC, conductanța vasculară renală; GFR, rata de filtrare glomerulară; RVP 10, creștere moderată a RVP; RVP 20, creștere majoră a RVP.

* P ** P

FIG. 3.Variația ritmului cardiac (HR) ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la toți șobolanii Lewis. Primele două puncte de timp ale fiecărui grafic reprezintă linia de bază. Ultimele patru puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie control (●, control), creștere moderată a RVP (□, RVP 10), cât și creștere majoră a RVP (△, RVP 20). Creșterea moderată a RVP nu a afectat HR la șobolanii intacti cu sare normală (NS). Creșterea majoră a RVP a indus o reducere semnificativă a HR comparativ cu animalele de control timp (A, *P


FIG. 4.Fluxul sanguin renal (RBF) se modifică ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la toți șobolanii Lewis. Primele două puncte de timp ale fiecărui grafic reprezintă linia de bază. Ultimele patru puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie control (●, control), creștere moderată a RVP (□, RVP 10), cât și creștere majoră a RVP (△, RVP 20). La șobolanii intacti, creșterea RVP (RVP 10 și RVP 20) a scăzut FBRA, *P


FIG. 5.Conductanța vasculară renală (RVC) se modifică ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la toți șobolanii Lewis. Primele două puncte de timp ale fiecărui grafic reprezintă linia de bază. Ultimele patru puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie control (●, control), creștere moderată a RVP (□, RVP 10), cât și creștere majoră a RVP (△, RVP 20). Creșterea moderată a RVP nu a scăzut RVC la toți șobolanii. Creșterea majoră a RVP a scăzut RVC la șobolanii intacti cu sare normală (NS)A, *P


FIG. 6.Variația filtrării glomerulare (GFR) se modifică ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la toți șobolanii Lewis. Primele două puncte de timp ale fiecărui grafic reprezintă linia de bază. Ultimele patru puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie control (●, control), creștere moderată a RVP (□, RVP 10), cât și creștere majoră a RVP (△, RVP 20). Creșterea majoră a RVP a scăzut semnificativ GFR comparativ cu animalele de control al timpului (A, *P

Toate aceste răspunsuri hemodinamice au fost fie abolite, fie ameliorate de dieta HS. Atât creșterile moderate (de la 1,4 ± 0,3 până la 10,8 ± 0,4 mmHg), cât și cele majore ale RVP (de la 1,6 ± 0,4 până la 19,3 ± 0,7 mmHg) au scăzut RBFP

Tabelul 3. Toate caracteristicile grupului atât de referință, cât și de punct final de la șobolani Lewis denervați, menținute pe o dietă normală și bogată în sare

Valorile sunt mijloace ± SE; n, Nu. de șobolani. HCT, hematocrit; HR, ritm cardiac; MAP, presiunea arterială medie; RVP, presiune venoasă renală; FBR, flux sanguin renal; RVC, conductanța vasculară renală; GFR, rata de filtrare glomerulară; RVP 10, creștere moderată a RVP; RVP 20, creștere majoră a RVP.

* P ** P

FIG. 7.Activitatea nervului simpatic renal (RSNA) ca răspuns la creșterea presiunii venoase renale (RVP) la șobolanii Lewis care primesc dietă normală de sare. Datele RSNA sunt prezentate utilizând procentul inițial. Cele 10 puncte de timp (bara neagră) reprezintă fie controlul (●, controlul), creșterea moderată a RVP (□, RVP 10), fie creșterea majoră a RVP (△, RVP 20). Creșterea moderată a RVP nu a afectat RSNA. În schimb, creșterea RVP augmentată a suprimat imediat RSNA (*P

Creșterea nivelului RVP, renină plasmatică și niveluri de aldosteron

Nivelurile globale de renină plasmatică la animalele NS au fost mai mari (P

Tabelul 4. Nivelul de renină plasmatică și aldosteron al tuturor grupurilor

Valorile sunt medii ± SE. TC, controlul timpului; RVP 10, creștere moderată a presiunii venoase renale; RVP 20, creștere majoră a presiunii venoase renale; NS, sare normală; HS, sare mare.

* P ** P # P ## P 20 mmHg. Acest răspuns a fost atribuit nervilor renali, deoarece denervarea a împiedicat orice reducere a RVC (5). Un studiu recent la șobolani a demonstrat că o creștere a presiunii venoase centrale la 10 mmHg (care probabil crește RVP în același grad) a crescut RSNA cu 285% (20). Cu toate acestea, pneumoperitoneul indus la șobolani în acel studiu ar putea activa RSNA prin alte mecanisme decât RVP crescut.

În contrast, Kopp și colab. a raportat că creșterea RVP la 22 mmHg a redus RVC ipsilateral, dintre care rezultatele sunt de acord cu constatările noastre. Au arătat, de asemenea, că RVP crescut a crescut activitatea aferentă a nervului renal, dar a scăzut activitatea nervului renal eferent și a inhibat reflexul renoren (13). Rezultatele noastre sunt de acord, sugerând că modificările hemodinamice pe care le observăm cu o creștere acută majoră a RVP nu sunt probabil mediate de nervii renali. O posibilitate evidentă rămasă este aceea că, la șobolanii noștri denervați renali, activarea RAS intrarenală ar putea avea loc și ar putea determina reducerea observată a RBF și RVC. Acest lucru este susținut de observațiile noastre la șobolani denervați din dieta HS în care acest răspuns este atenuat și că, la șobolanii denervați din dieta NS, creșterea majoră a RVP a provocat eliberare mai mare de aldosteron.

Perspective

Datele sunt compatibile cu situația unui RVP crescut din cauza congestiei venoase, cum ar fi insuficiența cardiacă și renală combinată, unde RVP crescut contribuie la compromiterea funcției renale. Mai mult, la pacienții cu afecțiuni renale cronice, afectarea tubulointerstițială ar putea spori răspunsul renal la creșterea RVP. Mai mult, scăderea HR în acest sens a sugerat o potențială influență sistemică a RVP crescut, care ar putea agrava și mai mult insuficiența cardio-renală. Deși ar putea fi implicate mai multe mecanisme, datele noastre sugerează un rol esențial al RAS. Supraactivarea RAS în insuficiența cardiacă congestivă ar putea, de asemenea, exacerba efectul hemodinamic al RVP crescut, dând naștere unei disfuncții renale cardiovasculare și marcate. Sunt necesare studii care să delimiteze rolul RAS prin inhibarea enzimei de conversie a angiotensinei și perfuzia sistemică de ANG II pentru a studia acest mediator cheie.

Studiile au fost susținute de un Grant-in-aid de la Heart and Stroke Foundation din Canada. X. Huang a fost susținut de Fundația Li Ka Shing.