Hong Lu

un centru de cercetare cardiovasculară Saha, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Congqing Wu

b Centrul de absolvenți pentru științe nutriționale, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Deborah A. Howatt

un centru de cercetare cardiovasculară Saha, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Anju Balakrishnan

un centru de cercetare cardiovasculară Saha, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Richard J. Charnigo, Jr.

c Departamentul de Statistică, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Lisa A. Cassis

b Centrul de absolvenți pentru științe nutriționale, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Alan Daugherty

un centru de cercetare cardiovasculară Saha, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

b Centrul de absolvenți pentru științe nutriționale, Universitatea din Kentucky, Lexington, KY 40536

Abstract

1. Introducere

Sarea dietetică (clorură de sodiu) este esențială pentru ca organismul să mențină homeostazia apei și sodiului. De asemenea, joacă un rol important în reglarea tensiunii arteriale. Deși mecanismele sunt slab înțelese, studiile epidemiologice la om și experimentele intervenționale pe modele animale oferă dovezi puternice că aportul ridicat de sodiu duce la creșterea tensiunii arteriale [1-4]. Tensiunea arterială ridicată este un factor de risc bine recunoscut pentru ateroscleroză. Cu toate acestea, manipularea sodiului alimentar a generat rezultate contradictorii în studiile de ateroscleroză folosind modele de șoareci. În timp ce unele studii au raportat că sodiul bogat în dietă mărește ateroscleroza [4,5], două studii au arătat că sodiul dietetic scăzut crește ateroscleroza la șoarecii hipercolesterolemici [6,7]. Rezultatele discrepante ale acestor studii deduc un rol mai complex al aportului dietetic de sodiu în dezvoltarea aterosclerozei decât o relație de cauzalitate mediată de modificările tensiunii arteriale.

În plus față de reglarea tensiunii arteriale, sodiul dietetic ridicat suprimă sistemul renin angiotensinei (RAS), în timp ce aportul restricționat de sodiu activează RAS, așa cum este bine documentat atât în ​​studiile efectuate la om, cât și pe animale [8-10]. Activarea RAS crește tensiunea arterială și contribuie la dezvoltarea aterosclerozei. Dovezi directe arată că perfuzia de angiotensină II (AngII) determină o creștere semnificativă a tensiunii arteriale sistolice și accelerează formarea aterosclerotică la șoarecii hipercolesterolemici [11,12]. În schimb, inhibițiile farmacologice și întreruperile genetice ale RAS scad tensiunea arterială și atenuează ateroscleroza la aceste modele animale [13-19]. Deși hipertensiunea arterială este un factor critic de risc pentru ateroscleroză, există dovezi acumulate că activarea RAS contribuie la ateroscleroză prin mecanisme care nu implică modificări ale tensiunii arteriale [11,13,14,16,17,20-23].

Încă nu se știe dacă rezultatele incoerente ale studiilor anterioare privind aportul dietetic de sodiu la ateroscleroză reflectă efectele diferențiate ale aportului dietic de sodiu asupra tensiunii arteriale și a RAS. Pentru a aborda această întrebare, am randomizat șoarecii hipercolesterolemici la una dintre cele trei concentrații de sodiu din dietă. Ipoteza noastră a fost că aportul redus de sodiu din dietă ar contribui la dezvoltarea aterosclerozei prin activarea RAS. Cerințele dietetice pentru concentrațiile de sodiu „normale” la șoareci nu sunt cunoscute. O dietă bogată în grăsimi saturate, utilizată de multe laboratoare [14,21,24,25] pentru a stimula hipercolesterolemia și induce ateroscleroza la șoareci conține 0,1% greutate/greutate (greutate/greutate) sodiu (Na 0,1%). Șoarecii adulți (în vârstă de 8 săptămâni) care au hrănit această dietă câștigă în mod constant greutate corporală la o rată de 2-3 g pe săptămână. Prin urmare, am utilizat la 0,1% ca aproximare la concentrația de sodiu „normală” pentru acest studiu. Am selectat apoi la 2% și 0,01% ca concentrații ridicate și, respectiv, scăzute de sodiu în dietă. Pentru a determina efectele aportului de sodiu din dietă asupra dezvoltării aterosclerozei, am examinat leziunile aterosclerotice de-a lungul rădăcinii aortice după 12 săptămâni de hrănire a dietelor selectate receptorilor lipoproteinelor cu densitate mică (LDL) -/- șoareci masculi.

2. Metode și materiale

2.1. Șoareci și dietă

Șoarecii masculi receptor LDL -/- (B6.129S7-Ldlr tm1Her; Stoc # 002207) șoareci au fost cumpărați de la Laboratorul Jackson (Bar Harbor, ME, SUA) și randomizați în trei grupuri. Toți șoarecii au fost întreținuți într-o instalație de barieră pentru animale de la Universitatea din Kentucky și au fost hrăniți cu o dietă normală de laborator de șoareci conținând 0,2% Na (numărul 2918; Harlan Teklad, Madison, WI, SUA). Pentru a induce hipercolesterolemia, dieta a fost schimbată cu una suplimentată cu aceeași cantitate de grăsimi saturate (grăsimi din lapte 21% g/g) și colesterol (0,2% g/g), dar conținând diferite concentrații de sodiu (Na 0,01%, 0,1%, sau 2% g/g; Harlan Teklad). Durata hranei selectate a fost de 12 săptămâni, începând cu șoarecii în vârstă de 8 săptămâni. Studiul a fost realizat cu aprobarea Comitetului instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea din Kentucky.

2.2. Măsurători ale tensiunii arteriale

Tensiunea arterială sistolică a fost măsurată folosind un sistem neinvaziv de manșetă de coadă (Coda 6; Kent Scientific Corp., Torrington, CT, SUA). Măsurătorile au fost efectuate timp de 5 zile consecutive înainte de alimentația selectată pentru a genera o tensiune arterială inițială (săptămâna 0) și, respectiv, în săptămânile 4, 8 și 12, în timpul alimentării dietelor selectate [26].

2.3. Măsurarea concentrațiilor de sodiu în urină

Urina de douăzeci și patru de ore a fost colectată după 10 săptămâni de hrană selectată folosind un sistem de cuști metabolice (Model MMC100; Hatteras Instruments, Cary, NC, SUA) și depozitată la -80 ° C. Probele de urină au fost expediate pe gheață uscată la Universitatea din Missouri pentru măsurători ale concentrațiilor de sodiu din urină. Ratele de excreție de sodiu în urină au fost calculate utilizând concentrațiile de sodiu în urină și volumul de urină de 24 de ore.

2.4. Măsurători ale concentrațiilor plasmatice de colesterol și distribuția lipoproteinelor

Concentrațiile plasmatice de colesterol au fost măsurate utilizând un kit comercial (numărul de catalog 439-17501; Wako Chemicals SUA, Richmond, VA, SUA). Distribuțiile de lipoproteine ​​plasmatice (cinci până la șase probe de plasmă din fiecare grup) au fost determinate prin metoda de excludere a dimensiunii utilizând o mașină de cromatografie lichidă cu performanță rapidă. Treizeci și două fracții din fiecare probă de plasmă au fost colectate și ulterior măsurate folosind setul de testare pe bază de enzime pentru concentrațiile plasmatice de colesterol. Concentrațiile plasmatice de colesterol din lipoproteine ​​cu densitate foarte mică (VLDL-C), lipoproteine ​​cu densitate medie/mică (I/LDL-C) și lipoproteine ​​cu densitate mare (HDL-C) în cele trei grupuri au fost analizate folosind software-ul PeakFit, San Jose, CA, SUA). Acest software ne-a permis să analizăm datele cromatografice utilizând o funcție automată de separare neliniară a vârfurilor, așa cum a fost descris anterior [27].

2.5. Măsurători ale concentrațiilor plasmatice de renină și aldosteron

Concentrațiile plasmatice ale reninei au fost măsurate prin radioimunotest (RIA). Pe scurt, probele de plasmă (8 μl) au fost incubate cu un exces de angiotensinogen de șobolan în prezența EDTA (0,02 M) timp de 30 de minute la 37 ° C. AngI generat în probe a fost cuantificat de RIA utilizând un kit comercial (numărul de catalog 1553; DiaSorin, Stillwater, MN, SUA). Concentrațiile de aldosteron plasmatic au fost determinate cu un kit comercial (numărul de catalog DSL-8600; Laboratoarele de sisteme de diagnosticare, Webster, TX, SUA) așa cum a fost descris anterior [14].

2.6. Cuantificarea leziunilor aterosclerotice

Leziunile aterosclerotice au fost cuantificate în toată rădăcina aortică așa cum s-a descris anterior [28,29].

2.7. Reacția în lanț a polimerazei în timp real (PCR) a reninei în rinichi

ARN-ul total a fost recoltat din rinichii șoarecilor utilizând sistemul SV de izolare a ARN-ului total (numărul de catalog Z3100; Promega, Madison, WI, SUA). PCR în timp real a fost efectuat așa cum s-a descris anterior [30]. Abundența de ARNm renină în rinichi a fost calculată cu normalizarea la ARNr 18S folosind metoda ΔΔ Ct.

2.8. Imunomarcarea macrofagelor

Imunomarcarea a fost efectuată pe secțiuni de rădăcini aortice așa cum s-a descris anterior [31]. Macrofagele din leziunile aterosclerotice au fost detectate folosind anticorp CD68 anti-șoarece de șobolan (Clona FA-11, număr de catalog MCA1957, AbDSerotec, Raleigh, NC, SUA) cu controale negative adecvate [31].

2.9. Analize statistice

tabelul 1

Caracterizarea șoarecilor de sex masculin receptor LDL -/- hrăniți cu o dietă saturată bogată în grăsimi conținând concentrații de sodiu selectate

Concentrațiile de sodiu
în dietă (g/g) 0,01% 0,1% 2%
Număr pe grup181618
Greutatea corporală (valoarea inițială; g)21,4 ± 0,721,5 ± 0,621,5 ± 0,7
Greutatea corporală (încetare; g)33,8 ± 0,6 * 34,8 ± 1,0 * 28,5 ± 0,8
Colesterol plasmatic
concentrații (mg/dl)		1625 ± 92 * 1612 ± 78 * 1264 ± 74
Aldosteron plasmatic
concentrații (ng/ml)		253 ± 24 * 150 ± 36 *, # 53 ± 6
Consumul de apă (ml/24 h)1,9 ± 0,1 * 2,5 ± 0,3 * 5,1 ± 0,2
Volumul urinei (ml/24 ore)0,70 ± 0,04 * 0,87 ± 0,11 * 2,13 ± 0,15
Urină La viteza de excreție
(μmol/24 h)		8,8 ± 0,7 * 29,7 ± 3,1 *, # 770,2 ± 93,3

Valorile sunt reprezentate ca media ± S.E.M.

asupra

3.3. Sodiile dietetice scăzute au dus la creșterea abundenței concentrațiilor rename renale mARN și plasmatice

Renina este un parametru sensibil în determinarea modificărilor hormonale circulante ale RAS. ARNm renin renal a fost mai abundent la șoarecii hrăniți cu Na 0,01% decât la cei hrăniți cu Na 2% sau Na 0,1% (Fig. 3A). În concordanță cu modificarea ARNm, șoarecii hrăniți cu Na 0,01% au prezentat concentrații mai mari de renină plasmatică decât cei hrăniți cu Na 2% sau Na 0,1% (Fig. 3B).

Sodiul dietetic scăzut a dus la creșterea zonelor de leziuni aterosclerotice în rădăcinile aortice. Zonele leziunilor aterosclerotice au fost măsurate în rădăcini aortice. Triunghiurile reprezintă zone medii de leziune în toată rădăcina aortică (opt secțiuni seriale/rădăcină aortică; n = 13-15/grup) ale fiecărui șoarece. Cercurile reprezintă mijloacele, iar barele sunt S.E.M. Analiza statistică a fost efectuată utilizând ANOVA într-un singur mod. Nu au existat diferențe semnificative între zonele leziunii medii între șoarecii hrăniți cu Na 0,1% și șoarecii hrăniți fie cu Na 0,01%, fie cu Na 2%.

De asemenea, am analizat asocierea dintre tensiunea arterială sistolică și dimensiunea leziunii aterosclerotice utilizând corelații Pearson și modele de regresie liniară. Nu a fost observată nicio corelație semnificativă între tensiunea arterială sistolică și dimensiunea leziunii.

4. Discutie

În acest studiu, aporturile selectate de sodiu din dietă au prezentat efecte diferențiale asupra tensiunii arteriale sistolice și a leziunilor aterosclerotice. În timp ce sodiul alimentar ridicat a crescut tensiunea arterială sistolică, acesta a scăzut atât concentrațiile plasmatice de renină, cât și zona leziunii aterosclerotice în rădăcinile aortice ale receptorilor LDL masculi -/- șoareci alimentați cu o dietă saturată bogată în grăsimi timp de 12 săptămâni.

Spre deosebire de tensiunea arterială sistolică mai mică, concentrațiile plasmatice de renină au fost mai mari la șoarecii hrăniți cu sodiu dietetic scăzut decât la cei hrăniți cu sodiu dietetic normal sau bogat (Na 0,1% și Na 2%). Deși mecanismele nu sunt încă stabilite, aceste rezultate sunt de acord cu constatările raportate atât la modelele umane, cât și la cele animale [6,7,9,10,34]. În plus față de acest studiu, există și alte dovezi ale activării RAS în raport cu aportul de sodiu din dietă. Mai precis, șoarecii apoE -/- hrăniți cu o dietă normală de rozătoare de laborator care conțin Na 0,01% au avut concentrații plasmatice mai mari de AngII în comparație cu cei hrăniți cu Na 0,25% [7]. Rezultatele noastre, combinate cu dovezile din literatura de specialitate, implică faptul că sodiul dietetic scăzut activează RAS la șoarecii hipercolesterolemici, ceea ce poate contribui la dezvoltarea aterosclerozei.

Acest studiu a constatat, de asemenea, că șoarecii hrăniți cu sodiu dietetic bogat au avut o creștere mai mică în greutate corporală comparativ cu cei hrăniți fie cu Na 0,01%, fie cu Na 0,1%. Deși acest lucru nu a fost raportat în altă parte, un studiu recent a constatat un efect divergent al aportului dietetic de sodiu asupra modificării greutății corporale [38]. Șoarecii femele ApoE -/- hrăniți fie cu Na 0,03%, fie cu Na 3,2% au câștigat mai mult în greutate comparativ cu cei hrăniți cu Na 0,28%, dar mecanismul nu a fost investigat. În studiul nostru, nu am observat nicio diferență în ceea ce privește consumul de alimente, deși consumul de apă și volumul de urină au crescut la șoarecii hrăniți la 2%. S-a raportat că o reducere a RAS duce la o creștere mai mică a greutății corporale la șoareci [39]. În timp ce acest subiect depășește scopul scopului prezentului studiu, va fi interesant să exploreze mecanismul prin care cantitatea de aport alimentar de sodiu reglează greutatea corporală într-un studiu viitor.

În concluzie, o manipulare dietetică selectată are efecte diferențiale asupra reglării tensiunii arteriale sistolice și asupra dezvoltării aterosclerozei la șoarecii hipercolesterolemici.

Mulțumiri

Acest studiu a fost susținut de National Institutes of Health (> HL062846). Recunoaștem asistența tehnică calificată a Jessica Moorleghen, Debra L. Rateri și Victoria English.