Departamentul de Fiziologie, Colegiul Medical din Wisconsin, Milwaukee, Wisconsin

proteinelor

Adresa pentru cereri de retipărire și alte corespondențe: J. M. Abais-Battad, Dept. de Fiziologie, Colegiul Medical din Wisconsin, 8701 Watertown Plank Rd., Milwaukee, WI 53226 (e-mail: [e-mail protejat]).

Departamentul de Fiziologie, Colegiul Medical din Wisconsin, Milwaukee, Wisconsin

Abstract

Tensiunea arterială mare afectează 1,39 miliarde de adulți de pe tot globul și este principala cauză de deces care poate fi prevenită la nivel mondial. Hipertensiunea este o boală cu mai multe fațete, cu factori genetici și de mediu cunoscuți care contribuie la progresia acesteia. Studiile noastre care utilizează șobolanul sensibil la sare Dahl (SS) au demonstrat influența remarcabilă a proteinelor alimentare și a mediului matern asupra dezvoltării hipertensiunii și a afectării renale ca răspuns la sare. Există un interes tot mai mare în relația dintre microbiom și hipertensiune, disbioza intestinală fiind corelată cu o serie de patologii. Această revizuire rezumă literatura actuală cu privire la interacțiunea dintre proteinele dietetice, microbiota intestinală și hipertensiunea. Aceste studii pot oferi o perspectivă asupra efectelor pe care le-am observat între dietă și hipertensiune arterială la șobolanii Dahl SS și, sperăm, vor duce la noi perspective în care intervențiile dietetice potențiale sau manipulările microbiotei ar putea servi ca terapii plauzibile pentru hipertensiune.

În medie, 30-50% dintre persoanele cu hipertensiune arterială prezintă sensibilitate la sare și demonstrează o creștere cu 10% sau mai mult a presiunii arteriale medii ca răspuns la creșterea aportului de sodiu (111). Acest fenomen este foarte exagerat la afro-americani, unde

75% din această populație prezintă sensibilitate la sare (36, 99, 100, 111, 112). Un model genetic genetic al hipertensiunii sensibile la sare este șobolanul Dahl SS, care prezintă tensiune arterială crescută și albuminurie atunci când este provocat cu o dietă bogată în sare. Interesant este că fenotipurile bolii sensibile la sare observate la șobolanul Dahl SS sunt similare cu trăsăturile observate la omul cu hipertensiune sensibilă la sare (10). Ca răspuns la o dietă bogată în sare, șobolanii Dahl SS dezvoltă tensiune arterială crescută, rezistență la insulină, hiperlipidemie și boli renale cronice, evidențiate de albuminurie și glomeruloscleroză severă, care sunt caracteristici observate de obicei la afro-americanii hipertensivi (23). Hipertensivele umane demonstrează, de asemenea, o infiltrare crescută a limfocitelor T și a macrofagelor în rinichi (49), ceea ce studii ample din laboratorul nostru s-au dovedit a fi adevărate și în rinichii șobolanilor Dahl SS hipertensivi (30).

Modularea alimentară a tensiunii arteriale și a imunității

Dieta purificată versus cea pe bază de cereale la șobolani Dahl SS

Importanța sursei de proteine ​​dietetice

Hipertensiunea și Microbiomul

Efecte dietetice asupra microbiomului

Efecte materne asupra microbiomului

Acizi grași cu lanț scurt

Eforturi majore conduse de Dr. Jennifer Pluznick a evidențiat rolul acizilor grași cu lanț scurt (SCFA) ca factori derivați de microbiota care influențează fiziologia gazdei (81). SCFA sunt produsul fermentării fibrelor alimentare de către microbiota intestinală, acetat, proprionat și butirat fiind cele mai abundente SCFA detectate în fecale. Aceste SCFA sunt absorbite în circulație și exercită unele dintre efectele lor prin receptorii olfactivi, receptorii cuplați la proteine ​​Olf78 și G GPR41, GPR43 și GPR109A (18, 57, 80, 82, 101) exprimate în țesutul gazdă. Creșterea aportului de fibre dietetice și nivelurile plasmatice crescute de SCFA sunt asociate cu reducerea tensiunii arteriale la om (50, 76, 115). Studiile efectuate pe modele experimentale de hipertensiune arterială au arătat că acetatul produs de o dietă bogată în fibre este asociat cu scăderea tensiunii arteriale la șoarecii tratați cu DOCA [64], iar administrarea de propionat produce un efect hipotensiv acut prin vasodilatație [82]. Manipulările experimentale ale receptorilor SCFA au arătat că șoarecii Olfr78-nul au niveluri mai scăzute de renină plasmatică și tensiune arterială mai mică (82), în timp ce șoarecii GPR41-nul sunt hipertensivi (73), demonstrând roluri fiziologic opuse, dar echilibrate, pentru acești receptori în reglare a tensiunii arteriale.

N-oxid de trimetilamină

Spre deosebire de SCFA, o dietă săracă în fibre este de obicei asociată cu un consum crescut de grăsimi, proteine ​​și zahăr. Trimetilamină N-oxidul (TMAO) este un metabolit toxic produs de microbiota intestinală în timpul metabolismului colinei, fosfatidilcolinei și l-carnitinei (54, 110), substanțe nutritive esențiale îmbogățite în alimente care conțin colesterol. Nivelurile plasmatice ale TMAO sunt mai mari la omnivorii decât la vegani sau vegetarieni, iar nivelurile plasmatice de l-carnitină și TMAO au prezis un risc crescut de boli cardiovasculare și evenimente cardiace adverse majore (46, 54, 60). Efectul direct al TMAO asupra tensiunii arteriale nu este la fel de clar, deoarece perfuzia cu TMAO nu a dus la hipertensiune la șobolanii Sprague-Dawley (103). Cu toate acestea, administrarea concomitentă de TMAO cu angiotensina II a prelungit efectul hipertensiv în comparație cu angiotensina II singură. Experimentele cuprinzătoare, probabil în alte modele animale de hipertensiune arterială, sunt justificate pentru a dezvălui efectul dăunător direct al TMAO.

Microbiota și imunitatea

Perspective și semnificație

Dintre toate piesele care contribuie la teoria mozaicului hipertensiunii, această revizuire a încercat să adune și să coreleze dovezile actuale din jurul interacțiunii dintre dietă, hipertensiune, microbiom, imunitate și efecte materne. Așa cum este rezumat în Fig. 1, facem ipoteza că relația reciprocă dintre proteinele dietetice și compoziția microbiotei modifică producția de metaboliți intestinali secundari, ceea ce poate duce la afectarea funcției intestinale și a permeabilității. Acest fenotip „intestin cu scurgeri” ar putea promova inflamația cronică prin translocația sistemică a produselor microbiene, care ar putea începe să explice diferențele de severitate a bolii la șobolanul Dahl SS hrănit cu cele două diete. Noi studii incitante au început să descopere relația dintre microbiom și hipertensiune, dar câmpul necesită mult mai multe investigații pentru a determina cauzalitatea și pentru a descoperi mecanismele între ele. Aceste tipuri de studii sunt în curs de desfășurare în laboratorul nostru și utilizarea modelului nostru de șobolan Dahl SS, manipularea dietei, mediului matern și imunitatea gazdei ne vor permite să avansăm pe teren explorând în continuare relația dintre microbiota intestinală și hipertensiunea.

FIG. 1.Ipotezăm că relația reciprocă dintre proteina dietetică și compoziția microbiotei modifică producția de metaboliți intestinali secundari, ceea ce poate duce la afectarea funcției intestinale și a permeabilității. Acest fenotip „intestin cu scurgeri” ar putea promova inflamația cronică prin translocația sistemică a produselor microbiene, care ar putea începe să explice diferențele de severitate a bolii la șobolanul Dahl sensibil la sare, hrănit cu o dietă bazată pe cazeină versus cereale.

Această revizuire a fost susținută de National Institutes of Health Grants DK-96859, HL-116264, 15SF RN-2391002 și 1F32 HL-136161.

Niciun conflict de interese, financiar sau de altă natură, nu este declarat de autor (i).