Effect of Chronic Inhibition of Converting Enzyme on Renal Handling of Salt and Water: A Study on a Pediatric Population

Background/Aims: The effect of angiotensin-converting enzyme inhibition (ACEi) is amply documented in several pathological conditions. However, there are few reports about the effect of chronic ACEi on salt and water balance. The present work evaluates the effect of chronic ACEi on salt and water balance in a population of children receiving enalapril chronically in order to reduce albuminuria elicited by a uremic hemolytic syndrome. Methods: Nine children aged from 9 to 19 years with normal glomerular filtration rate, normotension and with urinary concentration capacity preserved were treated with enalapril with doses ranging between 0.1 and 0.30 mg/kg/day. Diuresis, urinary absolute and fractional excretion of Na+, K+ and urea, creatinine clearance, osmolal clearance and tubular water reabsorption were measured under three experimental procedures: (1) with free access to water; (2) with a water load and (3) with water restriction. In the last group urinary antidiuretic hormone (ADH) was measured. These tests were performed in a paired way, just before starting ACEi treatment and after 6 months of enalapril treatment. Results: Enalapril treatment diminished the urinary concentration capacity without affecting Na+ and K+ urinary excretion. Creatinine clearance was not modified except in the condition of water load where a fall in it was found after ACEi. ADH increased after enalapril treatment in children under water restriction. Conclusion: In these children chronic ACEi decreases urinary concentration capacity.Fil: Dieguez, S. M.. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Agudos "Dr. Teodoro Álvarez"; ArgentinaFil: Cnepa, C. A.. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Agudos "Dr. Teodoro Álvarez"; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Universidad Nacional de General San Martn; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Blood glucose regulation in diabetics. A flatness based nonlinear control simulation study

Flat systems are a generalization of linear systems, but the techniques used for controlling flat systems are much different than many of the existing techniques for linear systems. In this paper we present the flatness-based control of blood glucose regulation in human system. A non-near model, he Bergman Minimal Model, is used o represent he dynamics of blood regulation in humans and because of the flatness property, he system variables can be expressed as functions of he at output and heir time derivatives and a control aw developed.Fil: Cocha, Guillermo Ricardo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional La Plata. Departamento de Ingeniería Mecánica; ArgentinaFil: Podestá, Melina Daniela. Universidad Nacional Arturo Jauretche; ArgentinaFil: Mazzadi, Alejandro Noel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: D´Attellis, Carlos. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Matemática Aplicada; Argentina. Universidad Favaloro; Argentin

Hormonal Control of Cardiac Action Potential Phase 1 Currents in the Brugada Syndrome

Introducción:El síndrome de Brugada es una canalopatía hereditaria con un patrón de transmisión autosómico dominante que presenta un marcado sesgo de género en la expresión del fenotipo, con una proporción hombre:mujer de 9:1. Un modelo celular de la enfermedad propone una distribución heterogénea de la amplitud de la fase 1 del potencial de acción ventricular como la base para el desarrollo del sustrato arritmogénico.Objetivo:Investigar el papel de los andrógenos en la regulación de la fase 1 del potencial de acción cardíaco en ratas y sus consecuencias electrofisiológicas en un modelo experimental murino del síndrome de Brugada.Material y métodos:Se estudió el control de la expresión génica por andrógenos en células HL-1 y en corazones de rata por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en tiempo real. Para los estudios de electrofisiología se reprodujo un modelo expe-rimental del síndrome de Brugada en un sistema de Langendorff utilizando solución de Tyrode suplementada con pinacidil y terfenadina.Resultados: El tratamiento de células HL-1 con dihidrotestosterona produjo un aumento en la expresión del canal del potasio Kv4.3 y del intercambiador de sodio/calcio (NCX). Se evaluó este efecto en ratas tratadas con testosterona y finasterida. La expresión de ambos genes se redujo con la finasterida, mientras que la testosterona aumentó el nivel de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) del NCX. La testosterona produjo un acortamiento de la duración del potencial de acción a 90% de la repolarización (APD90) y del tiempo al pico (TTP), lo cual en modelos del síndrome de Brugada se correlaciona con un au-mento de la arritmogenicidad. En nuestro modelo, este fenómeno se observó como un incremento en los potenciales de acción ventriculares ectópicos, esporádicos y sostenidos. La frecuencia de aparición de potenciales de acción ectópicos inducida con terfenadina y pinacidil en el grupo control se redujo en un orden de magnitud con el tratamiento con finasterida.Conclusiones:Los andrógenos controlan la expresión de componentes clave del potencial de acción cardíaco, con el resultado de un aumento de la arritmogenicidad. El tratamiento con finasterida revierte estos efectos.Introduction: The Brugada syndrome is an inherited channelopathy with autosomal dominant genotype transmission pattern presenting marked gender bias in phenotype expression, with a male to female ratio of 9:1. A cellular model of the disease suggests a heterogeneous distribution in the phase 1 amplitude of the ventricular action potential as the origin for the devel-opment of the arrhythmogenic substrate.Objective: The aim of this study was to investigate the role of androgens on the cardiac action potential phase 1 regulation and its electrophysiological consequences in an experimental murine model of Brugada syndrome.Methods: Androgen control of gene expression was studied in HL-1 cells and rat hearts using real time polymerase chain reaction (PCR). For the electrophysiological studies, an experimental model of the Brugada syndrome was reproduced in a Langendorff system using Tyrode solution supplemented with pinacidil and terfenadine.Results: Treatment of HL-1 cells with di-hydro-testosterone increased the expression of the Kv4.3 potassium channel and the sodium/calcium exchanger (NCX). This effect was assessed in rats treated with testosterone and finasteride. The expression of both genes decreased with finasteride, whereas testosterone increased NCX messenger ribonucleic acid (mRNA) level. Testosterone produced action potential shortening at 90% repolarization (APD90) and decreased time to peak (TTP), which in Brugada syndrome models correlate with increased arrhythmogenesis. In our model, this phenomenon was observed both as an increase of sporadic and sustained ectopic ventricular action potentials. The frequency of ectopic action potentials in-duced with terfenadine and pinacidil in the control group was reduced by an order of magnitude with finasteride treatment.Conclusions: Androgens control the expression of key components of the cardiac action potential resulting in increased ar-rhythmogenesis. Finasteride treatment reverses these effects.Fil: Argenziano, Mariana Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Tiscornia, Gisela Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Moretta, Rosalia Ester. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Garcia Gras, Eduardo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; Argentin

An algorithm mimicking pancreas pulsatile behavior improves artificial pancreas performance

Background: Artificial pancreas design using subcutaneous insulin infusion without pre-meal feed-forward boluses often induces an over-response leading to hypoglycemia due to the increase of blood insulin concentration sustained in time. The objective of this work was to create an algorithm for controlling the function of insulin pumps in closed-loop systems to improve blood glucose management in type 1 diabetic patients by mimicking the pulsatile behaviour of the pancreas. Methods: A controller tuned in a pulsatile way promotes damped oscillations of blood insulin concentration injected through an insulin pump. We tested it in a simulated environment, using nine ‘in silica’ subjects. The control algorithm is founded on feedback linearization where through a change of variables, the nonlinear system turns into an equivalent linear system, suitable for implementing through a PID controller. We compared the results obtained ‘in silica’ with the volume injected by an insulin pump controlled by this algorithm. Results: The use of this algorithm resulted in a pulsatile control of postprandial blood glucose concentration, avoiding hypoglycaemic episodes. The results obtained ‘in silica’ were replicated in a real pump ‘in vitro’. Conclusions: With this proposed linear system, an appropriate control input can be designed. The controller works with a damped pulsatile pattern making the insulin infusion from the pump and blood insulin concentration pulsatile. This operational would improve the performance of an artificial pancreas.Fil: Cocha, Guillermo Ricardo. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Regional La Plata; ArgentinaFil: Tedesco, Victor. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: D'attellis, Carlos Enrique. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas. - Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Peritubular fluid viscosity modulates H + flux in proximal tubules through NO release

We evaluated the effects of increasing the viscosity (eta) in peritubular capillary perfusates (PCP; 20 mM HNaPO4--Ringer, pH 7.4) on proximal convoluted tubule (PCT) acidification. Micropuncture experiments were performed with simultaneous luminal and peritubular perfusion. Changes in pH of a 20 mM HNaPO4--Ringer (pH 7.4 at t = 0) droplet placed in PCT lumen were measured with H+-sensitive microelectrodes. By adding neutral dextran (molecular wt 300,000-400,000) to the PCP, eta was increased. The effect of 10(-5) M ATP added to normal-eta PCP was evaluated. High eta increased H+ flux (85 and 97% when eta was increased 20 and 30%, respectively, above the control value). This increase was abolished by adding the nitric oxide antagonist N(omega)-nitro-L-arginine (L-NNA; 10(-4) M) or the purinoreceptor antagonists suramin (10(-4) M) and reactive blue 2 (3 x 10(-5) M). Addition of 5 x 10(-3) M L-arginine to the peritubular perfusate overcame the inhibitory effect of L-NNA on high-eta-induced increase in H+ flux. ATP increased H+ flux (80%), and this effect was blocked by L-NNA. These results suggest that changes in eta can modulate proximal H+ flux, at least in part, through ATP-dependent nitric oxide release from the endothelial cells of the peritubular capillaries.Fil: Díaz Sylvester, Paula. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Cardiológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiológicas; ArgentinaFil: Mac Laughlin, Myriam Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Cardiológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiológicas; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Cardiológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiológicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Dynamic Behavior Analysis of the Glomerulo-Tubular Balance Mediated by the Efferent Blood Viscosity

In this paper, a mathematical model of the dynamics of a single-nephronfunction relating glomerulo-tubular balance, tubule-glomerular feedback, and peritubularblood viscosity is developed. Based upon experimental data, the modelshows that complex behaviors of the nephron can be modulated by changes in theefferent arteriole blood viscosity. The main hypothesis is that the reabsorbed massflow is modulated by the hematocrit of the efferent arteriole, in addition to the Starlingforces. From a mathematical perspective, these behaviors can be explained by abifurcation diagram analysis where the efferent blood viscosity is taken as the bifurcationparameter. This analytical description allows to predict changes in proximalconvoluted tubule reabsorption, following changes in peritubular capillary viscositygenerated by periodic changes in the glomerular filtration rate. Thus, the modellinks the tubule-glomerular feedback with the glomerular tubular balance.Fil: Espinel, Andrea. École Centrale de Nantes; FranciaFil: Rivadeneira Paz, Pablo Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Costanza, Vicente. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Possible senescence associated change in the predominant a-na+/k+ atp-ase isoform in the renal cortex of the rat

With aging the kidney exhibits progressive deterioration, with a decrease in renal function. Most of the filtered Na+ is actively reabsorbed in the proximal tubules through different transporters located in apical membrane. This process is possible because basolateral Na+/K+-ATP-ase generates electrochemical conditions necessary for energetically favorable Na+ transport. The α-subunit is the catalytic domain of Na+/K+- ATP-ase. There are three isoforms of the α/subunit present in rat kidney. The present study was undertaken to examine the expression pattern of rat α-Na+/K+-ATP-ase during senescence. We tested the impact of aging on mRNA expression of α-Na+/K+-ATP-ase in cortex and medulla of aged Wistar rats. We observed a significant expression decrease in mRNA levels and a possible change of isoform in the cortex of aged animals. These expression changes observed for α subunit could be contributing to affect the renal function in conditions of water and salt stress.Con el avance de la edad los riñones exhiben un deterioro funcional progresivo con disminución de la función renal. La mayor parte del sodio (Na+) filtrado es reabsorbido activamente en los túbulos proximales a través de diferentes transportadores ubicados en la membrana apical. Este proceso es posible por la existencia de la Na+/K+-ATP-asa basolateral, que genera las condiciones electroquímicas necesarias para que el transporte de Na+ sea energéticamente favorable. La subunidad α de la Na+/K+-ATP-asa es el dominio catalítico de la enzima. Existen tres isoformas de subunidad α, que están presentes en el riñón de la rata. En este trabajo se examinan los patrones de expresión de la α-Na+/K+-ATP-asa durante la senescencia. Se estudió así si el aumento de la edad incidía en la expresión del ARNm de la α-Na+/K+-ATP-asa en corteza y médula renal de ratas Wistar senescentes. Se observó una disminución en la expresión del ARNm de la subunidad α y un posible cambio de isoforma predominante en la corteza de los animales senescentes. Los cambios observados para la expresión de la subunidad α podrían contribuir a afectar la función renal en condiciones de estrés hídrico y salino.Fil: Potilinski, María Constanza. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Moretta, Rosalia Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Casal, Leonardo. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Garcia Gras, Eduardo Andres. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; Argentin

Arrhythmogenic effect of androgens on the rat heart

In most species androgens shorten the cardiac action potential and reduce the risk of afterdepolarizations. Despite the central role of the rat model in physiological studies, the effects of androgens on the rat heart are still inconclusive. We therefore performed electrophysiological studies on the perfused rat right ventricular free wall. We found a correlation between androgenic activity and a propensity to generate ventricular ectopic action potentials. We also found that the testosterone treatment increased action potential duration at 90 % of repolarization (APD90), while androgenic inhibition increased the time to peak and decreased APD90. We observed that the voltage-gated potassium channel Kv4.3 and the bi-directional membrane ion transporter NCX in the rat myocardium were regulated by androgenic hormones. One possible explanation for these findings is that due to the expression of specific ion channels in the rat myocardium, the action potential response to its hormonal background is different from those described in other experimental models. Our results indicate that androgenic control of NCX expression plays a key role in determining arrhythmogenicity in the rat heart.Fil: Argenziano, Mariana Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Tiscornia, Gisela Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Moretta, Rosalia Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Casal, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Potilinski, María Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Amorena, Carlos Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; ArgentinaFil: Garcia Gras, Eduardo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; Argentin