Immunohistochemical expression of intrarenal renin angiotensin system components in response to tempol in rats fed a high salt diet

AIM:To determine the effect of tempol in normal rats fed high salt on arterial pressure and the balance between antagonist components of the renal renin-angiotensin system.METHODS:Sprague-Dawley rats were fed with 8% NaCl high-salt (HS) or 0.4% NaCl (normal-salt, NS) diet for 3 wk, with or without tempol (T) (1 mmol/L, administered in drinking water). Mean arterial pressure (MAP), glomerular filtration rate (GFR), and urinary sodium excretion (UVNa) were measured. We evaluated angiotensin II (Ang II), angiotensin 1-7 (Ang 1-7), angiotensin converting enzyme 2 (ACE2), mas receptor (MasR), angiotensin type 1 receptor (AT1R) and angiotensin type 2 receptor (AT2R) in renal tissues by immunohistochemistry.RESULTS:The intake of high sodium produced a slight but significant increase in MAP and differentially regulated components of the renal renin-angiotensin system (RAS). This included an increase in Ang II and AT1R, and decrease in ACE-2 staining intensity using immunohistochemistry. Antioxidant supplementation with tempol increased natriuresis and GFR, prevented changes in blood pressure and reversed the imbalance of renal RAS components. This includes a decrease in Ang II and AT1R, as increase in AT2, ACE2, Ang (1-7) and MasR staining intensity using immunohistochemistry. In addition, the natriuretic effects of tempol were observed in NS-T group, which showed an increased staining intensity of AT2, ACE2, Ang (1-7) and MasR.CONCLUSION:These findings suggest that a high salt diet leads to changes in the homeostasis and balance between opposing components of the renal RAS in hypertension to favour an increase in Ang II. Chronic antioxidant supplementation can modulate the balance between the natriuretic and antinatriuretic components of the renal RAS.Fil: Cao, Gabriel Fernando. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; 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: Della Penna, Silvana Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Kouyoumdzian, Nicolás Martín. 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 de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Choi, Marcelo Roberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; 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: Gorzalczany, Susana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Fernandez, Belisario Enrique. 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 de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Toblli, Jorge Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; 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: Roson, Maria Ines. 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 de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin

Acute sodium overload produces renal tubulointerstitial inflammation in normal rats

The aim of the present study was to determine whether acute sodium overload could trigger an inflammatory reaction in the tubulointerstitial (TI) compartment in normal rats. Four groups of Sprague-Dawley rats received increasing NaCl concentrations by intravenous infusion. Control (C): Na + 0.15M; G1: Na+ 0.5M; G2: Na+ 1.0M; and G3: Na+ 1.5M. Creatinine clearance, mean arterial pressure (MAP), renal blood flow (RBF), and sodium fractional excretion were determined. Transforming growth factor β1 (TGF-β1), α-smooth muscle actin (α-SMA), RANTES, transcription factor nuclear factor-kappa B (NF-κB), and angiotensin II (ANG II) were evaluated in kidneys by immunohistochemistry. Animals with NaCl overload showed normal glomerular function without MAP and RBF modifications and exhibited a concentration-dependent natriuretic response. Plasmatic sodium increased in G2 (P G2>C group. These results suggest that an acute sodium overload is able 'per se' to initiate TI endothelial inflammatory reaction (glomerular and peritubular) and incipient fibrosis in normal rats, independently of hemodynamic modifications. Furthermore, these findings are consistent with the possibility that activation of NF-κB and local ANG II may be involved in the pathway of this inflammatory process.Fil: Roson, Maria Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cavallero, Carmen Susana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Della Penna, Silvana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Cao, Gabriel Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Alemán; ArgentinaFil: Gorzalczany, Susana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Pandolfo, Marcela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Kuprewicz, A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Canessa, O.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Toblli, Jorge Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Alemán; ArgentinaFil: Fernandez, Belisario Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin

El consumo excesivo de sal como riesgo de enfermedad renal : efectos sobre la expresión fisiopatológica de moléculas relacionadas con daño renal

The objective was to demonstrate that acute and/or chronic sodium chloride overload causes renal and vascular inflammation, which is evidenced by the overexpression of inflammatory and fibrotic markers. Male Sprague-Dawley rats were acutely infused with hypertonic saline solution or fed a hypersodic diet for 3 weeks, with and without treatment with the AT1 receptor blocker (AT1R) losartan or tempol (oxidative stress inhibitor). Acute sodium overload increased the reabsorptive work in the proximal tubules, generating relative hypoxia by over-expressing renal HIF-? and ANP as adaptive mechanisms. The hypertensive component of the local renin angiotensin system was activated with overexpression of angiotensin II, AT1R and NF-kB, whereas the vasodepressant and antiinflammatory components were inhibited (ECA2-Ang (1-7)MasR axis, AT2R and eNOS), increasing the release of proinflammatory cytokines and chemokines (TGF-1?), pro-fibrotic (?-SMA) and oxidative stress. Saline overload decreased the expression of AQP1 and AQP2, inhibiting water transport in renal tubules and favoring inflammation. If the acute overload becomes chronic through a hypersodic diet, renal inflammation is followed by chronic fibrosis, processes that are prevented, attenuated or reversed by blocking AT1R with losartan or inhibiting oxidative stress with tempol.Fil: Della Penna, Silvana Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, ArgentinaLos objetivos fueron demostrar que la sobrecarga aguda y/o crónica de cloruro de sodio provoca una inflamación renal y vascular, evidenciada por la sobreexpresión de marcadores inflamatorios y fibróticos. Se utilizaron ratas macho Sprague-Dawley, infundidas en forma aguda con solución salina hipertónica o alimentadas con dieta hipersódica durante 3 semanas, con y sin tratamiento con losartán (bloqueante AT1R) o tempol (inhibidor del estrés oxidativo). La sobrecarga de sodio aguda aumentó el trabajo reabsortivo en los túbulos proximales, generando hipoxia relativa sobre-expresándose el HIF-? y el ANP renal como mecanismos de adaptación. Se activó el componente hipertensor del sistema renina angiotensina local con sobreexpresión de angiotensina II, receptor AT1 (AT1R) y NF-kB, y se inhibió el componente vasodepresor y anti-inflamatorio (eje ECA2-Ang(1-7)-MasR, AT2R y eNOS), aumentando la liberación de citoquinas, quemoquinas proinflamatorias (TGF-1?), pro-fibróticas (?-SMA) y el estrés oxidativo. La sobrecarga salina disminuyó la expresión de acuaporina-1 y acuaporina-2, inhibiendo el transporte de agua en túbulos renales y favoreciendo la inflamación. Si la sobrecarga aguda se transforma en crónica mediante la dieta hipersódica, a la inflamación renal se suma la fibrosis crónica. Estos procesos fueron prevenidos, atenuados o revertidos mediante el bloqueo de AT1R con losartán o la inhibición del estrés oxidativo con tempol

Pathophysiological effects of the excess of sodium in renal and vascular tissues

Een acute of chronische natrium overbelasting, door Ang II en renale oxidatieve stress, de expressie van AQP-1 en AQP-2 kan reguleren en op die manier de waterbalans. Vroege ontsteking veroorzaakt door een acute overmaat aan natrium is een proces dat kan worden voorkomen of omgekeerd. Ontsteking te wijten aan een natrium overschot is meer gerelateerd aan ROS (door stroming, en/of natrium vervoer) dan aan tubulaire formatie van Ang II, die meer gerelateerd is aan het transport van natrium en water. Chronische ontsteking kan reversibel zijn bij afwezigheid van histopathologische laesies. Activering van de inflammatoire cascade is te wijten aan verhoogde activiteit van cellen bij het reabsorberen van natrium, wat zorgt voor relatieve hypoxie (HIF-1), verhoogde renale expressie van NF-kB door AngII en het ontwikkelen van oxidatieve stress. Deze cascade kan worden voorkomen of teruggedraaid door in te grijpen op een van de volgende manieren: a) het verminderen van de reabsorptie van natrium (door middel van ANP), b) het lokaal remmen van Ang II (door middel van losartan) of c) door het inhiberen van oxidatieve stress (door middel van tempol). Bovendien kan zout schade aan de vaatwand te induceren. Met name in ons in vitro model kan het effect van de PBMC’s via oxidatieve stress leiden tot het gebrek aan respons op Angiotensine II in endotheelcellen (door het verlagen van de expressie van de AT1 receptor) en een minder goede bescherming van het endotheel door de E-NTPDase, als gevolg van een lagere expressie van dit enzym. Wanneer we de mechanismen die betrokken zijn bij het regelen van de zout en water balans beter begrijpen, vooral wanneer het lichaam wordt blootgesteld aan een overmaat aan zout, kan dit leiden tot betere preventie van renale en cardiovasculaire aandoeningen en daarnaast de effectiviteit van behandelingen vergroten.

Reduction of eNOS in vascular smooth muscle by salt independently of hypertension

Background: Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) is known to be expressed in endothelium and smooth muscle cells of arteries. The aim of this study was to investigate the expression of eNOS in intimal and medial layer of aorta from rats fed with a high salt diet and its modulation by losartan and tempol. Methods: Rats were fed during three weeks with: normal salt diet (NS, 0.4% NaCl); high salt diet (HS, 8% NaCl); NS plus tempol 1 mM (NS-T); HS plus tempol (HS-T); NS plus losartan 40mg.kg-1 (NS-L) and HS plus losartan (HS-L). Systolic blood pressure was recorded by the tail cuff method. Rats were then anaesthetized and the thoracic aorta and small arteries (bronchial branches of aorta) were processed to evaluate the expression of eNOS and aquaporin-1 (AQP-1) by immunohistochemistry. Results: HS group showed increased systolic blood pressure, increased eNOS and AQP-1 immunoexpression in the aorta intimal layer, and decreased eNOS immunoexpression in the aorta medial layer, respect to NS group. Losartan and tempol prevented hypertension and changes in the expression of eNOS and AQP-1 of the intimal layer. However, only tempol increased the expression of eNOS elicited by sodium overload in the medial layer of the aorta and small arteries respect to HS group. Conclusion: A high salt diet decreases eNOS expression in vascular smooth muscle layers of aorta and small arteries, which is reversed by tempol. These results suggest an adverse effect of oxidative stress on vascular eNOS in rats fed a high salt diet independently of hypertension.Fil: Rukavina Mikusic, Ivana Agustina. 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: Roson, Maria Ines. 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: Della Penna, Silvana. 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: Gorzalczany, Susana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Zotta, Elsa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Choi, Marcelo Roberto. 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: Toblli, Jorge Eduardo. 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: Fernandez, Belisario Enrique. 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; Argentin

Adverse effects of tempol on hidrosaline balance in rats with acute sodium overload

We studied the effects of tempol, an oxygen radical scavenger, on hydrosaline balance in rats with acute sodium overload. Male rats with free access to water were injected with isotonic (control group) or hypertonic saline solution (0.80 mol/l NaCl) either alone (Na group) or with tempol (Na-T group). Hydrosaline balance was determined during a 90 min experimental period. Protein expressions of aquaporin 1 (AQP1), aquaporin 2 (AQP2), angiotensin II (Ang II) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) were measured in renal tissue. Water intake, creatinine clearance, diuresis and natriuresis increased in the Na group. Under conditions of sodium overload, tempol increased plasma sodium and protein levels and increased diuresis, natriuresis and sodium excretion. Tempol also decreased water intake without affecting creatinine clearance. AQP1 and eNOS were increased and Ang II decreased in the renal cortex of the Na group, whereas AQP2 was increased in the renal medulla. Nonglycosylated AQP1 and eNOS were increased further in the renal cortex of the Na-T group, whereas AQP2 was decreased in the renal medulla and was localized mainly in the cell membrane. Moreover, p47-phox immunostaining was increased in the hypothalamus of Na group, and this increase was prevented by tempol. Our findings suggest that tempol causes hypernatremia after acute sodium overload by inhibiting the thirst mechanism and facilitating diuresis, despite increasing renal eNOS expression and natriuresis.Fil: Kouyoumdzian, Nicolás Martín. 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: Rukavina Mikusic, Natalia Lucía. 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: Cao, Gabriel Fernando. 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: Choi, Marcelo Roberto. 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: Della Penna, Silvana. 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: Fernandez, Belisario Enrique. 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: Toblli, Jorge Eduardo. 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: Roson, Maria Ines. 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; Argentin

Renal Overexpression of Atrial Natriuretic Peptide and Hypoxia Inducible Factor-1α as Adaptive Response to a High Salt Diet

In the kidney, a high salt intake favors oxidative stress and hypoxia and causes the development of fibrosis. Both atrial natriuretic peptide (ANP) and hypoxia inducible factor (HIF-1α) exert cytoprotective effects. We tested the hypothesis that renal expression of ANP and HIF-1α is involved in a mechanism responding to the oxidative stress produced in the kidneys of rats chronically fed a high sodium diet. Sprague-Dawley rats were fed with a normal salt (0.4% NaCl) (NS) or a high salt (8% NaCl) (HS) diet for 3 weeks, with or without the administration of tempol (T), an inhibitor of oxidative stress, in the drinking water. We measured the mean arterial pressure (MAP), glomerular filtration rate (GFR), and urinary sodium excretion (UVNa). We evaluated the expression of ANP, HIF-1α, and transforming growth factor (TGF-β1) in renal tissues by western blot and immunohistochemistry. The animals fed a high salt diet showed increased MAP and UVNa levels and enhanced renal immunostaining of ANP, HIF-1α, and TGF-β1. The administration of tempol together with the sodium overload increased the natriuresis further and prevented the elevation of blood pressure and the increased expression of ANP, TGF-β1, and HIF-1α compared to their control. These findings suggest that HIF-1α and ANP, synthesized by the kidney, are involved in an adaptive mechanism in response to a sodium overload to prevent or attenuate the deleterious effects of the oxidative stress and the hypoxia on the development of fibrosis