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

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.

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

Role of angiotensin II and oxidative stress on renal aquaporins expression in hypernatremic rats

The aim of this study was to assess whether endogenous Ang II and oxidative stress produced by acute hypertonic sodium overload may regulate the expression of aquaporin-1 (AQP-1) and aquaporin-2 (AQP-2) in the kidney. Groups of anesthetized male Sprague-Dawley rats were infused with isotonic saline solution (control) or with hypertonic saline solution (Na group, 1 M NaCl), either alone or with losartan (10 mg kg(-1)) or tempol (0.5 mg min(-1) kg(-1)) during 2 h. Renal function parameters were measured. Groups of unanesthetized animals were injected intraperitoneally with hypertonic saline solution, with or without free access to water intake, Na+W, and Na-W, respectively. The expression of AQP-1, AQP-2, Ang II, eNOS, and NF-kB were evaluated in the kidney by Western blot and immunohistochemistry. AQP-2 distribution was assessed by immunofluorescence. Na group showed increased natriuresis and diuresis, and Ang II and NF-kB expression, but decreased eNOS expression. Losartan or tempol enhanced further the diuresis, and AQP-2 and eNOS expression, as well as decreased Ang II and NF-kB expression. Confocal immunofluorescence imaging revealed labeling of AQP-2 in the apical plasma membrane with less labeling in the intracellular vesicles than the apical membrane in kidney medullary collecting duct principal cells both in C and Na groups. Importantly, our data also show that losartan and tempol induces a predominantly accumulation of AQP-2 in intracellular vesicles. In unanesthetized rats, Na+W group presented increased diuresis, natriuresis, and AQP-2 expression (112 ± 25 vs 64 ± 16; *p < 0.05). Water deprivation increased plasma sodium and diuresis but decreased AQP-2 (46 ± 22 vs 112 ± 25; §p < 0.05) and eNOS expression in the kidney. This study is a novel demonstration that renal endogenous Ang II-oxidative stress, induced in vivo in hypernatremic rats by an acute sodium overload, regulates AQP-2 expression.Fil: Della Penna, Silvana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiopatología; ArgentinaFil: Cao, Gabriel Fernando. Hospital Alemán. Laboratorio de Medicina Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Kouyoumdzian, Nicolás Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Sarati, Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana María. 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; ArgentinaFil: Zotta, Elsa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Gorzalczany, Susana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Farmacología; ArgentinaFil: Pandolfo, Marcela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Toblli, Jorge Eduardo. Hospital Alemán. Laboratorio de Medicina Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Roson, Maria Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernandez, Belisario Enrique. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin