Age-related influence of hypothyroidism on caveolins and nitric oxide modulation

Introduction: Hypothyroidism and age impact on cardiac and renal nitricoxide (NO) production. Caveolins, which are negativemodulators of NO synthase (NOS) activity, are affected byboth factors. Objectives: The aim of this study was to evaluate caveolin (CAV) participationin the modulation of renal and cardiac NOS activityin adult hypothyroid animals. Methods: Euthyroid and hypothyroid [methimazole 0.02% (v/v) in thedrinking water during 28 days] male Sprague-Dawley ratswere used. Animals were sacrificed to remove the heart andkidneys. Results: Right atrial NOS activity decreased with age and hypothyroidism.Caveolin-1 expression increased with age andhypothyroidism. Conversely, left ventricular NOS activityincreased with aging and hypothyroidism and the expressionof both CAV isoforms decreased in adult and hypothyroidgroups. In the renal medulla, hypothyroidism reducedNOS activity in young and raised it in adult animals andCAV-1 expression decreased with age and in hypothyroidyoung animals. Caveolin-3 protein levels decreased in adulthypothyroid animals. Conclusions: Hypothyroidism impacts on NOS activity and on that ofits modulators, caveolins, in the cardiovascular and renalsystems. Hypothyroidism enhances the effects of aging inboth systems.Fil: Detomaso, Florencia M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Braga, Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Rodríguez, Lourdes. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Arreche, Noelia Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentin

Age-Related Changes of Cardiac Caveolins and Nitric Oxide Synthase Modulation during Hypovolemic State

El óxido nítrico (NO) es uno de los factores que se estimulan durante el estado hipovolémico. Las caveolinas afectarían la producción de NO en el corazón según avanza la edad. Objetivo Investigar la interacción entre la caveolina-1 (cav-1) y la óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS) en ventrículos de ratas jóvenes y adultas sometidas a hemorragia aguda. Material y métodos Se utilizaron ratas Sprague-Dawley machos jóvenes (2 meses de edad) y adultas (12 meses de edad). Se conformaron dos grupos experimentales de cada grupo etario (jóvenes y adultas): Control y Hemo (sangrado: 20% de la volemia). Los animales se sacrificaron para la extracción del ventrículo izquierdo. Resultados Luego del sangrado, la actividad de la NOS aumentó el 21% y el 45% en ratas jóvenes y el 32% y el 56% en adultas. El Western blot reveló que los niveles de eNOS fueron menores (31%) en ratas adultas. La hemorragia ocasionó un aumento del 147% de la eNOS a los 60 min en animales jóvenes y del 66% en adultos, atenuándose a los 120 min. La colocalización mostró un patrón difuso de localización de la eNOS asociado con cav-1 en animales del grupo Control jóvenes. En el grupo Hemo, a los 60 min se observó un patrón de disociación, el cual fue parcialmente restablecido a los 120 min. En los animales adultos del grupo Control se observó un patrón de localización de la eNOS y cav-1 con una disociación mayor que en las ratas jóvenes. Esta característica se observó también luego de los 60 y los 120 min. Conclusión El aumento de la producción de NO ante un estado hipovolémico se ve condicionado por la presencia de cav-1, la cual cumple un papel preponderante en el proceso del envejecimiento.Fil: Arreche, Noelia Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; ArgentinaFil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Martinez, Carla Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; Argentin

Caveolinas cardíacas y modulación de la óxido nítrico sintasa durante el estado hipovolémico según avanza la edad.

El óxido nítrico (NO) es uno de los factores que se estimulan durante el estado hipovolémico. Las caveolinas afectarían la producción de NO en el corazón según avanza la edad. Objetivo: Investigar la interacción entre la caveolina-1 (cav-1) y la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) en ventrículos de ratas jóvenes y adultas sometidas a hemorragia aguda. Materiales y métodos: grupos de animales: C= control, H= sangrado: 20% de la volemia. Se sacrificaron los animales para extracción del ventrículo izquierdo. Resultados: Luego del sangrado la actividad de la NOS aumentó 21% y 45%  ratas jóvenes y 32% y 56% en adultos. El Western blot reveló que los niveles de eNOS fueron menores (31%) en ratas adultas. La hemorragia ocasionó un aumento de eNOS a los 60 min (147%) en animales jóvenes y 66% en adultos, atenuándose a los 120 min. La colocalización mostró un patrón difuso de localización de eNOS asociado a cav-1 en animales del grupo C jóvenes.  En el grupo H, a los 60 min, se observó un patrón de disociación el cual fue parcialmente restablecido a los 120 min. En animales adultos del grupo C, se observó un patrón de localización de eNOS y cav-1 con una disociación mayor que en ratas jóvenes. Esta característica se observó también luego de los 60 y 120 min. Conclusiones: El aumento de la producción de NO ante un estado hipovolémico se ve condicionado por la presencia de cav-1, la cual cumple un rol preponderante en el proceso del envejecimiento.Fil: Arreche, Noelia Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; ArgentinaFil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; ArgentinaFil: Martinez, Carla Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Fisiología Humana; Argentin

Contribution of caveolin-1 to ventricular nitric oxide in age-related adaptation to hypovolemic state

Our previous results have shown that hypovolemic state induced by acute hemorrhage in young anesthetized rats triggers heterogeneous and dynamic nitric oxide synthase (NOS) activation, modulating the cardiovascular response. Involvement of the nitric oxide pathway is both isoform-specific and time-dependent. The aim of the present study was to investigate changes in activity and protein levels of the different NOS forms, changes in the abundance of caveolin-1 during hypovolemic state and caveolin-1/eNOS association using young and middle-aged rats. Therefore, we studied (i) changes in NOS activity and protein levels and (ii) caveolin-1 abundance, as well as its association with endothelial NOS (eNOS) in ventricles from young and middle-aged rats during hypovolemic state. We used 2-month (young) and 12-month (middle-aged) old male Sprague-Dawley rats. Animals were divided into two groups (n. = 14/group): (a) sham; (b) hemorrhaged animals (20% blood loss). With advancing age, we observed an increase in ventricle NOS activity accompanied by a decrease in eNOS and caveolin-1 protein levels, but increased inducible NOS (iNOS). We also observed that aging is associated with caveolin-1 dissociation from eNOS. Myocardia from young and middle-aged rats subjected to hemorrhage-induced hypovolemia exhibited an increase in NOS activity and protein levels with a reduction in caveolin-1 abundance, accompanied by a greater dissociation between eNOS and its regulatory protein. Further, an increase in iNOS protein levels after blood loss was observed only in middle-aged rats. Our evidence suggests that aging and acute hemorrhage contribute to the development of upregulation in NOS activity. Our findings demonstrate that specific expression patterns of ventricular NOS isoforms, alterations in the amount of caveolin-1 and caveolin-1/eNOS interaction are involved in aged-related adjustment to hypovolemic state. © 2012 Elsevier B.V.Fil: Arreche, Noelia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Martinez, Carla Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin

Hypothyroidism: Age-related influence on cardiovascular nitric oxide system in rats

This study investigates whether changes in nitric oxide (NO) production participate in the cardiovascular manifestations of hypothyroidism and whether these changes are age-related. Sprague-Dawley rats aged 2 and 18 months old were treated with 0.02% methimazole (wt/vol) during 28 days. Left ventricular function was evaluated by echocardiography. Measurements of arterial blood pressure, heart rate, nitric oxide synthase (NOS) activity and NOS/caveolin-1 and -3 protein levels were performed. Hypothyroidism enhanced the age-related changes in heart function. Hypothyroid state decreased atrial NOS activity in both young and adult rats, associated with a reduction in protein levels of the three NOS isoforms in young animals and increased caveolin (cav) 1 expression in adult rats. Ventricle and aorta NOS activity increased in young and adult hypothyroid animals. In ventricle, changes in NOS activity were accompanied by an increase in inducible NOS isoform in young rats and by an increase in caveolins expression in adult rats. Greater aorta NOS activity level in young and in adult Hypo rats would derive from the inducible and the endothelial NOS isoform, respectively. Thyroid hormones would be one of the factors involved in the modulation of cardiovascular NO production and caveolin-1 and -3 tissue-specific abundance, regardless of age. Hypothyroidism appears to contribute in a differential way to aging-induced changes in the myocardium and aorta tissues. Low thyroid hormones levels would enhance the aging effect on the heart. Age-related changes in NO production participate in the cardiovascular manifestations of hypothyroidism.Fil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Martinez, Carla Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Artés, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Arreche, Noelia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: López, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentin

Nitric oxide and AQP2 in hypothyroid rats: A link between aging and water homeostasis

Objective Hypothyroid state and aging are associated with impairment in water reabsorption and changes in aquaporin water channel type 2 (AQP2). Nitric oxide (NO) is involved in AQP2 trafficking to the apical plasma membrane in medullary collecting duct cells. The purpose of this study was to investigate whether aging and hypothyroidism alter renal function, and whether medullary NO and AQP2 are implicated in maintaining water homeostasis. Materials/Methods Sprague-Dawley rats aged 2 and 18 months old were treated with 0.02% methimazole (w/v) during 28 days. Renal function was examined and NO synthase (NOS) activity ([14C (U)]-L-arginine to [14C (U)]-L-citrulline assays), NOS, caveolin-1 and -3 and AQP2 protein levels were determined in medullary tissue (Western blot). Plasma membrane fraction and intracellular vesicle fraction of AQP2 were evaluated by Western blot and immunohistochemistry. Results A divergent response was observed in hypothyroid rats: while young rats exhibited polyuria with decreased medullary NOS activity, adult rats exhibited a decrease in urine output with increased NOS activity. AQP2 was increased with hypothyroidism, but while young rats exhibited increased AQP2 in plasma membrane, adult rats did so in the cytosolic site. Conclusions Hypothyroidism contributes in a differential way to aging-induced changes in renal function, and medullary NO and AQP2 would be implicated in maintaining water homeostasis.Fil: Sarati, Lorena Ivonne. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Toblli, Jorge Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Aleman. Laboratorio de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Martinez, Carla Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Uceda, Ana Margarita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Aleman. Laboratorio de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Feldman, Mariana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Aleman. Laboratorio de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Balaszczuk, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Fellet, Andrea L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentin

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