Autores:
Dra. Maria Ofelia Barber Fox*
Dr. Ernesto Barber Gutiérrez**
Dra. María Fox Pascual***
*Dpto de Ciencias Fisiológicas. Facultad de Ciencias Médicas "Enrique Cabrera"
**Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas "Victoria de Girón"
***Escuela Latinoamericana de Medicina
Ciudad de La Habana, Cuba
E-mail: mobf@infomed.sld.cu
La relación del Sistema renal con la Hipertensión Arterial ha sido objeto de investigación y estudio a través del tiempo por múltiples científicos [1,2], esto se ha debido al papel clave que posee el riñón en el desarrollo de la enfermedad hipertensiva, así como por tratarse del mecanismo renal, aquel predominante en la regulación a largo plazo de la presión arterial [3,4].
En las últimas décadas, pueden observarse dos vertientes principales de investigación en relación al tema: la relacionada con el estudio de los factores que afectan la función glomerular y aquella relacionada con el estudio de los factores que afectan la función tubular. En ambos casos a partir de la incapacidad renal de excretar agua y sal aparece una retención hidrosalina, aumento del volumen sanguíneo, así como del gasto cardiaco, que conllevarían al incremento de la presión en el circuito arterial. Sin embargo, puede observarse en la bibliografía, un menor número de investigaciones que abordan la segunda de las dos vertientes, o sea, el posible papel del túbulo renal en el desequilibrio del manejo del sodio por el riñón.
Por otra parte, sobre la base del conocimiento de que un desbalance glomérulo-tubular a predominio tubular, puede ser un mecanismo responsable de la menor eliminación renal de agua y sal, y de la retención de líquido en el organismo, con la consecuente elevación de la presión arterial, lo cual ha sido establecido anteriormente por nosotros a través de la administración a ratas normotensas (Presión sistólica 100-120 mm de Hg)), de un inhibidor de la liberación de renina: el propanolol (5).
Así, se determinó producir un desbalance glomérulo-tubular, provocando hipertrofia de los túbulos, a través del aumento mantenido de flujo sanguíneo a los riñones de dichos animales, estudiando los posibles efectos renales y sobre la presión arterial, que) pudiera tener tal fenómeno.
La hipótesis se basó en la relación de dependencia de la hipertrofia renal compensatoria a la nefrectomía unilateral, con respecto a los incrementos mantenidos, a priori, del flujo sanguíneo renal (FSR) [6].
Basados en esta hipótesis y por el conocido efecto que posee la Angiotensina II (AII) sobre la hemodinámica renal y en esencia la disminución que esta produce en el FSR, se decidió utilizar un inhibidor competitivo de este octapéptido, la Saralasina o sar1-val5-ala8 angiotensina II, la cual provoca un bloqueo de los receptores AT1 y AT2 [7,8,9] y de esta forma, estudiar las posibles efectos de la saralasina sobre la morfofunción de los túbulos renales y sobre la presión arterial, eliminando así otros factores que intervienen en la cascada enzimática de la formación de AII y que pudieran responsabilizarse de posibles cambios de la presión arterial.
Palabras claves: Hipertensión arterial; hipertrofia tubular; saralasina; función renal; angiotensina II
Summary
The glomérulo-tubular desbalance with tubular prevalence (DGT-T), it is involved in the genesis of the Primary Arterial Hypertension. Maintained increments of the intensity of filtration glomerular (IFG), they cause overload of work tubular proximal and they can drive to their hipertrofia (HTP).
Presently work was used the saralasin, a blocking of AT1 and AT2 receptors for the angiotensin II, with the purpose of increasing the renal blood flow and consequently the rate of filtration glomerular and to study the possible tubular consequences and on the arterial pressure that these phenomenons would have.
Materials and method
Rats with normal arterial pressure of the line Wistar, they were divided in 4 groups: SARALASIN (administration 0.05mg/100gr-rat IP during 20 days), SUPPRESSION [same treatment + suppression of the drogue 15 additional days (PS)]. Groups controls ran parallel. At the end of the treatment and of the
PS.
They were measured: renal plasmatic flow (FPR), (IFG) and tubular maximum of acid para-aminohipurate (TmPAH) by means of standard technique of renal plasmatic clearance of PAH and inulin, respectively.
They were calculated: it loads tubular of Na+ (CTNa), reabsorbed quantity (CRNa), fractional reabsorption (CRNa/CTNa) and fractional excretion (ENa/CTNa)], weigh renal (PR) and volume of wall tubular proximal (VPP)]. The systolic blood pressure (PAS) was registered, to the beginning and final of the experiments.
Results and discussion
SARALASIN had significant increments, with regard to the controls, of: FPR (4.8±0.81ml/min/100g-rat), IFG (0.97±0.20ml/min/100g-rat), PR (401±26.1mg/100g-rat), VPP (0.663±0.005 fracc.area microsc.), TmPAH (0.42±0.03mg/min/100g-rat), CTNa (0.136±0.03mg/min/100g-rat), CRNa (0.122±0.027mg/min/100g-rat).
SUPPRESSION, maintained the increments of PR, VPP, TmPAH and CRNa, presenting significant elevations of CRNa/CTNa (0.91±0.029) and PAS (181±14.62mm Hg), and diminished ENa/CTNa (0.108±0.02). therefore, SARALASIN increments of FPR, IFG, CTNa and CRNa, coincided with signs of HTP, what allows to think of a DGT to prevalence glomerular saralasin-dependent, then compensated by the HTP.
The group SUPPRESSION maintained signs of HTP and diminished ENa/CTNa, that the high PAS can explain, due to a DGT-T, caused by the saralasin suppression.
Conclusion
These results support the hypothesis of the participation of the tubular hyperfunction in the genesis of the primary arterial hypertension and they propose a new model of experimental arterial hypertension in rats.
Keywords: arterial hypertension; tubular hypertrophy; saralasin; renal function; angiotensin II
Tres años tomó la realización de los experimentos en el Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas "Victoria de Girón", donde mediciones de variables hemodinámicas sistémicas y renales, así como morfométricas del riñón, se realizaron a 40 ratas inicialmente normotensas (Presión sistólica 100-120 mm de Hg)), de la línea Wistar, con pesos entre 150 y 200 gramos, tratadas con saralasina durante 20 días (0,05 mg ´ 100 gr-rata, diario, por vía intraperitoneal) y sus controles (agua destilada solamente).
Posteriormente estos animales fueron sometidos a supresión del fármaco por un período de tiempo de 15 días, después de lo cual se les realizó el estudio final.
En la figura 1 se ilustra el proceder experimental que se aplicó. El estudio final consistió en las determinaciones de FSR e Intensidad de filtración glomerular (IFG), utilizando técnica estándar de aclaramiento plasmático renal de para-aminohipurato (pah) e inulina respectivamente. Adicionalmente se calcularon las cargas tubulares (CTNa), reabsorbidas (CRNa), excretadas (ENa), excreciones y reabsorciones fraccionales, de sodio (ENa/CTNa y CRNa/CTNa). Además se calculó el máximo de transporte tubular de pah (Tmpah) (10,11).
El estudio morfométrico consistió en el pesaje de los riñones y la medición de los volúmenes tubulares proximales y de la pared de este segmento tubular, por ser el segmento donde se desarrolla el mayor porcentaje de transporte reabsortivo de toda la nefrona, según lo descrito por la técnica de Weibel [12] (15 líneas para estructuras dispuestas al azar).
La presión arterial sistólica fue registrada en la arteria de la cola de las ratas, según lo descrito en la técnica de Riva Rocci [13] al inicio de los experimentos, al final del período de tratamiento (20 días) y al finalizar el período de supresión (35 días).
El análisis de los resultados se realizó a través del cálculo de las Medias y Desviaciones Estándar, utilizando el sistema computacional Exel; para realizar las comparaciones entre las mismas se aplicó una ANOVA de una sola vía y como test complementario el Test de Duncan, utilizando el paquete estadístico SPSS.
La administración de saralasina a ratas normotensas determinó cambios en la morfofunción renal así como, en la presión arterial.
Flujo plasmático renal
En los animales que recibieron saralasina, el FSR se incrementó significativamente y retornó a valores sin diferencia significativa con los controles, después del período de supresión del fármaco (figura 2).
Intensidad de filtración glomerular
Variación semejante a la observada en las mediciones de flujo, fue obtenida de las determinaciones del aclaramiento plasmático de inulina, como medida de la IFG, la cual estuvo incrementada en el grupo SARALASINA y retornó a valores un 19% por encima de los controles después del período de supresión (SUPRESIÓN), variaciones estas que fueron significativas entre ambos grupos y con respecto a los grupos controles (figura 3).
Los cambios encontrados en las mediciones de flujo y filtración fueron proporcionales lo que determinó la no variación de la fracción de filtración (FF) ( Tabla I).
Máximo tubular de para-amino hipúrico
La Tabla II muestra los resultados obtenidos en el estudio de la máxima capacidad de transporte tubular de secreción de para-amino hipúrico (Tmpah), el cual mostró incremento del 40% en los animales tratados con Saralasina, que se mantuvo con posterioridad a la supresión del fármaco.
Manejo renal del sodio
En la Tabla III se muestran los cambios ocurridos en relación al sodio, reflejados en las determinaciones de las variables renales relacionadas con el manejo de este Ion por este órgano.
Como puede observarse en dicha tabla, la concentración plasmática de sodio no varió en ninguno de los grupos estudiados. Sin embargo, las cargas tubulares de este ión, se incrementaron a un 51% en el grupo bajo tratamiento con Saralasina y la recuperación en el grupo SUPRESION no fue total quedándose por encima de los valores de los controles en un 17%, hechos que fueron estadísticamente significativos.
Similares resultados a los anteriores fueron observados cuando se calculó la cantidad reabsorbida del ion (CRNa). Esta se elevó significativamente en los animales que recibieron saralasina, siendo un 60% mayor que la de los controles. En los animales a los cuales la droga fue suprimida durante 15 días, la CRNa retornó a un 21% mayor que los controles para este tiempo. Sin embargo la fracción de reabsorción no cambió en los animales tratados con saralasina mientras esta se incrementó a un 3% estadísticamente significativo de los controles en el grupo SUPRESION.
Por otra parte la excreción de sodio no mostró cambios significativos entre los grupos experimentales y los controles. Mientras la fracción de excreción de este electrolito mostró marcada disminución en los animales tratados con saralasina, disminución que no se recuperó en los animales después de suprimida la droga, siendo significativamente diferente de los controles.
Peso renal
Otro hecho significativo en el estudio de estos animales fue el crecimiento bilateral de los riñones, como consecuencia de la administración de saralasina, como puede ser observado en los gráficos de la Figura 4.
Esta figura muestra, en el gráfico de la izquierda, el incremento en el crecimiento del riñón derecho (24%), a los 20 días de recibir la droga (Grupo SARALASINA), incremento que se mantuvo, sin diferencias significativas 15 días después de la supresión de la saralasina (Grupo SUPRESION).
Un comportamiento similar presentó la medición del peso de los riñones izquierdos, fenómeno que refleja el gráfico de la derecha de esta figura (figura 4-B).
Ambos riñones crecieron de forma similar en todos los animales experimentales, por lo que no aparecieron diferencias significativas entre las mediciones del peso de estos órganos.
Volumen tubular, volumen de la luz y volumen de la pared proximal
El crecimiento renal antes descrito dependió en gran medida de la hipertrofia tubular proximal encontrada en estos órganos, lo cual se hizo evidente cuando se les realizó a los mismos el estudio morfométrico, donde creció la fracción ocupada por los túbulos proximales, de manera significativa, en los riñones de todos los animales experimentales (Grupos SARALASINA y SUPRESION).
Mediciones del área ocupada por la luz y la pared de los túbulos demostraron la preponderancia de la hipertrofia de la pared como determinante del incremento del volumen tubular antes mencionado, ya que mientras la luz tubular regresó a valores similares a los controles al suprimir el fármaco, no ocurrió lo mismo al volumen de la pared, el cual mantuvo su volumen incrementado desde la administración de saralasina , donde alcanzó un 22% de incremento (Tabla IV).
Presión arterial sistólica
El registro de la presión arterial sistólica de los animales normotensos, confirmó la certeza de tal selección cuando dichas mediciones, realizadas al inicio de los experimentos (tiempo 0), mostraron valores normales ( X=111.75 mm Hg) para todos los grupos planeados. De manera similar ocurrió con los resultados de esta medición a los 20 días del tratamiento con Saralasina.
Sin embargo, 15 días después de suprimido el fármaco, se registraron incrementos de la presión arterial (X = 180,7 mm Hg). Estos resultados aparecen en la Tabla V.
El análisis de los resultados reflejó en primer lugar, que fueron seleccionados para los experimentos animales normotensos, mostrado por los valores de la PAS en todos los grupos de animales controles.
Ratas con las características antes mencionadas, fueron sometidas a tratamiento con Saralasina durante 20 días, al final del cual se caracterizaron por:
· Tensión normal dada por los registros de la PAS.
· Incremento del FSR y la IFG, dados por los aclaramientos de para-amino hipúrico e inulina respectivamente. Así como incremento de la pared tubular proximal en el estudio morfométrico renal realizado.
· Hipertrofia tubular proximal y aumento del peso de ambos riñones.
· Hiperfunción tubular que se observó en el incremento del Tmpah, CRNA.
Debido a que los registros fueron realizados al final de la condición experimental, en que se vieron los cambios ocurridos, el proceso o mecanismo de su ocurrencia se dedujo como sigue:
Toda vez que se le administró a los animales Saralasina, un fármaco de reconocida acción vasodilatadora, por antagonismo competitivo con la angiotensina II, impidió a esta última su acción vasoconstrictora, lo cual devino en una vasodilatación en el sistema renal fundamentalmente, que nos explica el aumento de FSR.
El incremento de la IFG con constancia de la FF, nos indica que en esta ocasión se mantuvo la flujo-dependencia de las variaciones de la filtración, lo cual es una consecuencia indirecta de la acción del vasodilatador en el riñón.
El aumento de la IFG debió resultar en incremento de las cargas tubulares de las sustancias
Filtradas, hecho que fue comprobado en nuestros experimentos por las determinaciones de las CTNa.
Mayores cargas tubulares podrían haber determinado la hipertrofia tubular encontrada, por un posible mecanismo de sobrecarga reabsortiva, dado por el aumento de las CRNa.
Así los incrementos de la IFG provocados por la administración de Saralasina alterarían el balance glomerulo-tubular hacia una preponderancia glomerular, desviación esta que podría resultar compensada por la hipertrofia tubular proximal y las mayores CRNa, lo cual impediría cambios significativos en las excreciones urinarias y concentraciones plasmáticas de sodio, cuando al final del período de tratamiento se estudiaron los animales.
Culminado el tratamiento, se suprimió la droga durante 15 días y. Los resultados para este grupo se sintetizan en los siguientes hechos:
· FSR normal
· Disminución de la IFG a valores próximos a los normales y el volumen de la luz tubular proximal.
· Mantenimiento de la hipertrofia tubular proximal y el incremento de la capacidad funcional tubular, dado por los valores de PR, de VTP, VPP, así como el Tmpah, CRNa.
De esta manera se pone en evidencia la generación de uno de los factores que según Guyton y colaboradores pueden aumentar la presión en la curva de excreción renal y provocar hipertensión arterial [14, generándose así un modelo experimental de hipertensión arterial volumen-dependiente en ratas.
A lo anterior puede añadirse con el paso del tiempo la participación de otros factores que pudieran ser desencadenados por estas condiciones y contribuirían a una mayor retensión hidrosalina o a incrementar la resistencia periférica total, como la liberación de hormona natriurética, la disfunción endotelial, cuyos efectos se adicionarían a los experimentalmente desarrollados en este modelo y contribuirían al mantenimiento de la hipertensión [15,16].
En tal sentido nuevas investigaciones se hacen necesarias sobre este modelo de hipertensión volumen -dependiente para su caracterización en mayores períodos de supresión de la saralasina y donde otras variables hemodinámicas sistémicas sean estudiadas.
En conclusión: la administración de Saralasina provoca sobrecarga tubular e hipertrofia de los túbulos renales; la supresión de la droga, provoca retención hidrosalina e hipertensión arterial. Por tanto se ha generado un nuevo modelo de hipertensión arterial experimental túbulo-dependiente.
Resumen
El desbalance glomérulo-tubular con predominio tubular (DGT-T), se involucra en la génesis de la Hipertensión Arterial Primaria. Incrementos mantenidos de la intensidad de filtración glomerular (IFG), provocan sobrecarga de trabajo tubular proximal que pueden conducir a su hipertrofia (HTP).
En el presente trabajo se utilizó la saralasina, un bloqueador de receptores AT1 y AT2 para la angiotensina II, con el propósito de incrementar el flujo sanguíneo renal y por consiguiente la tasa de filtración glomerular y estudiar las posibles consecuencias tubulares y sobre la presión arterial que estos fenómenos tendrían.
Material y métodos
Ratas normotensas de la línea Wistar, fueron divididas en 4 grupos: SARALASINA (administración IP de 0.05mg/100gr-rata durante 20 días), SUPRESION [igual tratamiento + supresión del fármaco 15 días adicionales (PS)]. Grupos controles corrieron paralelos. Al final del tratamiento y del PS, fueron medidos: flujo plasmático renal (FPR), (IFG) y máximo tubular de ácido para-aminohipúrico (TmPAH), mediante técnica estándar de aclaramiento plasmático renal de PAH e inulina, respectivamente.
Se calcularon: carga tubular de Na+ (CTNa), cantidad reabsorbida (CRNa), reabsorción fraccional (CRNa/CTNa) y excreción fraccional (ENa/CTNa)] y variables morfológicas [Peso renal (PR) y volumen de pared tubular proximal (VPP)]. La PAS fue registrada, al inicio y final de los experimentos.
Resultados y Discusión
SARALASINA tuvo significativos incrementos, con respecto a los controles, de: FPR (4.8±0.81ml/min/100g-rata), IFG (0.97±0.20ml/min/100g-rata), PR (401±26.1mg/100g-rata), VPP (0.663±0.005 fracc.area microsc.), TmPAH (0.42±0.03mg/min/100g-rata), CTNa (0.136±0.03mg/min/100g-rata), CRNa (0.122±0.027mg/min/100g-rata).
SUPRESION, mantuvo los incrementos de PR, VPP, TmPAH y CRNa, presentando elevaciones significativas de CRNa/CTNa (0.91±0.029) y PAS (181±14.62mm Hg), y ENa/CTNa disminuida (0.108±0.02).
Por tanto, SARALASINA incrementos de FPR, IFG, CTNa y CRNa, coincidieron con signos de HTP, lo que permite pensar en un DGT a predominio glomerular saralasina-dependiente, luego compensado por la HTP.
El grupo SUPRESION mantuvo signos de HTP y ENa/CTNa disminuida, lo que
puede explicar la PAS elevada, debido a un DGT-T, causado por la supresión de saralasina.
Conclusión
Estos resultados apoyan la hipótesis de la participación de la hiperfunción tubular en la génesis de la hipertensión arterial primaria y proponen un nuevo modelo de hipertensión arterial experimental en ratas.
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