Hoge zoutinname verlaagt nierweefselniveaus van inflammatoire cytokines bij muizen
Mar 06, 2022
Abstract
Een hoge zoutinname (HS) wordt meestal beschouwd als een verzwarende factor om ontstekingen te veroorzakennierbeschadiging. Echter, de veranderingen in denierniveaus van inflammatoire cytokines tijdens de inname van HS is nog niet duidelijk gedefinieerd. We veronderstellen dat HS toeneemtnierniveaus van tumornecrosefactor-alfa (TNF-) en interleukine-6 (IL-6), maar verlaagt interleukine-10 (IL-10; ontstekingsremmend cytokine) en deze reacties verergeren in NO-deficiënte omstandigheden. Zowel wild-type (WT) als endotheliale NO-synthase knock-out (eNOSKO) muizen (~8 weken oud, n {{10}} in elke groep) kregen normaal zout (NS; 0,3 procent NaCl) en HS (4 procent NaCl) met diëten gedurende 2 weken. De systolische bloeddruk (SBP) werd bepaald door staartmanchetplethysmografie en urineverzamelingen werden gemaakt met behulp van metabole kooien. Basale SBP was hoger in eNOSKO dan WT-muizen (131 ± 7 versus 117 ± 3 mmHg; p <.05). hs-inname="" gedurende="" 2="" weken="" verhoogde="" sbp="" bij="" enosko="" (161="" ±="" 5="" mmhg)="" maar="" niet="" bij="" wt-muizen.="" in="" ns-groepen="" zijn="" de="" cytokineniveaus="">nierweefsels (gemeten met ELISA-kits en uitgedrukt in pg/mg eiwit) waren significant hoger in eNOSKO dan WT-muizen (TNF- , 624 ± 67 vs. 325 ± 73; IL-6, 619 ± 106 vs. 166 ± 61 IL-10, 6.087 ± 567 versus 3.929 ± 378). Interessant genoeg waren deze cytokineniveaus in HS-groepen significant lager, zowel in WT (TNF-, 114 ± 17; IL-6, 81 ± 14; IL-10, 865 ± 130) en eNOSKO (TNF-, 115 ± 18; IL-6, 56 ± 7; IL-10, 882 ± 141) muizen. Deze bevindingen geven aan dat HS de neerwaartse regulatie van cytokinen in de induceertnier.Een dergelijke HS-geïnduceerde vermindering van cytokinen, in het bijzonder TNF- (een natriureticum), zou meer zoutretentie vergemakkelijken, en dus leiden tot zoutgevoelige hypertensie in NO-deficiënte omstandigheden.
trefwoorden:endotheliaal stikstofmonoxidesynthase, hoge zoutinname, IL-10, IL-6, stikstofmonoxide, TNF-, nier, nier
CISTANCHE ZAL NIER-/NIERSTORING VERBETEREN
INVOERING
Algemeen wordt aangenomen dat een zoutrijk (HS) dieet wordt geassocieerd met veel cardiovasculaire en metabole stoornissen zoals hypertensie en verergering van ontstekingen. Er zijn niet minder aanwijzingen dat een HS-dieet wordt geassocieerd met hogere biomarkers van ontsteking. Veel recente onderzoeken hebben er ook toe bijgedragen dat hypertensie een chronische ontstekingsziekte is met een disbalans tussen pro-inflammatoire en anti-inflammatoire cytokines. Een dergelijke onbalans wordt veroorzaakt door ontregeling van het renine-angiotensinesysteem (RAS) en oxidatieve stress, die gepaard gaan met een verhoogde zoutinname via de voeding en veroudering (Das, 2006; Guzik et al., 2007; Mattson, 2014; Rodriguez-Iturbe et al. , 2004). Niet alleen als inductor van oxidatieve stress, maar het is ook bekend dat angiotensine II (AngII) een verhoogde productie van inflammatoire cytokines induceert, zoals tumornecrosefactor-alfa (TNF-) en interleukine (IL-6) (Funakoshi et al. ., 1999; Han et al., 1999; Ruiz-Ortega et al., 2002; Sanz-Rosa et al., 2005). In experimenten met knaagdiermodellen verandert chronische inname van het HS-dieet de systemische bloeddruk (BP) niet (Kopkanet al., 2010; Lara et al., 2012). Het HS-dieet dat werd gevoerd aan knaagdieren die chronisch werden behandeld met AngII of een NO-synthase (NOS)-remmer, nitro-L-arginine-methylester (L-NAME) of in endotheliale NOS-knock-out (eNOSKO) muizen, versterkte de hypertensieve respons, ennierinflammatoire weefselbeschadiging (Francois et al., 2008; Kopkan et al., 2010; Kopkan & Majid, 2005; Nakamura et al., 2011; Singh et al., 2013, 2017). Van HS-inname bij eNOSKO-muizen is aangetoond dat het hypertensie verhoogt ennierbeschadiginggeassocieerd met verhoogde oxidatieve stress en de productie van AngII (Nakamura et al., 2011). Deze resultaten geven aan dat HS-dieet de productie van inflammatoire cytokines beïnvloedt bij verhoogde oxidatieve stress of bij verhoogde RAS-activiteit. We hebben eerder gemeld dat acute remming van NOS door systemische infusie van L-NAME bij muizen het plasma ennierniveau van TNF- (Shahid et al., 2010; Singh et al., 2014), met verhoogde infiltratie van macrofagen in denier(Islam et al., 2011). Een dergelijke systemische NOS-remming door acute L-NAME-infusie bij muizen het niveau van het ontstekingsremmende cytokine, interleukine-10 (IL-10) in het plasma ennierweefsel (Singh et al., 2014). De veranderingen in de inflammatoire cytokineniveaus als reactie op chronische HS-inname onder normale omstandigheden en de toestand van chronische NO-deficiëntie zijn echter nog niet duidelijk vastgesteld.
We veronderstellen dat de inname van HS verbetertnierniveaus van pro-inflammatoire en vermindert anti-inflammatoire cytokines, en deze reacties verergeren in de toestand van NO-deficiëntie. Om deze hypothese te onderzoeken, wilden we de veranderingen in de status van inflammatoire cytokines beoordelen, met name in deniertijdens de inname van HS-dieet, en om te bepalen hoe deze cytokinen worden beïnvloed door chronische NO-deficiëntie. In dit onderzoek hebben we denierevenals plasmaspiegels van pro(IL{{0}} en TNF-) en anti- (IL-10) inflammatoire cytokines in wildtype (WT) en eNOSKO-muizen die normaal- zout (NS; 0,3 procent NaCl) en HS (4 procent) bevattende diëten gedurende 2 weken.
CISTANCHE ZAL DE NIER/RENALE INFECTIE VERBETEREN
2. MATERIALEN EN METHODEN
De experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen en praktijken die zijn vastgesteld door de Tulane University Animal Care and Use Committee. Mannelijke eNOSKO-muizen (B6.129P2-Nos3tm1Unc/J; voorraadnr: 002684) muizen en hun genetische achtergrondstam van WT (C57BL/6J; voorraadnr: 002684) muizen (Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME) die als controle worden beschouwd, werden in deze studie gebruikt. Deze muizen werden gehuisvest in een kamer met temperatuur- en lichtregeling en kregen gratis toegang tot een standaarddieet (Ralston-Purina, St. Louis, MO) en kraanwater. De muizen van 8-9 weken oud; ∼20-22 g lichaamsgewicht) werden willekeurig verdeeld in verschillende groepen, afhankelijk van de inname van respectievelijk NS-dieet (een standaarddieet met 0,3 procent NaCl) en HS-dieet (HS, 4 procent NaCl; Harlan-Teklad, Madison, WI), , bestaande uit zes dieren in elke groep. De groepen zijn als volgt: 1. WT-NS: Wild-type muizen die het NS-dieet kregen, 2. WT-HS: Wild-type muizen die het HS-dieet kregen 3. eNOSKO-NS: eNOSKO-muizen die het NS-dieet kregen, 4. eNOSKO-HS: eNOSKO-muizen die het HS-dieet kregen
2.1 BP-monitoring bij bewuste muizen
De systolische BP (SBP) werd gemeten in de experimentele muizen met behulp van de niet-invasieve staart-manchet plethysmografie-techniek (Visitech Systems, Apex, NC). De muizen werden 7-10 dagen gevolgd op een standaard laboratoriumdieet en de basale bloeddruk werd geregistreerd voordat ze werden overgeschakeld naar een zoutrijk dieet (alleen voor WT-HS- en eNOSKO-HS-muizen) voor de rest van de studie. In deze groepen muizen werd BP op hetzelfde tijdstip van de dag (11.00 tot 13.00 uur) gemeten om de invloed van de circadiane cyclus te vermijden, en de waarde van SBP werd verkregen door de gemiddelde waarde te schatten van 10 metingen voor een enkele proces. De muizen werden 7-10 dagen voordat ze met de experimenten begonnen, getraind voor BP-metingen van de staartmanchet. Na 2-3 dagen acclimatisatie aan het staartmanchetapparaat, werd de basale SBP gemeten bij alle muizen op standaard laboratoriumdieet vóór de start van het HS-dieet en beschouwd als dag 0-waarde. Vervolgens werden de dieren van de HS-groep voor de rest van het onderzoek overgeschakeld op HS-dieet (daarna werd SBP gemeten op dag 3, 6, 9 en 12 van NS/HS-diëten) op een licht-donkercyclus van 12:12 uur en kregen ze voedsel en water ad libitum gedurende het onderzoek.
2.2 Dierenbehandeling
Na de opname van SBP in rust, werden muizen gedurende 2 weken gevoed met ofwel een NS ({{0}},3 procent NaCl) of HS (4 procent NaCl) dieet om de reacties op HS alleen in WT te evalueren en eNOSKO muizen. Beide diëten bevatten ongeveer vergelijkbare concentraties van andere voedingsstoffen (19 procent eiwit, 5 procent vet, 3 procent ruwe celstof, 0.86 procent Ca, 0,64 procent P, { {13}},72 procent K en 0,15 procent Mg). Tijdens de experimentele periode mochten de muizen vrij drinken uit de waterflessen die aan de kooien waren bevestigd. Inname van voedsel en water, samen met het lichaamsgewicht, van elke muis werd gemeten tijdens de experimentele periode.
2.3 Afname en analyse van urine- en bloedmonsters
Op een basale dag (dag 0) en op de laatste dag (dag 13) werden 24 uur urinemonsters verzameld van muizen bij bewustzijn met behulp van metabole kooien om de uitscheidingsparameters met of zonder HS-inname bij deze muizen te evalueren. Alle groepen muizen werden in metabole kooien en urine geplaatst en tegelijkertijd werden de noodzakelijke parameters verzameld. Dieren werden afzonderlijk gehuisvest in metabole kooien en urine werd gedurende 24 uur verzameld in steriele buizen. Urinevolumes werden bepaald van elke urineverzameling en monsters werden gecentrifugeerd (3,000 rpm/5 min; 4 graden) en bewaard voor het bepalen van de urinaire excretie van natrium en kalium. De uitscheiding via de urine van natrium en kalium werd beoordeeld met vlamfotometrie (Singh et al., 2013, 2017).
Aan het einde van de experimentele periode werden alle dieren geëuthanaseerd en werd bloed verzameld. Plasma werd onmiddellijk van het bloed gescheiden en bewaard bij -80ºC voor schatting van pro- (IL-6 & TNF-) en anti- (IL-10) inflammatoire cytokines zoals eerder uitgevoerd (Singh et al., 2014,2017). Denierenwerden ook verwijderd. Eennierwerd gefixeerd in 10 procent formaline-oplossing en ingebed in paraffine voor evaluatie van denierbeschadiging. De anderenierwerd verwerkt om de niveaus van inflammatoire cytokines te meten. Een 100 mgnierbestaande uit zowel corticale als medullaire gebieden werd gehomogeniseerd in steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing die proteaseremmer bevatte bij 4 graden. Denierhomogenaten werden gecentrifugeerd bij 9,000 g gedurende 10 minuten bij 4 graden. De supernatanten werden overgebracht naar schone microcentrifugebuizen en bewaard bij -80 graden totdat ze werden geanalyseerd.
2.4 Enzym-linked immunosorbent assay voor IL-10, IL-6 en TNF-niveau
Niveaus van IL-10, IL-6 en TNF- in plasma en supernatanten vannierweefselhomogenaten werden gemeten met behulp van ELISA Ready-SET-go-kits (eBioscience, Inc., San Diego, CA). De detectieniveaus van de kits (standaard curvebereik) zijn als volgt: IL-10 kit (catalogusnr. 88-7105-88), 32–4000 pg/ml; IL-6 Kit (catalogusnr. 88-7064-22), 4–500 pg/ml; TNF-kit (catalogusnr. 88-7324-86), 8–1000 pg/ml. De niveaus van cytokinen innierweefsel werden genormaliseerd door eiwitconcentratie (gemeten met Bio-Rad-detergenscompatibele eiwittestmethode) (Cat. No. # 500-0112; Bio-Rad, Hercules, CA)
2.5 Evaluatie van nierschade
De in formaline gefixeerde in paraffine ingebeddeniersecties werden gebruikt voor het analyseren van glomerulosclerose met behulp van perjoodzuur-Schiff-kleuring (Lara et al., 2012; Luna, 1992; Singh et al., 2013, 2017) en tubulo-interstitiële fibrose met behulp van Gomori's trichroomkleuring (Gomori, 1950; Singh et al., 2013, 2017).
CISTANCHE ZAL NIER/NIERENPIJN VERBETEREN
2.6 Schatting van glomerulosclerose
De mate van glomerulosclerose werd kwantitatief geëvalueerd door automatische beeldanalyse van elke glomerulus met behulp van periodiek zuur-Schiff gekleurdeniersecties (Mass Histology Service, Worcester, MA) (Lara et al., 2012; Luna, 1992; Singh et al., 2013, 2017). Twintig afbeeldingen van elknierdia met ten minste één glomerulus per veld werden gefotografeerd met behulp van een Nikon Eclipse 50i-microscoop uitgerust met een Nikon DS-camerakop (DS Fi1) en DS-camerabesturingseenheid (DSU2). Een donkerpaarse kleur in de glomerulus werd herkend als sclerose. Het percentage gebied dat in elk veld door sclerose in glomeruli wordt bestreken, werd geanalyseerd met behulp van de Nikon NIS-Elements-software (versie 2.34). Het percentage gegevens dat voor elk van de 20 afbeeldingen werd verkregen, werd gemiddeld om het percentage sclerose voor het hele objectglaasje te verkrijgen.
2.7 Schatting van tubulo-interstitiële fibrose
De omvang van het interstitiële collageen-positieve gebied (fibrose) werd kwantitatief geëvalueerd door automatische beeldanalyse van deniersectie bezet door interstitiële weefselkleuring positief voor collageen in met trichroom gekleurde secties van Gomori (Gomori, 1950; Singh et al., 2013, 2017). In formaline gefixeerde in paraffine ingebeddeniercoupes werden gekleurd met een plasminekleuring (chromotroop 2R) en een bindweefselvezelkleuring (anilineblauw) gecombineerd in een oplossing van fosfowolfraamzuur waaraan ijsazijn was toegevoegd. Dit kleurde het collageen blauw, wat wijst op fibrose. Dia's werden gefotografeerd zoals hierboven beschreven. Het percentage van collageen in elk veld werd geanalyseerd met behulp van de Nikon NIS-Elements-software (versie 2.34). Het percentage gegevens dat voor elk van de 20 afbeeldingen werd verkregen, werd gemiddeld om het percentage fibrose voor het hele objectglaasje te verkrijgen.
2.8 Statistische analyse
Alle resultaten worden uitgedrukt als gemiddelden ± SE. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van Sigma stat-software (Systat Software, dagen binnen 2 weken studieperiode zonder de ontlasting en andere metingen van onmerkbaar verlies van zout en water. Dus een uitgebreide beoordeling van de natrium- en waterbalans gedurende de hele experimentele periode is niet mogelijk op basis van deze verzamelde parameters uit de metabole kooien.
3.3 Inflammatoire cytokineniveaus
3.31 TNF-Figuur 2 toont het plasma ennierweefselniveaus van TNF- (Figuur 2a en b) aan het einde van de experimentele periode. De TNF-concentratie in het plasma werd niet gedetecteerd in NS-innamegroepen, zowel WT- als eNOSKO-muizen. In de HS-innamegroepen van muizen werd het plasma-TNF-niveau echter met hoge variabiliteit gedetecteerd in WT, 202 ± 146 pg/ml en eNOSKO, 175 ± 68 pg/ml) muizen. In de NS-innamegroepen was het TNF-niveau in nierweefsel hoger in de eNOSKO dan bij WT-muizen (624 ± 67 vs. 325 ± 73, pg/mg eiwit; p < .05).="" echter,="" in="" de="">nierweefsel-TNF-niveaus waren significant lager in WT (114 ± 17 pg/mg eiwit) en eNOSKO (115 ± 18 pg/mg eiwit) muizen in vergelijking met NS-innamegroepen.
3.32 IL-6
Figuur 3 toont het plasma ennierweefselniveaus van IL-6 (Figuur 3a en b). In de NS-innamegroepen was de IL-6-concentratie in het plasma (180 ± 44 vs. 13 ± 11 pg/ml; p < 0,05)="" en="" in="">nier(619 ± 106 vs. 166 ± 61 pg/mg eiwit; p <.05) in="" enosko="" was="" hoger="" dan="" bij="" wt-muizen.="" het="" plasma-il-6-niveau="" in="" hs-innamegroepen="" was="" echter="" niet="" gedetecteerd="" in="" zowel="" wt-="" als="">nierweefsel-IL-6-niveau was ook significant lager in HS-innamegroepen in zowel eNOSKO (56 ± 7 pg/mg eiwit) als WT (81 ± 14 pg/mg eiwit) muizen in vergelijking met de NS-innamegroepen.
3.33 IL-10
Figuur 4 toont het plasma ennierweefselniveaus van IL-10 (Figuur 4a en b). In NS-innamegroepen was de plasmaspiegel van IL-10 in eNOSKO lager dan bij WT-muizen (510 ± 125 vs. 701 ± 54 pg/ml; p < 0,05).="" echter,="">nierweefsel IL-10-niveau was hoger in de eNOSKO dan WT-muizen (6.087 ± 567 vs. 3.929 ± 378, pg/mg eiwit; p <.05). in="" de="" hs-innamegroep,="" plasma="">nierweefselniveaus van IL-10 waren significant lager in zowel eNOSKO (327 ± 67 pg/ml; 882 ± 141 pg/mg eiwit) als WT (344 ± 52 pg/ml; 865} ± 130 pg/ mg eiwit) muizen.
3.4 Nierletsel parameters
3.4.1|Glomerulosclerose
De representatieve afbeeldingen van de periodiek-zuur-Schiff-gekleurdeniersecties die de omvang van glomerulaire sclerose weergeven, worden gegeven in figuur 5a en het percentage van de sclerotische gebieden wordt geïllustreerd in figuur 5b. Hoewel we gecontracteerde en trombose glomeruli in de NS-gevoede eNOSKO maar niet WT-muizen observeerden, was er geen significant verschil in het percentage sclerotische gebied tussen WT-NS en eNOSKO-NS-muizen (11,4 ± 1 procent en 11,2 ± 1 procent). Het percentage sclerotisch gebied was echter lager in WT-HS vergeleken met WT-NS-muizen (7,7 ± 1 procent vs. 11,4 ± 1 procent; p < 0,05).="" integendeel,="">
3.4.2 Tubulo-interstitiële fibrose
De representatieve afbeeldingen van Gomori's met trichroom gekleurde secties geven de omvang vannierinterstitiële fibrose wordt gegeven in figuur 6a en het percentage van de fibrotische gebieden wordt geïllustreerd in figuur 6b. Over het algemeen zijn de fibrotische waarden in het renale interstitium kwantitatief lager in deze muizenmodellen. Bij WT-muizen is het fibrotische gebied in denierinterstitium was vergelijkbaar in zowel NS- als HS-innamegroepen. Desalniettemin, zoals verwacht, was het fibrotische gebied significant hoger in eNOSKO-NS in vergelijking met WT-NS-muizen (2,2 ± 0,2 procent vs. 1,5 ± 0,2 procent; p < 0,05)="" .="" het="" fibrotische="" gebied="" in="">nierinterstitium was lager in eNOSKO-HS dan in eNOSKO-NS-muizen (1,8 ± 0,1 procent vs. 2,2 ± 0,2 procent; p < 0,05).
4. DISCUSSIE
Hoewel chronische NO-deficiëntie een verhoging van inflammatoire cytokines induceert, geven de resultaten van de huidige studie aan dat HS-inname bij muizen, ten minste gedurende 2 weken, in het algemeen de niveaus van zowel pro- als anti-inflammatoire cytokines onderdrukt, vooral in denier. De basale plasmaspiegel van TNF- werd meestal niet gedetecteerd in zowel WT- als eNOSKO-muizen die NS-diëten kregen. Er werd echter een significant niveau van dit cytokine waargenomen in beide stammen die gedurende een periode van 2 weken HS-dieet kregen. Daarom geeft het aan dat de inname van HS de systemische productie van TNF- stimuleert, zoals aangegeven in andere onderzoeken (Costa et al., 2012; Liu et al., 2012; Yilmaz et al., 2012; Zhu et al., 2014). Het is echter interessant op te merken dat denierniveaus van TNF- zijn significant lager in de HS-innamegroepen van WT- en eNOSKO-muizen vergeleken met die in de NS-innamegroepen. Een dergelijke HS-geïnduceerde reductie werd ook opgemerkt in andere cytokines zoals IL-6 en IL-10 in denier.Hoewel denierniveaus van IL-6 en IL-10 waren hoger in eNOSKO-NS-muizen dan die in WT-NS-muizen, hun plasmaspiegels waren variabel. Vergeleken met WT-NS-muizen waren de plasmaspiegels van IL-6 hoger, IL-10 lager, maar de TNF-spiegel was niet anders bij eNOSKO-NS-muizen. Hoe dan ook, hoe hogernierniveaus van pro-inflammatoire cytokines in eNOSKO-NS-muizen enigszins te verwachten. NO is een signaalmolecuul dat gewoonlijk een ontstekingsremmende functie heeft onder normale fysiologische omstandigheden (Harrison, 1997;
Moncada et al., 1991). Het is algemeen bekend dat NO-tekort een sleutelrol speelt bij het induceren van het ontstekingsproces (Liu & Huang, 2008). Het niveau van een bekend ontstekingsremmend cytokine, IL-10, is echter ook hoger in denierweefsel van eNOSKO-NS-muizen vergeleken met dat van WT-NS-muizen. Dit kan te wijten zijn aan het feit dat IL-10 niet altijd werkt als een ontstekingsremmend middel, maar ook als een pro-inflammatoire cytokine kan werken in bepaalde omstandigheden die verband houden met verhoogde RAS, zoals eerder aangetoond in ons laboratorium (Singh et al., 2017).
Hoewel algemeen wordt aangenomen dat een HS-dieet gewoonlijk wordt geassocieerd met de inductie van hogere biomarkers van ontsteking, worden de meeste van deze bevindingen waargenomen in populatiestudies waarin HS-diëten vaak worden gecodeerd voor subjectief voedsel dat wordt geassocieerd met meer vet- en eiwitrijke diëten, wat sommige van deze resultaten zou kunnen vertekenen (Zhu et al., 2014). Een interessante recente studie suggereerde ook dat consumptie van geraffineerd zout, maar niet natuurlijk zeezout, hypertensie veroorzaakt en abnormaal veroorzaaktnierpathologie bij Dahl-zoutgevoelige ratten (Lee et al., 2017). Er bestaat dus een complexe relatie tussen zoutinname en immuniteitsontwikkeling in het menselijk lichaam. De huidige studie is de eerste van de studies die gebruik maken van diermodellen om de reacties op een meer gecontroleerde inname van HS-diëten aan te tonen op de niveaus van sommige inflammatoire cytokines in plasma en in denier.De waargenomen vermindering van denierproductie van cytokinen tijdens de inname van HS kan verband houden met de onderdrukking van RAS als gevolg van de inname van HS (Drenjančević-Perić et al., 2011).
Opgemerkt wordt dat een aanzienlijk hoog plasma-IL-10 werd gedetecteerd in NS-gevoede WT-muizen, maar het niveau was slechts iets lager in NS-gevoede eNOSKO-muizen. Integendeel, er werd een duidelijke vermindering van IL-10 waargenomen als reactie op acute systemische NOS-remming bij muizen, zoals gerapporteerd in onze eerdere studie (Singh et al., 2014). De IL-10-spiegels in plasma bleven echter lager in WT- en eNOSKO-muizen tijdens HS-inname in de huidige studie. Deze gegevens geven aan dat chronische HS-inname over het algemeen de niveaus van zowel anti- als pro-inflammatoire cytokines onderdrukt, vooral in denier. In eNOSKO-muizen,nierhet nitrotyrosinegehalte in het weefsel is lager vergeleken met dat bij WT-muizen (Kopkan et al., 2010), wat aangeeft dat de productie van peroxynitriet minder is bij deze eNOS-deficiënte muizen en dit kan helpen om het IL-10-gehalte in deze muizenstam te verhogen (Cook et al., 2003; Numanami et al., 2003). De hogere plasma-IL-10-spiegel zou een remmend effect kunnen hebben op de plasmaspiegel van TNF- in eNOSKO-muizen, aangezien is aangetoond dat acute infusie van IL-10 bij muizen de TNF-spiegel in denier(Singh et al., 2014). Onder bepaalde omstandigheden is echter aangetoond dat IL-10 werkt als een pro-inflammatoir middel omnierbeschadiging,vooral tijdens verhoogde angiotensine II bij muizen (Singh et al., 2017). Het is dus mogelijk dat IL-10 werkt als een pro-inflammatoire cytokine in deze knock-outstam van het eNOS-gen.
Zoals gewoonlijk veranderde de HS-inname de BP in WT niet, maar veroorzaakte het een significante toename van de BP bij eNOSKO-muizen (Kopkan et al., 2010) waarbij de baseline-BP hoger was in vergelijking met WT-muizen. Aangezien HS-inname verlagingen van cytokineniveaus in beide muizenstammen induceert, suggereert een dergelijke respons bij eNOSKO-muizen mogelijk geen directe relatie tussen BP-veranderingen met de veranderingen in de inflammatoire cytokines. Er is tot nu toe ook geen bewijs beschikbaar dat verandering in arteriële druk de productie van TNF- direct beïnvloedt, maar integendeel, wij en anderen hebben gemeld dat intraveneuze infusie van humaan recombinant TNF- BP bij muizen verlaagt (Kramer et al., 1988 ; Shahid et al., 2008). In de huidige studie zijn vergelijkbare veranderingen in plasma ennierniveaus van TNF- en andere cytokines in WT- en eNOSKO-muizen zijn waargenomen door BP, alleen verhoogd in de eNOSKO-muizen en niet in WT-muizen. Deze waarneming zou niet helemaal verrassend zijn, aangezien veel andere interventionele onderzoeken bij mensen (Luo et al., 2016) ook een dergelijke niet-lineaire relatie met inflammatoire cytokines en hypertensie tijdens de inname van HS suggereerden. In een gerandomiseerde, placebogecontroleerde cross-overstudie bij onbehandelde (pre)hypertensieve proefpersonen werd ook opgemerkt dat een 4-weekse periode van zoutinname geen invloed had op ontstekingsmarkers zoals plasmaspiegels van TNF-, IL{{6} } , IL-6, IL-8 of MCP-1) (Gijsbers et al., 2015). Er werd ook opgemerkt dat BP bij mensen onveranderd bleef tijdens een lage zoutinname, wat resulteerde in een verhoogde productie van pro-inflammatoire cytokines zoals TNF-, IL-6 of pro-calcitonine (Mallamaci et al., 2013). Een directe correlatie tussen de veranderingen in inflammatoire cytokines en de BP-veranderingen is dus nog niet experimenteel bewezen.
Onze eerdere studies bij knaagdieren (Kopkan et al., 2010; Kopkan & Majid, 2005; Singh et al., 2017) hebben aangetoond dat endogene NO-productie door eNOS de zoutgevoeligheid minimaliseert als reactie op de inname van HS-dieet. Studies bij dieren onder normale omstandigheden suggereren dat chronische inname van HS alleen geen of minimale verandering in BP veroorzaakt. De inname van HS induceert echter zoutgevoeligheid en hypertensie wanneer de NO-productie wordt aangetast in eNOSKO-muizen (Kopkan et al., 2010) of ratten (Kopkan & Majid, 2005) die chronisch worden behandeld met een NOS-remmer, L-NAME. Onze waarneming in de huidige studie suggereert dat de inname van HS zoutgevoelige hypertensie alleen bij eNOSKO-muizen induceert, maar niet bij WT-muizen (Figuur 1). Dit is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan een verbetering van de tubulaire natriumreabsorptie in denierdie het gevolg is van een verhoogd weefselsuperoxideniveau wanneer de NO-productie door eNOS-activiteit wordt aangetast (Kopkan et al., 2010). Chronische HS-inname induceert gewoonlijk NO-productie door de eNOS-activiteit te verhogen (Mattson & Higgins, 1996). Een dergelijke verhoging van het NO-niveau minimaliseert de weefselsuperoxide-activiteit om een toestand van "oxidatief evenwicht" te handhaven die normale natriumhomeostase vergemakkelijkt, en dus de verhogingen in BP minimaliseert. We hebben ook aangetoond dat hypertensieve respons op chronische HS-inname bij Il-10 knock-out muizen wordt verminderd door verbetering in eNOS-expressie bij deze muizen (Singh et al., 2017). Een verhoging van de plasma-TNF-spiegel tijdens chronische HS-inname draagt ook bij aan het minimaliseren van een dergelijke verhoging van de tubulaire natriumreabsorptie, als gevolg van een toename van de natriumbelasting bij WT-muizen ondanks een vermindering vannierweefselniveau van TNF-. In de toestand van oxidatieve onbalans als gevolg van NO-deficiëntie, wordt een dergelijk beschermend effect van plasma-TNF-niveau echter aangetast, wat leidt tot verhoogde natriumretentie en dus zoutgevoeligheid en hypertensie veroorzaakt bij eNOSKO-muizen. We hebben eerder aangetoond dat een verhoging van de plasma-TNF-spiegel een natriuretische respons induceert via activering van tubulaire TNF-receptor type 1 (TNFR1) (Castillo et al., 2012). Onze recente voorlopige gegevens tonen ook aan dat TNFR1-eiwitexpressie wordt verhoogd tijdens chronische HS-inname in WT-muizen, maar verminderd in NO-deficiënte toestand, hetzij in eNOSKO-muizen (Majid et al., 2018) of in muizen die chronisch zijn behandeld met L-NAME (Majid et al., 2017). Een dergelijke vermindering van TNFR1-activiteit draagt ook bij aan zoutgevoeligheid en hypertensie tijdens HS-inname bij eNOSKO-muizen. Het is dus denkbaar dat eNOS een belangrijke rol speelt bij het minimaliseren van de impact van chronische HS-inname bij WT-muizen.
Chronische HS-inname, door middel van "osmoreceptorfunctie", induceert een immuunmechanisme dat de mononucleaire fagocytensysteem (MPS)-cellen activeert in de myeloïde weefsels in het beenmerg, de milt en het huidweefsel, dat vervolgens circuleert en in vele organen infiltreert, waaronder denier(Machnik et al., 2009). Deze geactiveerde MPS-cellen geven TNF- af dat in de bloedsomloop verschijnt als zijn oplosbare vorm (sTNF-). sTNF- wordt gevormd door de proteolytische splitsing van de membraangebonden vorm (mTNF-) door TNF- -converting enzyme (TACE), een sheddase dat ook wordt geïdentificeerd als een desintegrine en metalloprotease 17 (ADAM17) (Black et al. , 1997; Kriegler et al., 1988; Moss et al., 1997). Naast de productie van TNF- geven geactiveerde MPS-cellen ook overvloedig NO af, meestal door eNOS-activering (Connelly et al., 2003). De kritische observatie van de differentiële TNF-responsen in de huidige studie geeft aan dat chronische HS-inname enerzijds sTNF- in het plasma verhoogt, maar mTNF- in denierweefsel daarentegen, hoogstwaarschijnlijk door het verhogen van de TACE-activiteit (Black et al., 1997; Kriegler et al., 1988; Moss et al., 1997). Hoewel is aangetoond dat DOCAsalt-hypertensie werd voorkomen door TACE-knockdown in de hersenen (Xia et al., 2013), is de exacte regulatie ervan in deniertijdens chronische HS-inname is niet duidelijk gedefinieerd. Verder onderzoek zou nodig zijn om dit weefsel aan te pakken. Hier kan echter aan worden toegevoegd dat TNF- zijn biologische reacties uitoefent via interactie met twee celoppervlakreceptoren, TNF-receptor type 1 (TNFR1) en type 2 (TNFR2), die differentieel tot expressie worden gebracht en gereguleerd in denier(Al-Lamki & Mayadas, 2015). Hoewel mTNF- een gelijke affiniteit heeft voor beide receptoren, heeft het circulerende sTNF- de maximale hoge affiniteit voor interactie met TNFR1 zonder of met minimale affiniteit voor TNFR2 (Grell et al., 1998). In denier, waar TNFR2 een rol speelt bij nierontsteking (Singh et al., 2013), induceert TNFR1-activering een natriuretisch effect door tubulaire Na-plus-transport en ENaC-activiteit te remmen (Castillo et al., 2012), wat wijst op een beschermende rol voor TNF{{4 }} TNFR1-as tijdens chronische HS-inname. In een dergelijke situatie zou de toename van plasma-TNF- (sTNF-) als reactie op chronische HS-inname die in de huidige studie is waargenomen, een grotere rol spelen bij het handhaven van de natriumhomeostase dan de nierweefselveranderingen in TNF- (mTNF-) niveaus. Het is interessant om op te merken dat de chronische HS-inname de plasmaspiegel van IL -6 in de huidige studie verlaagt (Figuur 3a), wat wijst op een differentiële rol van deze pro-inflammatoire cytokinen bij het beheersen van natriumhomeostase. Daarom lijkt het erop dat, hoewel TNF- in de bloedsomloop wordt afgegeven door het geactiveerde mononucleaire fagocytsysteem (MPS) via het osmoregulerende mechanisme tijdens de inname van HS, de afgifte van IL-6 voornamelijk lijkt af te hangen van andere factoren, zoals een verhoogd reninegehalte. angiotensinesysteem (Chamarthi et al., 2011). Alleen al tijdens de inname van HS wordt het renine-angiotensinesysteem neerwaarts gereguleerd, en dus wordt de invloed ervan op de vorming van IL-6 weerspiegeld in zowel de plasma- als de nierconcentratie van dit cytokine. Verdere experimenten zouden nodig zijn om meer te begrijpen over de regulerende rol van IL-6 in de renale excretiefunctie.
In de huidige studie wordt opgemerkt dat eNOSKO-muizen die het NS-dieet krijgen, een hogere mate van renale tubulo-interstitiële fibrose hebben, maar geen glomerulaire sclerose, in vergelijking met WT-muizen. Deze veranderingen lijken te worden geminimaliseerd in eNOSKO-muizen gezien het HS-dieet, wat de effecten weerspiegelt van het verminderde niveau van pro-inflammatoire cytokines (TNF- en IL-6) in nierweefsel. Dergelijke verminderde nierbeschadigingsbevindingen bij HS-gevoede eNOSKO-muizen lijken in tegenspraak met de bevindingen in een ander onderzoek bij eNOSKO-muizen die eerder zijn gerapporteerd (Daumerie et al., 2010) waarin de renale cytokineniveaus niet werden gemeten. Dit verschil in de effecten van nierbeschadiging in die studie (Daumerie et al., 2010) in vergelijking met de huidige studie kan echter verband houden met de leeftijd van muizen (experimenten beginnen op de leeftijd van 6 maanden versus de leeftijd van 2 maanden) en de hoge zoutgehalte (8 procent vs. 4 procent NaCl) in de voeding gedurende een langere periode (8 weken vs. 2 weken). De resultaten in de huidige studie geven aan dat, in ieder geval op korte termijn, de HS-inname de renale cytokineniveaus onderdrukte die helpen bij het minimaliseren van nierschade in het vroege stadium.
De fysiologische of pathofysiologische betekenis van deze bevindingen dat HS-inname gedurende ten minste 2 weken een verlaging van de renale niveaus van pro-inflammatoire cytokines induceert, kan belangrijk zijn om verder te onderzoeken. Hoewel pro-inflammatoire cytokine, met name TNF-, is betrokken bij de ontwikkeling van zoutgevoeligheid en hypertensie (Majid et al., 2015; Rodríguez-Iturbe et al., 2014; Schiffrin, 2013), eerdere onderzoeken in ons laboratorium (Shahid et al., 2015; Rodríguez-Iturbe et al., 2014; Schiffrin, 2013), al., 2008) tonen aan dat toediening van TNF- de diuretische en natriuretische reacties induceert die erop wijzen dat TNF- een tegenregulerende rol speelt bij de bemiddeling van zoutgevoelige hypertensie. Een verlaging van de renale niveaus van pro-inflammatoire cytokines zoals TNF- als reactie op HS-inname gedurende 2 weken kan dus de tubulaire reabsorptieve functie versterken die natriumretentie in het lichaam kan vergemakkelijken. Een dergelijke retentie van natrium kan veelvuldig worden versterkt in de toestand van oxidatieve stress veroorzaakt door NO-deficiëntie. Zoutgevoeligheid waargenomen bij eNOSKO-muizen zou kunnen resulteren in een dergelijke verhoogde natriumretentie in de toestand van oxidatieve stress, zoals we eerder hebben aangetoond (Kopkan et al., 2010). Verdere studies kunnen nodig zijn om de uitgebreide mechanistische relatie tussen de verlagingen van de renale niveaus van pro-inflammatoire cytokines en de inductie van hypertensie als reactie op chronische HS-inname te begrijpen. Het is echter redelijk om te veronderstellen dat dergelijke verlagingen van de renale niveaus van TNF- en andere pro-inflammatoire cytokinen natriumretentie vergemakkelijken, wat leidt tot de inductie van hypertensie als reactie op de inname van HS-dieet.
CONCLUSIE
De bevindingen in de huidige studie tonen aan dat HS-inname, tenminste gegeven gedurende de 2-weekperiode, in het algemeen de renale niveaus van inflammatoire cytokines onderdrukt in zowel intacte als in eNOS-deficiënte omstandigheden. Over het algemeen suggereren deze gegevens dat de inname van HS gewoonlijk resulteerde in de neerwaartse regulatie van pro- en anti-inflammatoire cytokines in denier.Een dergelijke neerwaartse regulatie van de cytokineproductie, met name TNF- tijdens de inname van HS, kan van cruciaal belang zijn in de toestand van eNOS-deficiëntie die de renale tubulaire natriumreabsorptie kan versterken, wat leidt tot zoutretentie, en dus de daaruit voortvloeiende ontwikkeling van zoutgevoelige hypertensie vergemakkelijkt.
