Programación temprana de alteraciones en el sistema del óxido nítrico renal y vascular inducida por deficiencia de zinc

PLODER, M; TOMAT AL; ELESGARAY, R; FELLET A; BALASZCZUK, AM; COSTA MA; ARRANZ,C

Buenos Aires, Argentina

Congreso; Jornadas de los Consejos Científicos de la Sociedad Argentina de Cardiología; 2008

Sociedad Argentina de Cardiología

Premio al mejor trabajo de Investigación Básica otorgado por Sociedad Argentina de Cardiología durante las Jornadas de los Consejos Científicos. 2-4 de Octubre de 2008. Resúmen extendido de 1000 palabras que fue enviado para la evaluación del trabajo. El que fue publicado ae adjunta como archivo pdf. “PROGRAMACIÓN TEMPRANA DE ALTERACIONES EN EL SISTEMA DEL ÓXIDO NÍTRICO RENAL Y VASCULAR INDUCIDA POR DEFICIENCIA DE ZINC "   PLODER, M; TOMAT, A; ELESGARAY, R; FELLET, A; BALASZCZUK, A; COSTA, A; ARRANZ, C. CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA. FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA. UBA IQUIMEFA-CONICET.               Introducción: Numerosos estudios epidemiológicos y experimentales han relacionado el desarrollo de enfermedades crónicas como la hipertensión arterial en la vida adulta con perturbaciones nutricionales específicas que alteran la calidad del crecimiento prenatal y postnatal.             En trabajos previos demostramos que la restricción dietaria de zinc durante periodos críticos del desarrollo fetal y postnatal induce un aumento de la presión arterial y una disminución del volumen de filtrado glomerular en la vida adulta, asociados a la reducción de la superficie de filtración glomerular, la activación de procesos apoptóticos y el aumento del estrés oxidativo renal (Tomat AL , 2005, 2007, 2008)             Por otra parte, el zinc es esencial para la actividad de las óxido nítrico sintasas (NOS), una familia de enzimas involucradas en la regulación de la función renal y la presión arterial.             Teniendo en cuenta estos antecedentes nuestro objetivo fue estudiar los efectos de la restricción moderada de zinc durante la vida fetal, la lactancia y/o el crecimiento sobre el sistema del óxido nítrico (NO) vascular y renal en la vida adulta.             Modelo y Protocolo experimental: Ratas Wistar hembra fueron apareadas con machos Wistar en edad fértil durante una semana. A partir de este momento las madres recibieron durante los periodos de gestación y lactancia una dieta control que aportaba la dosis recomendada de zinc para dichos periodos (C; 30 mg zinc/Kg dieta) o una dieta deficiente en zinc (B, 8 mg zinc/Kg dieta) para lograr una deficiencia moderada de este micronutriente. Las crías fueron destetadas a los 21 días de vida postnatal. A partir de ese momento, las crías machos provenientes de cada madre fueron randomizadas en dos grupos que recibieron una dieta control (Grupos Cc y Bc) o una dieta deficiente en zinc (Grupos Cb y Bb) durante 60 días (vida adulta). A los 60 días del periodo experimental se colocaron los animales en jaulas metabólicas de acrílico para la recolección de muestras de orina durante 24 hs para la determinación de los metabolitos del NO: nitritos y nitratos (NOx). Posteriormente, se midió en la cola de las ratas la presión arterial sistólica (PAS) por el método indirecto utilizando un polígrafo Grass (model 79H, Grass Instrument Co., Quincy, MA, USA). Los animales fueron sacrificados por decapitación y se les extrajeron ambos riñones y la aorta torácica para medir la actividad de la NOS utilizando L-[U14C]-arginine como sustrato y la expresión de sus isoformas (neuronal: nNOS; endotelial: eNOS e  inducible: iNOS) mediante la técnica de Western Blot.   Resultados: Tabla 1. (*p < 0.05 vs Cc; †p < 0.05 vs Bc)   Cc (n=10) Cb (n=10) Bc (n=10) Bb (n=10) PAS (mmHg) 124± 2 141±4* 141±5* 148±6* NOx (nmol.min.100g) 1.45±0.14 0.83±0.08*† 1.14±0.06* 0.69±0.11*† NOS Corteza Renal (pmol/g.min) 323 ± 6 260± 8* 240±18* 257±9* NOS Médula Renal (pmol/g.min) 424 ± 6 341±10* 333±24* 353±9* NOS Aorta Torácica (pmol/g.min) 231 ± 5 161± 8* 152±11* 167±6*   Tabla 2. Expresión proteica de las isoformas de la NOS en el riñón. Densidad óptica NOS: β-actina   Cc (n=10) Cb (n=10) Bc (n=10) Bb (n=10) Corteza Renal eNOS 1.03 ± 0.01 1.07 ± 0.02 1.08 ± 0.01 1.04 ± 0.02 nNOS 1.35 ± 0.02 1.30 ± 0.03 1.30 ± 0.03 1.34 ± 0.02 iNOS 0.97 ± 0.02 0.99 ± 0.03 0.98 ± 0.02 0.98 ± 0.03 Médula Renal eNOS 0.98 ± 0.03 0.95 ± 0.02 1.00 ± 0.03 0.95 ± 0.04 nNOS 1.20 ± 0.03 1.19 ± 0.02 1.18 ± 0.02 1.18 ± 0.02 iNOS 0.97 ± 0.02 0.96 ± 0.03 0.98 ± 0.02 0.96 ± 0.04   La deficiencia moderada de zinc provocó una disminución en la actividad del sistema del NO vascular y renal (tabla 1) y una menor expresión de la isoforma eNOS en la arteria aorta, independientemente del periodo de la vida en que se indujo dicha deficiencia (Cc: 0.93 ± 0.04; Cb: 0.72 ± 0.03; Bc: 0.63 ± 0.03; Bb: 0.69 ± 0.04;*p<0.01 vs Cc, NOS: β-actina).  Si bien se evidenció una leve expresión de la nNOS en este tejido, no se observaron diferencias significativas en la abundancia proteica de la misma entre los grupos experimentales (Cc: 0.36 ± 0.01; Cb: 0.30 ± 0.01; Bc: 0.34 ± 0.01; Bb: 0.33 ± 0.01, NOS: β-actina). La iNOS no se expresó en este tejido. Por otra parte, no se evidenciaron cambios en la abundancia proteica de ninguna de las tres isoformas de la NOS en la corteza y medula renal (tabla 2).   Conclusión: El bajo aporte de zinc durante la vida fetal y post-natal temprana induciría alteraciones en la producción y/o biodisponibilidad del NO vascular y renal que persisten en la vida adulta, aún en las situaciones experimentales donde el aporte adecuado de este mineral es restablecido luego del destete. Estas alteraciones del sistema del NO renal y vascular podrían estar involucradas en las alteraciones de la presión arterial y la función renal de estos animales. La menor actividad de la NOS en la arteria aorta torácica de los animales deficientes se encontraría asociada a la menor expresión proteica de la eNOS. Como es sabido, el NO generado por la eNOS, es el principal responsable de las acciones relajantes del músculo liso vascular en todas las arterias. La disfunción del sistema del NO renal, observada en los animales expuestos a un bajo aporte de zinc durante alguna etapa de su crecimiento, no se debería a una menor expresión proteica de las isoformas de la NOS en la corteza y la médula renal. Es probable que alteraciones en la homeostasis del zinc durante periodos críticos y/o prolongados del desarrollo puedan afectar otros mecanismos que regulan la actividad de esta enzima en el riñón. Entre ellos podrían encontrarse alteraciones en la estructura de la enzima, en la síntesis y/o transporte de sustratos y cofatores, en factores humorales y nerviosos, en las reacciones de fosforilación y desfosforilación y en las interacciones proteína-proteína. Además, de estos factores, el aumento de las especies reactivas del oxigeno previamente reportadas en este tejido podría también contribuir a disminuir la actividad de la NOS y/o a reducir la biodisponibilidad del NO formado.