Диференціальний вплив дієтичного споживання натрію на артеріальний тиск та атеросклероз у Росії
Хонг Лу
Центр серцево-судинних досліджень Саха, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Конгін Ву
b Випускник центру харчових наук, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Дебора А. Хаватт
Центр серцево-судинних досліджень Саха, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Анжу Балакрішнан
Центр серцево-судинних досліджень Саха, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Річард Дж. Чарніго, молодший
c Департамент статистики Університету Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Ліза А. Кассі
b Випускник центру харчових наук, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Алан Догерті
Центр серцево-судинних досліджень Саха, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
b Випускник центру харчових наук, Університет Кентуккі, Лексінгтон, KY 40536
Анотація
1. Вступ
Харчова сіль (хлорид натрію) необхідна організму для підтримки гомеостазу води та натрію. Він також відіграє важливу роль у регуляції артеріального тиску. Хоча механізми недостатньо вивчені, епідеміологічні дослідження на людях та інтервенційні експерименти на моделях тварин дають вагомі докази того, що велике споживання натрію призводить до підвищення артеріального тиску [1–4]. Високий кров'яний тиск є загальновизнаним фактором ризику розвитку атеросклерозу. Однак маніпулювання харчовим натрієм дало суперечливі результати у дослідженнях атеросклерозу з використанням моделей мишей. Хоча деякі дослідження повідомляли, що натрій з високим вмістом їжі збільшує атеросклероз [4,5], два дослідження показали, що низький вміст натрію в їжі збільшує атеросклероз у мишей з гіперхолестеринемією [6,7]. Суперечливі висновки цих досліджень роблять висновок про більш складну роль дієтичного споживання натрію у розвитку атеросклерозу, ніж причинно-наслідковий зв’язок, зумовлений зміною артеріального тиску.
На додаток до регуляції артеріального тиску, високий вміст натрію в їжі пригнічує систему ангіотензинових ренінів (RAS), тоді як обмежене споживання натрію активує RAS, що добре задокументовано як у дослідженнях на людях, так і на тваринах [8–10]. Активація RAS підвищує кров'яний тиск і сприяє розвитку атеросклерозу. Прямі дані свідчать, що інфузія ангіотензину II (AngII) спричиняє помітне підвищення систолічного артеріального тиску та прискорює атеросклеротичне утворення у мишей з гіперхолестеринемією [11,12]. І навпаки, фармакологічні інгібіції та генетичні порушення RAS знижують артеріальний тиск та послаблюють атеросклероз у цих тваринних моделях [13–19]. Хоча високий кров'яний тиск є критичним фактором ризику розвитку атеросклерозу, є накопичувальні докази того, що активація RAS сприяє розвитку атеросклерозу через механізми, що не включають зміни артеріального тиску [11,13,14,16,17,20–23].
Досі невідомо, чи суперечливі результати попередніх досліджень, що стосуються споживання натрію в їжі на атеросклероз, відображають диференційований вплив споживання натрію в їжі на артеріальний тиск та RAS. Для вирішення цього питання ми рандомізували гіперхолестеринемічних мишей до однієї з трьох дієтичних концентрацій натрію. Наша гіпотеза полягала в тому, що низьке вживання в їжу натрію сприятиме розвитку атеросклерозу через активацію RAS. Харчові потреби у “нормальних” концентраціях натрію у мишей невідомі. Дієта, збагачена насиченими жирами, що використовується багатьма лабораторіями [14,21,24,25] для стимулювання гіперхолестеринемії та індукції атеросклерозу у мишей, містить 0,1% ваги/ваги (мас./Мас.) Натрію (Na 0,1%). Дорослі миші (віком 8 тижнів), які харчуються цією дієтою, стабільно набирають масу тіла зі швидкістю 2–3 г на тиждень. Тому ми використовували 0,1% Na для наближення до “нормальної” дієтичної концентрації натрію для цього дослідження. Потім ми вибрали Na 2% та 0,01% як високу та низьку дієтичні концентрації натрію відповідно. Щоб визначити вплив дієтичного споживання натрію на розвиток атеросклерозу, ми дослідили атеросклеротичні ураження по всьому корінцю аорти після 12 тижнів годування вибраних дієт рецепторами ліпопротеїдів низької щільності (ЛПНЩ) -/- самців мишей.
2. Методи та матеріали
2.1. Миші та дієта
Миші чоловічого рецептора ЛПНЩ -/- (B6.129S7-Ldlr tm1Her; Stock # 002207) мишей були придбані в лабораторії Джексона (Бар-Харбор, штат Мен, США) і рандомізовані у три групи. Всіх мишей утримували в бар’єрних приміщеннях для тварин в Університеті Кентуккі та годували звичайною лабораторною дієтою для мишей, що містить 0,2% Na (Дієта № 2918; Харлан Теклад, Медісон, Вісконсин, США). Щоб викликати гіперхолестеринемію, дієту змінили на дієту, додану з такою ж кількістю насичених жирів (молочний жир 21% мас.) Та холестерину (0,2% мас.), Але що містить різні концентрації натрію (Na 0,01%, 0,1%, або 2% мас./Харлан Теклад). Тривалість обраного дієтичного годування становила 12 тижнів, починаючи з мишей 8 тижнів. Дослідження проводилось із схвалення Комітету з питань догляду та використання тварин Університету Кентуккі.
2.2. Вимірювання артеріального тиску
Систолічний артеріальний тиск вимірювали за допомогою неінвазивної системи хвостової манжети (Coda 6; Kent Scientific Corp., Torrington, CT, USA). Вимірювання проводили протягом 5 днів поспіль до обраного раціону харчування, щоб сформувати базовий артеріальний тиск (тиждень 0), та на 4, 8 та 12 тижнях відповідно під час годування обраними дієтами [26].
2.3. Вимірювання концентрації натрію в сечі
Двадцять чотиригодинну сечу збирали через 10 тижнів вибраного дієтичного годування за допомогою метаболічної системи клітин (модель MMC100; Hatteras Instruments, Cary, NC, США) і зберігали при -80 ° C. Зразки сечі були доставлені на сухий лід до Університету Міссурі для вимірювання концентрації натрію в сечі. Швидкість виведення натрію з сечею розраховували, використовуючи концентрації натрію в сечі та 24-годинний об’єм сечі.
2.4. Вимірювання концентрації холестерину в плазмі та розподілу ліпопротеїнів
Концентрації холестерину в плазмі крові вимірювали за допомогою комерційного набору (Каталожний номер 439-17501; Wako Chemicals USA, Richmond, VA, USA). Розподіл ліпопротеїнів у плазмі крові (від п’яти до шести зразків плазми з кожної групи) визначали методом виключення за розмірами за допомогою швидкодіючої рідинної хроматографічної машини. Тридцять дві фракції з кожного зразка плазми були зібрані та згодом виміряні за допомогою набору для аналізу на основі ферментів концентрацій холестерину в плазмі. Концентрації холестерину в плазмі крові ліпопротеїдів дуже низької щільності (VLDL-C), ліпопротеїдів середньої/низької щільності (I/LDL-C) та ліпопротеїдів високої щільності (HDL-C) у трьох групах аналізували за допомогою програмного забезпечення PeakFit (SeaSolve Software, Сан-Хосе, Каліфорнія, США). Це програмне забезпечення дозволило аналізувати хроматографічні дані за допомогою автоматизованої функції нелінійного розділення піків, як описано раніше [27].