Caveolinas y modulación del sistema del óxido nítrico en el hipotiroidismo según avanza la edad / Age-related Influence of Hypothyroidism on Caveolins and Nitric Oxide Modulation

Introducción El hipotiroidismo y la edad impactan sobre la producción de óxido nítrico (NO) cardíaco y renal. Las caveolinas, moduladores negativos de la actividad enzimática de la NO sintetasa (NOS), se afectan con ambos factores. Objetivos Evaluar la implicación de las caveolinas (cav) en la modulación de la actividad de la NOS cardíaca y renal en animales hipotiroideos adultos. Material y métodos Se utilizaron ratas macho Sprague-Dawley eutiroideas e hipotiroideas [metimazol 0,02% (v/v) en el agua de bebida durante 28 días]. Los animales fueron sacrificados para extraer el corazón y los riñones. Resultados La actividad de la NOS en la aurícula derecha disminuyó con la edad y el hipotiroidismo. La expresión de cav-1 aumentó con la edad y el hipotiroidismo. La actividad de la NOS en el ventrículo izquierdo aumentó con el avance de la edad y el hipotiroidismo. La expresión de ambas caveolinas disminuyó en los grupos adulto e hipotiroideo. En la médula renal, el hipotiroidismo disminuyó la actividad de la NOS en jóvenes y la aumentó en adultos. La expresión de cav-1 disminuyó con la edad y en jóvenes hipotiroideos. Los niveles proteicos de cav-3 disminuyeron en animales adultos hipotiroideos. Conclusiones El hipotiroidismo impacta sobre la actividad de la NOS y de sus moduladores, las caveolinas, en el sistema cardiovascular y renal. El hipotiroidismo intensifica los efectos del avance de la edad en ambos sistemas.

Introduction Hypothyroidism and age impact on cardiac and renal nitric oxide (NO) production. Caveolins, which are negative modulators of NO synthase (NOS) activity, are affected by both factors. Objectives The aim of this study was to evaluate caveolin (CAV) participation in the modulation of renal and cardiac NOS activity in adult hypothyroid animals. Methods Euthyroid and hypothyroid [methimazole 0.02% (v/v) in the drinking water during 28 days] male Sprague-Dawley rats were used. Animals were sacrificed to remove the heart and kidneys. Results Right atrial NOS activity decreased with age and hypothyroi-dism. Caveolin-1 expression increased with age and hypothyroidism. Conversely, left ventricular NOS activity increased with aging and hypothyroidism and the expression of both CAV isoforms decreased in adult and hypothyroid groups. In the renal medulla, hypothyroidism reduced NOS activity in young and raised it in adult animals and CAV-1 expression decreased with age and in hypothyroid young animals. Caveolin-3 protein levels decreased in adult hypothyroid animals. Conclusions Hypothyroidism impacts on NOS activity and on that of its modulators, caveolins, in the cardiovascular and renal systems. Hypothyroidism enhances the effects of aging in both systems.

Shock hemorrágico: óxido nítrico en ratas anestesiadas y no anestesiadas / Hemorrhagic Shock: Nitric Oxide in Anesthetized and Non Anesthetized Rats

Antecedentes En un trabajo previo mostramos que el estado hipovolémico inducido por una pérdida aguda de sangre se acompaña de una activación dinámica, heterogénea y dependiente del tiempo de la óxido nítrico sintetasa (NOS) cardíaca. Este sistema estaría involucrado en las alteraciones hemodinámicas que se observan luego de la depleción de volumen sanguíneo. Objetivo El objetivo del presente trabajo fue evaluar la participación del sistema del óxido nítrico (NO) mitocondrial en la respuesta adaptativa del sistema cardiovascular ante un shock hipovolémico en ratas anestesiadas y no anestesiadas. Material y métodos El estudio se llevó a cabo con cuatro grupos de animales (n = 7 por grupo): grupo A, ratas control anestesiadas; grupo C, ratas control no anestesiadas; grupo AH, ratas anestesiadas sometidas a una hemorragia (20% de la volemia) y grupo CH, ratas no anestesiadas sometidas a una hemorragia. Se evaluaron el consumo de oxígeno, la actividad funcional de la NOS mitocondrial (mtNOS) y la producción mitocondrial de NO. Resultados No se observaron diferencias significativas entre los valores de control respiratorio en los distintos grupos estudiados. La actividad funcional de la mtNOS fue menor en el grupo AH respecto del grupo A (12 ± 2 y 19 ± 1, respectivamente). Este efecto fue de menor magnitud cuando la hemorragia se provocó en animales no anestesiados (17 ± 1 y 20 ± 1, respectivamente). La producción mitocondrial de NO disminuyó en los grupos sometidos a una pérdida aguda de sangre, tanto no anestesiados como anestesiados, respecto de los animales controles. Conclusiones El sistema del NO mitocondrial estaría involucrado en la respuesta de adaptación del sistema cardiovascular frente a la depleción aguda de volumen. Esta participación dependería del grado de anestesia del animal.

Background We have previously demonstrated that hypovolemia induced by acute bleeding is accompanied by a dynamic, heterogenous and time-dependent activation of the cardiac nitric oxide synthase (NOS). This system might be involved in the hemodynamic anomalies observed after blood volume depletion. Objective To assess the role of the mitochondrial nitric oxide (NO) system in the adaptive response of the cardiovascular system in anesthetized and non anesthetized rats under hypovolemic shock. Material and Methods Animals were divided in four groups (n=7 animals per group): Group A, anesthetized control rats; group C, non anesthetized control rats; group AB, anesthetized rats subjected to bleeding (20% of blood volume), and group CB, non anesthetized rats subjected to bleeding. Oxygen consumption, functional activity of mitochondrial NOS (mtNOS) and mitochondrial production of NO were assessed. Results There were no significant differences in the values of respiratory parameters among the different study groups. Group AB had less functional activity of mtNOS compared to group A (12±2 and 19±1, respectively). This effect was even lower in non anesthetized animals subjected to bleeding (17±1 and 20±1, respectively). Mitochondrial production of NO decreased in anesthetized and non anesthetized animals with acute bleeding compared to controls. Conclusions Mitochondrial NO system might be involved in the adaptive response of the cardiovascular system under acute volume depletion, depending on the animal's degree of anesthesia.

Programación temprana de alteraciones en el sistema del óxido nítrico renal y vascular inducidas por la deficiencia de cinc / Early Programming of Alterations in Renal and Vascular Nitric Oxide System Induced by Zinc-Related Deficiencies

Introducción Numerosos estudios mostraron que la deficiencia nutricional durante la vida fetal y posnatal predisponen al desarrollo de patologías en la vida adulta, como la hipertensión arterial y las enfermedades renales. La distribución ubicua del cinc y sus propiedades químicas determinan su esencialidad en los sistemas biológicos. Objetivos Evaluar si las alteraciones renales y cardiovasculares en la vida adulta inducidas por la restricción moderada de cinc durante la vida fetal, la lactancia y/o el crecimiento se asocian con cambios en el sistema del óxido nítrico. Material y métodos Ratas Wistar hembra recibieron durante la preñez hasta el destete de las crías una dieta control o una baja en cinc. Luego del destete, las crías macho se asignaron al azar a dos grupos que recibieron una dieta control o una baja en cinc durante 60 días. Resultados Los resultados mostraron que el aporte insuficiente de cinc durante el crecimiento previo y/o posterior al destete indujo un aumento de la presión arterial y una disminución del volumen de filtrado glomerular en la vida adulta, asociados con una disminución del sistema del óxido nítrico renal y vascular. Además, el bajo aporte de este mineral durante la vida fetal indujo un peso menor al nacer, que se correlacionó en forma negativa con la presión arterial en la vida adulta. Conclusiones Este trabajo brinda evidencias importantes que sugieren que el aporte inadecuado de cinc durante el crecimiento prenatal y posnatal constituye un factor de riesgo cardiovascular y renal, dado que induce alteraciones en la regulación de la presión arterial y en la función renal en el individuo adulto.

Background Several studies have reported that nutritional deficiencies during fetal and postnatal life predispose to the development of diseases such as hypertension and renal disorders during adulthood. The ubiquitous distribution of zinc and its chemical properties determine their essentiality in the biological systems. Objectives To assess whether renal and cardiovascular alterations induced by moderate zinc restriction during fetal life, lactation period and/or growth are associated with changes in the nitric oxide system. Material and Methods Female Wistar rats received low zinc diet or control diet from the beginning of pregnancy up to weaning. After weaning, male offspring were randomly fed with low zinc diet or control diet for 60 days. Results Zinc deficiency through pre-weaning and post-weaning growth induced increase in blood pressure and reduced glomerular filtration volume in adult life; these findings were associated with reductions in renal and vascular nitric oxide system. In addition, low zinc intake during intrauterine life induced low birth weight offspring which had a negative correlation with blood pressure in adulthood. Conclusions Zinc deficiency during prenatal and postnatal growth constitutes a risk factor for cardiovascular and kidney diseases as it induces alterations in blood pressure and renal function regulation in adult life.

Respuesta hipotensora al tratamiento agudo con péptido natriurético auricular: su relación con la expresión y la actividad de la óxido nítrico sintetasa cardíaca en ratas espontáneamente hipertensas / Hypotensive Response to Acute Treatment with Atrial Natriuretic Peptide: Its Relationship with Cardiac Nitric Oxide Synthase Expression and Activity in Spontaneously Hypertensive Rats

Introducción El péptido natriurético auricular (ANP) y el óxido nítrico (NO) aumentan la diuresis y la natriuresis y disminuyen el tono vascular. Previamente demostramos que el NO está involucrado en el efecto hipotensor del ANP en ratas normotensas. Objetivo Estudiar el efecto del ANP sobre la presión arterial media (PAM) y el sistema del NO en ratas espontáneamente hipertensas (SHR) y Wistar Kyoto (WKY) y la participación de la isoforma inducible de la NO-sintasa (iNOS). Material y métodos Protocolo 1: los animales fueron infundidos con solución salina (0,05 ml/min) o con ANP (0,2 µg/kg/min) durante 1 hora. Se determinaron: PAM y nitritos y nitratos urinarios (NOx). Se extrajo el corazón y se determinaron la actividad, con L-[U14C]-arginina, y la expresión (Western blot) de iNOS y NOS endotelial (eNOS). Protocolo 2: luego del agregado de ANP (1 µM), cANP(4-23) (agonista NPR-C,1µM) o aminoguanidina (inhibidor de iNOS, 1 µM) se determinó la actividad de la NOS en la aurícula derecha y en el ventrículo izquierdo de SHR y WKY. Resultados La infusión con ANP disminuyó la PAM y aumentó los NOx en ambos grupos. La actividad NOS fue mayor en SHR y se incrementó con la infusión de ANP. Se observaron niveles proteicos mayores para eNOS e iNOS en SHR, que no se modificaron con ANP. La actividad basal de iNOS fue mayor en SHR. En la aurícula, el ANP sólo interactuaría con el NPR-C para activar la NOS y en el ventrículo también participarían los receptores NPR-A/B. El desarrollo y/o el mantenimiento de la hipertensión en este modelo experimental involucraría alteraciones en la interacción entre ambos sistemas, ANP y NO.

Background Atrial natriuretic peptide (ANP) and nitric oxide (NO) increase diuresis and natriuresis and reduce vascular tone. We have previously demonstrated that NO is involved in ANP hypotensive effect in normotensive rats. Objective To assess the effect of ANP on mean blood pressure (MBP) and on NO system in spontaneously hypertensive rats (SHR) and Wistar Kyoto (WKY), and the role of the inducible isoform of nitric oxide synthase (iNOS). Material and Methods Protocol 1: animals were instilled with saline solution (0.05 ml/min) or with ANP (0.2 µg/kg/min) for an hour. MBP and urinary nitrites and nitrates (NOx) were assessed. The heart was extracted and iNOS and endothelial iNOS (eNOS) activity (with L-[U14C]-arginine) and expression (Western blot) were determined. Protocol 2: after adding ANP (1 µM), cANP(4-23) (NPR-C agonist, 1µM) or aminoguanidine (iNOS inhibitor, 1 µM) NOS activity in the right atrium and left ventricle of SHR and WKY was determined. Results Instillation with ANP reduced MBP and increased NOx in both groups. NOS activity was greater in SHR, and increased with the instillation of ANP. In SHR, greater eNOS and iNOS protein levels were observed, which were not modified by ANP. iNOS basal activity was greater in SHR. In the atrium, ANP interacts only with NPR-C in order to activate NOS, and NPR-A/B receptors would also take part in the ventricle. In this experimental model, the development and maintenance of hypertension could involve alterations in the interaction between both systems, ANP and NO.