ABSTRACT
RESUMEN Introducción: La restricción del crecimiento intrauterino es una alteración del desarrollo fetal que se caracteriza por una tasa de crecimiento durante la etapa fetal que es menor al potencial genético de crecimiento para la edad gestacional. Esta condición plantea una carga importante para la salud pública, ya que aumenta la morbimortalidad de la descendencia, a corto y a largo plazo, particularmente, por asociarse al desarrollo de enfermedad cardiovascular y metabólica en la vida adulta. Objetivos: Mediante el uso de herramientas bioinformáticas nos propusimos identificar posibles genes cardinales involucrados en la restricción del crecimiento intrauterino asociados al desarrollo de obesidad, hipertensión arterial y síndrome metabólico. Material y métodos: Obtuvimos un total de 343 genes involucrados en los fenotipos de interés e identificamos 20 genes que resultaron significativamente relevantes en el análisis de la red de interacción. Particularmente, cuatro de estos genes identificados codifican para factores de crecimiento o sus receptores, VEGFA, PDGFRB, IGF1R y EGFR. Además, identificamos genes relacionados con la insulina y el control de la homeostasis cardiovascular, como son el CTNNB1, APP, MYC y MDMD2. Por otra parte, el análisis de clústeres permitió reconocer los términos de ontología genética más significativos, entre los que se destacan aquellos relacionados con procesos biológicos de proliferación y muerte celular programada, de comunicación intercelular, del metabolismo proteico, y de desarrollo del sistema cardiovascular. Conclusiones: Los genes hallados en este estudio podrían ser de utilidad como biomarcadores putativos de la presencia de alteraciones cardiovasculares y metabólicas asociadas a la restricción del crecimiento intrauterino o potenciales blancos terapéuticos de estrategias de tratamiento orientadas al genotipo del paciente.
ABSTRACT Background: Intrauterine growth restriction is an abnormal fetal development characterized by a fetal growth rate lower than the potential genetic growth for the gestational age. This condition represents a major burden for public health systems, as it increases short and long-term morbidity and mortality in the offspring, particularly because of its association with the development of cardiovascular and metabolic disease in adult life. Objectives: The aim of the present study was to identify possible cardinal genes involved in intrauterine growth restriction associated with the development of obesity, hypertension and metabolic syndrome using bioinformatics tools. Methods: A total of 343 genes involved in the phenotypes of interest were obtained and 20 genes were identified as significantly relevant in the interaction network analysis. Specifically, four of these identified genes encode for growth factors or their receptors, VEGFA, PDGFRB, IGF1R and EGFR. We also identified genes related to insulin and cardiovascular homeostasis as CTNNB1, APP, MYC and MDMD2. Cluster analysis provided the most significant gene ontology terms, including those related to the biological processes of proliferation and programmed cell death, intercellular communication, protein metabolism and development of the cardiovascular system. Conclusions: The genes found in this study could be useful as putative biomarkers for the presence of cardiovascular and metabolic disorders associated with intrauterine growth restriction, or as potential therapeutic targets for treatment strategies directed to the patient's genotype.
ABSTRACT
Introducción Numerosos estudios sugieren que trastornos metabólicos y desequilibrios nutricionales durante la vida intrauterina pueden inducir adaptaciones que programen enfermedades cardiovasculares e hipertensión arterial. En trabajos previos mostramos que la restricción moderada de cinc durante la vida fetal, la lactancia y/o el crecimiento conduce al desarrollo de hipertensión arterial y disfunción renal en la adultez. Objetivos Evaluar la presencia de alteraciones cardiovasculares tempranas en ratas sometidas a una deficiencia moderada de cinc durante la vida fetal y la lactancia y si existen diferencias respecto del sexo. Material y métodos Ratas Wistar hembras recibieron durante la preñez hasta el destete una dieta control o baja en cinc. En el momento del nacimiento se conformaron cuatro grupos experimentales: machos y hembras nacidos de madres bajas y machos y hembras nacidos de madres controles. A los 6 y a los 21 días de vida se sacrificaron y se determinaron el peso corporal, el peso del corazón, parámetros morfométricos cardiovasculares, la actividad de la óxido nítrico sintasa en el sistema cardiovascular y el estado oxidativo cardíaco. Resultados El aporte insuficiente de cinc durante la vida fetal y la lactancia indujo un proceso de remodelación del cardiomiocito, diferente en machos que en hembras, un aumento del estrés oxidativo cardíaco, una remodelación hipotrófica de la aorta torácica y una disminución de la actividad de la óxido nítrico sintasa en el sistema cardiovascular. Conclusiones Este trabajo demuestra que la deficiencia de cinc induce alteraciones cardiovasculares, distintas en machos que en hembras, tempranas en el desarrollo, que podrían contribuir a la programación de enfermedades en la vida adulta.
Background Several studies suggest that metabolic disorders and nutrition imbalance during prenatal life may induce adaptations that program cardiovascular diseases and hypertension. We have previously shown that moderate zinc restriction during prenatal life, lactation and/or growth leads to the development of hypertension and renal dysfunction in adulthood. Objectives To evaluate the presence of early cardiovascular alterations in rats exposed to a moderate zinc deficient diet during prenatal life and lactation, and to determine whether there are differences between males and females. Material and Methods Female Wistar rats received low zinc diet or control diet from the beginning of pregnancy up to weaning. Four experimental groups were established at birth: males and females born from low-diet mothers, and males and females born from control-diet mothers. Male and female offspring were sacrificed at 6 and 21 days of life to evaluate body weight, heart weight, cardiovascular morphometric parameters and nitric oxide synthase activity in the cardiovascular system and cardiac oxidative status. Results The insufficient zinc intake during prenatal life and lacta-tion induced a remodeling process of the cardiomyocyte which was different in males and females, increased cardiac oxidative stress, produced a hypotrophic remodeling of the thoracic aorta and reduced nitric oxide synthase activity in the cardiovascular system. Conclusions This study shows that zinc deficiency induces cardiovascular abnormalities in early stages of development, which are different in males and females that may contribute to programming of diseases in adulthood.
ABSTRACT
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.
ABSTRACT
En trabajos previos demostramos que la activación de la sintetasa de óxido nítrico (NOS) mediaría, al menos en parte, las acciones hipotensoras, diuréticas y natriuréticas del péptido natriurético auricular (ANP). El objetivo fue investigar el tipo de receptor natriurético y los mecanismos de señalización involucrados en la activación de la NOS en presencia de ANP. Se trabajó con aurícula, aorta y riñon de ratas Wistar macho, previamente sacrificadas por decapitación. En dichos tejidos se midió la actividad de las NOS (pmol L-[U14C] citrulina/g tejido) utilizando L-[U14C] arginina como sustrato. Tanto el ANP como el cANP (4-23) (agonista específico de receptores NPR-C) aumentaron la actividad de la NOS en todos los tejidos y este aumento fue mayor para el ANP en el riñón y la aorta y similar para ambos péptidos en la aurícula. Estos efectos fueron bloqueados por la nifedipina (bloqueante de canales de Ca²+ tipo L). La inhibición de la proteína Gi1-2 con toxina pertussis bloqueó el efecto del cANP sobre la enzima tanto en la aurícula y la arteria como en el riñón. En la aurícula, la activación de la NOS mediada por el ANP se debería a la interacción del péptido con el receptor natriurético NPR-C, mientras que en el riñón y en la aorta participarían además los receptores natriuréticos NPR-A y/o B. El ANP interactuaría con el receptor NPR-C acoplado a la vía de la proteína Gi, activando la NOS Ca²+ dependiente.