dezvoltarea

  • obiecte
  • abstract
  • Fundal:
  • metode:
  • rezultatele:
  • concluzie:
  • Principalul
  • Rezultatul
  • Dietele cu deficit de clorură și sodiu au indus NC la șobolanii tineri
  • NC indusă de contracția severă a volumului ECF
  • Excreția urinară de calciu la șobolanii NC
  • Asocierea excreției urinare de fosfor cu NC
  • Efectele administrării intraperitoneale de furosemid în grupurile dietetice
  • Tensiunea arterială la șobolani cu sau fără NC
  • Creșterea șobolanilor Hrană cu clorură sau dietă cu deficit de sodiu/clorură
  • discuţie
  • metode
  • Subiecte și protocol
  • măsurare
  • Analiza datelor
  • Declarația de sprijin financiar
  • dezvăluire

obiecte

  • Modele de boli animale
  • Boală renală pediatrică
  • patogeneza

abstract

Fundal:

Nefocalcinoza (NC) este o problemă clinică importantă observată la sugarii prematuri cu boală critică tratați cu diuretice de ansă. Nu există modele animale fiabile disponibile pentru a studia patogeneza NC la sugari prematuri. Scopul acestui studiu a fost acela de a dezvolta un model animal NC reproductibil și relevant din punct de vedere clinic la acești pacienți și de a investiga efectul contracției volumului fluidului extracelular (ECF) indus de depleția de sodiu și clorură în acest proces.

metode:

Șobolanii Sprague-Dawley înțărcați de trei săptămâni au fost hrăniți cu o dietă cu deficit de clorură sau sodiu sau ambele. Un subset de șobolani din fiecare grup de dietă au fost injectați zilnic cu furosemid (40 mg/kg ip).

rezultatele:

Șobolanii hrăniți cu o dietă de control, cu sau fără furosemid sau cu o dietă fără cloruri nu au dezvoltat NC. În schimb, 50% dintre șobolani injectați cu furosemid și hrăniți cu o dietă fără cloruri au dezvoltat NC. În plus, 94% dintre șobolani hrăniți cu o dietă combinată sărăcită cu sodiu și clorură au dezvoltat NC, independent de utilizarea furosemidului. NC a fost asociat cu dezvoltarea unei scăderi accentuate a volumului ECF; alcaloză hipocloremică, hipokalemică, metabolică; fosfaturie crescută; și întârzierea creșterii.

concluzie:

Contracția severă a volumului ECF indusă de depleția cronică de sodiu și clorură pare să joace un rol important în patogeneza NC.

Principalul

În prezent, nu există modele animale care să încerce să reproducă anomalii ale fluidelor și ale electroliților care sunt asociate cu dezvoltarea NC la un copil prematur. Un model anterior care folosea ip furosemidă singur la șobolani înțărcați pe o dietă de control a fost capabil să inducă NC (17); cu toate acestea, aceste modificări nu au putut fi reproduse în experimentele noastre preliminare. În plus, nu s-a demonstrat că furosemida induce NC la șobolanii adulți hrăniți cu o dietă de control (18).

Alte studii la șobolani adulți au obținut NC utilizând o combinație de epuizare a clorurii fie cu un fosfat, fie cu o dietă bogată în sulfat (18, 19). Încărcarea izolată a fosfatului este cauzată permanent de NC numai la șobolanii tineri (20). Scopul acestui studiu a fost, prin urmare, de a dezvolta un sistem fiabil și reproductibil al unui model animal de NC care imită modificările fiziopatologice asociate cu dezvoltarea NC la sugarii prematuri care primesc furosemid, la copiii cu tubulopatie renală ereditară sau la copiii cu pierderi de volum extrarenal. și electroliți, cum ar fi cei găsiți în CLD sau stenoza pilorică.

Rezultatul

Dietele cu deficit de clorură și sodiu au indus NC la șobolanii tineri

În special, aproape toți șobolanii hrăniți cu o dietă combinată cu deficit de sodiu și clorură au dezvoltat NC ușoară până la severă (valoarea P

von Kossa și colorarea roșie Alizarin a secțiunilor de rinichi de la șobolani Sprague-Dawley. Panoul afișează ( A ) de Kossa și ( b ) colorarea roșu alizarinei de la șobolani hrăniți cu o dietă de control; ( c ) de Kossa și ( d ) colorarea roșu alizarinei de la șobolani hrăniți cu o dietă săracă în cloruri + ip furosemid; A ( e ) de Kossa și ( f ) colorarea roșu alizarinei de la șobolani hrăniți cu o dietă săracă în sodiu și slab clorură. Toate panourile reprezintă mărirea originală × 25.

Imagine la dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

Examinarea secțiunilor renale de șobolan colorate cu von Kossa cu hematoxilină și eozină (datele nu sunt prezentate) sub lumină polarizată nu a reușit să detecteze cristale birefringente la animalele NC. Acest lucru a fost confirmat și de colorarea cu roșu Alizaren ( figura 1 ) arată că majoritatea zăcămintelor erau compuse în principal din fosfat de calciu. Niciunul dintre șobolani hrăniți cu dieta de control nu a dezvoltat NC.

NC indusă de contracția severă a volumului ECF

Șobolanii care au dezvoltat o contracție puternică a volumului de lichid extracelular (ECF), dovadă fiind scăderea greutății, creșterea hematocritului și creșterea azotului ureic din sânge, au fost mai susceptibile de a dezvolta NC ( tabelul 3 ). Cu toate acestea, clorurile selective cu deficit de clorură au dezvoltat o contracție semnificativă în volumul ECF, dar nu au dezvoltat NC. Aceste constatări sugerează că o reducere a volumului ECF singură nu este suficientă pentru a induce NC. Șobolanii hrăniți cu o dietă scăzută de sodiu/clorură au avut o cantitate medie mai mare de urină (ml/zi) (P

Excreție urinară de calciu de 24 de ore pe categorii nutriționale. Excreția urinară de calciu exprimată ca raportul dintre calciu și creatinină la 24 de ore (mg/mg). Punctele negre solide reprezintă o valoare> 1,5 ori intervalul interquartilei față de valoarea quartilei superioare.

Imagine la dimensiune completă

Asocierea excreției urinare de fosfor cu NC

După cum se menționează în în tabelul 2, excreția urinară de fosfor a fost de peste două ori mai mare la șobolanii hrăniți cu o dietă săracă în sodiu și cu clorură scăzută comparativ cu martorii. În plus, la șobolanii hrăniți cu o dietă scăzută de clorură și tratați cu furosemidă ip, cei care au dezvoltat NC au avut o excreție de fosfor urinar de 10 ori mai mare decât cei care nu au (P

Creșterea medie zilnică în greutate în grupul de intervenție dietetică. Whiskers înseamnă înseamnă ± bare SD. Cercurile negre solide pline de linii solide reprezintă șobolani hrăniți cu o dietă săracă în cloruri. Triunghiurile cu puncte deschise reprezintă șobolani hrăniți cu o dietă săracă în sodiu/clorură. Cercurile deschise cu o linie punctată reprezintă șobolani hrăniți cu o dietă de control și primesc ip de furosemid. Diamantele negre solide cu o linie punctată reprezintă șobolani hrăniți doar cu o dietă de control.

Imagine la dimensiune completă

discuţie

Există mai multe descoperiri potențiale relevante din punct de vedere clinic care pot fi deduse din aceste date. În primul rând, acest studiu descrie un model fiabil de animale mici pentru a studia patogeneza NC la sugari prematuri. Acest model produce NC fiabil și sever într-o proporție semnificativă de șobolani (50-100%) ( tabelul 1 ). Studiile anterioare au arătat că înțărcătorii oferă un model de model relevant clinic pentru a studia modul în care modificările cronice ale consumului dietetic de sodiu și clorură modulează volumul fluidului ECF, creșterea generală a corpului, sinteza proteinelor musculare și activarea sistemului sistemic și local renal-angiotensină (21, 22, 23, 24). Organismele în creștere rapidă ale sugarilor prematuri și șobolanilor tineri au nevoie de electroliți pentru a sprijini extinderea volumului de ECF necesar pentru creșterea normală (21, 25, 26, 27). În plus, șobolanii tineri sunt mai susceptibili la dezvoltarea NC decât șobolanii adulți (28) și sunt mai sensibili la efectele restricției dietice de sodiu/clorură (26). În conformitate cu studiile anterioare (21, 25), datele noastre sugerează că creșterea încetinită observată la șobolanii hrăniți cu o dietă cu deficit de sodiu și/sau clorură poate fi explicată, cel puțin parțial, prin aportul caloric redus și o scădere semnificativă a volumului ECF.

Studiile privind dezvoltarea NC în contextul unei diete bogate în fosfor sau al epuizării magneziului nu au arătat regresie atunci când animalele au fost trecute la o dietă de control (32, 33). Dacă acest lucru este cazul în modelul nostru animal este un domeniu care necesită o examinare suplimentară. Nu este clar dacă NC asociat cu depleția de sodiu/clorură este asociat cu modificări pe termen lung ale funcției renale. NC indusă de fosfor excesiv în dietă este asociată cu creșterea excreției urinare de albumină (34).

Studiul nostru are mai multe limitări. Primul este că conținutul de calciu din rinichi nu a fost măsurat direct. Cu toate acestea, studiile anterioare au arătat că conținutul de calciu al rinichilor este puternic corelat cu severitatea NC (35). Al doilea este absența urmăririi cursului de timp longitudinal pentru a determina cantitatea minimă de timp necesară pentru dezvoltarea NC, precum și modificările inițiale ale excreției urinare și electrolitice a fosforului. Al treilea este că, fără a măsura PTH în modelul nostru animal, obținerea unei înțelegeri cuprinzătoare a patogenezei NC este limitată. În al patrulea rând, nu am putut determina în mod direct efectul calciuric al furosemidului în fiecare grup de studiu, deoarece probele de urină împerecheate nu au fost obținute înainte și după administrarea furfemosidei la fiecare șobolan. În cele din urmă, am folosit nivelurile serice de creatinină, azot din sânge și hematocrit pentru a estima funcția renală și volumul ECF. Cu toate acestea, în studiile anterioare folosind un sistem similar de șobolan, am arătat că, în absența tulburărilor de sângerare, acești markeri se pot corela cu modificările sistemului renină-angiotensină-aldosteron și contracția volumului ECF (22).

În rezumat, am dezvoltat un model de șobolan de încredere pentru a studia patogeneza NC la sugari prematuri. Concluzionăm că depleția cronică de sodiu și clorură dietetică, care duce la contracție severă a ECF, alcaloză metabolică hipocloremică și fosfaturie crescută, este un factor de risc major pentru dezvoltarea NC la șobolanii tineri. Aceste descoperiri sugerează că furosemida poate accelera dezvoltarea NC la sugarii prematuri, cel puțin parțial prin acest mecanism simplu. Sunt necesare studii suplimentare pentru a valida această ipoteză la sugarii prematuri și pentru a elucida mecanismul de bază implicat în patogeneza NC în acest nou sistem de modele animale.

metode

Următorul protocol a fost aprobat de Comitetul instituțional pentru îngrijirea animalelor și utilizarea acestuia în Institutul de cercetare al Centrului Medical Național pentru Copii.

Subiecte și protocol

Șobolanii Sprague-Dawley masculi la vârsta de trei săptămâni (Taconic, Germantown, NY) au fost hrăniți cu diete cu deficit de sodiu (3).

Declarația de sprijin financiar

Acest studiu a fost susținut de Institutele Naționale de Sănătate (NIH; Bethesda, MD). Premiul pentru cercetarea carierei în sănătate pentru copii (05K12-HD001399-12) și NIH premiat cu R01 DK-049419 și R01 HL102497.