Зменшення дієтичного натрію до 1000 мг на день зменшує нервово-судинну трансдукцію без стимулювання симпатичного відтоку

Від кафедри кінезіології та прикладної фізіології Університету штату Делавер, штат Ньюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

Відділ ниркових електролітів, Медичний факультет, Університет Пітсбурга, Пенсильванія (S.D.S.).

Листування з Вільямом Б. Фаркваром, кафедра кінезіології та прикладної фізіології, Університет штату Делавер, 540 S College Ave, 201M, Newark, DE 19713. Електронна пошта

Анотація

Ефекти дієти з низьким вмістом натрію, як та, яку рекомендує AHA, на MSNA та RAAS не були визначені у здорових людей, які страждають на нормальну норму. Існує також мало даних про вплив дієтичного натрію на нервово-судинну трансдукцію, що полягає у зміні побічного кровотоку та АТ у відповідь на сплески MSNA. Нещодавно повідомлялося про більші зниження судинної провідності та збільшення АТ з кожним сплеском MSNA (тобто нейросудинну трансдукцію) у осіб, які не перебувають у стадії гіпертонії та мають підвищений ризик розвитку гіпертонії в майбутньому, 20 що свідчить про те, що це клінічно важливий фізіологічний параметр для оцінки.

Отже, метою цього дослідження було порівняння фізіологічних ефектів дієти з низьким вмістом натрію (визначеної тут як 1000 мг/добу) з більш широко рекомендованою дієтою 2300 мг/добу. Ми провели рандомізоване, перехресне, контрольоване дослідження годування та оцінили RAAS, симпатичний відтік та нервово-судинну трансдукцію на кожній дієті. Ми припустили, що більш консервативне зниження споживання натрію тут (1000 мг/добу) не стимулюватиме симпатичну нервову систему. Показано, що знижений вміст натрію в їжі покращує функцію ендотелію. 13,17,18,21 Оскільки судинорозширювальні сполуки, отримані з ендотелію, можуть притупити нервово-судинну трансдукцію, ми висунули гіпотезу, що дієта натрію 1000 мг/добу зменшить нервово-судинну трансдукцію. Через надійну зворотну залежність між споживанням натрію та активацією RAAS, 7,17,18 ми також припустили, що компоненти RAAS будуть підвищені на дієті 1000 мг/добу. Наскільки нам відомо, це перше дослідження, яке вивчає зміни натрію в їжі нервово-судинної трансдукції. Крім того, ці дані потенційно можуть послужити ширшій дискусії щодо рекомендацій щодо натрію для дорослих, які страждають від норми.

Методи

Дані та аналітичні методи, що підтверджують висновки цього дослідження, доступні у відповідного автора за обґрунтованим запитом. Письмова та усна згода була отримана від усіх учасників, а протокол дослідження та процедури були затверджені Інституційною комісією з огляду університету штату Делавер та відповідають положенням Гельсінської декларації. Дані, що повідомляються тут, були зібрані в рамках більш масштабного дослідження, присвяченого дієтичному натрію та серцево-судинній функції (URL: https://www.clinicaltrials.gov. Унікальний ідентифікатор: NCT02881515).

Учасники дослідження

Усі учасники пройшли повний скринінг історії хвороби. Більш детальна інформація про відбір учасників наведена в Інтернет-додатку до даних. Вік учасників коливався від 22 до 43 років. Критерії виключення включали в анамнезі діагноз гіпертонії, серцево-судинні захворювання, злоякісні пухлини, цукровий діабет, ниркові порушення, вагітність, ожиріння (індекс маси тіла> 30 кг/м 2) та вживання тютюну. Характеристики учасників наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Характеристики базового учасника

А означає азіатський; ІМТ, індекс маси тіла; DBP, діастолічний артеріальний тиск; ЛПВЩ, ліпопротеїди високої щільності; Л, латиноамериканець; ЛПНЩ, ліпопротеїди низької щільності; SBP, систолічний артеріальний тиск; і W, білий.

Дієтичне втручання натрію

Дієта з низьким вмістом натрію складала 1000 мг/добу (2,6 г NaCl/добу), а дієта з помірним/рекомендованим натрієм складала 2300 мг/добу (6,0 г NaCl/добу). Дієти складали 10 днів кожна, ізокалорійна, з урахуванням калію (2500 мг/добу) і давалась у рандомізованому порядку, розділених ≥4-тижневим вимиванням. Рекомендована натрієва дієта була обрана на основі дієтичних рекомендацій США. 22 Ми розробили дієту з низьким вмістом натрію, яка відповідає нормам AHA для оптимального споживання натрію. 2,3 Некалорійне споживання рідини було вільним, але зафіксовано.

Цілодобова сеча та АТ

Амбулаторний АТ оцінювали протягом останнього 24-годинного періоду обох дієт. Учасники носили амбулаторний монітор АТ ("Оскар-2" зі "Сфігмакором", "SunTech Medical") на своїй недомінантній руці протягом того самого 24-годинного періоду. Монітор вимірював АТ кожні 20 хвилин з 6001 до 2200 годин та кожні 30 хвилин з 2201 до 6000 годин. Ми повідомляємо про пробудження АТ, як описано раніше. 23 24-годинну сечу також збирали у захищений від світла, стерильний контейнер на 3500 мл. Ми виміряли загальний об’єм сечі, питому вагу сечі, електроліти в сечі та осмоляльність сечі за 24-годинною пробою. Швидкість потоку сечі розраховували і використовували для визначення 24-годинної екскреції натрію. Учасникам було доручено утриматися від кофеїну та робити вправи протягом 24 годин до та під час 24-годинного збору сечі та АТ.

Навчальний візит

Учасники звітували в лабораторію після ≥4-годинного голодування. Слідчі були засліплені щодо призначення дієти учасника. Учасники пройшли інструментарій для проведення ЕКГ та осцилометричного вимірювання АТ у верхній частині плеча (домінуюча рука; Dash 2000, GE Medical Systems). В домінуючу руку учасника ввели внутрішньовенний катетер крові. Побічний АТ оцінювали за допомогою сервокерованої пальцевої фотоплетизмографії (Finometer, Finapres Medical Systems). Варіативність побічних ударів АТ розраховували протягом 10 хвилин спокійного відпочинку, використовуючи середній індекс реальної мінливості. Середній індекс реальної мінливості обчислює середнє значення абсолютних різниць між усіма послідовними вимірами АТ і, як вважається, надає подальше прогностичне значення порівняно з традиційними індексами мінливості АТ. 23,24

М’язова симпатична нервова діяльність

Багатоодиничну, постгангліонарну MSNA безпосередньо реєстрували за допомогою активного вольфрамового мікроелектрода, введеного в малогомілкової нерв, за допомогою стандартних методів мікронейрографії. 25 Сировинний сигнал посилювали (80–90 000 x), фільтрували смуговий прохід (0,7–2,0 КГц), випрямляли та інтегрували (постійна часу, 0,1 секунди) за допомогою аналізатора нервового трафіку (модель 662c-3, Nerve Traffic Analyzer, Університет Айови, Біоінженерія). Як непрямий показник серцевого симпатичного відтоку ми розрахували варіабельність серцевого ритму (описану в Інтернет-додатку до даних).

Потік крові в ногах

Постійні вимірювання діаметра та швидкості загальної стегнової артерії отримували за допомогою дуплексного доплерівського ультразвуку (Logiq P5, GE), як описано раніше. 20,26 Коротко, для оптимального зображення було обрано 10- або 12-МГц лінійний перетворювач. Швидкість крові одночасно отримували з діаметром в імпульсно-хвильовому режимі при куті інсонації ≤60 ° і працюючи при лінійній частоті 5 МГц.

Гемодинамічний аналіз даних

Біохімічний аналіз

Після ≥20-хвилинного періоду відпочинку в положенні лежачи на спині відбирали пробу крові в спокої, щоб оцінити сироваткові електроліти, осмоляльність плазми, гемоглобін та гематокрит. Активність реніну плазми (PRA), альдостерон у сироватці крові та ангіотензин II у сироватці крові (Ang II) вимірювали за допомогою радіоімунологічного аналізу та плазми, а норадреналін у сечі вимірювали методом ІФА в Biomarker Analytical Core Університету Вейк-Форест. Більш детальна інформація про методологію наведена в Інтернет-додатку до даних.

Статистичний аналіз

Дані гемодинаміки, MSNA та RAAS порівнювали, використовуючи 2-бічні парні т тести. Трансдукцію порівнювали за допомогою двостороннього повторного вимірювання ANOVA (дієта × час) та пост-хок аналізу Тукі. Дані піддавали тестуванню на нормальність за допомогою тестів Д’Агостіно-Пірсона перед параметричним тестуванням. Ненормально розподілені змінні аналізували за допомогою критерію Вілкоксона зі знаком. Статистичне значення було встановлене P

Таблиця 2. Гемодинамічні та ниркові реакції на дієтичні маніпуляції натрієм

Змінна 2300 мг/д Na + 1000 мг/д Na+P значенняМаса, кг70,9 ± 2,971,0 ± 2,90,86Гемоглобін, г/дл13,4 ± 0,313,2 ± 0,30,52Гематокрит,%39 ± 139 ± 10,29Плазма Osm (мОсм/кг H2O)289 ± 1287 ± 10,39Сироватка Na +, ммоль/л141,0 ± 0,6139,8 ± 0,4 *0,047Сироватка К +, ммоль/л4,14 ± 0,14,23 ± 0,10,50Cl - сироватка крові, ммоль/л103,3 ± 0,6103,7 ± 0,80,70Сеча Na +, ммоль/24 год84,8 ± 10,236,8 ± 6,7 *

Фігура 1. Вплив зменшення дієтичного натрію з 2300 до 1000 мг/добу на активацію ренін-ангіотензин-альдостеронової системи (RAAS). Зменшення дієтичного натрію з 2300 до 1000 мг/добу в харчовому натрію призвело до збільшення (A) активність реніну в плазмі (n = 17), (B) альдостерон (n = 17) та (C.) Ангіотензин II (n = 14). Відкриті бари позначають дієту 2300 мг/добу, а заповнені бари - дієту 1000 мг/добу. *P

Індекси симпатичного відтоку представлені на малюнку 2. Репрезентативні нейрограми, отримані від одного учасника на дієті натрію 2300 мг/добу та дієти натрію 1000 мг/добу, представлені на малюнках 2А та 2В, відповідно. Частота сплесків (Малюнок 2C) та частота сплесків (Малюнок 2D) не відрізнялися на дієті натрію 1000 мг/добу порівняно з дієтою 2300 мг/добу. Відповідно до висновків MSNA, норадреналін у плазмі не відрізнявся на дієті натрію 1000 мг/добу порівняно з дієтою натрію 2300 мг/добу (рис. 2Е). Екскреція норадреналіну з сечею також не відрізнялася на дієті натрію 1000 мг/добу порівняно з дієтою натрію 2300 мг/добу (30,6 ± 3,3 проти 23,5 ± 3,1 нг/хв., P> 0,10). Заходи ВСР не відрізнялись між різними дієтами. Детальні результати можна знайти в Інтернет-додатку до даних.

Малюнок 2. Вплив зменшення харчового натрію з 2300 до 1000 мг/добу на симпатичний відтік спокою. Репрезентативні відстеження ЕКГ, активності м’язових симпатичних нервів (МСНА) та артеріального тиску (АТ) від одного учасника (A) 2300 мг/добу та (B) 1000 мг/день дієти. Вплив зменшення дієтичного натрію з 2300 до 1000 мг/добу в харчовому натрії призвів до (C.) частота сплеску (n = 11), (D) частота сплесків (n = 11) та (Е) норадреналін у плазмі крові (NE; n = 17). Значення заходів не відрізнялись між дієтами (P> 0,05 для всіх).

Дані про нервово-судинну трансдукцію представлені на малюнку 3. Нейро-судинна трансдукція була нижчою на дієті 1000 мг/добу порівняно з дієтою натрію 2300 мг/добу, що вказує на те, що на кожний розрив нерва спостерігалося менше судинозвужувальної реакції, яка опосередковує зміну АТ або потік крові по битах. Незалежно від дієтичного стану, пікова зміна MAP корелювала з мінливістю MAP (Pearson р= 0,56; P

Малюнок 3. Вплив зменшення дієтичного натрію з 2300 до 1000 мг/добу на трансформацію симпатичної судини у спокої. Вплив спалахів спонтанної діяльності м'язового симпатичного нерва (MSNA) на (A) збільшення середнього артеріального тиску (MAP; n = 11) та (B) процентна зміна судинної провідності ніг (LVC; n = 8) протягом 10 серцевих циклів після спалаху MSNA. Зменшення дієтичного натрію з 2300 до 1000 мг/добу послаблювало зміни MAP та LVC після спонтанних спалахів MSNA. Відкриті квадрати позначають дієту 2300 мг/добу, а замкнені кола - дієту 1000 мг/добу. *P

У підгрупі учасників ми дослідили взаємозв'язок між піковою зміною MAP та LVC із змінами Ang II, альдостерону та PRA. Зміни в Ang II були суттєво пов'язані зі зміною трансдукції, виміряної за допомогою MAP (n = 8, Пірсон р= 0,84, P= 0,01) та LVC (n = 7, Пірсон р= −0,80, P= 0,03). Зміни альдостерону були суттєво пов'язані зі зміною трансдукції, виміряної за допомогою LVC (n = 8, Пірсон р= −0,92, P 29,30

Експериментальні дослідження з використанням дієт з надзвичайно низьким вмістом натрію збільшують MSNA 14–16 та перекидання норадреналіну в нирках. Деякі з цих досліджень також продемонстрували збільшення норадреналіну в плазмі крові, 15 порушення барорефлекторного контролю MSNA, 14,16 та порушення чутливості до серцево-вагінального барорефлексу. 16 Однак рідко хтось добровільно знижує дієтичний натрій до рівня натрію, використовуваного в попередніх дослідженнях, де повідомлялося про збільшення MSNA. Крім того, у цих попередніх дослідженнях брали участь пацієнти від легкої до середньої гіпертонії. 14–16 Враховуючи більш скромне зниження натрію, яке застосовувалось у цьому дослідженні, а також той факт, що популяція була молодшою та здоровою, ці результати є більш застосовними до загальної популяції. Варто також зазначити, що 1000 мг/день натрію тут нижче рекомендацій AHA щодо не більше 1500 мг натрію на день для оптимального здоров'я серцево-судинної системи. Таким чином, рекомендація AHA щодо оптимального споживання натрію, який помірно перевищує рівень натрію, що використовується тут, навряд чи спричинить збільшення вихідного симпатичного відтоку у здорових дорослих.

У цьому дослідженні помірне обмеження натрію активувало РААС і послаблювало трансформацію симпатичної судини. У світлі цих супутніх змін ми розглянули взаємозв'язок між зміною RAAS та змінами нервово-судинної трансдукції від рекомендованої до зниженої дієти натрію. Важливо, що зміни PRA, Ang II та альдостерону були тісно пов’язані зі змінами в трансдукції симпатичної судини. Ці дані свідчать про те, що особи, які зазнали більшого збільшення РААС під час обмеження натрію, мали менші показники трансдукції. Ці співвідношення вказують на те, що РААС може посилювати симпатично опосередковану вазоконстрикцію, так що особи з підвищеним РААС мають більшу вазоконстрикцію для даного рівня симпатичного відтоку.

У сукупності ці висновки дозволяють припустити, що індуковані харчовими солями зміни в симпатичній трансдукції можуть мати важливе клінічне значення, і, наскільки нам відомо, ці дані є першими, хто документує диетичні зміни, спричинені натрієм, у симпатичній трансдукції. Дійсно, існує велика кількість літератури, яка припускає, що довгострокове зниження натрію викликає зниження АТ на рівні популяції. 2,3 На підтвердження цього, зниження нервово-судинної трансдукції із зниженням натрію в цьому дослідженні може бути раніше недооціненою перевагою зниження натрію з точки зору майбутнього ризику гіпертонії.

Обмеження

Перспективи

Існує мало даних про вплив дієтичного натрію на нервово-судинну трансдукцію, що полягає у зміні побічного кровотоку та артеріального АТ у відповідь на спалахи діяльності симпатичного нерва. Це важливо, оскільки нещодавно повідомлялося про більші зниження кровотоку та скорочення АТ з кожним сплеском активності симпатичного нерва (тобто нервово-судинною трансдукцією) у осіб, які не страждають на артеріальну гіпертензію та мають підвищений ризик розвитку гіпертонії в майбутньому. 20