От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

Отделение за бъбречно-електролит, Катедра по медицина, Университет в Питсбърг, Пенсилвания (S.D.S.).

Кореспонденция на Уилям Б. Фаркуар, Катедра по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, 540 S College Ave, 201M, Нюарк, DE 19713. Имейл

От катедрата по кинезиология и приложна физиология, Университет в Делауеър, Нюарк (M.C.B., A.T.R., K.U.M., J.C.W., M.M.W., W.B.F.)

Резюме

Ефектите от диета с ниско съдържание на натрий, подобна на препоръчаната от AHA, върху MSNA и RAAS не са определени при здрави хора с нормална артерия. Съществуват и оскъдни данни за ефектите на диетичния натрий върху невроваскуларната трансдукция, което представлява промяната в притока на кръвен поток и BP в отговор на изблици на MSNA. Напоследък се съобщава за по-голям спад на съдовата проводимост и повишаване на АН с всеки изблик на MSNA (т.е. невро-съдова трансдукция) при нормотензивни индивиди, които са с повишен риск за бъдещо развитие на хипертония, 20 което предполага, че това е клинично значим физиологичен параметър за оценка.

Следователно целта на това проучване е да се сравнят физиологичните ефекти на диета с по-ниско съдържание на натрий (дефинирана тук като 1000 mg/d) с по-широко препоръчваната диета от 2300 mg/d. Извършихме рандомизирано, кръстосано, контролирано проучване за хранене и оценихме RAAS, симпатиковия отток и невроваскуларната трансдукция при всяка диета. Ние предположихме, че по-консервативното намаляване на приема на натрий тук (1000 mg/d) няма да стимулира симпатиковата нервна система. Доказано е, че намаленият натриев хранителен прием подобрява ендотелната функция. 13,17,18,21 Тъй като вазодилататорните съединения, получени от ендотели, могат да притъпят невроваскуларната трансдукция, ние предположихме, че диетата от 1000 mg/d натрий би намалила невроваскуларната трансдукция. Поради стабилната обратна връзка между приема на натрий и активирането на RAAS, 7,17,18 ние също предположихме, че компонентите на RAAS ще бъдат повишени при диета от 1000 mg/ден. Доколкото ни е известно, това е първото проучване за изследване на диетични натриеви промени в невроваскуларната трансдукция. Освен това тези данни потенциално информират по-широката дискусия относно препоръките за натрий за възрастни с нормална артерия.

Методи

Данните и аналитичните методи, които подкрепят констатациите на това проучване, са на разположение от съответния автор при разумно искане. Писмено и устно съгласие беше получено от всички участници, а протоколът и процедурите за изследване бяха одобрени от Институционалния съвет за преглед на Университета в Делауеър и съответстват на разпоредбите на Декларацията от Хелзинки. Данните, съобщени тук, са събрани като част от по-голямо проучване, фокусирано върху диетичния натрий и сърдечно-съдовата функция (URL: https://www.clinicaltrials.gov. Уникален идентификатор: NCT02881515).

Участници в проучването

Всички участници бяха подложени на пълен скрининг на медицинската история. Допълнителни подробности за скрининга на участниците са предоставени в онлайн само Приложението за данни. Възрастта на участниците варира от 22 до 43 години. Критериите за изключване включват анамнеза за диагноза хипертония, сърдечно-съдови заболявания, злокачествени заболявания, захарен диабет, бъбречно увреждане, бременност, затлъстяване (индекс на телесна маса> 30 kg/m 2) и употреба на тютюн. Характеристиките на участниците са представени в таблица 1.

маса 1. Характеристики на базовия участник

А означава азиатски; ИТМ, индекс на телесна маса; DBP, диастолично кръвно налягане; HDL, липопротеини с висока плътност; L, латино; LDL, липопротеини с ниска плътност; SBP, систолично кръвно налягане; и W, бяло.

Диетична интервенция на натрий

Диетата с по-ниско съдържание на натрий се състои от 1000 mg/d (2.6 g NaCl/d), а диетата с умерен/препоръчителен натрий се състои от 2300 mg/d (6.0 g NaCl/d). Диетите са били по 10 дни, изокалорични, съпоставени с калий (2500 mg/d) и дадени в рандомизиран ред, разделен с ≥4-седмично измиване. Препоръчителната натриева диета е избрана въз основа на диетичните насоки на САЩ. 22 Проектирахме диетата с ниско съдържание на натрий, за да бъде в рамките на AHA насоките за оптимален прием на натрий. 2,3 Некалоричният прием на течности е бил ad libitum, но е регистриран.

24-часова урина и АН

Амбулаторният АН се оценява през последния 24-часов период и на двете диети. Участниците носеха амбулаторен монитор за АН (Оскар 2 със Sphygmacor, SunTech Medical) на недоминиращата си ръка за същия 24-часов период. Мониторът измерва BP на всеки 20 минути от 6001 до 2200 часа и на всеки 30 минути от 2201 до 6000 часа. Съобщаваме за буден BP, както е описано по-горе. 23 Двадесет и четиричасовата урина също се събира в защитен от светлина, стерилен контейнер от 3500 ml. Измерихме общия обем на урината, специфичното тегло на урината, електролитите в урината и осмолалността на урината от 24-часовата проба. Изчислява се скоростта на урината и се използва за определяне на 24-часовата екскреция на натрий. Участниците бяха инструктирани да се въздържат от кофеин и да се упражняват 24 часа преди и по време на 24-часовото събиране на урина и АН.

Учебно посещение

Участниците се отчитат в лабораторията след ≥4-часово гладуване. Разследващите бяха заслепени за диетата на участника. Участниците бяха инструктирани за ЕКГ и осцилометрично измерване на АН в горната част на ръката (доминиращо рамо; Dash 2000, GE Medical Systems). В доминиращата ръка на участника беше поставен интравенозен кръвен катетър. BP по ритъм се оценява чрез серво-контролирана фотоплетизмография на пръстите (Finometer, Finapres Medical Systems). Изменчивостта на бийт-бийт BP се изчислява за 10 минути тиха почивка, като се използва средният индекс на реална вариабилност. Средният индекс на реална променливост изчислява средната стойност на абсолютните разлики между всички последователни измервания на АН и се смята, че осигурява допълнителна прогностична стойност в сравнение с традиционните индекси на променливостта на АН. 23,24

Мускулна симпатична нервна активност

Многоединичната, постганглионарна MSNA е записана директно с помощта на активен волфрамов микроелектрод, вмъкнат в перонеалния нерв, използвайки стандартни техники за микроневрография. 25 Необработеният сигнал се усилва (80–90 000 х), филтрира лентово пропускане (0,7–2,0 KHz), коригира се и се интегрира (времева константа, 0,1 секунди) с помощта на анализатор на нервния трафик (модел 662c-3, анализатор на нервен трафик, Университет на Айова Биоинженеринг). Като индиректен индекс на сърдечно-симпатиковия отток, ние изчислихме вариабилност на сърдечния ритъм (описан в онлайн добавка за данни).

Поток на кръвта в краката

Непрекъснати измервания на диаметъра и скоростта на общата бедрена артерия бяха получени чрез дуплексен доплер ултразвук (Logiq P5, GE), както беше описано по-горе. 20,26 Накратко, за оптимално изображение беше избран 10- или 12-MHz преобразувател с линейна решетка. Скоростта на кръвта беше получена едновременно с диаметър в режим на импулсна вълна при ъгъл на инсониране ≤60 ° и работещ при линейна честота 5 MHz.

Анализ на хемодинамични данни

Биохимичен анализ

След ≥20-минутен период на почивка в легнало положение се взема кръвна проба за почивка, за да се оценят серумните електролити, плазмен осмолалитет, хемоглобин и хематокрит. Активността на плазмения ренин (PRA), серумният алдостерон и серумният ангиотензин II (Ang II) бяха измерени чрез радиоимуноанализ и плазма, а норепинефринът в урината беше измерен чрез ELISA в Biomarker Analytical Core в университета Wake Forest. Допълнителни подробности за методологията са предоставени в онлайн добавката за данни.

Статистически анализ

Данните за хемодинамика, MSNA и RAAS бяха сравнени, използвайки сдвоени двойки т тестове. Трансдукцията е сравнена с използване на двупосочни повторни мерки ANOVA (диета × време) и анализ на Tukey post hoc. Данните бяха подложени на тестване за нормалност с помощта на тестове на D’Agostino-Pearson преди параметрично тестване. Ненормално разпределените променливи бяха анализирани с помощта на теста на Wilcoxon подписан ранг. Статистическата значимост беше определена на P

Таблица 2. Хемодинамични и бъбречни реакции на манипулацията с натрий в храната

Променлива 2300 mg/d Na + 1000 mg/d Na+P стойностТегло, кг70,9 ± 2,971,0 ± 2,90.86Хемоглобин, g/dL13,4 ± 0,313,2 ± 0,30,52Хематокрит,%39 ± 139 ± 10,29Плазма Osm (mOsm/kg H2O)289 ± 1287 ± 10,39Серум Na +, mmol/L141,0 ± 0,6139,8 ± 0,4 *0,047Серум K +, mmol/L4,14 ± 0,14,23 ± 0,10,50Серумен Cl -, mmol/L103,3 ± 0,6103,7 ± 0,80,70Урина Na +, mmol/24-h84,8 ± 10,236,8 ± 6,7 *

намаляването

Фигура 1. Ефект от намаляването на хранителния натрий от 2300 на 1000 mg/ден върху активирането на ренин-ангиотензин-алдостероновата система (RAAS). Намаляването на диетичния натрий от 2300 на 1000 mg/d в диетичния натрий води до увеличаване (A) активност на плазмения ренин (n = 17), (Б.) алдостерон (n = 17) и (° С) Ангиотензин II (n = 14). Отворените ленти означават диетата от 2300 mg/ден, а напълнените ленти - диетата от 1000 mg/ден. *P

Индексите на симпатиковия отток са отчетени на Фигура 2. Представителни неврограми, получени от един участник на 2300 mg/d натриева диета и 1000 mg/d натриева диета, са представени съответно на Фигура 2A и 2B. Честотата на спукване (Фигура 2C) и честотата на спукване (Фигура 2D) не се различават при диетата с 1000 mg/d натрий в сравнение с диетата от 2300 mg/d. В съответствие с констатациите на MSNA, плазменият норепинефрин не се различава при диетата с 1000 mg/d натрий в сравнение с диетата от 2300 mg/d натрий (Фигура 2Е). Екскрецията на норепинефрин в урината също не се различава при диетата с 1000 mg/d натрий в сравнение с диетата от 2300 mg/d натрий (30,6 ± 3,3 срещу 23,5 ± 3,1 ng/min, P> 0,10). Мерките на HRV не се различават при различните диети. Подробни резултати могат да бъдат намерени в онлайн добавката за данни.

Фигура 2. Ефект от намаляване на хранителния натрий от 2300 на 1000 mg/ден върху симпатиковия поток в покой. Представителни проследявания на ЕКГ, мускулна симпатикова нервна активност (MSNA) и кръвно налягане (BP) от един участник след (A) 2300 mg/ден и (Б.) 1000 mg/d диети. Ефектът от намаляването на хранителния натрий от 2300 на 1000 mg/ден в хранителния натрий е резултат от (° С) честота на избухване (n = 11), (д) честота на взривове (n = 11) и (Е.) плазмен норепинефрин (NE; n = 17). Стойностите на мерките не се различават между диетите (P> 0,05 за всички).

Данните за невроваскуларна трансдукция са представени на Фигура 3. Невроваскуларната трансдукция е била по-ниска при диетата от 1000 mg/d в сравнение с диетата от 2300 mg/d натрий, което показва, че при всеки пукнат нерв е имало по-малко вазоконстрикторна реакция, медиираща промяна в BP или притока на кръв на база бийт по бит. Независимо от диетичното състояние, пиковата промяна в MAP е свързана с променливостта на MAP (Pearson r= 0,56; P

Фигура 3. Ефект от намаляване на хранителния натрий от 2300 на 1000 mg/дневно върху симпатиковата съдова трансдукция в покой. Ефект от изблици на спонтанна мускулна симпатикова нервна активност (MSNA) върху (A) нараства средното артериално налягане (MAP; n = 11) и (Б.) процентна промяна в съдовата проводимост на краката (LVC; n = 8) през 10-те сърдечни цикъла след изблици на MSNA. Намаляването на хранителния натрий от 2300 на 1000 mg/d отслабва промените в MAP и LVC след спонтанни изблици на MSNA. Отворените квадрати означават диетата от 2300 mg/d, а затворените кръгове - диетата от 1000 mg/d. *P

В подгрупа от участници изследвахме връзката между пиковата промяна в MAP и LVC с промени в Ang II, алдостерон и PRA. Промените в Ang II са свързани значително с промяната в трансдукцията, измерена чрез MAP (n = 8, Pearson r= 0,84, P= 0,01) и LVC (n = 7, Пиърсън r= -0,80, P= 0,03). Промените в алдостерона бяха значително свързани с промяната в трансдукцията, измерена чрез LVC (n = 8, Pearson r= -0,92, P 29,30

Експериментални проучвания, използващи диети с изключително ниско съдържание на натрий, увеличават MSNA 14-16 и разпространението на бъбречния норепинефрин. 37 Някои от тези проучвания също демонстрират повишаване на плазмения норепинефрин, 15 нарушен барорефлексен контрол на MSNA, 14,16 и нарушена сърдечно-вагална барорефлексна чувствителност. 16 Въпреки това рядко се случва някой да намали доброволно натрия в храната си до нивото на натрий, използвано в предишните проучвания, в които се съобщава за повишена MSNA. 19 Освен това, тези предишни проучвания включват пациенти с лека до умерена хипертония. 14-16 Предвид по-умереното намаляване на натрия, използвано в настоящото проучване, заедно с факта, че популацията е била по-млада и здрава, настоящите констатации са по-приложими за общата популация. Също така си струва да се отбележи, че 1000 mg/d натрий тук е под препоръката на AHA за не повече от 1500 mg натрий на ден за оптимално сърдечно-съдово здраве. По този начин препоръката на AHA за оптимален прием на натрий, който е умерено над нивото на натрий, използвано тук, няма вероятност да доведе до увеличаване на изходния симпатиков отток при здрави възрастни.

В настоящото проучване умереното ограничение на натрия активира RAAS и затихва симпатиковата съдова трансдукция. В светлината на тези съпътстващи промени, ние изследвахме връзката между промяната в RAAS и промените в невроваскуларната трансдукция от препоръчани към намалени натриеви диети. Важно е, че промените в PRA, Ang II и алдостерона са тясно свързани с промените в симпатиковата съдова трансдукция. Тези данни предполагат, че хората, които са имали по-голямо увеличение на RAAS по време на рестрикцията на натрий, са имали по-малко намаление при трансдукция. Тези отношения показват, че RAAS може да усили симпатично медиирана вазоконстрикция, така че хората с повишен RAAS да имат по-голяма вазоконстрикция за дадено ниво на симпатиков отток.

Взети заедно, тези открития предполагат, че индуцираните от храната промени в симпатиковата трансдукция могат да имат важно клинично значение и доколкото ни е известно, тези данни са първите, които документират индуцирана от натрия промяна в симпатиковата трансдукция. В действителност има много литература, която предполага, че дългосрочното намаляване на натрия води до намаляване на BP на ниво популация. 2,3 В подкрепа на това, намаляването на невроваскуларната трансдукция с редукция на натрий в настоящото проучване може да бъде преди това неоценена полза от намаляването на натрия от бъдеща перспектива на риска от хипертония.

Ограничения

Перспективи

Налице са оскъдни данни за ефектите на диетичния натрий върху невроваскуларната трансдукция, което представлява промяната в притока на кръвен поток и артериалния АТ в отговор на изблици на симпатикова нервна активност. Това е важно, тъй като неотдавна се съобщава за по-голям спад в притока на кръв по време на биене и повишаване на АН при всеки изблик на активност на симпатиковия нерв (т.е. невро-съдова трансдукция) при лица с нормална артерия, които са с повишен риск за бъдещо развитие на хипертония. 20.