Restricția nutrienților materni reduce constricția arterelor carotide fără a crește oxidul nitric
Abstract
Restricția de creștere intrauterină (IUGR) implică un eșec al fătului de a-și atinge potențialul genetic de creștere. Restricția creșterii fetale are un impact semnificativ asupra rezultatului sarcinii și stării de sănătate neonatală, unde fetușii IUGR demonstrează rate crescute de mortalitate, morbiditate și prematuritate neonatală (1,2). Procesele fiziopatologice care duc la restricționarea creșterii fetale sunt multiple și diverse; la nivel global, se consideră că o cauză a restricției de creștere este malnutriția. Populațiile umane studiate după malnutriție maternă acută în timpul sarcinii au demonstrat atât creșterea fetală afectată, cât și consecințe pe termen lung pentru sănătatea adulților (3-7).
Făturile compromise suferă adaptări cardiovasculare pentru a păstra fluxul sanguin către organele vitale, cum ar fi inima, creierul și glandele suprarenale, în detrimentul țesuturilor periferice (8,9). Această adaptare poate implica modificări ale răspunsului vascular regional la vasoconstrictor și factorii dilatatori, care servește la redistribuirea debitului cardiac. S-a demonstrat anterior la ovinele fetale că restricția maternă a nutrienților afectează relaxarea endotelială dependentă și sensibilitatea vasculară la oxidul nitric în arterele mici din patul vascular femural (10,11); cu toate acestea, nu se cunosc efectele subnutriției asupra funcției arterelor care alimentează fluxul sanguin către creier.
În timpul hipoxiei acute, s-a demonstrat că redistribuția fetală a debitului cardiac și menținerea perfuziei cerebrale sunt cauzate parțial de oxidul nitric (12-14). Atât la fătul de oaie, cât și la porcul nou-născut, s-a demonstrat că inhibarea oxidului de azot sintază cu esterul metilic N G-nitro-L-arginină (L-NAME) în timpul hipoxiei atenuează modificările fluxului sanguin în cadrul microcirculației cerebrale (12,13). Adaptările circulatorii care apar în paturile vasculare cerebrale ale făturilor cu restricție de creștere pot implica adaptări compensatorii specifice în calea oxidului nitric sintază. Cu toate acestea, nu se știe dacă oxidul nitric contribuie și la menținerea fluxului sanguin al creierului fetal ca răspuns la subnutriția cronică.
Deși disfuncția vasculară a arterelor periferice a fost demonstrată la descendenții rozători și ovini neonatali după manipularea dietei materne în timpul sarcinii (10,15,16), nu se cunoaște efectul restricției nutrienților materni asupra răspunsurilor vasculare carotide fetale. O înțelegere cuprinzătoare a modificărilor regionale ale funcției vasculare care pot apărea după creșterea fetală redusă este esențială pentru înțelegerea anomaliilor profilurilor de flux sanguin regional observate la sarcinile umane cu IUGR (17-19).
Am examinat efectul restricției de nutrienți maternali de 50% pe parcursul sarcinii asupra funcției arterelor carotide izolate la fătul de șobolan de gestație târzie, concentrându-ne în mod special pe efectul IUGR asupra răspunsurilor vasoconstrictoare și modularea oxidului azotic al tonusului arterial. Am emis ipoteza că, după restricția maternă a nutrienților, răspunsurile arterelor carotide la vasoconstrictoare ar fi reduse și modularea oxidului nitric al tonusului bazal ar fi îmbunătățită la fătul de șobolan de gestație tardivă.
METODE
Model animal.
Șobolanii Sprague-Dawley femele (cu vârste cuprinse între 12 și 16 săptămâni) au fost împerecheați. Dimineața în care spermatozoizii au fost identificați într-un frotiu vaginal a fost denumită ziua 0 a sarcinii. Din acest moment, șobolanii au fost așezați la întâmplare ad libitum (chow de laborator standard, = 7) sau restricție nutrițională (12 g pe zi de șobolan standard, care a fost descris anterior pentru a reprezenta aproximativ 50% din aportul matern mediu zilnic în timpul sarcinii la șobolani (20), = 6). Șobolanii au fost cântăriți în ziua 0 și ziua 20 a sarcinii.
Colecția de țesuturi.
În ziua 20 a sarcinii (termen = 22 d) barajele au fost ucise sub anestezie chirurgicală (injecție intraperitoneală de pentobarbital de sodiu, [Somnotol, MTC Pharmaceuticals, Ontario, Canada, 42,25 mg/kg greutate corporală]), cavitatea abdominală a fost deschisă, iar făturile au fost livrate rapid prin cezariană și plasate în mediu rece Dulbecco. Mediul Dulbecco conține baza medie modificată Eagle Dulbecco (Sigma Chemical Co.), suplimentată cu 1 mmol/L piruvat de sodiu, 25 mmol/L bicarbonat de sodiu, 5 mmol/L HEPES, 5 mmol/L glucoză și aminoacizi și vitamine nutritive care viabilitate îmbunătățită a vaselor studiate in vitro (21).
Primii trei fetuși eliberați prin cezariană din cornul uterin drept au fost cântăriți după îndepărtarea placentei și a membranelor înconjurătoare, iar după ce organele de decapitare au fost îndepărtate și cântărite, greutățile de la acești trei fetiți au fost mediatizate și reprezentate = 1 pentru fiecare așternut. Primii doi fetuși din cornul uterin stâng au fost eliberați, decapitați și arterele carotide drepte disecate pentru evaluarea funcției vaselor, experimentele au fost efectuate pe o arteră de la fiecare pui și rezultatele au fost mediate. În timp ce artera carotidă este un vas de conductă, a fost utilizată anterior, la speciile în care vasele de rezistență cerebrală sunt inaccesibile din cauza limitărilor de dimensiune, pentru a investiga adaptările vasculare fetale la restricția de creștere (22). Acest studiu a fost aprobat de Comitetul de politică și bunăstare a animalelor de la Universitatea din Alberta și a fost realizat în conformitate cu liniile directoare ale Consiliului canadian pentru îngrijirea animalelor.
Miografie sub presiune.
Arterele carotide fetale au fost disecate curate de țesut conjunctiv și grăsimi și folosind tehnicile descrise de Halpern și colab. (23). Arterele carotide au fost canulate de micropipete de sticlă cu diametrul de 60 până la 80 μm și legate în mod sigur la fiecare capăt. Vasele au fost montate într-o baie de organ de 2,5 ml folosită împreună cu un sistem de miograf sub presiune (Living Systems Instrumentation Inc., Burlington, VT), care a menținut presiunea izobarică în arteră pe tot parcursul experimentului printr-o pompă peristaltică servo-controlată. Baia sistemului miografic a fost umplută cu mediu Dulbecco (pH 7,4), care a fost menținut la 37 ° C cu ajutorul unui controler de temperatură cu microprocesor încorporat. Mediul din baie a fost schimbat la intervale de 10 minute pe tot parcursul experimentului. Arterele au fost realizate cu ajutorul unei camere video, iar diametrul intern a fost măsurat folosind un analizor de dimensiune video la marcatori de referință pentru a asigura măsurători repetate în puncte fixe.