Un studiu comparativ al funcției renale la șoarecii spini adaptați la deșert și la cei adaptați de laborator
Abstract
Șoarecele spinos adaptat deșertului are un număr glomerular semnificativ mai mic, o dimensiune glomerulară crescută și o papilă renală mai densă, în comparație cu șoarecele C57BL/6 de laborator de dimensiuni similare În studiul de față am examinat consecințele funcționale ale acestor diferențe structurale la bărbații tineri adulți spini și șoareci C57BL/6 și am detaliat impactul unei săptămâni a unei diete bogate în sare (10% greutate/greutate NaCl). Aportul bazal de alimente și apă, producția de urină și fecale și concentrațiile urinare de electroliți nu au fost diferite între specii, deși concentrațiile ureei urinare au fost mai mari la șoarecii spinoși ( mouse-ul spinos (Acomys cahirinus) este o specie nocturnă originară din regiunile Egiptului și Israelului, unde locuiește în deșerturi nisipoase și terenuri stâncoase (20). În contrast puternic cu rozătoarele tipice în care dezvoltarea organelor majore este incompletă la naștere și continuă până în perioada neonatală, organogeneza rinichiului mouse-ului spinos (9), ficatului (13), plămânului (16) și a diferitelor regiuni ale creierului (4) ). –6) sunt finalizate în timpul perioadei de 40 de zile a vieții fetale și astfel șoarecii spinoși se nasc relativ maturi.
Am demonstrat recent că șoarecii tineri masculi adulți, comparativ cu șoarecii de dimensiuni similare C57BL/6, au rinichi semnificativ mai mici cu 36% mai puțini nefroni (9). Glomerulii șoarecilor spinoși sunt, totuși, semnificativ mai mari decât cei ai șoarecilor C57BL/6, rezultând un volum glomerular echivalent total, în ciuda dimensiunii globale mai mici a rinichiului (9). Șoarecii spinoși au, de asemenea, o măduvă renală mare și papile renale lungi în comparație cu șoarecele C57BL/6 (9), în concordanță cu alte specii de deșert (1, 2). Mai mult, presiunea arterială medie conștientă (MAP) este semnificativ mai mică la șoarecii spinoși decât la șoarecii C57BL/6 (10, 14).
În studiul de față au fost examinate semnificația funcțională a acestor diferențe structurale și hemodinamice renale între șoarecul spinos și șoarece C57BL/6. În plus, am ales să examinăm efectul unei diete bogate în sare asupra tensiunii arteriale și a funcției renale la aceste două specii. Mai exact, am emis ipoteza că, din cauza numărului total redus de nefron și a dimensiunii mai mici a rinichilor, dieta bogată în sare ar reprezenta o provocare hemodinamică mai mare pentru șoarecii spinoși comparativ cu șoarecele C57BL/6.
Animale
Toate experimentele au fost aprobate în prealabil de către Departamentul de Fiziologie și Departamentul de Anatomie și Biologie Celulară al Comitetelor de Etică Animală a Universității Monash și au fost efectuate în conformitate cu Codul de practică al Australiei pentru îngrijirea și utilizarea animalelor în scopuri științifice. Șoarecii masculi spinoși utilizați în acest studiu au fost obținuți din propria colonie de laborator așa cum s-a descris anterior (9). Șoarecii C57BL/6 masculi adulți au fost obținuți de la Monash University Animal Services.
Grupuri experimentale
Aceste experimente au implicat trei grupuri separate de bărbați cu vârste cuprinse între 13 și 15 săptămâni și șoareci C57BL/6 pentru a determina funcția renală bazală și a examina efectele sărurilor ridicate. Deoarece dieta șoarecilor spinoși în sălbăticie conține, în general, niveluri ridicate de sare (18), s-a ales o dietă cu sare de 10% NaCl pentru a provoca în mod eficient rinichii șoarecilor spini.
Experimente efectuate sub anestezie.
Grupa 1 soareci ( = 6/specie) au acționat ca martori și au rămas pe o dietă normală de sare [0,25% (greutate/greutate) NaCI; Specialty Feeds, Perth, WA, Australia] până când au fost supuși unei pregătiri chirurgicale pentru măsurători ale funcției renale sub anestezie (7). Grupa 2 soareci ( = 5/specie) au fost plasate pe o dietă bogată în săruri [10% (greutate/greutate) NaCI] timp de 1 săptămână înainte ca măsurătorile funcției renale să fie efectuate sub anestezie.
Experimente efectuate la șoareci conștienți.
Grupa 3 soareci ( = 6/specie) au fost expuși la o perioadă de 24 de ore de colectare a urinei în dieta normală de sare pentru a obține măsurători bazale. Toți șoarecii au fost apoi plasați pe o dietă bogată în sare timp de 1 săptămână și expuși la două perioade de colectare a urinei de 24 de ore zilele 3 și 7.
Experimente de tensiune arterială și funcție renală sub anestezie
Colectarea și analiza urinei
Șoareci de la grupul 3 au fost plasate în cuști metabolice specifice șoarecilor (Sticlărie științifică, Facultatea de Medicină, Universitatea din Melbourne) pentru a obține urină pe o perioadă de 24 de ore. Șoarecii au fost obișnuiți cu cuștile metabolice în două ocazii, cu 1 și 3 zile înainte de colectarea urinei. Au fost luate trei măsurători la fiecare șoarece, mai întâi în condiții bazale, cu toate animalele pe o dietă normală cu sare și apoi mai departe zilele 3 și 7 a tratamentului cu dietă bogată în sare. Au fost înregistrate, de asemenea, masa corporală, consumul de apă și alimente și excreția de fecale și urină. Date obținute pentru ziua 3 din dieta bogată în sare nu a diferit de cea obținută la ziua 7, și astfel numai ziua 7 sunt prezentate valorile. Urina a fost colectată și înghețată pentru analiza ulterioară a electroliților urinari.
Toate probele de urină au fost analizate pentru Na +, Cl -, K + și uree prin spectrofotometrie (Synchron CX5CE Delta; Beckman Coulter, Fullerton, CA). Osmolalitatea probelor de urină și plasmă (luate la finalizarea măsurătorilor funcției renale) a fost măsurată prin depresie în punctul de îngheț (Advanced Osmometer 2020; Advanced Instruments, Needham Heights, MA).
Analiza datelor și statisticile
Datele sunt mijloace ± SE. ANOVA bidirecțional cu dietă (dietă) și speciispecii) ca factori fixi a fost utilizat pentru a determina dacă impactul dietei cu sare asupra variabilelor renale a fost diferit între specii. Toate testele statistice au fost efectuate folosind programul de statistici SPSS pe computer și valori
tabelul 1. Funcția renală și parametrii de masă ai șoarecilor masculi anesteziați și șoareci C57BL/6 pe diete normale sau cu conținut ridicat de sare