Alteraciones renales asociadas al envejecimiento en ratas con menor número de nefronas por modificación de la nefrogénesis perinatal

Resumen

La relación entre una menor formación de nefronas durante el desarrollo renal y la aparición de hipertensión en el adulto se ha estudiado en profundidad y está ampliamente aceptada. La nefrogénesis es un proceso complejo y dos de los mecanismos que intervienen en su regulación son el aumento de la actividad del Sistema Renina-Angiotensina y el aumento de la ciclooxigenasa-2 (COX2), como demuestra el hecho de que se hayan documentado casos clínicos en los que la administración de un antagonista de los receptores AT1 de Angiotensina II (ARA) o de un inhibidor específico de la COX2 a la madre durante el tercer trimestre de gestación dio lugar a anormalidades renales en el neonato. Así mismo, estudios en modelos animales han demostrado que la administración de un ARA durante el período perinatal da lugar a un menor número de nefronas y a otros cambios en la estructura y función renal que se acompaña de hipertensión en la etapa adulta. Otros estudios que han usado ratones knockout para el gen de la COX2 o administrado un inhibidor específico de la COX2 en ratas y otros mamíferos, aunque no hayan evaluado la existencia de una disminución efectiva en el número de nefronas en estos animales, sí han descrito glomérulos inmaduros y alteraciones tubulares. El desarrollo de hipertensión en estos animales se ha restringido sólo a determinadas cepas de ratones knockout. Por todo esto, y puesto que algunos artículos han propuesto la existencia de diferencias sexuales en respuesta a una disminución al número de nefronas en otros modelos (ej. restricción proteica en la madre gestante) nos planteamos evaluar los cambios en número de nefronas y estructura renal en ratas SD tratadas bien con un ARA, bien con un inhibidor de la COX2 y si existían diferencias sexuales en los efectos sobre las estructura, función renal y presión arterial en estos animales. Por otra parte, se sabe que durante el envejecimiento se produce una disminución de la tasa de filtración glomerular (TFG) y una pérdida de nefronas funcionales que pasan inadvertidas en ausencia de enfermedad renal subyacente. Por ello, otro de los objetivos que nos planteamos fue averiguar si el daño renal dependiente de la edad se aceleraría en presencia de hipertensión y de un menor número de nefronas. Ya que los machos son más susceptibles que las hembras al daño renal y que otros trabajos han puesto de manifiesto la existencia de diferencias sexuales en la regulación de la presión arterial con el envejecimiento, se planteó también evaluar si este deterioro en la estructura y función renal fue mayor en machos que en hembras. Igualmente, se estudió la evolución de la presión arterial con el tiempo y sus posibles diferencias sexuales. Las ratas SD recibieron dos tratamientos diferentes: " Administración de un ARA (L-158.809; 7 mg/kg/día) durante las dos primeras semanas de vida. Paralelamente se administró un vehículo a las camadas control. " Administración de un inhibidor específico de la COX2 (rofecoxib, 2.4 mg/kg/día), en las madres desde el día 16 de gestación hasta el nacimiento y posteriormente a las crías hasta el día 21 postnatal. Paralelamente se administró un vehículo a las camadas control. El número de nefronas se evaluó en estos animales a los tres meses de edad. La presión arterial sistólica (PAS) se monitorizó en cada uno de los grupos desde el primer hasta el decimosexto mes de vida. La proteinuria, los parámetros hemodinámicos renales y los cambios histopatológicos a nivel renal se evaluaron en animales jóvenes (3-4 meses), maduros (9-10 meses) y viejos (16-17 meses). En las ratas tratadas postnatalmente con el ARA, el número de nefronas disminuyó de forma similar en machos y hembras (37%, P<0.05), mientras que en las que recibieron el inhibidor específico de la COX2 esta disminución fue igualmente similar en machos y hembras, pero sólo del 17% (P<0.05). En ambos grupos experimentales y en los grupos control, cuando se normalizó el número de nefronas por peso corporal, fue significativamente mayor en hembras que en machos (P<0.05). La PAS se mantuvo significativamente elevada durante todo el estudio en los grupos experimentales a los que se indujo un menor número de nefronas. En los animales que se trataron con el inhibidor de la COX2, la PAS se mantuvo elevada (14%; P<0.05) y constante durante los 16 meses que duró el experimento. Por el contrario, en los animales que recibieron el ARA a partir del mes once de vida, la PAS aumentó de forma considerable y este aumento fue mucho mayor en machos que en hembras (P<0.05). Es interesante destacar que uno de los cambios a nivel de estructura renal que caracteriza la administración del ARA, la atrofia papilar, sólo se observó en los machos (con un 42% de disminución en volumen respecto a los controles; P<0.05). Respecto a los parámetros hemodinámicos renales, la tasa de filtración glomerular (TFG) a los 3-4 meses de edad mostró ya un descenso en los machos tratados con el ARA (12.6% menor; P<0.05), mientras que no cambió en el resto de los grupos. A los 9-10 meses, estos cambios fueron ya evidentes también en los machos tratados con el inhibidor específico de la COX2 (31% de disminución en la TFG y un 25% en el flujo plasmático renal; P<0.05). En los machos ARA, estos valores continuaron disminuyendo a los 9-10 meses (46% respecto a los controles, P<0.05), mientras que no variaron en las hembras tratadas con el ARA. A los 16-17 meses, las hembras tratadas con el ARA comenzaron a mostrar descensos en la TFG y en el flujo plasmático renal. Únicamente las hembras que recibieron el inhibidor específico de la COX2 no mostraron signos de descensos en la TFG ni en el flujo plasmático renal durante el período experimental. La proteinuria fue ya evidente en los machos tratados con el ARA a los 3-4 meses de edad, y apareció a los 9-10 meses en hembras tratadas con el ARA y en machos que recibieron el inhibidor específico de la COX2. Las hembras tratadas con el inhibidor específico de la COX2 también mostraron cierto grado de proteinuria a esta edad (P<0.05). El volumen glomerular medio a los tres meses fue significativamente mayor en los grupos de ratas con una reducción en el número de nefronas (P<0.05), aunque este aumento fue mucho más evidente en las ratas que recibieron el ARA, y mayor en estos machos que en las hembras (P<0.05). El volumen glomerular aumentó con el envejecimiento en todos los grupos experimentales, incluidos los controles, aunque fue siempre mayor en machos que en hembras, mayor en animales con un menor número de nefronas y mayor en ratas que recibieron el ARA en comparación con las que se trataron con el inhibidor específico de la COX2. La glomerulosclerosis y el daño túbulointersticial fueron ya evidentes a los 3-4 meses en ratas que habían recibido el ARA y más importantes en machos que en hembras. Con el tiempo, este aumento de forma significativa, pero siempre de forma más dramática en machos, los cuales, a los 16-17 meses, mostraban signos de nefritis intersticial crónica. Las evidencias de daño renal sólo aparecieron en machos COX2 a los 9-10 meses de edad y empeoraron con el tiempo, mientras que las hembras COX2 no desarrollaron ni glomerulosclerosis ni daño túbulointersticial, pese a sufrir una disminución del número de glomérulos y un aumento de la presión arterial similar a la de los machos que recibieron el mismo tratamiento. Por lo tanto, podemos concluir que: " Tanto la actividad de la Angiotensina II como de las prostaglandinas derivadas de la COX2 son imprescindibles para la fase final del desarrollo renal y que su falta de efecto conducirá a un menor número de nefronas y a hipertensión el animal adulto: " Las hembras serían menos vulnerables a la disminución de los efectos de la Angiotensina II durante el período nefrogénico que los machos. " Incluso un descenso modesto en el número de nefronas (como el observado en el caso del inhibidor específico de la COX2) puede dar lugar a hipertensión arterial y al desarrollo de daño renal progresivo. " El desarrollo del daño renal consecuente y el aumento de la PAS durante la vida del animal no dependerá sólo de que exista una disminución del número de nefronas, sino de otros factores como el porcentaje de descenso, el sexo del animal o su peso corporal.