¿Las saunas son beneficiosas o perjudiciales para la enfermedad renal poliquística autosómica dominante? Examen con modelo de ratón Ⅰ

Fondo abstracto:Proteínas de choque térmico (Hsps), cuya expresión es inducida porTratamiento térmico, Función en la protección de los riñones.porsuprimiendo la apoptosisymantener la viabilidad tubular renal. Además, recientemente se ha indicado que la expresión de Hsps puede ser una diana terapéutica para la poliquistosis renal autosómica dominante (PQRAD). investigamos elefecto de la terapia de sauna secaen ratones modelo ADPKD.

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Métodos y resultados:Los ratones (ratones macho de pago DBA/2FG) se clasificaron en tres grupos: controles, TS: ratones de pago sometidos a sauna prolongada con agua administrada que contenía un 4% de sacarosa, SW: ratones de pago a los que se les administró agua que contenía un 4% de sacarosa. El grupo TS fue sometido a sesiones de sauna dos veces por semana durante cuatro semanas. El grupo TS alcanzó y se mantuvo a temperaturas rectales de aproximadamente 39,{5}} grados hasta que fueron retirados cuidadosamente del dispositivo de rayos infrarrojos lejanos. Después de 4 semanas de tratamiento con sauna, se determinaron los niveles de creatinina y nitrógeno ureico en sangre (BUN) mediante un método enzimático. La proteína de choque térmico (HSP) o las proteínas relacionadas con el crecimiento y el tamaño celular se analizaron mediante transferencia Western. El grupo TS exhibió niveles de creatinina y BUN marginalmente más altos que los grupos de control y SW; sin embargo, las diferencias no fueron significativas. Sin embargo, el agrandamiento del quiste en el grupo TS se redujo significativamente en comparación con el del grupo control. La expresión de HSP90 disminuyó ligeramente en los grupos TS y SW en relación con el grupo de control (p < 0.01 o p < 0,001, frente al control), al igual que la expresión de Erk. , que está relacionado con el desarrollo y la proliferación de quistes (p <0,05, TS vs. control). La expresión de Hsp27 y el nivel de fosforilación en el grupo SW fueron comparables con los del grupo control. Sin embargo, el grupo TS tenía niveles elevados de Hsp27 y fosforilación (NS). La expresión de procaspasa-3 en el grupo TS fue marginalmente menor que la del grupo control. Sin embargo, la actividad de caspasa-3 en todos los grupos no mostró diferencias.

Conclusión:Los hallazgos de este estudio indicaron que 4 semanas de tratamiento con sauna podrían causar deshidratación transitoria y disfunción renal relacionada y conducir al riesgo de estimular el crecimiento de quistes mediante una mayor expresión de Hsp27. Además, llegamos a la conclusión de que la prevención de la deshidratación y el crecimiento de quistes podría suprimirse tomando una cantidad adecuada de agua inmediatamente después del tratamiento en la sauna.

I. Introducción

Enfermedad renal poliquística autosómica dominante(PQRAD) es un trastorno genético caracterizado por el crecimiento de numerosos quistes en ambos riñones. La PQRAD es causada predominantemente por mutaciones en los genes de la enfermedad renal poliquística 1 (PKD1) y PKD2, que codifican la policistina 1 (PC1) y PC2, respectivamente. A lo largo de décadas de evolución de la enfermedad, los pacientes desarrollan grandes quistes renales llenos de líquido que alteran la función renal. Actualmente, se estima que el número de pacientes con PQRAD en Japón es 31,000, lo que representa aproximadamente el 3-5% de todos los pacientes en diálisis). Aproximadamente el 50% de los pacientes con PQRAD desarrollan enfermedad renal terminal a la edad de 602 años. Tolvaptán, un antagonista del receptor de vasopresina 2 (V2), fue aprobado como el primer agente terapéutico para la PQRAD y su uso clínico comenzó en mayo de 2014 en Japón). Aunque es un fármaco eficaz que reduce la tasa de crecimiento de los quistes, actualmente no existe cura para la PQRAD y no es posible detener la formación de quistes en los riñones.

La terapia termal, incluida la balneoterapia (BT) y la terapia de spa (ST), se ha utilizado con frecuencia en todo el mundo como fisioterapia o terapia alternativa. En entornos clínicos, el principal objetivo de la terapia térmica es lograr resultados de tratamiento eficaces sin dañar los tejidos normales. Una revisión sistemática reciente demostró que la BT y la ST proporcionan un alivio significativo del dolor y una mejor calidad de vida en enfermedades crónicas del sistema musculoesquelético o del tejido conectivo). La estimulación térmica induce proteínas de choque térmico (Hsps) que son esenciales para la supervivencia celular a través de su función como proteínas acompañantes. El papel de las Hsps en la salud y la enfermedad renal es variable. La inducción de Hsps puede ser beneficiosa o perjudicial para el riñón, dependiendo de las Hsps específicas, el tipo de célula y el contexto). En el tejido renal, las Hsps son una parte importante del sistema de defensa intracelular, que se activa ante diferentes tipos de estrés celular. Las diversas Hsps dentro de la célula estabilizan las estructuras celulares y mejoran la resistencia celular a la apoptosis y la necrosis6), 7). En los últimos años, se ha informado que las Hsps desempeñan un papel perjudicial en la PQRAD y, por tanto, son dianas terapéuticas8), 9). Por lo tanto, nuestro objetivo fue investigar el efecto de las saunas en animales modelo con PQRAD, cuando se repite la carga de calor que eleva la temperatura rectal en aproximadamente 2 grados y la mantiene durante aproximadamente 30 minutos. II Materiales y métodos 1. Ratón modelo de enfermedad renal poliquística autosómica dominante (PQRAD) Todos los procedimientos con animales se realizaron de acuerdo con las pautas para el cuidado y uso de animales de laboratorio aprobadas por la Universidad de Ciencias de la Salud de Kumamoto (No. 18-07) . Se utilizaron ratones macho DBA/2FG-pcy (pcy) 10), 11) (8 semanas de edad, n=12) (Kyudo, Kumamoto, Japón) con pesos corporales iniciales de 20,9 ± 0,7 g como ratones modelo de PQRAD en este experimento. Se utilizaron ratones macho DBA (8 semanas, n=3) como referencia para el modelo de ratón ADPKD. La Figura 1 muestra la apariencia y el riñón extirpado como ejemplos típicos de ratones pcy (Fig. 1A, B). Todos los animales se alojaron bajo humedad y temperatura controladas con un ciclo de luz/oscuridad de 12:12-h y se les dio libre acceso a comida estándar para ratones y agua del grifo.

Nueve ratones pcy (8 semanas de edad) se dividieron aleatoriamente en los siguientes tres grupos: grupo de control: ratones pcy como control (n=3), grupo TS: ratones pcy expuestos a estimulación térmica sistémica repetida (n {{3} }); y grupo SW: ratones pcy a los que se les proporcionó agua que contenía un 4% de sacarosa (n=3). A los ratones del grupo TS se les proporcionó agua que contenía un 4% de sacarosa durante la noche, después de una estimulación térmica sistémica para prevenir la deshidratación. En un estudio anterior, descubrimos que la pérdida de peso corporal fue aproximadamente del 3 al 4 % después de la estimulación térmica sistémica12). Cuando se administró agua con sacarosa al 4 % a ratones pcy, la cantidad de agua consumida aumentó significativamente de 5,6 ± 0.6 ml a 7,4 ± 0.7 ml (p < 0.001 , figura 1C). La ingesta de agua con sacarosa del 4% durante la noche fue de hecho una ingesta elevada de líquidos equivalente al 14 ± 7% del peso corporal. El grupo SW consumió agua durante la noche con la misma frecuencia que el grupo TS.

Fig. 1 A: Ratón DBA (Lt) y ratón 2FG-pcy (Rt). B: Riñón de DBA (Lt) o 2FG-pcy (Rt), barra de escala=1 cm. C: Ingesta de cantidad de agua o agua con sacarosa al 4 % durante la noche después de la sauna para ratones pcy de 8 semanas de edad. Los datos se muestran como media ± DE. norte=3. ＊＊＊ p < 0.001 (El análisis estadístico utilizó la prueba T pareada).

2. Estimulación térmica sistémica (sauna)

La intensidad del calor de la sauna se estableció en referencia a un estudio anterior13). Sin embargo, la temperatura rectal de algunos de los ratones pcy superó los 42 grados debido a su pequeño volumen corporal en comparación con la de los ratones DBA normales y los ratones 129X1/SvJ. Por lo tanto, se intentó aumentar la temperatura rectal en 1 grado, pero debido a la limitación del control del sistema de sauna seco de rayos infrarrojos lejanos (proporcionado por la Universidad de Kagoshima), se fijó que la temperatura rectal aumentara a aproximadamente 39 grados. No se encontraron informes sobre la frecuencia de saunas para la PQRAD; por lo tanto, se adoptó la frecuencia mínima efectiva de sauna (dos veces por semana) establecida en un estudio sobre la relación entre el baño de sauna y las enfermedades cardiovasculares y otras causas de mortalidad realizado por Laukkanen et al.14). Específicamente, los ratones recibieron un tratamiento de sauna a 43 grados durante diez minutos y luego a 37 grados durante 35 minutos para elevar la temperatura rectal de 37,1 ± 0.1 grados a 39,3 ± 0.3 grados usando el Sistema de sauna seco con rayos infrarrojos lejanos. La temperatura rectal de los ratones se mantuvo en aproximadamente 39,{20}} grados, hasta que fueron sacados del dispositivo de sauna. El grupo TS estuvo expuesto a la sauna durante cuatro semanas, dos veces por semana.

3. Procedimiento analítico

Se obtuvieron datos fisiológicos de todos los ratones al final del período de estudio de cuatro semanas. Se recogieron muestras de orina de veinticuatro horas en jaulas metabólicas y se determinó la ingesta de líquidos. Se recogieron muestras de sangre de la vena cava inferior y se midieron los niveles de creatinina plasmática y nitrógeno ureico en sangre (BUN) utilizando un analizador automático de bioquímica Hitachi 7180 (Hitachi High-Technologies Corporation, Tokio, Japón), con Aqua-auto Kainos CRE. -Kit de prueba II o kit de prueba UN-II (Kainos, Tokio, Japón) mediante el método enzimático.

4. Estudios histológicos

Los riñones se fijaron con una solución tampón de fosfato de paraformaldehído al 4% y se incluyeron en parafina. Las muestras de riñón se seccionaron a intervalos de 2- µm y se tiñeron con hematoxilina y eosina (H&E), y los quistes de los túbulos se cuantificaron en 2 secciones/ratón (riñón derecho) utilizando ImageJ (National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, EE.UU). Las áreas con desgarros de tejido y burbujas que se identificaron con mayor aumento (× 40) se excluyeron del análisis, como se informó anteriormente15).

5. Transferencia Western

La electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio (SDS-PAGE) y la transferencia se realizaron utilizando procedimientos estándar. Se sometieron alícuotas que contenían 15 µg de proteína a SDS-PAGE. Se utilizaron anticuerpos generados contra las siguientes proteínas: Hsp27 (1:1,000, sc-9012, Santa Cruz Biotechnology), fosfo-Hsp27 (1:1,000, #2401S, Tecnología de señalización celular), Akt total (1:1,000, #9272, Tecnología de señalización celular), fosfo-Akt (1:1,000, #9275, Tecnología de señalización celular), Erk1 /2 (1:1,000, #9102, Tecnología de señalización celular), fosfo-Erk1/2 (1:1,000, #9101, Tecnología de señalización celular), mTOR (1:1 ,000, #2972, Tecnología de señalización celular), fosfo-mTOR (1:1,000, #2971, Tecnología de señalización celular), caspasa 3 (1:500, ab4051, Abcam, Cambridge, Reino Unido), caspasa-3 escindida (1:1,000, #9661, tecnología de señalización celular) y actina (1:1,000, sc-130656, Biotecnología de Santa Cruz). Las transferencias se detectaron utilizando el sistema de detección de transferencia Western ECL Prime (GE Healthcare, Reino Unido) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los datos mostraron una cuantificación relativa frente a la actina, que se utilizó como control interno.

6. Análisis estadístico

Para el análisis estadístico, los datos entre los grupos TS y SW se compararon mediante la prueba U de Mann-Whitney. Los grupos se compararon mediante un análisis de varianza unidireccional (ANOVA) seguido de la prueba de Tukey para identificar diferencias. Las diferencias se consideraron estadísticamente significativas en p < 0.05. Los datos se expresan como media ± desviación estándar (DE) o media ± error estándar de la media (SEM). Se utilizó GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, San Diego, CA, EE. UU.) para el análisis estadístico.

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