Невеликі кількості неорганічних нітратів або буряків забезпечують значний захист від солевого підвищення артеріального тиску

З кафедри медицини Каліфорнійського університету, Сан-Франциско (R.C.M.)

Інститут фізіології Чеської академії наук, Прага (M.P., J.Š.)

Кафедра фізіології, Коледж остеопатичної медицини, Університет штату Мічиган, Східний Лансінг (S.E.D.)

Листування з Теодором В. Курцем, кафедра лабораторної медицини, Каліфорнійський університет, вулиця Беррі 185, Suite 290, Сан-Франциско, Каліфорнія 94107. Електронна пошта

Кафедра лабораторної медицини Каліфорнійського університету, Сан-Франциско (T.W.K.).

Анотація

Вступ

Нещодавно було висловлено припущення, що кількість неорганічної селітри, природно присутньої у дієтах, багатих на листові зелені та коренеплоди, може бути важливим фактором, що сприяє антигіпертензивним ефектам дієтичного підходу до зупинки гіпертонії (DASH). 1–6 Ефекти зниження артеріального тиску додаткових неорганічних нітратів та багатих нітратами рослинних продуктів, таких як сік буряка, широко обговорювались та вивчались. 2–4,7–11 Наприклад, у рандомізованих подвійних сліпих плацебо-контрольованих дослідженнях у пацієнтів з гіпертонічною хворобою Капіл та ін. 11 виявили, що гостре та хронічне вживання бурякового соку значно знижує систолічний та діастолічний артеріальний тиск, тоді як виснаження нітратів бурякового соку ні. Широкий обсяг досліджень продемонстрував, що дієтичний нітрат може бути ендогенно перетворений у потужний судинорозширювальний NO, і, базуючись на роботі багатьох фахівців у цій галузі, вважається, що сприятливий вплив харчових нітратів на кров'яний тиск значною мірою опосередковується збільшення активності NO. 7,10 Важливо, однак, зазначити, що механізми, що опосередковують ефекти зниження артеріального тиску дієтичної селітри, підлягають постійним дослідженням.

У дослідженні DASH-натрію пресорний ефект збільшення споживання солі на 100 ммоль/добу був значно нижчим у суб'єктів, які споживають дієту DASH, ніж у суб'єктів, які споживають контрольну дієту за американським стилем. 12 Тут виникає питання: чи достатня кількість нітратів, що забезпечується оригінальною дослідною дієтою DASH, достатня, щоб значною мірою врахувати значну здатність цієї дієти захищати від підвищеного солями підвищення артеріального тиску? Згідно з аналізом Keller та співавт. 6, початкова дієта для дослідження DASH збільшила споживання нітратів ≈1 ммоль/добу над рівнем нітратів, який забезпечується типовою американською дієтою. Було б чудово та медично значущим, якби збільшення в їжі одного електроліту на 1 ммоль/добу могло б суттєво захистити від пресорних ефектів збільшення ≥100 ммоль/д збільшення споживання солі.

Дослідження Carlström та співавт. 13 вказують, що в хірургічно індукованій моделі сольової чутливості (односторонньо нефректомізовані щури Sprague Dawley) молярне співвідношення доданого харчового нітрату до доданої солі ≈1: 35 може захистити від гіпертензіногенних ефектів високої солі дієта. Однак невідомо, чи може суттєва стійкість до пресорних ефектів дієти з високим вмістом солі може бути забезпечена набагато меншим співвідношенням доданого нітрату до доданої солі, як це було використано в дослідженні DASH-натрію (≈1: 100), або навіть нижчим. Також невідомо, чи може додатковий нітрат захистити від ініціювання солевою гіпертензією при спонтанних формах чутливості до солі. Якщо це так, це запропонує нові підходи до зменшення ризику гіпертонії, спричиненої солями, які не залежать від серйозних змін дієтичних звичок, значного збільшення споживання нітратів або значного зменшення вмісту харчової солі. Відповідно, в найбільш широко досліджуваній моделі спонтанної чутливості до солі, чутливій до солі Даль, ми досліджували, чи можуть пресорні ефекти великого збільшення споживання солі суттєво пом'якшитись порівняно невеликим збільшенням споживання нітратів.

Методи

Дані, що підтверджують висновки цього дослідження, доступні в статті та її Інтернет-додатку до даних та у відповідного автора на відповідний запит.

Модель тварини

Виведені самці щурів, чутливих до солі Даля, були отримані як відлучення від колонії, що утримується в Інституті фізіології Чеської академії наук в Празі, Чеська Республіка, яка спочатку була створена з племінними парами виведених щурів Даля SS/Jr за умови люб'язності Професор Джон П. Рапп (далі - щури Даля СС). Експерименти проводились відповідно до Закону Чеської Республіки про захист тварин, Посібника з догляду та використання лабораторних тварин (Восьме видання) Національної дослідницької ради США та схвалено Комітетом з етики Інституту фізіології Академії. наук Чехії, Прага.

Детальне обговорення плану дослідження та використовуваних методів доступне у Інтернет-додатку до даних.

Статистичний аналіз

Фігура 1. Вплив додаткової натрієвої селітри або буряка на індуковане солями підвищення артеріального тиску (АТ). A, Часовий курс 24-годинних середніх показників систолічного артеріального тиску. B, Часовий курс 24-годинних середніх показників діастолічного артеріального тиску. C., Середні зміни систолічного артеріального тиску, викликані навантаженням солі. D, Середні зміни діастолічного артеріального тиску, викликані навантаженням солі. Індуковані солями зміни артеріального тиску визначали шляхом віднімання середніх результатів за останні 3 дні на дієті з низьким вмістом солі та середніх результатів за останні 3 дні на дієті з високим вмістом солі. Статистичний аналіз індукованих солями змін АТ проводили ANOVA з тестуванням Холма-Сідака для коригування для багаторазового порівняння проти контрольної групи. * Коригується P

Малюнок 2. Зміни середніх за 24 години середнього артеріального тиску та частоти серцевих скорочень, спричинені навантаженням солі. Топ, Зміни середнього артеріального тиску, викликані навантаженням солі. Знизу, Зміни частоти серцевих скорочень, викликані навантаженням солі. Індуковані солями зміни середнього артеріального тиску та частоти серцевих скорочень визначали шляхом віднімання середніх результатів за останні 3 дні на дієті з низьким вмістом солі та середніх результатів за останні 3 дні на дієті з високим вмістом солі. Статистичну значимість визначали ANOVA з тестуванням Холма-Сідака для коригування для багаторазового порівняння. Індуковані солями зміни середнього артеріального тиску становили 15,7 ± 1,9 мм рт.ст. у контрольній групі, 9,5 ± 2,1 мм рт.ст. у групі нітратно-натрієвої групи та 7,6 ± 1,5 мм рт.ст. у групі буряків. * Коригується P

У контрольних щурів (відсутність лікування нітратом натрію, ні буряком) навантаження на солі спричиняла незначне зниження частоти серцевих скорочень, можливо, опосередковане реакцією артеріального барорефлексу на значне підвищення солевого тиску. Зокрема, у контрольних щурів індуковане солями зниження частоти серцевих скорочень, -21 ± 4 уд./Хв, було значно більшим, ніж у щурів, оброблених нітратом натрію, -1 ± 5 уд./Хв, і у щурів, оброблених буряком, -4 ± 5 уд./Хв. (обидва P

Малюнок 3. Прийом натрію та маса тіла до та після завантаження солі. Топ, Щоденне споживання натрію було майже однаковим у всіх групах протягом усього завантаження солі. Знизу, Вага тіла до та після навантаження солі була однаковою серед груп. Більший артеріальний тиск у контрольних щурів із сольовим навантаженням не асоціювався з більшим споживанням натрію або більшою масою тіла у контрольних щурів, навантажених сіллю.

Щоб перевірити вплив добавок нітрату натрію на баланс натрію, ми провели окреме метаболічне дослідження, в якому щурів, оброблених сіллю плюс нітрат натрію, порівнювали з щурами, які отримували лише сіль. Кількість натрію, утримуваного щурами, яким давали сіль плюс нітрат натрію, було значно більшим, ніж утримуване щурами, яким давали лише сіль (Малюнок S1 в Інтернет-додатку з даними). Це спостереження свідчить про те, що здатність нітрату послаблювати підвищення артеріального тиску, спричинене солями, не вимагає послаблення збільшення балансу натрію під дією солі. Як очікувалося, екскреція нітрату з сечею була більшою у щурів, які отримували нітрат натрію та хлориду натрію, ніж у контрольних щурів, які отримували лише хлорид натрію (Методи в Інтернет-додатку до даних).

Обговорення

У найбільш широко вивченій на тваринах моделі спонтанної чутливості до солі ми виявили, що додатковий харчовий нітрат натрію забезпечує значний і значний захист від пресорних ефектів збільшення споживання солі, коли молярне відношення доданого нітрату до доданої солі становить лише ≈1: 170. Крім того, забезпечення низького молярного співвідношення доданого нітрату до доданої солі ≈1: 110 шляхом доповнення раціону буряком та великою кількістю солі також забезпечило значний та суттєвий захист від індукованого солями підвищення артеріального тиску. Лікування буряком зменшило вплив навантаження солі на середній артеріальний тиск на 60%. Наскільки нам відомо, не було виявлено жодного іншого дієтичного інгредієнта, який може забезпечити такий ступінь захисту від індукованого солями підвищення артеріального тиску при додаванні до раціону в таких низьких молярних кількостях порівняно з додаванням солі. Ці результати свідчать про те, що більша кількість нітратів, що міститься в початковій дієті DASH (≈160 мг/добу) 6, порівняно з кількістю нітратів, представлених у типовій дієті за американським стилем (≈100 мг/добу), 14 різниця становить лише 1 ммоль./д, може бути достатньо, щоб істотно врахувати здатність дієти DASH захищати від пресорних ефектів збільшення споживання солі на 100 ммоль (з 50 до 150 ммоль/добу). 12

Щоб розглянути нинішні висновки в перспективі, корисно розглянути здатність додаткового харчового калію захищати від пресорних впливів сольового навантаження. У класичних дослідженнях, проведених на чутливих до солі щурах> 40 років тому, Dahl et al 15 виявили, що молярне співвідношення доданого харчового калію до доданої харчової солі ≈1: 1 потрібно для додаткового калію, щоб сильно захистити від пресорних ефектів велике збільшення споживання солі. У цьому дослідженні ми виявили, що набагато нижче молярне співвідношення доданого харчового нітрату до доданої харчової солі в діапазоні від ≈1: 170 до 1: 110 забезпечує значний захист від пресорних ефектів великого збільшення споживання солі. Ці висновки дозволяють припустити, що на молярній основі або на основі ваги дієтичний нітрат може бути на ≈100 × потужнішим, ніж дієтичний калій, що забезпечує значний захист від пресорних ефектів підвищеного споживання солі.

Профілактика проти зворотного розвитку гіпертонії

Обмеження

Ці дослідження досліджували, чи низьке молярне співвідношення доданого харчового нітрату до доданої харчової солі захищає від пресорних ефектів короткочасного завантаження солі, і не передбачало тестування при тривалому завантаженні солі. Однак дослідження Carlström та співавт. 13 та Chen та співавт. 44 показують, що захист додатковим нітратом або аргініном від пресорних ефектів короткочасного навантаження солі передбачає захист цих агентів від пресорних ефектів тривалого навантаження солі. Крім того, поточні дослідження зосереджувались на тестуванні антигіпертензивних ефектів низького співвідношення доданого нітрату до доданої солі і не досліджували впливу інших співвідношень доданого нітрату до солі. У майбутніх дослідженнях було б цікаво перевірити вплив додаткових співвідношень нітрату до солі на зміну артеріального тиску, спричинену солями, на різноманітних тваринних моделях чутливості до солі та на чутливих до солі людях. Хоча екстраполяцію висновків на тваринних моделях на людину слід робити завжди з обережністю, слід зазначити, що щур Даля СС вважається чудовою моделлю чутливості людини до солі і демонструє реакції артеріального тиску на дієтичні втручання, що відповідає спостереженням, проведеним у клінічних дослідженнях. навчання. 15,45–47

Перспективи та висновки

Протягом останніх кількох десятиліть медичні та державні органи у всьому світі закликали до широких зусиль щодо зменшення споживання солі на рівні населення з надією, що такі зусилля зменшать ризик солево-викликаної гіпертензії та супутніх серцево-судинних захворювань. 50–54, однак у більшості країн середній прийом солі залишався значно вище рекомендованих показників, а в деяких підгрупах населення (наприклад, гіпертонікам у Сполучених Штатах) споживання солі зросло. 43,53,55,56 Крім того, видатні вчені продовжують порушувати питання про мудрість спроб зменшити споживання солі серед населення в цілому. 57–62 Таким чином, нові підходи до зменшення ризику сольової гіпертензії представляють значний медичний та науковий інтерес.

Джерела фінансування

Це дослідження було підтримане Національним центром дослідницьких ресурсів, M0 RR-00079, Службою охорони здоров’я США; Національний інститут охорони здоров’я/Національний інститут серця, легенів та крові надає грант RO1-HL64230; Премія Praemium Academiae Чеської академії наук М. Правенцю; та подарунки від Фонду острова Сав, Фонду Антел та Фонду сім’ї Маєр.