Discusión

En el presente estudio, demostramos que MR y GR están presentes en la corteza suprarrenal de rata. Demostramos que la alteración de la actividad del MR regula la producción de aldosterona en la ZG de una manera que se ajusta a un mecanismo de retroalimentación negativa. Este efecto es específico del MR, ya que la modulación de la actividad del GR en la ZG no tuvo ningún efecto sobre la producción de aldosterona. Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se informa de la expresión del MR y de su papel en la regulación de la secreción de aldosterona dentro de la corteza suprarrenal. En la ZF/ZR, observamos un bucle de retroalimentación similar cuando modificamos farmacológicamente la actividad del GR. Curiosamente, la activación del GR también suprimió la secreción de corticosterona en las células ZF/ZR. Nuestros hallazgos están de acuerdo con estudios anteriores que muestran que la síntesis de glucocorticoides suprarrenales puede ser modulada por esteroides sintetizados dentro de la corteza suprarrenal (Baird et al. 1983, Carsia & Malamed 1983, Darbeida & Durand 1987).

La activación del MR con FLUDRO ejerció un efecto negativo sobre la producción de aldosterona en las células ZG preparadas a partir de ratas mantenidas con dietas HS y LS, mientras que el ácido canrenoico, un antagonista del MR, reguló positivamente la esteroidogénesis con un aumento de la secreción de aldosterona en las células ZG de ratas alimentadas con LS. Se observó una respuesta más pronunciada en los grupos LS en comparación con la de los grupos HS. La falta de efecto de un agonista y un antagonista del GR sobre la liberación de aldosterona basal y estimulada de las células ZG es altamente indicativa de que el bucle de retroalimentación reguladora es específico del receptor.

¿Cuál podría ser la relevancia fisiológica y clínica de un bucle de retroalimentación ultracorto de aldosterona? Existe una estrecha relación entre la producción de aldosterona y los factores ambientales, por ejemplo, la ingesta de sodio y potasio, la postura, la hora del día y la pérdida de volumen. Hace tiempo que se ha establecido que unos niveles inadecuados de aldosterona, para el nivel de estos factores ambientales, conducen a una variedad de enfermedades cardiovasculares y metabólicas en humanos y otros animales. Por lo tanto, los bucles de retroalimentación negativa críticamente sensibles son importantes para el mantenimiento de la homeostasis normal. Esto es especialmente relevante para la homeostasis volumen/sodio, ya que incluso un pequeño desajuste de las respuestas a los cambios en la ingesta ambiental de sodio a lo largo del tiempo puede conducir a efectos cardiovasculares adversos sustanciales. Estas posibles consecuencias son probablemente la razón por la que existen varios controles y equilibrios en los sistemas que regulan la homeostasis del volumen/sodio, por ejemplo, el sistema renina-angiotensina, la aldosterona, los péptidos natriuréticos, la endotelina, la vasopresina y el riñón (flujo sanguíneo renal, túbulo proximal, asa de Henle y túbulo distal/conducto colector). Estos factores reguladores están controlados, en parte, por: (1) bucles de retroalimentación negativa «largos», por ejemplo, el bucle de retroalimentación negativa volumen-renina-angiotensina-aldosterona; (2) la dirección de la acción de los factores de acción opuesta, por ejemplo, los péptidos natriuréticos que suprimen la secreción de aldosterona y (3) los bucles de retroalimentación ultracortos, por ejemplo, la supresión directa de la liberación de renina del aparato yuxtaglomerular por la interacción de la angiotensina II con el receptor de angiotensina tipo 1. En algunos aspectos, las funciones de los bucles de retroalimentación ultracortos son análogas al concepto casi universal de inhibición del producto de la función enzimática. Paralelamente al efecto de la angiotensina II, el presente estudio apoya la hipótesis de que también existe un bucle de retroalimentación ultracorto que modifica la producción de aldosterona en su punto de síntesis final utilizando el nivel de aldosterona y el RM. Este paso refina aún más la producción de aldosterona para asegurar que es apropiada para el entorno en el que el organismo reside actualmente. Por supuesto, también proporciona otro punto en estos mecanismos homeostáticos de volumen donde la disfunción puede llevar a la disfunción cardiovascular y a la enfermedad. Dos informes son potencialmente relevantes para estas posibilidades. En contraste con los presentes estudios en células ZG normales, donde la RU 486 no tuvo ningún efecto sobre la secreción de aldosterona, en dos condiciones alteradas, las células tumorales primarias de aldosterona (Burton et al. 2011) y las ratas hipertensas obesas Zucker (Clapham & Turner 1997), la RU 486 suprimió los niveles de aldosterona en plasma pero no los de corticosterona. De forma similar al presente estudio, la RU 486 no alteró los niveles de aldosterona en las ratas de control (Clapham & Turner 1997). Es interesante que, en las células tumorales, los antagonistas del MR no tuvieron ningún efecto sobre la producción de aldosterona. No se realizó la activación del MR. Debido a que se encontraron niveles similares de aldosterona y cortisol en las preparaciones celulares, la mezcla celular estaba presente o un tipo de célula alterada (Burton et al. 2011). Por último, los resultados del presente estudio pueden ser aplicables a la regulación de los esteroides fuera de la suprarrenal con su probable relevancia fisiológica y clínica.

¿Cómo modifican los cambios en la actividad de la RM la secreción de aldosterona? El aumento de la secreción de corticosterona con una supresión concomitante de la producción de aldosterona sugiere que la vía tardía de la biosíntesis de aldosterona es el lugar de regulación. El último paso en la síntesis de aldosterona depende de la actividad del CYP11B2 (aldosterona sintasa) (Mornet et al. 1989). La disminución de la conversión de corticosterona en aldosterona se debe probablemente a la disminución de la actividad del CYP11B2 y no a un cambio en la expresión del CYP11B2 debido a la corta duración (1 h) de nuestros experimentos. Nuestro hallazgo de la disminución de los niveles de proteína CYP11B2 en condiciones de HS y el mecanismo propuesto de modificación de la actividad de CYP11B2 por MR probablemente explica la atenuación del bucle de retroalimentación reguladora en una dieta alta en sal.

La ingesta baja de sodio es un conocido estimulador de la secreción de aldosterona (Marusic & Mulrow 1967, Aguilera & Catt 1979), y nuestros resultados están en línea con estos informes. Observamos una elevación de la corticosterona sérica con una dieta alta en sal. En consonancia con un aumento de la corticosterona sérica, las células ZF/ZR aisladas de ratas con una dieta alta en sal mostraron una mayor secreción basal de corticosterona. No se han investigado los mecanismos por los que el sodio de la dieta afecta a la secreción de corticosterona, aunque estudios anteriores han demostrado que las glándulas suprarrenales de ratas con deficiencia de sodio tienen una secreción reducida de corticosterona (Eisenstein & Strack 1961). La corticosterona puede ser producida tanto por la ZF/ZR como por la ZG, aunque la mayor parte de la corticosterona circulante proviene de la ZF/ZR debido a su masa sustancialmente mayor. Sin embargo, como la liberación basal de corticosterona de las células ZG no se vio afectada por los cambios en la ingesta de sodio en la dieta, deducimos que las células ZF/ZR contribuyeron al aumento de la corticosterona sérica con la ingesta elevada de sodio.

La existencia de un bucle de retroalimentación intraadrenal ejercido por los glucocorticoides y los GR para regular la producción de glucocorticoides ha sido sugerida desde hace tiempo por varios estudios in vivo (Peron et al. 1960, Hill & Singer 1968) e in vitro (Morrow et al. 1967, Carsia & Malamed 1983). Estos estudios reportan resultados contrastantes en cuanto a si los glucocorticoides inhiben o estimulan la producción de glucocorticoides. La dirección de la regulación parece depender del modelo experimental utilizado y de la duración del tratamiento. En este estudio, proporcionamos evidencia de una retroalimentación reguladora negativa sobre la secreción de corticosterona consistente con los hallazgos de Carsia & Malamed (1983), aunque otros investigadores han reportado hallazgos opuestos (Darbeida & Durand 1987, Li et al. 2011, Asser et al. 2014). A pesar del gran número de trabajos, los mecanismos por los que los glucocorticoides regulan la esteroidogénesis no se conocen bien. Nuestros resultados que muestran una marcada depresión en la secreción de corticosterona sólo en las células ZF/ZR estimuladas con ACTH con el tratamiento con DEX están de acuerdo con los hallazgos de Latner y colaboradores (Latner et al. 1977), que sugieren que los glucocorticoides disminuyen la unión de la ACTH a su receptor. Además, el antagonista de los glucocorticoides, RU 486 no afectó a la secreción basal de corticosterona, pero estimuló la producción de corticosterona por la ACTH. Estos datos apuntan a la posibilidad de que la actividad del GR modifique la sensibilidad de las células ZF/ZR a la ACTH. Otros trabajos que utilizan tiempos de incubación más largos sugieren que los glucocorticoides inhiben la síntesis de proteínas y regulan la transcripción de varios genes diana en la corteza suprarrenal (Morrow et al. 1967, Asser et al. 2014). Aunque esta explicación parece poco probable en nuestro estudio debido a la duración de nuestros experimentos, no podemos excluir la posibilidad de que los efectos genómicos puedan haber contribuido a nuestras observaciones.

Un hallazgo sorprendente en nuestro estudio fue que la ZF/ZR en contraste con la ZG no demuestra especificidad de receptor. La activación del GR o del MR puede suprimir la producción de corticosterona en la ZF/ZR. Se ha informado que la activación del MR modula la producción de glucocorticoides, pero este efecto se ha demostrado sólo en el cerebro. Se ha comprobado que la administración de fludrocortisona en humanos inhibe las concentraciones de cortisol mediante la regulación a la baja del eje hipotálamo-hipófisis (HPA) (Otte et al. 2003, Buckley et al. 2007, Lembke et al. 2013). La clara influencia de la RM en el control de retroalimentación del HPA de los glucocorticoides se demostró además cuando se demostró que el ácido canrenoico tenía un efecto opuesto en la secreción de cortisol y ACTH (Arvat et al. 2001, Wellhoener et al. 2004). Nuestros hallazgos sugieren que además de que la actividad de la RM regula centralmente la producción de glucocorticoides, también puede regularla localmente en la suprarrenal, aunque la regulación aparentemente depende del nivel de ingesta de sal. En ambas dietas, en respuesta a la ACTH, la activación del MR inhibe la producción de corticosterona, pero, por razones poco claras, en la dieta baja en sal parece aumentar los niveles de corticosterona. Dado que in vivo el flujo sanguíneo suprarrenal va de la ZG a la ZF/ZR, la aldosterona podría tener un efecto paracrino sobre la producción de glucocorticoides con interesantes implicaciones fisiológicas y fisiopatológicas.

Una limitación del estudio fue que la contaminación entre las zonas glomerulosa y fasciculata podría oscurecer los cambios en respuesta a diferentes estímulos. Creemos que esto es poco probable basándonos en la ausencia de CYP11B2 en la ZF/ZR y en los datos microscópicos, donde las células de la ZF/ZR y de la ZG tienen características claramente diferentes, mostrando poca o ninguna contaminación en las dos preparaciones celulares. Una segunda limitación es que el presente estudio no puede evaluar la importancia relativa de estos efectos paracrinos frente a los efectos endocrinos clásicos que controlan la esteroidogénesis suprarrenal. Una tercera limitación es que no sabemos si el cortisol o la corticosterona al interactuar con la RM pueden tener el mismo efecto que la aldosterona. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, dada la dirección del flujo sanguíneo desde la zona glomerulosa a la fasciculada, si se produjera no sería un efecto local y paracrino. En cuarto lugar, no podemos descartar la posibilidad de una reactividad cruzada entre el agonista y el antagonista del MR con el GR. Aunque se sabe que la fludrocortisona ejerce cierta actividad glucocorticoide, su afinidad por el MR es 15 veces mayor que la del GR (Agarwal et al. 1977). No hay informes que conozcamos sobre la interacción del ácido canrenoico con el GR a ninguna dosis. En quinto lugar, cuando no observamos un efecto de una manipulación sobre la producción basal de esteroides, no podemos concluir con certeza que no haya ninguno, ya que una interpretación igualmente plausible sería que nuestros sistemas de ensayo no son lo suficientemente sensibles como para captar pequeños efectos. Por último, la extrapolación de estos estudios en ratas a los seres humanos es incierta.

En conclusión, además de los bucles de retroalimentación clásicos y largos que regulan la producción de esteroides suprarrenales, el presente estudio apoya la hipótesis de que existen bucles reguladores negativos ultracortos mediados específicamente por el MR sobre la secreción de aldosterona y el GR sobre la producción de corticosterona en células ZG y ZF/ZR aisladas, respectivamente. Aquí informamos del hallazgo inesperado de que la activación del MR también regula negativamente la secreción de glucocorticoides en las células ZF/ZR. No se sabe cómo interactúan estos bucles de retroalimentación cortos con sus bucles de retroalimentación largos. Sin embargo, estos hallazgos plantean preguntas intrigantes en relación con la regulación fisiológica y la potencial desregulación fisiopatológica de la producción de estos esteroides.