Discuție

În studiul de față, am demonstrat că MR și GR sunt prezente în cortexul suprarenal de șobolan. Am arătat că modificarea activității MR reglează producția de aldosteron în ZG într-o manieră care se potrivește unui mecanism de feedback negativ. Acest efect este specific pentru MR, deoarece modularea activității GR în ZG nu a avut niciun efect asupra producției de aldosteron. După cunoștințele noastre, aceasta este prima dată când a fost raportată expresia MR și rolul său în reglarea secreției de aldosteron în cortexul suprarenal. În ZF/ZR, am observat o buclă de feedback similară atunci când am modificat farmacologic activitatea GR. În mod interesant, activarea MR a suprimat, de asemenea, secreția de corticosteron în celulele ZF/ZR. Constatările noastre sunt în concordanță cu studiile anterioare care arată că sinteza glucocorticoidelor suprarenale poate fi modulată de steroizii sintetizați în interiorul cortexului suprarenal (Baird et al. 1983, Carsia & Malamed 1983, Darbeida & Durand 1987).

Activarea MR cu FLUDRO a exercitat un efect negativ asupra producției de aldosteron în celulele ZG pregătite de la șobolani menținuți atât cu regimuri HS cât și LS, în timp ce acidul canrenoic, un antagonist al MR, a reglementat pozitiv steroidogeneza cu o creștere a secreției de aldosteron în celulele ZG de la șobolani hrăniți cu LS. Am observat un răspuns mai pronunțat în grupurile LS în comparație cu cel din grupurile HS. Lipsa efectului unui agonist și a unui antagonist GR asupra eliberării de aldosteron bazal și stimulat din celulele ZG este foarte indicativă pentru faptul că bucla de feedback de reglare este specifică receptorului.

Care ar putea fi relevanța fiziologică și clinică a unei bucle de feedback ultrascurte de aldosteron? Există o relație strânsă între producția de aldosteron și factorii de mediu, de exemplu, aportul de sodiu și potasiu, postura, ora din zi și pierderea de volum. S-a stabilit de mult timp că nivelurile inadecvate de aldosteron, pentru nivelul acestor factori de mediu, duce la o varietate de boli cardiovasculare și metabolice la om și la alte animale. Prin urmare, buclele de feedback negativ sensibile în mod critic sunt importante pentru menținerea homeostaziei normale. Acest lucru este deosebit de relevant pentru homeostazia volumului/sodiului, deoarece chiar și o nepotrivire minoră a răspunsurilor la modificări ale aportului de sodiu din mediu în timp poate duce la efecte cardiovasculare adverse substanțiale. Aceste consecințe potențiale sunt probabil motivul pentru care există mai multe controale și echilibre în sistemele care reglează homeostazia volumului/sodiului, de exemplu, sistemul renină-angiotensină, aldosteronul, peptidele natriuretice, endotelina, vasopresina și rinichiul (fluxul sanguin renal, tubulii proximali, bucla Henle și tubulii distali/canalul colector). Acești factori de reglare sunt controlați, în parte, de: (1) bucle de feedback negativ „lungi”, de exemplu, bucla de feedback negativ volum-renină-angiotensină-aldosteron; (2) direcția de acțiune a factorilor cu acțiune opusă, de exemplu, peptidele natriuretice care suprimă secreția de aldosteron și (3) bucle de feedback ultra scurte, de exemplu, suprimarea directă a eliberării de renină din aparatul juxtaglomerular prin interacțiunea angiotensinei II cu receptorul de angiotensină de tip 1. În anumite privințe, funcțiile buclelor de feedback ultra scurte sunt analoge conceptului aproape universal de inhibare a funcției enzimatice de către produs. În paralel cu efectul angiotensinei II, studiul actual susține ipoteza că există, de asemenea, o buclă de feedback ultracurtă care modifică producția de aldosteron la punctul său de sinteză finală, folosind nivelul de aldosteron și RM. Această etapă rafinează și mai mult producția de aldosteron pentru a se asigura că este adecvată pentru mediul în care organismul locuiește în prezent. Desigur, aceasta oferă, de asemenea, un alt punct în aceste mecanisme homeostatice de volum în care disfuncția poate duce la disfuncție și boală cardiovasculară. Două rapoarte sunt potențial relevante pentru aceste posibilități. Spre deosebire de studiile prezente în celulele ZG normale, în care RU 486 nu a avut niciun efect asupra secreției de aldosteron, în două condiții modificate, celulele tumorale primare de aldosteron (Burton și colab. 2011) și șobolanii hipertensivi obezi Zucker (Clapham & Turner 1997), RU 486 a suprimat nivelurile plasmatice de aldosteron, dar nu și pe cele de corticosteron. Similar cu studiul de față, RU 486 nu a modificat nivelurile de aldosteron la șobolanii de control (Clapham & Turner 1997). Interesant este faptul că, în celulele tumorale, antagoniștii MR nu au avut niciun efect asupra producției de aldosteron. Activarea MR nu a fost realizată. Deoarece s-au găsit niveluri similare de aldosteron și cortizol în preparatele celulare, a fost prezent un amestec celular sau a fost prezent un tip celular modificat (Burton et al. 2011). În cele din urmă, rezultatele prezentului studiu pot fi aplicabile la reglarea steroizilor în afara suprarenalei, cu relevanța lor fiziologică și clinică probabilă.

Cum modifică schimbările în activitatea MR secreția de aldosteron? Creșterea secreției de corticosteron cu o suprimare concomitentă a producției de aldosteron sugerează că calea târzie a biosintezei aldosteronului este locul de reglare. Ultima etapă în sinteza aldosteronului se bazează pe activitatea CYP11B2 (aldosteron-sintetază) (Mornet și colab. 1989). Scăderea conversiei corticosteronului în aldosteron se datorează, cel mai probabil, scăderii activității CYP11B2 și nu unei modificări a expresiei CYP11B2 din cauza duratei scurte (1 h) a experimentelor noastre. Constatarea noastră privind scăderea nivelului proteinei CYP11B2 în condiții de HS și mecanismul propus de modificare a activității CYP11B2 de către MR explică probabil atenuarea buclei de reacție de reglare la o dietă bogată în sare.

Un aport scăzut de sodiu este un stimulator bine cunoscut al secreției de aldosteron (Marusic & Mulrow 1967, Aguilera & Catt 1979), iar rezultatele noastre sunt în concordanță cu aceste rapoarte. Am observat o creștere a corticosteronului seric cu o dietă bogată în sare. În concordanță cu o creștere a corticosteronului seric, celulele ZF/ZR izolate de la șobolani cu o dietă bogată în sare au prezentat o secreție bazală mai mare de corticosteron. Mecanismele prin care sodiul alimentar afectează secreția de corticosteron nu au fost investigate, deși studii anterioare au arătat că suprarenalele șobolanilor cu deficit de sodiu au o secreție redusă de corticosteron (Eisenstein & Strack 1961). Corticosteronul poate fi produs atât de ZF/ZR, cât și de ZG, deși cea mai mare parte a corticosteronului circulant provine de la ZF/ZR datorită masei lor substanțial mai mari. Cu toate acestea, deoarece eliberarea bazală de corticosteron din celulele ZG nu a fost afectată de modificări ale aportului de sodiu din alimentație, am dedus că celulele ZF/ZR au contribuit la creșterea corticosteronului seric în cazul unui aport ridicat de sodiu.

Existența unei bucle de feedback intra-suprarenale exercitate de glucocorticoizi și GR pentru a regla producția de glucocorticoizi a fost sugerată de mult timp de mai multe studii in vivo (Peron et al. 1960, Hill & Singer 1968) și in vitro (Morrow et al. 1967, Carsia & Malamed 1983). Aceste studii raportează rezultate contrastante cu privire la faptul că glucocorticoizii inhibă sau stimulează producția de glucocorticoizi. Direcția de reglare pare să depindă de modelul experimental utilizat și de durata tratamentului. În acest studiu, aducem dovezi ale unui feedback negativ de reglementare asupra secreției de corticosteron, în concordanță cu constatările lui Carsia & Malamed (1983), deși alți cercetători au raportat rezultate opuse (Darbeida & Durand 1987, Li et al. 2011, Asser et al. 2014). În ciuda numărului mare de lucrări, mecanismele prin care glucocorticoizii reglează steroidogeneza nu sunt bine înțelese. Rezultatele noastre care arată o depresie marcată a secreției de corticosteron numai în celulele ZF/ZR stimulate cu ACTH în cazul tratamentului cu DEX sunt în concordanță cu constatările lui Latner și ale colaboratorilor (Latner et al. 1977), care sugerează că glucocorticoizii diminuează legarea ACTH la receptorul său. În plus, antagonistul glucocorticoid, RU 486, nu a afectat secreția bazală de corticosteron, dar a stimulat producția de corticosteron prin ACTH. Aceste date indică posibilitatea ca activitatea GR să modifice sensibilitatea celulelor ZF/ZR la ACTH. Alte lucrări care utilizează timpi de incubare mai lungi sugerează că glucocorticoizii inhibă sinteza proteinelor și reglează transcrierea mai multor gene țintă în cortexul suprarenal (Morrow et al. 1967, Asser et al. 2014). Deși această explicație pare puțin probabilă în studiul nostru din cauza duratei experimentelor noastre, nu putem exclude posibilitatea ca efectele genomice să fi contribuit la observațiile noastre.

O constatare surprinzătoare în studiul nostru a fost aceea că ZF/ZR, spre deosebire de ZG, nu demonstrează specificitatea receptorului. Activarea GR sau a MR poate suprima producția de corticosteron în ZF/ZR. S-a raportat că activarea MR modulează producția de glucocorticoizi, dar acest efect este demonstrat doar în creier. S-a constatat că administrarea de fludrocortizon la om inhibă concentrațiile de cortizol prin reglarea în jos a axei hipotalamo-hipofizare (HPA) (Otte et al. 2003, Buckley et al. 2007, Lembke et al. 2013). Influența clară a MR în controlul de feedback al glucocorticoidelor HPA a fost demonstrată în continuare atunci când s-a demonstrat că acidul canrenoic are un efect opus asupra secreției de cortizol și ACTH (Arvat et al. 2001, Wellhoener et al. 2004). Constatările noastre sugerează că, pe lângă faptul că activitatea MR reglează la nivel central producția de glucocorticoizi, aceasta poate, de asemenea, să o regleze la nivel local în suprarenale, deși se pare că reglarea depinde de nivelul de aport de sare. La ambele diete, ca răspuns la ACTH, activarea MR inhibă producția de corticosteron, dar, din motive neclare, la dieta săracă în sare pare să crească nivelul de corticosteron. Având în vedere că, in vivo, fluxul sanguin suprarenale este de la ZG la ZF/ZR, aldosteronul ar putea avea un efect paracrin asupra producției de glucocorticoizi, cu implicații fiziologice și fiziopatologice interesante.

O limitare a studiului a fost că contaminarea între zonele glomeruloasă și fasciculată ar putea, potențial, să ascundă modificările ca răspuns la diferiți stimuli. Credem că acest lucru este puțin probabil, pe baza absenței CYP11B2 în ZF/ZR și a datelor microscopice, unde celulele ZF/ZR și ZG au caracteristici distinct diferite, au arătat o contaminare redusă sau chiar inexistentă în cele două preparate celulare. O a doua limitare este faptul că prezentul studiu nu poate evalua importanța relativă a acestor efecte paracrine față de efectele endocrine clasice care controlează steroidogeneza suprarenală. O a treia limitare este că nu știm dacă cortizolul sau corticosteronul, prin interacțiunea cu MR, poate avea același efect ca și aldosteronul. Cu toate acestea, după cum s-a menționat anterior, având în vedere direcția fluxului sanguin dinspre zonele glomerulosa spre fasciculata, dacă ar avea loc, nu ar fi un efect local, paracrin. În al patrulea rând, nu putem exclude posibilitatea unei reactivități încrucișate între agonistul și antagonistul MR cu GR. Deși se știe că fludrocortizonul exercită o anumită activitate glucocorticoidă, afinitatea sa pentru MR este de 15 ori mai mare decât cea pentru GR (Agarwal et al. 1977). Din câte știm noi, nu au existat rapoarte privind interacțiunea acidului canrenoic cu GR la orice doză. În al cincilea rând, atunci când nu am observat un efect al unei manipulări asupra producției bazale de steroizi, nu putem concluziona cu certitudine că nu există, deoarece o interpretare la fel de plauzibilă ar fi aceea că sistemele noastre de testare nu sunt suficient de sensibile pentru a detecta efecte mici. În cele din urmă, extrapolarea acestor studii la șobolani la oameni este incertă.

În concluzie, pe lângă buclele clasice, lungi de feedback care reglează producția de steroizi suprarenale, studiul de față susține ipoteza că există bucle de reglare negative ultra scurte mediate în mod specific de MR asupra secreției de aldosteron și GR asupra producției de corticosteron în celulele izolate ZG și, respectiv, ZF/ZR. Raportăm aici constatarea neașteptată că activarea MR reglează, de asemenea, negativ secreția de glucocorticoizi în celulele ZF/ZR. Modul în care aceste bucle de feedback scurte interacționează cu buclele de feedback lungi ale acestora este incert. Cu toate acestea, aceste constatări ridică întrebări intrigante cu privire la reglarea fiziologică și potențiala dereglare fiziopatologică a producției acestor steroizi.