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Vol. 17. Núm. 2.Abril 1997
Páginas 107-187
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Efectos de la administración de aminoácidos sobre la hemodinámica renal y manejo renal segmentario de sodio: diferencias entre aminoácidos precursores y no precursores de la síntesis de óxido nítrico
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J. ESTEBAN , M. ALMARAZ , D. TORÁN , R. PÉREZ MIJARES , P. GÓMEZ FERNÁNDEZ , G. SILGADO , M. RAMOS , F. ANTÓN , J. PAYÁN , M. ALCALÁ
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AMINOACIDOS IY .HEMODINAMICA2. ENAL NEFROLOG A Vol. XVII. Núm. R 1997 ORIGINALES Efectos de la administración de aminoácidos sobre la hemodinámica renal y manejo renal segmentario de sodio: diferencias entre aminoácidos precursores y no precursores de la síntesis de óxido nítrico P. Gómez-Fernández, J. Esteban*, F. Antón**, J. Payán, M. Alcalá, G. Silgado, R. Pérez Mijares, D. Torán, M. Ramos y M. Almaraz Servicio de Nefrología. Hospital General del SAS. Jerez. *Departamento de Farmacología. Facultad de Medicina. Universidad de Cádiz. **Laboratorio de Bioquímica. C. S. La Paz. Madrid. RESUMEN La administración de aminoácidos promueve cambios hemodinámicos renales caracterizados por un aumento del flujo plasmático renal (FPR) y del filtrado glo merular (FG) por mecanismos no bien conocidos. Dado que experimentalmente se ha comprobado que la administración de agonistas del óxido nítrico (ON) produce cambios hemodinámicos renales similares a los de los aminoácidos, hemos estudiado la hipótesis de que los efectos renales de los aminoácidos se deban a la presencia de L-arginina, aminoácido substrato para la síntesis de ON. Tras randomización y con un diseño doble ciego cruzado estudiamos, en 7 su jetos sanos, el efecto que tienen sobre la hemodinámica renal, manejo renal de sodio, factores hormonales y marcadores de la vía del ON dos soluciones isos molares de aminoácidos, una con L-arginina (AE + L-ARG) y otra sin dicho ami noácido (AE). Los niveles sanguíneos de aminoácidos aumentaron con las dos soluciones (AE + L-ARG: 1.946 ± 207 vs 1.655 ± 174 µmol/l, p < 0,05; AE: 2.550 ± 448 vs 1.879 ± 270 µmol/l, p < 0,01). Los niveles sanguíneos de L-ar ginina únicamente aumentaron después de la administración de la solución con este aminoácido (109 ± 8 vs 82 ± 9 µmol/l, p < 0,05). Las dos soluciones de aminoácidos indujeron un aumento de la carga filtrada de aminoácidos (AE + LARG: 235 ± 24 vs 175 ± 25 µmol/min/1,73 m2, p < 0,01; AE: 307 ± 61 vs 197 ± 34 µmol/min/1,73 m2, p < 0,05). Este aumento de la carga filtrada de amino ácidos se acompañó de una mayor reabsorción tubular de los mismos, por lo Recibido: 27-IX-96. En versión definitiva: 3-II-97. Aceptado: 4-II-97. Correspondencia: P. Gómez-Fernández. Servicio de Nefrología. Hospital del SAS. Ctra. de Circunvalación, s/n. 11407 Jerez (Cádiz). 139 P. GOMEZ-FERNANDEZ y cols. que su excreción urinaria no se modificó (AE + L-ARG: 12 ± 4 vs 10 ± 3; AE: 17 ± 5 vs 15 ± 4 µmol/min). El FPR no se modificó con ninguna de las solu ciones de aminoácidos. Comparado con un grupo control al que se le adminis tró una solución salina de idéntica osmolaridad y a un ritmo de infusión igual, ambas soluciones de aminoácidos indujeron un aumento progresivo del FG, que fue más precoz e intenso con la solución AE + L-ARG que con AE (121 ± 6 vs 103 ± 6 ml/min/1,73 m2, p < 0,05, y 118 ± 6 vs 102 ± 6 ml/min/1,73 m2, res pectivamente). Ambas soluciones de aminoácidos produjeron un aumento signi ficativo de la natriuresis (AE + L-ARG: 356 ± 42 vs 244 ± 34 µmol/min, p < 0,01; AE: 373 ± 50 vs 313 ± 43 µmol/min, p < 0,05). En el caso de AE + LARG este hecho se acompañó de un aumento significativo de la excreción frac cionada de sodio (2,1 ± 0,3 vs 1,7 ± 0,3%, p < 0,01). El estudio del manejo renal segmentario de sodio mediante el aclaramiento de litio reveló una disminución significativa de la reabsorción fraccionada distal de sodio con la solución de AE + L-ARG (93,3 ± 0,9 vs 94,5 ± 0,9%, p < 0,05). De los paráme tros hormonales estudiados (insulina, dopamina, glucagón, GH, FNA, PGF2, renina y aldosterona) únicamente se observó un descenso significativo de la actividad reni na y de la aldosterona después de la administración de AE + L - ARG. Con ninguna de las dos soluciones de aminoácidos se observaron modificaciones significativas de la excreción urinaria de GMP-c, marcador de la generación endógena de ON. De nuestros hallazgos se concluye que la administración de una solución isos molar de aminoácidos que no genere expansión de volumen produce, por me canismos desconocidos, un aumento del filtrado glomerular sin cambios del flujo plasmático renal, que es más intenso y precoz cuando la solución de aminoáci dos contiene L-arginina. Por otra parte, la administración de una solución isos molar e isovolumétrica de aminoácidos produce una respuesta natriurética para lela al aumento del filtrado glomerular. La presencia de L-arginina confiere un efecto natriurético adicional por mecanismos tubulares. Palabras clave: Filtrado glomerular. L-arginina. Aminoácidos. Oxido nítrico. Natriuresis. EFFECTS ON RENAL HEMODYNAMIC AND SEGMENTAL RENAL HANDLING OF SODIUM BY AMINO ACIDS ADMINISTRATION: DIFFERENCES BETWEEN NITRIC OXIDE SYNTHESIS PRECURSORS AND NON PRECURSORS SUMMARY Intravenous amino acid infusion has been reported to produce an increase of glomerular filtration (GF) and plasma renal flow (PRF). Experimentally, the nitric oxide (NO) agonists induce renal effects similar to that of amino acid. In this study, we tested the hypothesis that renal effects of amino acids require the presence of L-arginine, a precursor of NO synthesis. To this end, we compared the renal and hormonal responses to intravenous administration of two isomolar essential amino acid solutions, one without L-arginine (EA) and another with L-arginine (EA + LARG) in seven healthy subjects. Renal production of NO was assessed by ra dioimmunoassay of urinary excretion of cGMP. The blood amino acid levels increased after the two solutions (EA + L-ARG: 1,946 ± 207 vs 1,655 ± 174 µmol/l, p < 0.05; EA: 2,550 ± 448 vs 1,879 ± 270 µmol/l, p < 0.01) whereas the blood L-arginine levels only increased after L-argi nine infusion (109 ± 8 vs 82 ± 9 µmol/l, p < 0.05), the amount of aminoacid fil tered increased during EA+L-ARG (235 ± 24 vs 175 ± 25 µmol/l/min/1.73 m2, p 140 AMINOACIDOS Y HEMODINAMICA RENAL < 0.01) and EA (307 ± 61 vs 197 ± 34 µmol/min/1.73 m2, p < 0.01) but their tu bular reabsortion increases too, so no significant urinary amino acid excretion changes were observed after any of two solutions (EA + L-ARG 12 ± 4 vs 10 ± 3 µmol/min; EA 17 ± 5 vs 15 ± 4 µmol/min). No changes in RPF were observed either after EA + L-ARG or EA. Both amino acid solutions induced a significant increase in GF (EA + L-ARG 121 ± 6 vs 103 ± 6 ml/min/1.73 m2, p < 0.05; EA 118 ± 6 vs 102 ± 6 ml/min/1.763 m2, p < 0.05) when compared with values obtained in 5 control subjects treated with saline so lution. This effect was higher and earlier after EA + L-ARG administration. Natriu resis increased significantly during EA + L-ARG (356 ± 42 vs 244 ± 34 µmol/min, p < 0.01) and EA (373 ± 50 vs 313 ± 43 µmol/min/, p < 0.05). The EA + L-ARG infusion induced a significant increase in sodium fractional excretion (2.1 ± 0.3 vs 1.7 ± 0.3%, p < 0.01) and a significant decrease in fractional distal sodium reab sortion (93.3 ± 0.9 vs 94.5 ± 0.9%, p < 0.05) as studied by lithium clearance. The blood levels of insulin, dopamine, growth hormone, glucagon, atrial na triuretic factor and urinary excretion of cGMP and PGF2 were not significantly affected by EA + L-ARG nor EA. Plasma renin activity and plasma aldosterone de creased after EA + L-ARG infusion. These results indicate that intravenous administration of an isomolar essential amino acid solution induces, by unknown mechanisms, an increase of glomeru lar filtration not related to volume expansion. This effect is greater when the amino acid solution contains L-arginine. L-arginine administration produces an additio nal natriuretic renal response through tubular mechanisms. Key words: Glomerular filtration. L-arginine. Amino acid. Nitric oxide. Na triuresis. INTRODUCCION Se sabe que la ingesta proteica produce cambios hemodinámicos renales caracterizados por un aumento del flujo sanguíneo renal y del filtrado glomerular1-3. La administración intravenosa de aminoácidos promueve una respuesta renal similar4-6. Este fenómeno es de gran relevancia, ya que hay evidencia de que la progresión de la insuficiencia renal puede estar influenciada por la ingesta proteica y la hiperfiltración secundaria a ella7. El efecto de la administración de aminoácidos sobre la natriuresis ha sido poco estudiado, demostrándose en unos casos aumento de la eliminación renal de sodio8 y en otros ausencia de efecto6. Las bases fisiológicas de las modificaciones renales provocadas por las proteínas y aminoácidos no son bien conocidas, proponiéndose como posibles mecanismos los cambios metabólicos renales inducidos por los aminoácidos9, la participación de factores humorales renales y sistémicos6, 10, 11 y las alteraciones intrínsecas renales (manejo tubular y balance tubuloglomerular)12. Trabajos recientes han demostrado que el óxido nítrico (ON) interviene en la hemodinámica glomerular, circulación medular y en el manejo renal de sodio13-15. El ON es un agente vasodilatador derivado del átomo de nitrógeno de la guanidina terminal del aminoácido L-arginina. La enzima óxido nítrico sintetasa (ONS) cataliza la oxidación de la Larginina, de la que resulta óxido nítrico y L-citrulina16, 17. El ON activa la guanilato ciclasa promoviendo un aumento de GMP-c. A nivel renal se ha demostrado la existencia de ONS constitutiva y/o inducible en muchas estructuras18-20. Los agentes agonistas del ON inducen cambios renales similares a los promovidos por la ingesta proteica e infusión de aminoácidos, mientras que el bloqueo de la formación de ON tiene el efecto contrario13, 21. Por esta razón y por el hecho de que el ON deriva de un aminoácido, L-arginina, no es extraño que el ON haya sido considerado como el posible mediador de los efectos renales de la ingesta proteica y/o administración de aminoácidos. Así, se ha comprobado en animales que una ingesta proteica elevada aumenta el filtrado glomerular paralelamente a un aumento de los marcadores de la actividad de ON, mientras que el bloqueo de la formación de éste por L-nitro arginina metil éster (LNAME) previene la respuesta renal22. La administración de L-arginina, juntamente con L-NAME, permite la respuesta hiperémica renal a la ingesta proteica23. Por otra parte, el incremento de filtrado glomerular y flujo plasmático renal producido por la 141 P. GOMEZ-FERNANDEZ y cols. infusión de una mezcla de aminoácidos es bloqueado por la administración intrarrenal de inhibidores de ON24. Todos estos datos suscitan la posibilidad de que el efecto renal de los aminoácidos sea debido a un aminoácido, L-arginina, y sus efectos sobre el ON. Si bien existen estudios recientes en animales que analizan la respuesta renal a diferentes soluciones de aminoácidos y su efecto sobre la vía del ON25, 26, son muy pocos los estudios en humanos que comparan diferentes tipos de aminoácidos27 y, en nuestro conocimiento, ninguno examina simultáneamente la respuesta hemodinámica renal, marcadores de actividad de ON, manejo renal de sodio y otros factores hormonales. El objetivo del presente trabajo fue analizar de forma comparativa el efecto de dos soluciones de aminoácidos, una con L-arginina, precursora de ON, y otra sin L-arginina, sobre la función renal, manejo renal de sodio, vía del ON y otros factores hormonales que pueden incidir en aquéllos. MATERIAL Y METODOS El estudio se realizó en 12 sujetos voluntarios elegidos entre el personal sanitario que dieron su consentimiento tras explicarles la metodología y objetivos del estudio. Siete de ellos (3 mujeres y 4 hombres, de una edad de 36 ± 3 años) recibieron la perfusión con las soluciones de aminoácidos, y cinco sujetos (2 mujeres y 3 hombres, de una edad de 37 ± 3 años) sirvieron como controles para ver el efecto de la perfusión de una solución salina, similar en osmolaridad y cantidad a la de aminoácidos, sobre el filtrado glomerular y manejo renal de sodio. Para el estudio se utilizaron dos soluciones de aminoácidos. Usando como solución base una mezcla de aminoácidos esenciales (Neframine 6,7%®, Ibys) se confeccionaron dos soluciones de aminoácidos, una con L-arginina (preparado A) y otra sin L-arginina (preparado B, aminoácidos esenciales [AE]). Para la elaboración del preparado A se utilizó una solución de L-arginina 10% (Pharmacia, Madrid). Se exigió como requisito fundamental que las dos soluciones tuviesen la misma osmolaridad. Dada la elevada osmolaridad de la solución de Larginina al 10%, fue necesario añadir mayor cantidad de agua en este preparado, lo que determinó menor concentración de otros aminoácidos. Asimismo, el elevado pH de la solución de L-arginina obligó a su tamponamiento con fosfato monopotásico para evitar el efecto irritativo en la venoclisis. Tras la adición de agua y de fosfato monopotásico, 142 Tabla I. Composición de las dos soluciones de aminoácidos utilizadas en el estudio. Aminoácidos esenciales + L-arginina 3,41 5,17 4,36 2,99 3,52 3,08 1,32 4,33 2,22 6,36 6,03 2910000 6,22 Aminoácidos esenciales Aminoácido (g/l) Isoleucina ................................ Leucina.................................... Lisina ...................................... Metionina .............................. Fenilalanina ............................ Treonina .................................. Triptófano .............................. Valina .................................... Histidina ................................ Arginina .................................. Nitrógeno ................................ Osmolaridad (mOsm/l) ............ pH .......................................... 07,90 12,02 10,17 06,96 08,20 07,16 03,07 03,07 05,17 00 09,30 291000 05,27 la osmolaridad de ambos preparados fue idéntica (tabla I). El estudio incluía dos fases separadas por un intervalo de 7 días, correspondiendo cada fase a cada una de las soluciones de aminoácidos que se envasaron en farmacia en equipos opacos de alimentación parenteral de idéntico aspecto externo. Ni el sujeto estudiado ni el investigador conocían el preparado utilizado (doble ciego). Mediante serie de números aleatorios se realizó una randomización para la elección del preparado inicial, usándose en la siguiente fase el preparado diferente a la primera (cruzado). Siete días antes de la primera fase se solicitó a los sujetos que hiciesen un diario dietético estricto que debían seguir en la segunda fase. El horario de estudio fue idéntico en las dos fases, realizándose tras 10 horas de ayuno. Durante las 24 horas previas al estudio, en cada fase se recogió orina para determinación de iones y urea, a partir de los cuales se calculó la ingesta de sodio y proteínas según la fórmula de Maroni28. Diez horas antes del estudio, cada sujeto tomaba 600 mg de carbonato de litio. Cada uno de los estudios duraba 8 horas y se hacía en decúbito supino. Inicialmente se administraban oralmente 20 ml/kg de agua y posteriormente una cantidad similar a la diuresis para mantener un débito urinario adecuado. Para la determinación del flujo plasmático renal (FPR) tras una dosis inicial de 3 ml de paraaminohipurato (PAH) al 20%, se mantenía una perfusión de una solución de suero salino 0,9%, 450 ml, y PAH 20%, 7 ml, a un ritmo de infusión de 3 ml/min. Tras un tiempo de equilibrio de 45 AMINOACIDOS Y HEMODINAMICA RENAL minutos se realizaban dos períodos de aclaramiento de 1 hora (período basal). Los valors obtenidos en estos dos períodos fueron promediados. Posteriormente, a la perfusión de PAH y con sistema en Y, se añadía la perfusión del preparado de aminoácidos correspondiente. Para la perfusión se utilizó una bomba Infusomat® Secura. Tras un nuevo tiempo de equilibrio de 45 minutos, se realizaban otros dos períodos de aclaramiento de 1 hora (período de aminoácidos). El ritmo de infusión de la solución de aminoácidos fue de 1 ml/kg/hora, equivalente a 0,29 mOsm/kg/h con ambos preparados, 66 mg/kg/h de aminoácidos totales en AE, 37 mg/kg/h de aminoácidos totales en AE + L­ARG y 6,36 mg/kg/h de L-arginina, en el caso del preparado de L-arginina. Las extracciones de sangre se hacían en el punto medio de cada período de aclaramiento en el brazo contralateral mediante un abbocatt® colocado al inicio del estudio. En cada uno de los períodos de aclaramiento se determinaron en sangre hematócrito, iones, litio, osmolaridad, creatinina y PAH, y en orina iones, litio, osmolaridad y creatinina. En el segundo aclaramiento de cada período se determinaron además en sangre renina, aldosterona, catecolaminas, glucagón, insulina, hormona del crecimiento (GH), factor natriurético atrial (FNA) y aminoácidos, y en orina GMP-c, prostaglandina PGF2 y aminoácidos. Durante todo el estudio, y con intervalos de una hora, se tomaron presión arterial y frecuencia cardiaca, considerándose la presión arterial media (PAM) para los cálculos. El filtrado glomerular (FG) se calculó a partir del aclaramiento de creatinina. Para valorar las posibles limitaciones de este marcador de FG en el análisis de los resultados, en 5 sujetos se realizaron estudios secuenciales de aclaramiento de creatinina y manejo renal de sodio según un protocolo idéntico al grupo en el que se infundieron aminoácidos, pero sustituyendo éstos por una solución salina al 0,9%. El cálculo del flujo plasmático renal (FPR) se hizo a partir del aclaramiento de PAH. El flujo sanguíneo renal (FSR), la resistencia vascular renal (RVR) y la fracción de filtración (FF) se calcularon de las fórmulas: FPR/1-Hto, PAM/FPR y FG/FPR, respectivamente. El aclaramiento de sodio (CNa ), osmolar (Cosm), litio (Cli) y de agua libre (CH 0) 2 se calcularon según fórmulas convencionales. Todos los valores de aclaramiento se corrigieron para una superficie corporal de 1,73 m2. Usando el FG, Cli, CNa, sodio plasmático (Nap) y flujo de orina (V) se calculó el manejo segmentario renal de sodio y agua según fórmulas establecidas29: carga filtrada de sodio (CFNa): FG × Nap; reabsorción proximal absoluta de sodio (RPANa): (FG-Cli) × Nap; re- absorción proximal fraccionada de sodio (RPFNa): (1 - Cli/FG) × 100%; aporte proximal de sodio (APNa): Cli × Nap; reabsorción distal absoluta de sodio (RDANa): (Cli - CNa) × Nap; reabsorción fraccionada distal de sodio (RFDNa): (1-CNa/Cli ) × 100%; reabsorción absoluta distal de agua (RADH 0): Cli2 V; reabsorción fraccionada distal de agua (RFDH 0): 2 (1-V/Cli) × 100%. Las determinaciones de iones y litio se hicieron por fotometría y las de creatinina, glucosa y urea por autoanalizador. El PAH se determinó por métodos colorimétricos30. La actividad renina plasmática y las concentraciones de GH, glucagón, insulina y FNA se hicieron por RIA. La sangre para FNA fue introducida en tubos con 300 µl de aprotinina (Sigma Chemical Co.). La determinación de PGF2 y GMP-c en orina se hizo por RIA. La orina para GMPc fue recogida en tubos con 100 µl de 3-isobutilmetil-xantina (Sigma Chemical Co.). La eliminación urinaria de PGF2, GMP-c se corrigió a 100 ml de FG. La cuantificación de catecolaminas plasmáticas y de aminoácidos en sangre y orina se hizo por HPLC. La reabsorción tubular de L-arginina se calculó como la diferencia entre la L-arginina filtrada y la excretada. La valoración estadística se hizo mediante análisis de la varianza para comparar los resultados durante cada fase con la prueba de Newman-Keuls para comparaciones múltiples, la prueba de Wilcoxon para comparación entre las dos fases, el test de Mann Whitney para comparación con el grupo control, y el coeficiente de correlación. Se consideraron significativos valores de p < 0,05. Los resultados se expresan como media ± error estándar ( ­ ± ES). x RESULTADOS La ingesta de sodio y de proteínas previa al estudio fue similar en la fase de aminoácidos esenciales (AE) y en la fase de aminoácidos esenciales más L-arginina (AE + L­ARG). (1,1 ± 0,1 g/kg/d y 215 ± 42 mmol/d vs 1,1 ± 0,1 g/kg/d y 218 ± 33 mmol/d, respectivamente). Niveles sanguíneos de aminoácidos y su manejo renal Los niveles sanguíneos de aminoácidos totales aumentaron de forma significativa tanto con la solución de AE como con AE + L­ARG. La concentración sérica de L-arginina aumentó tras la administración de AE + L­ARG y no se modificó tras la in143 P. GOMEZ-FERNANDEZ y cols. Hemodinámica glomerular y sistémica No existieron diferencias significativas en el filtrado glomerular ni flujo plasmático renal basales de las dos fases. La infusión de AE + L-ARG promovió un aumento progresivo del filtrado glomerular que comenzó a los 105 minutos y que alcanzó significación estadítica a los 165 minutos (basal: 103 ± 6, 105': 117 ± 5; 165': 121 ± 6 ml/min/1,73 m2, p < 0,05). Aunque la administración de AE también indujo un aumento del FG, éste fue más tardío y no alcanzó significación estadística (basal: 102 ± 6; 105': 104 ± 7; 165': 118 ± 6 ml/min/1,73 m2). La infusión de suero salino en el grupo control no modificó el FG (95 ± 8 vs 103 ± 14 ml/min/1,73 m2 ). La variación porcentual del FG fue significativamente mayor en la fase de AE + L-ARG (19 ± 8%) que en el grupo control (-6 ± 6%) (p < 0,05). Comparado con este último, la variación porcentual del FG tras AE (18 ± 10%) fue significativa (p < 0,05). El flujo plasmático renal (FPR) no experimentó cambios significativos en el transcurso del estudio con ninguna de las soluciones de aminoácidos (AE: 831 ± 33; 753 ± 86; 837 ± 91 ml/min/1,73 m2; AE + L-ARG: 745 ± 69; 653 ± 49; 710 ± 78 ml/min/1,73 m2). No se observaron diferencias significativas en los cambios secuenciales del flujo sanguíneo renal, fracción de filtración, resistencia vascular renal, pre- Fi g . 1.--Niveles sanguíneos de aminoácidos totales y de L-ar gin ina antes y después de la administración de la solución de am in oáci do s esenciales sin L-arginina (AE) y con L-arginina (AE + L-ARG). fusión de AE (fig. 1). Los niveles de citrulina y de lisina basales fueron similares y no experimentaron cambios significativos con ninguna de las soluciones (AE: citrulina: 199 ± 73 vs 189 ± 65 µmol/l; lisina: 59 ± 19 vs 79 ± 20 µmol/l; AE + L-ARG: citrulina: 178 ± 66 vs 207 ± 92 µmol/l; lisina: 58 ± 17 vs 68 ± 18 µmol/l). La elevación de los niveles sanguíneos de aminoácidos indujo un aumento de la carga filtrada de los mismos con los dos preparados. Este aumento de carga filtrada se acompañó de una mayor reabsorción tubular de aminoácidos. Consecuentemente, la eliminación urinaria de aminoácidos no experimentó cambios significativos (fig. 2). 144 Fig. 2.--Carga filtrada (CF), reabsorción tubular (RT) (µmol/min/1,73 m2) y excreción urinaria (EU) (µmol/min) de aminoácidos antes (pre) y después (post) de la administración de la solución de aminoáci dos esenciales sin AE y con AE + L-ARG L-arginina. (*: diferencia significat iva vs pre). AMINOACIDOS Y HEMODINAMICA RENAL sión arterial ni frecuencia cardíaca con ninguna de las soluciones de aminoácidos ni en las variaciones porcentuales de estos parámetros entre los dos estudios (tabla II). Tabla II. Hemodinámica glomerular y sistémica antes (pre) y después (post) de la administración de aminoácidos (x ± ES). Aminoácidos esenciales Parámetro Pre FG (ml/min/1,73 m2) FPR (ml/min/1,73 m2) 102 (6) Post 118 (6) Aminoácidos esenciales + L-arginina Pre 103 (6) Post 121 (6)* 831 (33) 837 (91) 745 (69) 710 (78) FSR (ml/min/1,73 m2) 1.371 (61) FF (%) RVR (mmHg/ml) TAM (mmHg) FC (l/min) 1.371 (154) 1.255 (127) 1.172 (115) 12 (1) 15 (2) 14 (1) 18 (2) 0,070 (0,01) 0,067 (0,01) 0,073 (0,01) 0,079 (0,01) 89 (4) 63 (2) 88 (3) 63 (1) 86 (3) 61 (1) 88 (2) 62 (2) FG: filtrado glomerular; FPR: flujo plasmático renal; FSR: flujo sanguíneo renal; FF: fracción de filtración; RVR: resistencia vascular renal; TAM: presión arterial media; FC: frecuencia cardíaca; *: p < 0,05 vs pre. Manejo segmentario renal de sodio y agua En la tabla III se reflejan los cambios observados del manejo renal segmentario de sodio y agua. Ninguno de los parámetros se modificó en los controles tras la administración de solución salina. El aclaramiento de sodio aumentó significativamente des pués de la administración de AE (2,7 ± 0,3 vs 2,2 ± 0,3 ml/min/1,73 m2, p < 0,05) y de AE + LARG (2,5 ± 0,3 vs 1,7 ± 0,2 ml/min/1,73 m2, p < 0,01). La excreción urinaria de sodio aumentó significativamente con los dos preparados de aminoácidos (AE: 313 ± 43, 327 ± 42, 373 ± 50 µmol/min, p < 0,05; AE + L-ARG: 244 ± 34, 329 ± 44, 356 ± 42 µmol/min, p < 0,01). El efecto sobre la eliminación urinaria de sodio fue mayor y más precoz con la solución de L-ARG. Con la infusión de AE no se observaron cambios de la excreción fraccionada de sodio, por lo que la respues ta natriurética a la misma debe ser atribuida a la mayor carga filtrada de sodio secundaria a un aumento del FG. Tras la administración de AE + L-ARG se objetivó un aumento significativo de la carga filtrada de sodio (17 ± 0,9 vs 14,4 ± 0,8 mmol/min/1,73 m2, p < 0,05), juntamente con una mayor excreción fraccionada de sodio (2,1 ± 0,3 vs 1,7 ± 0,3%, p < 0,01), sugiriendo la participación de un componente tubular en la excreción de sodio. La reabsorción absoluta proximal de sodio aumentó con los dos preparados, siendo sus variaciones porcentuales superiores a las observadas con la infusión de solución salina (AE: 20 ± 10%; AE + L-ARG: 21 ± 10%; solución salina: ­10 ± 2%, p < 0,05). Estas variaciones guardaron paralelismo con los cambios del FG, sugiriendo la participación del balance glomerulotubular (mayor reabsorción proximal a mayor carga filtrada). La reabsorción fraccionada proximal de sodio no experimentó modificaciones significativas. No obstante, el aumento porcentural de ésta fue mayor en AE que en AE + L-ARG (2,5 ± 2% vs ­0,7 ± 6%, respectivamente). Consecuentemente, con la solución de L-ARG se observó una mayor variación del aporte de sodio al túbulo distal (27 ± 16 vs 12 ± 12%). Aunque la dispersión de los valores previene, posiblemente, la significación estadística, estas diferencias suscitan la posibilidad de que pueda existir un componente proximal en la respues ta natriurética promovida por L-ARG. El manejo renal distal de sodio fue diferente entre los dos preparados de aminoácidos. Mientras que la reabsorción absoluta distal no se modificó en ninguno de los casos, la reabsorción fraccionada distal de sodio (% del que llega al túbulo distal que es reabsorbido) disminuyó significativamente tras AE + L-ARG (93,3 ± 0,9 vs 94,5 ± 0,9%, p < 0,05), sin modificaciones con AE. Este hallazgo sugiere que el túbulo distal también participa en la modificación de la excreción de sodio producida por LARG. No se observaron cambios significativos en la reabsorción fraccionada distal de agua ni en el acla ram iento de agua libre con ninguno de los pr epar ado s. Pese a que durante todo el estudio en ambas fases la osmolaridad urinaria fue inferi or a la plasmática, tras la administración de LA RG se observó un aumento significativo del acla ram iento osmolar (4 ± 0,3 vs 3 ± 0,2 ml /mi n/1, 73 m2 , p < 0,05), existiendo una estrecha correlación entre Cosm y sodio urinario (r: 0, 85, p < 0,01). 145 P. GOMEZ-FERNANDEZ y cols. Tabla III. Manejo segmentario renal de sodio antes (pre) y después (post) de la infusión de solución salina (controles), aminoácidos esenciales y L-arginina (­ ± ES). x Parámetro Pre Carga filtrada de Na+ (mmol/min/1,73 m2) 14,8 (2) Aclaramiento de Na+ (ml/min/1,73 m2) .. Excreción fraccionada de Na+ (%) ........ Reabsorción proximal absoluta de Na+ (mmol/min/1,73 m2) ................................ Reabsorción proximal fraccionada de Na+ (%) ............................................ Aporte distal de Na+ (mmol/min/1,73 m2) 2,1 (0,3) 2,0 (0,3) Controles Post 13,4 (1) 2,1 (0,2) 2,2 (0,2) A.A. esenciales Pre 14,3 (0,8) 2,2 (0,3) 2,2 (0,3) Post 16,5 (0,8)* 1,7 (0,2)* 2,3 (0,2) AE + L-arginina Pre 14,4 (0,8) 1,7 (0,4) 1,7 (0,4) Post 17,0 (0,9)* 2,5 (0,3)* 2,5 (0,3)** 10,6 (1,4) 9,4 (1,1) 10,2 (0,7) 12,0 (0,6) 10,0 (0,8) 11,5 (0,6) 71,3 (0,8) 4,2 (0,6) 69,0 (2,6) 3,7 (0,1) 71,2 (1,5) 4,1 (0,3) 72,9 (1,6) 4,5 (0,3) 68,4 (3,0) 4,48 (0,4) 68,0 (2,4) 5,47 (0,6) Reabsorción distal absoluta de Na+ (mmol/min/1,73 m2) ................................ 3,94 (0,58) Reabsorción distal fraccionada de Na+ (%) .................................................. Natriuresis (µmol/min) .......................... 3,47 (0,10) 3,78 (0,24) 4,11 (0,32) 4,25 (0,38) 5,12 (0,57) 92,9 (0,9) 283 (42) 92,7 (0,5) 282 (21) 3,44 (0,31) 4,5 (0,5) 92,6 (0,7) 313 (43) 3,6 (0,3) 5,8 (0,7) 91,6 (0,7) 373 (50)* 3,9 (0,4) 6,0 (0,5) 94 ,5 (0,9) 244 (34) 3,1 (0,2) 5,1 (0,7) 93,3 (0,9)* 356 (42)* 4,1 (0,3)* 6,6 (0,7) Aclaramiento osmolar ............................ 3,41 (0,56) (mmol/min/1,73 m2) Volumen (ml/min) .................................. *: p < 0,05 vs pre; **: p < 0,01 vs pre. 4,76 (0,8) Cambios hormonales En la tabla IV se pueden observar los valores de la concentración sanguínea de las hormonas estudiadas. La única modificación significativa consistió en un descenso de la actividad renina y de la aldosterona tras la administración del preparado con L-ARG (0,73 ± 0,23 vs 1,35 ± 0,35 ng/ml/h, p < 0,05, y 84 ± 5 vs 104 ± 9 pg/ml, p < 0,05). No existió correlación entre estos cambios hormonales y las modificaciones del FG y eliminación renal de sodio. No se objetivaron modificaciones de los niveles de insulina, glucagón, hormona del crecimiento, catecolaminas ni FNA con ninguno de los preparados. La eliminación urinaria de PGF2 no experimentó cambios significativos (AE: 295 ± 93 vs 345 ± 66 pg/100 ml FG; AE + L-ARG: 284 ± 58 vs 261 ± 73 pg/100 ml FG). 146 Tabla IV. Niveles sanguíneos de hormonas antes (pre) y después (post) de la administración de los aminoácidos (x ± ES). Aminoácidos esenciales + L-arginina Pre Post Hormona Aminoácidos esenciales Pre Post Renina (ng/ml/h) Aldosterona (pg/ml) Insulina (µU/ml) Glucagón (pg/ml) GH (µU/ml) FNA (pg/ml) Dopamina (pg/ml) Adrenalina (pg/ml) 0,83 (0,18) 0,62 (0,15) 1,35 (0,35) 0,73 (0,23)* 74 (7) 82 (6) 104 (9) 84 (5)* 15 (2) 15 (1) 15 (2) 17 (3) 151 (74) 126 (23) 207 (77) 150 (35) 1,5 (0,8) 1,0 (0,2) 0,8 (0,3) 1,3 (0,5) 46 (11) 53 (5) 38 (5) 38 (4) 80 (40) 60 (10) 64 (26) 65 (22) 494 (72) 88 (30) 89 (30) 563 (74) 78 (29) 80 (20) 519 (58) Noradrenalina (pg/ml) 490 (65) GH: hormona del crecimiento; FNA: factor natriurético atrial; *p < 0,05 vs pre. AMINOACIDOS Y HEMODINAMICA RENAL Marcadores de actividad de óxido nítrico La concentración de GMP-c en orina mostró gran variación interindividual. La eliminación renal de GMP-c corregida al FG no se modificó significativamente con ninguno de los preparados de aminoácidos, aunque tendió a aumentar con AE + L-ARG (18.105 ± 7.075 vs 17.254 ± 6.429 pmol/100 ml FG) y a disminuir con AE (16.775 ± 800 vs 20.087 ± 5.189 pmol/100 ml FG). DISCUSION Hemodinámica glomerular Los resultados del presente trabajo demuestran que la infusión de aminoácidos esenciales produce un aumento del filtrado glomerular y una respuesta natriurética. La presencia de L-arginina en los aminoácidos administrados modifica de forma cuantitativa la respuesta renal y confiere, además, un efecto natriurético adicional. Aunque el aclaramiento de creatinina tiene limitaciones como marcador del filtrado glomerular, el hecho de que no se modificase en un grupo control en el que se realizó un protocolo idéntico al de la infusión de aminoácidos permite considerarlo, en nuestro caso, un parámetro válido para analizar las modificaciones del filtrado glomerular. Por otra parte, en un estudio previo en sujetos sanos se comprobó una estrecha correlación entre el aclaramiento de creatinina y de insulina30. La ausencia de modificaciones del flujo sanguíneo renal contrasta con lo observado en otros estudios5, 6, 8, 27, 31. La causa de esta diferencia no está clara. Es posible que radique en los diferentes diseños experimentales. En la mayoría de estudios, tanto el ritmo como la cantidad de aminoácidos infundidos y la falta de una normalización osmolar de la solución podrían inducir cambios hemodinámicos renales secundarios a expansión de volumen5, 8, 27, 31. En otros, en los que se utilizó un ritmo de infusión y carga osmolar similares a las del presente trabajo, los cambios del flujo sanguíneo renal eran perceptibles solamente tras cuatro horas de la infusión6. Existen, además, diferencias en la respuesta renal que dependen del tipo de aminoácido, aunque muy pocos han analizado este hecho27. Por otra parte, en muy pocos estudios se han cuantificado los niveles sanguíneos de aminoácidos5, 27. En el presente trabajo, el tiempo límite de observación fue de 165 minutos, se utilizó una solución isosmolar de aminoácidos y la cantidad y velocidad de infusión no indujeron expansión de volumen, como se deduce de la estabilidad del peso y la ausencia de cambios del FNA. La cantidad infundida fue, sin embargo, suficiente para aumentar significativamente la concentración sanguínea de aminoácidos. En estas circunstancias se comprobó un aumento del filtrado glomerular sin modificaciones del flujo plasmático renal. Este patrón hemodinámico, con el aumento de la FF, puede reflejar una vasodilatación de la arteriola aferente inducida por los aminoácidos e hiperfiltración secundaria. Los mecanismos de hiperfiltración glomerular secundaria e ingesta proteica y administración de aminoácidos no son bien conocidos. En nuestro estudio, los niveles de GH, glucagón, dopamina, insulina y FNA, sugeridos como responsables de los cambios renales inducidos por proteínas y aminoácidos5, 10, 11, 32, 33, no se modificaron, por lo que no parece probable su participación en las modificaciones observadas. El sistema renina-angiotensina y las prostaglandinas son considerados los factores con mayor capacidad moduladora de la hemodinámica renal6, 34. En nuestro estudio, los sujetos que tomaban una dieta normal de sodio tenían, basalmente, una actividad renina normal, observándose un descenso significativo de la misma tras la solución con Larginina y ausencia de cambios significativos tras la solución sin L-arginina. Dado que el aumento del filtrado glomerular fue más precoz e intenso con el preparado con L-arginina, no se pueden descar tar las implicaciones del sistema renina-angiotensina en los cambios del filtrado glomerular. El hecho de que éste aumente también con la solución sin L-arginina, en la que no se modificó la actividad renina, sugiere la participación de otros factores. Por otra parte, si los cambios observados fuesen atribuibles exclusivamente a la disminución de la angiotensina, con acción preferente sobre la arteriola eferente, sería de esperar un patrón hemodinámico diferente con descenso de la fracción de filtración. La mayoría de estudios sobre los efectos de aminoácidos no detectan cambios en la actividad renina35. La causa de su disminución, en nuestro trabajo, no está clara. No debe ser atribuida a expansión de volumen, ya que la carga osmolar y el ritmo de infusión fue similar con las dos soluciones de aminoácidos. Tampoco hubo modificaciones de las catecolaminas que por efecto -adrenérgico pueden influir sobre la secreción de renina. La vinculación del descenso de la actividad renina a la solución de L-arginina suscita la posibilidad de la participación del óxido nítrico cuyo efecto sobre la renina es controvertido36,37 . Cabe también la posibilidad de que las 147 P. GOMEZ-FERNANDEZ y cols. modificaciones de la renina estén relacionadas con cambios del aporte distal de sodio y regulación tubuloglomerular, que fueron diferentes en las dos soluciones de aminoácidos. Datos experimentales recientes sugieren que un factor humoral local, el ON, puede intervenir en la respuesta renal a los aminoácidos. En animales, el bloqueo de la síntesis de ON impide el aumento del FG y FPR producido por ingesta proteica23 o por aminoácidos24. El ON podría mediar esta respuesta glomerular por sus efectos directos sobre la resistencia pre o postglomerular y coeficiente de ultrafiltración glomerular, o indirectos a través del servomecanismo tubuloglomerular38. Si el ON media los efectos renales de los aminoácidos, cabría esperar diferencia de respuesta entre aminoácidos precursores de ON como L-arginina y aminoácidos no dadores de ON. En nuestro estudio, el GMP-c, marcador de generación endógena de ON en ausencia de cambios del FNA39, 40, no se modificó en ninguna de las fases. Pese a todo, se objetivó un aumento del FG que fue más intenso y precoz con L-arginina. Ante estos hallazgos podríamos especualr que puede existir generación de ON no demostrable por este marcador, que la cantidad de L-arginina administrada y los niveles sanguíneos conseguidos son insuficientes para activar la ONS, que el aumento del substrato de ONS, por sí solo, en ausencia de otros factores inductores, no promueve mayor actividad de la enzima, o, finalmente, que existen otros mecanismos mediadores de los cambios renales. Algunos estudios in vitro han comprobado que la presencia de L-lisina interfiere la captación celular de L-arginina y limita la producción de nitritos41, 42. Pese a que la concentración de L-lisina era diferente en las dos soluciones empleadas en nuestro estudio, sus niveles sanguíneos fueron similares y no se modificaron significativamente en ninguna de las dos fases. No parece, por tanto, que este aminoácido participe en los cambios observados. Higashi y cols. demostraron que cantidades muy elevadas de L-arginina (500 mg/kg) aumentaban el flujo plasmático renal y el GMP-c en sujetos sanos31. Es posible, en estas circunstancias, que sin una normalización osmolar, el aumento del GMP-c sea atribuible a un incremento del FNA, secundario a expansión de volumen, además de la posible activación de la vía del ON. Recientemente se ha comprobado en animales que el bloqueo de la síntesis de ON no impide la respuesta hiperémica renal a aminoácidos no precursores de ON25, 26. Esto sugiere que otros mecanismos adicionales contribuyen a la respuesta renal a los aminoácidos. Además de factores hormonales sistémicos y locales se ha invocado la participación de mecanis148 mos intrarrenales, en concreto el servocontrol tubuloglomerular, en la respuesta renal a los aminoácidos12. Según este mecanismo, los aminoácidos que son cotransportados con el sodio en el túbulo proximal disminuirían el aporte de sodio a la mácula densa, lo que condicionaría vasodilatación de la arteriola aferente. Nuestros resultados evidencian que con ambos preparados de aminoácidos se produjo un aumento de su reabsorción tubular, de la carga filtrada de sodio y, comparado con el grupo control, una elevación de la reabsorción proximal absoluta de sodio, explicable por el balance glomerulotulublar. La reabsorción fraccionada proximal de sodio, sin embargo, no se modificó significativamente. De este modo, el aporte distal de sodio tampoco experimentó cambios significativos. Aunque estos datos no sustentan la implicación del servocontrol tubuloglomerular, es posible que pueda existir un descenso del aporte distal de sodio que sea muy transitorio e indetectable por nuestras técnicas de aclaramiento y que el aumento del filtrado glomerular secundario a este fenómeno renormalice el aporte distal. Es de destacar también que la reabsorción fraccionada proximal de sodio propendió a aumentar con la solución de aminoácidos esenciales, mientras que apenas se modificó con Larginina, observándose el fenómeno opuesto con el aporte distal de sodio, cuyo incremento porcentual con L-arginina (27%) fue muy superior al constatado con la solución de aminoácidos esenciales (12%). Esto puede sugerir o bien un efecto vasodilatador primario de L-arginina o bien que algún factor tubular relacionado con L-arginina promueve disminución de la reabsorción proximal de sodio y/o altera la sensibilidad del mecanismo de servocontrol tubuloglomerular. Dado que hay evidencia experimental de que la mácula densa tiene niveles muy elevados de ONS18 y que la inhibición del ON a este nivel modifica la respuesta tubuloglomerular43, resulta atractivo involucrar al ON en los cambios glomerulares observados con L-arginina. La ausencia de modificaciones en los marcadores de generación endógena de ON en nuestro estudio no excluye, absolutamente, un aumento local de su producción. Manejo renal de sodio Además de un aumento del filtrado glomerular, en nuestro estudio se observó una elevación significativa de la eliminación renal de sodio. Utilizamos el aclaramiento de litio como marcador del manejo renal de sodio. Este elemento se ha usado en numerosos estudios como marcador válido, ya que se
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