High salt intake down-regulates colonic mineralocorticoid receptors, epithelial sodium channels and 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2

Besides the kidneys, the gastrointestinal tract is the principal organ responsible for sodium homeostasis. For sodium transport across the cell membranes the epithelial sodium channel (ENaC) is of pivotal relevance. The ENaC is mainly regulated by mineralocorticoid receptor mediated actions. The MR activation by endogenous 11β-hydroxy-glucocorticoids is modulated by the 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2). Here we present evidence for intestinal segment specific 11β-HSD2 expression and hypothesize that a high salt intake and/or uninephrectomy (UNX) affects colonic 11β-HSD2, MR and ENaC expression. The 11β-HSD2 activity was measured by means of 3H-corticosterone conversion into 3H-11-dehydrocorticosterone in Sprague Dawley rats on a normal and high salt diet. The activity increased steadily from the ileum to the distal colon by a factor of about 3, an observation in line with the relevance of the distal colon for sodium handling. High salt intake diminished mRNA and protein of 11β-HSD2 by about 50% (p<0.001) and reduced the expression of the MR (p<0.01). The functionally relevant ENaC-β and ENaC-γ expression, a measure of mineralocorticoid action, diminished by more than 50% by high salt intake (p<0.001). The observed changes were present in rats with and without UNX. Thus, colonic epithelial cells appear to contribute to the protective armamentarium of the mammalian body against salt overload, a mechanism not modulated by UNX.

Impaired protein stability of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2: a novel mechanism of apparent mineralocorticoid excess

Apparent mineralocorticoid excess (AME) is a severe form of hypertension that is caused by impaired activity of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11beta-HSD2), which converts biologically active cortisol into inactive cortisone. Mutations in HSD11B2 result in cortisol-induced activation of mineralocorticoid receptors and cause hypertension with hypokalemia, metabolic alkalosis, and suppressed circulating renin and aldosterone concentrations. This study uncovered the first patient with AME who was described in the literature, identified the genetic defect in HSD11B2, and provided evidence for a novel mechanism of reduced 11beta-HSD2 activity. This study identified a cluster of amino acids (335 to 339) in the C-terminus of 11beta-HSD2 that are essential for protein stability. The cluster includes Tyr(338), which is mutated in the index patient, and Arg(335) and Arg(337), previously reported to be mutated in hypertensive patients. It was found that wild-type 11beta-HSD2 is a relatively stable enzyme with a half-life of 21 h, whereas that of Tyr(338)His and Arg(337)His was 3 and 4 h, respectively. Enzymatic activity of Tyr(338)His was partially retained at 26 degrees C or in the presence of the chemical chaperones glycerol and dexamethasone, indicating thermodynamic instability and misfolding. The results provide evidence that the degradation of both misfolded mutant Tyr(338)His and wild-type 11beta-HSD2 occurs through the proteasome pathway. Therefore, impaired 11beta-HSD2 protein stability rather than reduced gene expression or loss of catalytic activity seems to be responsible for the development of hypertension in some individuals with AME.

Sodium retention and ascites formation in a cholestatic mice model: role of aldosterone and mineralocorticoid receptor?

Renal sodium retention in experimental liver cirrhosis originates from the distal nephron sensitive to aldosterone. The aims of this study were to (1) determine the exact site of sodium retention along the aldosterone-sensitive distal nephron, and (2) to evaluate the role of aldosterone and mineralocorticoid receptor activation in this process. Liver cirrhosis was induced by bile duct ligation in either adrenal-intact or corticosteroid-clamped mice. Corticosteroid-clamp was achieved through adrenalectomy and corticosteroid supplementation with aldosterone and dexamethasone via osmotic minipumps. 24-hours renal sodium balance was evaluated in metabolic cages. Activity and expression of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase were determined in microdissected segments of nephron. Within 4-5 weeks, cirrhosis induced sodium retention in adrenal-intact mice and formation of ascites in 50% of mice. At that time, sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase activity increased specifically in cortical collecting ducts. Hyperaldosteronemia was indicated by increases in urinary aldosterone excretion and in sgk1 (serum- and glucocorticoid-regulated kinase 1) mRNA expression in collecting ducts. Corticosteroid-clamp prevented induction of sgk1 but not cirrhosis-induced sodium retention, formation of ascites and stimulation of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase activity and expression (mRNA and protein) in collecting duct. These findings demonstrate that sodium retention in cirrhosis is independent of hyperaldosteronemia and of the activation of mineralocorticoid receptor. CONCLUSION: Bile duct ligation in mice induces cirrhosis which, within 4-5 weeks, leads to the induction of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase in cortical collecting ducts, to renal sodium retention and to the formation of ascites. Sodium retention, ascites formation and induction of sodium- and potassium-dependent adenosine triphosphatase are independent of the activation of mineralocorticoid receptors by either aldosterone or glucocorticoids.

Anabolic steroid associated to physical training induces deleterious cardiac effects

DO CARMO, E. C., T. FERNANDES, D. KOIKE, N. D. DA SILVA JR., K. C. MATTOS, K. T. ROSA, D. BARRETTI, S. F. S. MELO, R. B. WICHI, M. C. C. IRIGOYEN, and E. M. DE OLIVEIRA. Anabolic Steroid Associated to Physical Training Induces Deleterious Cardiac Effects. Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 43, No. 10, pp. 1836-1848, 2011. Purpose: Cardiac aldosterone might be involved in the deleterious effects of nandrolone decanoate (ND) on the heart. Therefore, we investigated the involvement of cardiac aldosterone, by the pharmacological block of AT1 or mineralocorticoid receptors, on cardiac hypertrophy and fibrosis. Methods: Male Wistar rats were randomized into eight groups (n = 14 per group): Control (C), nandrolone decanoate (ND), trained (T), trained ND (TND), ND + losartan (ND + L), trained ND + losartan (TND + L), ND + spironolactone (ND + S), and trained ND + spironolactone (TND + S). ND (10 mg.kg(-1).wk(-1)) was administered during 10 wk of swimming training (five times per week). Losartan (20 mg.kg(-1).d(-1)) and spironolactone (10 mg.kg(-1).d(-1)) were administered in drinking water. Results: Cardiac hypertrophy was increased 10% by using ND and 17% by ND plus training (P < 0.05). In both groups, there was an increase in the collagen volumetric fraction (CVF) and cardiac collagen type III expression (P < 0.05). The ND treatment increased left ventricle-angiotensin-converting enzyme I activity, AT1 receptor expression, aldosterone synthase (CYP11B2), and 11-beta hydroxysteroid dehydrogenase 2 (11 beta-HSD2) gene expression and inflammatory markers, TGF beta and osteopontin. Both losartan and spironolactone inhibited the increase of CVF and collagen type III. In addition, both treatments inhibited the increase in left ventricle-angiotensin-converting enzyme I activity, CYP11B2, 11 beta-HSD2, TGF beta, and osteopontin induced by the ND treatment. Conclusions: We believe this is the first study to show the effects of ND on cardiac aldosterone. Our results suggest that these effects may be associated to TGF beta and osteopontin. Thus, we conclude that the cardiac aldosterone has an important role on the deleterious effects on the heart induced by ND.

Dysregulation of renal transient receptor potential melastatin 6/7 but not paracellin-1 in aldosterone-induced hypertension and kidney damage in a model of hereditary hypomagnesemia

Rationale Hyperaldosteronism, important in hypertension, is associated with electrolyte alterations, including hypomagnesemia, through unknown mechanisms. Objective To test whether aldosterone influences renal Mg(2+) transporters, (transient receptor potential melastatin (TRPM) 6, TRPM7, paracellin-1) leading to hypomagnesemia, hypertension and target organ damage and whether in a background of magnesium deficiency, this is exaggerated. Methods and results Aldosterone effects in mice selectively bred for high-normal (MgH) or low (MgL) intracellular Mg(2+) were studied. Male MgH and MgL mice received aldosterone (350 mu g/kg per day, 3 weeks). SBP was elevated in MgL. Aldosterone increased blood pressure and albuminuria and increased urinary Mg(2+) concentration in MgH and MgL, with greater effects in MgL. Activity of renal TRPM6 and TRPM7 was lower in vehicle-treated MgL than MgH. Aldosterone increased activity of TRPM6 in MgH and inhibited activity in MgL. TRPM7 and paracellin-1 were unaffected by aldosterone. Aldosterone-induced albuminuria in MgL was associated with increased renal fibrosis, increased oxidative stress, activation of mitogen-activated protein kinases and nuclear factor-NF-kappa B and podocyte injury. Mg(2+) supplementation (0.75% Mg(2+)) in aldosterone-treated MgL normalized plasma Mg(2+), increased TRPM6 activity and ameliorated hypertension and renal injury. Hence, in a model of inherited hypomagnesemia, TRPM6 and TRPM7, but not paracellin-1, are downregulated. Aldosterone further decreased TRPM6 activity in hypomagnesemic mice, a phenomenon associated with hypertension and kidney damage. Such effects were prevented by Mg(2+) supplementation. Conclusion Amplified target organ damage in aldosterone-induced hypertension in hypomagnesemic conditions is associated with dysfunctional Mg(2+)-sensitive renal TRPM6 channels. Novel mechanisms for renal effects of aldosterone and insights into putative beneficial actions of Mg(2+), particularly in hyperaldosteronism, are identified. J Hypertens 29: 1400-1410 (C) 2011 Wolters Kluwer Health vertical bar Lippincott Williams & Wilkins.

Functional characterization of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis of the Wistar Audiogenic Rat (WAR) strain

The Wistar Audiogenic Rat (WAR) strain is a genetic model of sound-induced reflex epilepsy which was selected starting from audiogenic seizures susceptible Wistar rats. Wistar resistant rats were used as WAR`s control in this study. In the acute situation, audiogenic seizures (AS) in WARs mimic tonic-clonic seizures and, in the chronic protocol, mimic temporal lobe epilepsy. AS have been shown to evoke neuroendocrine responses; however, the hypothalamic-pituitary-adrenal activity in the WAR has not been established. The aim of this study was to evaluate the hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA) responses to exogenous ACTH stimulation (8 ng/rat), fifteen minute restraint stress and circadian variation (8 am and 8 pm) under rest conditions in these animals through plasma measurements of ACTH and corticosterone concentrations. We also measured the body weight from birth to the 9th week of life and determined adrenal gland weight. We found that WARs are smaller than Wistar and presented a higher adrenal gland weight with a higher level of corticosterone release after intravenous ACTH injection. They also showed altered HPA axis circadian rhythms and responses to restraint stress. Our data indicate that, despite the lower body weight, WARs have increased adrenal gland weight associated with enhanced pituitary and adrenal responsiveness after HPA axis stimulation. Thus, we propose WARs as a model to study stress-epilepsy interactions and epilepsy-neuropsychiatry comorbidities. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Testosterone: a specific competitive antagonist of aldosterone in the toad bladder.

Testosterone (100 nM to 40 microM) antagonized the effect of aldosterone (10 nM) on Na+ transport in the toad bladder measured in vitro as short-circuit current (SCC). Half-maximal inhibition occurred at an antagonist-agonist molar ratio of 150:1. The antagonist action of testosterone was reversed by addition of more aldosterone. The antagonism was specific in the sense that testosterone (20 microM) did not inhibit the response of the SCC to oxytocin (50 mU/ml). By itself, testosterone (up to 20 microM) had no agonist activity on base-line SCC. Finally, testosterone (500 nM to 20 microM) specifically displaced [3H]aldosterone (5 nm) from its cytoplasmic and nuclear binding sites in bladders incubated in vitro at 25 or 0 degrees C and labeled at steady state. There was a significant linear correlation between the effect of testosterone on the aldosterone-dependent SCC and its effect on [3H]aldosterone binding sites in the cytoplasm and in the nucleus. We conclude that 1) testosterone is a specific competitive antagonist of aldosterone, and 2) [3H]aldosterone nuclear and cytoplasmic binding sites could be mineralocorticoid receptors, mediating the action of aldosterone on Na+ transport.

Role of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2 renal activity in potassium homeostasis in rats with chronic renal failure

Aldosterone concentrations vary in advanced chronic renal failure (CRF). The isozyme 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2 (11β-HSD2), which confers aldosterone specificity for mineralocorticoid receptors in distal tubules and collecting ducts, has been reported to be decreased or normal in patients with renal diseases. Our objective was to determine the role of aldosterone and 11β-HSD2 renal microsome activity, normalized for glomerular filtration rate (GFR), in maintaining K+ homeostasis in 5/6 nephrectomized rats. Male Wistar rats weighing 180-220 g at the beginning of the study were used. Rats with experimental CRF obtained by 5/6 nephrectomy (N = 9) and sham rats (N = 10) were maintained for 4 months. Systolic blood pressure and plasma creatinine (Pcr) concentration were measured at the end of the experiment. Sodium and potassium excretion and GFR were evaluated before and after spironolactone administration (10 mg·kg-1·day-1 for 7 days) and 11β-HSD2 activity on renal microsomes was determined. Systolic blood pressure (means ± SEM; Sham = 105 ± 8 and CRF = 149 ± 10 mmHg) and Pcr (Sham = 0.42 ± 0.03 and CRF = 2.53 ± 0.26 mg/dL) were higher (P < 0.05) while GFR (Sham = 1.46 ± 0.26 and CRF = 0.61 ± 0.06 mL/min) was lower (P < 0.05) in CRF, and plasma aldosterone (Pald) was the same in the two groups. Urinary sodium and potassium excretion was similar in the two groups under basal conditions but, after spironolactone treatment, only potassium excretion was decreased in CRF rats (sham = 0.95 ± 0.090 (before) vs 0.89 ± 0.09 µEq/min (after) and CRF = 1.05 ± 0.05 (before) vs 0.37 ± 0.07 µEq/min (after); P < 0.05). 11β-HSD2 activity on renal microsomes was lower in CRF rats (sham = 0.807 ± 0.09 and CRF = 0.217 ± 0.07 nmol·min-1·mg protein-1; P < 0.05), although when normalized for mL GFR it was similar in both groups. We conclude that K+ homeostasis is maintained during CRF development despite normal Pald levels. This adaptation may be mediated by renal 11β-HSD2 activity, which, when normalized for GFR, became similar to that of control rats, suggesting that mineralocorticoid receptors maintain their aldosterone selectivity.

Variation de l’expression et de l’activité des 11β-hydroxystéroïde déshydrogénases rénales, cardiaques et placentaires au cours de la gestation de la rate

L’activation du système rénine-angiotensine-aldostérone peut entraîner le développement d’une hypertension artérielle et de la fibrose cardiaque. Toutefois, au cours de la grossesse, malgré une hausse substantielle des niveaux d’aldostérone, ces effets délétères ne sont pas observés. L’aldostérone exerce ses effets via les récepteurs des minéralocorticoïdes, les MR, qui peuvent également lier le cortisol avec une affinité similaire. La régulation des niveaux locaux de ce glucocorticoïde par les 11β-hydroxystéroïde déshydrogénases (11β-HSD) est donc essentielle pour éviter une stimulation inappropriée des MR. Nous suggérons que, durant la grossesse, ces enzymes sont impliquées dans la protection de la mère et du foetus contre les niveaux élevés d’aldostérone et de cortisol. Notre hypothèse de travail est que les mécanismes d’adaptation qui prennent place au cours de la grossesse nécessitent des changements d’expression (ARNm et protéine) et d’activité des 11β-HSD spécifiques selon le tissu. Des rates Sprague-Dawley ont été sacrifiées aux jours 14, 17, 19 et 22 de gestation (terme = jour 23) et leurs organes ont été collectés. Dans le rein, les niveaux protéiques des 11β-HSD sont diminués en fin de gestation. Dans le placenta, on observe une importante chute de l’expression génique et protéique de la 11β-HSD1 au jour 17 tandis que la 11β-HSD2 y est augmentée. L’expression et l’activité de la 11β-HSD2 sont par la suite diminuées jusqu’à terme. Aucune différence significative n’est retrouvée dans le ventricule gauche cardiaque. En conclusion, nos résultats démontrent que la gestation est accompagnée d’importants changements dans le placenta, possiblement pour assurer un développement foetal adéquat, tandis que le rein et le coeur sont peu ou pas affectés. Des études plus approfondies sur l’expression des MR dans ces tissus nous aideront à mieux comprendre l’implication des 11β-HSD au fil de la gestation.

Le remodelage cardiaque lors de la gestation chez la rate : implication du récepteur aux minéralocorticoïdes et altérations par un supplément sodique

La grossesse induit de profonds changements hémodynamiques et métaboliques de l’organisme maternel qui ont des conséquences sur le cœur. L’adaptation du cœur à cette condition physiologique nécessite un remodelage de sa structure et par conséquent des ajustements de sa fonction. Les mécanismes responsables de ces adaptations sont en grande partie inconnus. Cependant, ces connaissances sont essentielles pour la compréhension des complications cardiovasculaires, telle que l’hypertension gestationnelle (HG), qui constituent un risque pour la santé de la mère et du fœtus. Afin de caractériser les adaptations du cœur lors de la grossesse, l’originalité de notre approche expérimentale consistait à étudier le remodelage à l’échelle des cardiomyocytes du ventricule gauche. Ainsi, notre premier objectif était de déterminer les modifications structurales et fonctionnelles des cardiomyocytes chez la rate en vue d’identifier les altérations lors de l’HG. Chez les rates gestantes, le remodelage structural des cardiomyocytes se caractérise par une hypertrophie cellulaire avec une augmentation proportionnelle des dimensions. L’HG a été induite par un supplément sodique (0.9% NaCl) dans la diète. L’inadaptation structurale lors de l’HG se traduit par une diminution du volume cellulaire. L’étude des modifications fonctionnelles a révélé que lors de la gestation le fonctionnement contractile des cellules est dépendant de l’adaptation du métabolisme maternel. En effet, les substrats énergétiques, lactate et pyruvate, induisent une augmentation de la contractilité des cardiomyocytes. Cet effet est plus faible dans les cellules des rates hypertendues, ce qui suggère des anomalies du couplage excitation-contraction, dans lequel les courants calciques de type L (ICa-L) jouent un rôle important. Paradoxalement, le lactate et le pyruvate ont induit une augmentation de la densité des courants ICa-L seulement chez les rates hypertendues. Le récepteur aux minéralocorticoïdes (RM) est connu pour son implication dans le remodelage structuro-fonctionnel du cœur dans les conditions pathologiques mais pas dans celui induit par la grossesse. Notre deuxième objectif était donc de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la morphologie et de la contractilité des cardiomyocytes. Des rates gestantes ont été traitées avec le canrénoate de potassium (20 mg/kg/jr), un antagoniste des RM. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche l’hypertrophie cellulaire. De plus, l’inhibition des RM bloque l’effet du lactate et du pyruvate sur la contractilité. Chez la femme, la grossesse est associée à des changements des propriétés électriques du cœur. Sur l’électrocardiogramme, l’intervalle QTc est plus long, témoignant de la prolongation de la repolarisation. Les mécanismes régulant cette adaptation restent encore inconnus. Ainsi, notre troisième objectif était de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la repolarisation. Chez la rate gestante, l’intervalle QTc est prolongé ce qui est corroboré par la diminution des courants potassiques Ito et IK1. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche la prolongation de l’intervalle QTc et la diminution des courants Ito. Les travaux exposés dans cette thèse apportent une vision plus précise du remodelage cardiaque induit par la grossesse, qui est permise par l’étude à l’échelle cellulaire. Nos résultats montrent que lors de la gestation et de l’HG les cardiomyocytes subissent des remodelages morphologiques contrastés. Notre étude a aussi révélé que lors de la gestation, la fonction contractile est tributaire des adaptations métaboliques et que cette relation est altérée lors de l’HG. Nos travaux montrent que la régulation de ces adaptations gestationnelles fait intervenir le RM au niveau de la morphologie, de la relation métabolisme/fonctionnement contractile et de la repolarisation. En faisant avancer les connaissances sur l’hypertrophie de la grossesse, ces travaux vont permettre d’améliorer la compréhension des complications cardiovasculaires gestationnelles.

Le rôle de l’aldostérone sur le remodelage structurel pulmonaire et la fonction ventriculaire droite en insuffisance cardiaque congestive

INTRODUCTION : L’insuffisance cardiaque congestive (ICC) induit remodelage pulmonaire et dysfonction ventriculaire droite (VD) qui contribuent de façon importante à la morbidité/mortalité. Malgré l’efficacité prouvée, l’antagonisme des récepteurs minéralocorticoïdes est sous-utilisé en ICC et ses mécanismes d’actions demeurent incompris. Nous avons évalué si l’Aldostérone contribue au remodelage pulmonaire et à la dysfonction VD en stimulant la prolifération des myofibroblastes (MYFs) pulmonaires. MÉTHODE ET RÉSULTATS : L’étude a été réalisée chez des rats avec infarctus du myocarde (IM) de taille modérée à grande permettant le développement de l’ICC. Deux semaines après l’IM, les rats ont été traités avec 100mg/kg/jour d’Aldactone ou non, pendant trois semaines et comparé à un groupe témoin (N=21;24;8). Comparativement au groupe témoin, les rats IM ont développé une ICC caractérisée par une réduction de la fraction de raccourcissement du VG (53±1%vs.16±2%, moyenne±ESM, P<0.0001), une hypertension pulmonaire (PSVD:27±1vs.40±3mmHg, P<0.01) et une hypertrophie VD (VD/(VG+Septum):24±1%vs.38±3%, P<0.05). L’Aldactone n’a eu aucun effet sur ces paramètres. Les rats IM ont développé un syndrome pulmonaire caractérisé par un abaissement de la courbe respiratoire pression-volume, un remodelage structurel pulmonaire avec doublement du poids poumon sec (P<0.01) et de la fibrose pulmonaire avec augmentation du taux de collagène dans les poumons (P<0.05). L’Aldactone n’a pas restauré la fonction pulmonaire. Enfin, les MYFs pulmonaires isolés n’ont pas proliféré avec l’exposition de 48h aux deux traitements d’Aldostérone (10-7M, 10-6M). CONCLUSION : L’Aldostérone ne contribue pas au remodelage pulmonaire et à la dysfonction VD associés à l’ICC. D’autres mécanismes d’actions sont responsables des effets bénéfiques de l’Aldactone.

Implication de l'aldostérone dans les changements hémodynamiques de la grossesse

La grossesse s’accompagne d’importantes modifications hormonales et hémodynamiques. Parmi celles-ci, le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) est activé très tôt durant la grossesse. De plus, cette augmentation du SRAA est accompagnée d’élévations du débit cardiaque et du volume plasmatique ainsi que des baisses paradoxales de la pression artérielle et de la résistance vasculaire périphérique. Ceci suggère que la grossesse induit un remaniement des réponses physiologiques normales au SRAA. Une résistance vasculaire à l’action des vasopresseurs est également observée durant la gestation. Ce phénomène serait causé par la modification de la fonction des canaux calciques et potassiques. De plus, il serait possiblement dû à la participation de la Na+/K+-ATPase, par son influence sur le potentiel membranaire des cellules des muscles lisses vasculaires (VSMC). La présence des récepteurs minéralocorticoïdes (MR) dans les VSMC laisse croire que l’aldostérone peut influencer le tonus vasculaire par des effets génomiques et non-génomiques. Compte tenu des connaissances actuelles, nous avons émis l’hypothèse que l’augmentation des taux sériques d’aldostérone durant la grossesse est responsable des changements hémodynamiques observés et que ces effets sont causés par l’activation des MR. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate de potassium (20 mg/kg•jr), un antagoniste des MR, durant la dernière semaine de gestation (sur 3). Sur des anneaux aortiques dénudés de leur endothélium, nous avons mesuré les réponses contractiles à la phényléphrine (PhE) et au KCl en présence d’un bloqueur des canaux calciques dépendants du voltage (VDCC), la nifédipine, et d’activateurs des canaux potassiques à large conductance (BKCa) et ceux dépendants de l’ATP (KATP), respectivement le NS-1619 et la cromakalim. Les réponses à la PhE et au KCl sont réduites à partir du 17e jour de gestation et le traitement au canrénoate augmente ces réponses dans tous les groupes. Les modulateurs de canaux ioniques atténuent les réponses à la PhE et au KCl. Cependant, le canrénoate modifie aussi les effets des modulateurs sur les aortes. Aucun effet ou une baisse des réponses est observable chez les rates non gestantes, tandis qu’une hausse de leur effet inhibiteur est notée chez les rates gestantes. Ces effets du canrénoate font croire que l’aldostérone participe à l’adaptation de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Par ailleurs, le potentiel membranaire des VSMC pourrait être affecté dans la gestation. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons évalué l’activité de la Na+/K+-ATPase, impliquée dans le contrôle du potentiel membranaire. Nos résultats démontrent que l’activité de la pompe est inhibée à partir du 19e jour de gestation. Cet effet est renversé par le canrénoate. Toutefois, comme le renversement de l’inhibition de la pompe est également présent chez les rates gestantes traitées avec du PST 2238, un antagoniste de l’ouabaïne sur la Na+/K+-ATPase, et que le canrénoate agit également comme agoniste partiel de la pompe, nous croyons que la diminution d’activité associée à la gestation est liée à une inhibition de la Na+/K+-ATPase par des stéroïdes cardiotoniques plutôt qu’à un effet des minéralocorticoïdes. L’augmention d’activité de la pompe liée au canrénoate s’accompagne d’une diminution de l’expression de la sous-unité α1, suggérant que la sous-unité α2 est responsable des variations de contractilité de l’aorte, puisque son expression n’est pas modifiée par le canrénoate. Les effets de la diminution de l’expression de la sous-unité α1, influencée par la signalisation du MR, restent à être déterminés. Néanmoins, nos résultats montrent que les modifications d’activité de la Na+/K+-ATPase influencent l’activité des canaux potassiques et que la pompe pourraient être un des éléments primordiaux dans le contrôle de la réactivité vasculaire durant la grossesse. Comme le canrénoate modifie la réactivité vasculaire, nous voulions déterminer ses impacts sur la pression artérielle. Des rates gestantes ont été traitées avec du canrénoate (20 ou 60 mg/kg•jr) et les paramètres hémodynamiques ont été évalués par radiotélémétrie. Aucune modification de la pression artérielle, du rythme cardiaque et de la pression pulsée ne sont mesurées chez les rates recevant le traitement. Toutefois, des augmentations de l’osmolalité, des taux sériques d’aldostérone et de corticostérone ainsi que de l’activité rénine plasmatique sont observées chez les animaux recevant 60 mg/kg•jr. Le canrénoate bloque donc le rétrocontrôle du SRAA. Par contre, les MR ne sont pas les principaux responsables du contrôle de la pression artérielle durant la grossesse. En conclusion, nous avons démontré que le traitement des rates au canrénoate influence la réactivité vasculaire de l’aorte durant la gestation. Cet effet est causé par la modification de l’activité de certains canaux ioniques (VDCC, BKCa et KATP). De plus, le canrénoate renverse l’inhibition de la Na+/K+-ATPase observée durant la gestation. Finalement, les actions locales de cet antagoniste des MR sur les vaisseaux sanguins ne se répercutent pas sur l’effet systémique global et aucune modification de la pression artérielle n’est observée. D’autres études seront toutefois nécessaires pour déterminer les voies de signalisation par lesquelles l’aldostérone module les réponses des canaux ioniques dans les VSMC.

Risk assessment behaviors associated with corticosterone trigger the defense reaction to social isolation in rats: Role of the anterior cingulate cortex

The extent to which the hypothalamic-pituitary-adrenal axis is activated by short-term and long-term consequences of stress is still open to investigation. This study aimed to determine (i) the correlation between plasma corticosterone and exploratory behavior exhibited by rats subjected to the elevated plus maze (EPM) following different periods of social isolation, (ii) the effects of the corticosterone synthesis blocker, metyrapone, on the behavioral consequences of isolation, and (iii) whether corticosterone produces its effects through an action on the anterior cingulate cortex, area 1 (Cg1). Rats were subjected to 30-min, 2-h, 24-h, or 7-day isolation periods before EPM exposure and plasma corticosterone assessments. Isolation for longer periods of time produced greater anxiogenic-like effects on the EPM. However, stretched attend posture (SAP) and plasma corticosterone concentrations were increased significantly after 30 min of isolation. Among all of the behavioral categories measured in the EPM, only SAP positively correlated with plasma corticosterone. Metyrapone injected prior to the 24 h isolation period reversed the anxiogenic effects of isolation. Moreover, corticosterone injected into the Cg1 produced a selective increase in SAP. These findings indicate that risk assessment behavior induced by the action of corticosterone on Cg1 neurons initiates a cascade of defensive responses during exposure to stressors.

Impact of Corticosterone Treatment on Spontaneous Seizure Frequency and Epileptiform Activity in Mice with Chronic Epilepsy

Stress is the most commonly reported precipitating factor for seizures in patients with epilepsy. Despite compelling anecdotal evidence for stress-induced seizures, animal models of the phenomena are sparse and possible mechanisms are unclear. Here, we tested the hypothesis that increased levels of the stress-associated hormone corticosterone ( CORT) would increase epileptiform activity and spontaneous seizure frequency in mice rendered epileptic following pilocarpine-induced status epilepticus. We monitored video-EEG activity in pilocarpine-treated mice 24/7 for a period of four or more weeks, during which animals were serially treated with CORT or vehicle. CORT increased the frequency and duration of epileptiform events within the first 24 hours of treatment, and this effect persisted for up to two weeks following termination of CORT injections. Interestingly, vehicle injection produced a transient spike in CORT levels - presumably due to the stress of injection - and a modest but significant increase in epileptiform activity. Neither CORT nor vehicle treatment significantly altered seizure frequency; although a small subset of animals did appear responsive. Taken together, our findings indicate that treatment of epileptic animals with exogenous CORT designed to mimic chronic stress can induce a persistent increase in interictal epileptiform activity.

Regulation of placental growth by aldosterone and cortisol

During pregnancy, trophoblasts grow to adapt the feto-maternal unit to fetal requirements. Aldosterone and cortisol levels increase, the latter being inactivated by a healthy placenta. By contrast, preeclamptic placental growth is reduced while aldosterone levels are low and placental cortisol tissue levels are high due to improper deactivation. Aldosterone acts as a growth factor in many tissues, whereas cortisol inhibits growth. We hypothesized that in preeclampsia low aldosterone and enhanced cortisol availability might mutually affect placental growth and function. Proliferation of cultured human trophoblasts was time- and dose-dependently increased with aldosterone (P < 0.04 to P < 0.0001) and inhibited by spironolactone and glucocorticoids (P < 0.01). Mineralo- and glucocorticoid receptor expression and activation upon agonist stimulation was verified by visualization of nuclear translocation of the receptors. Functional aldosterone deficiency simulated in pregnant mice by spironolactone treatment (15 μg/g body weight/day) led to a reduced fetal umbilical blood flow (P < 0.05). In rat (P < 0.05; R(2) = 0.2055) and human (X(2) = 3.85; P = 0.0249) pregnancy, placental size was positively related to plasma aldosterone. Autocrine production of these steroid hormones was excluded functionally and via the absence of specific enzymatic transcripts for CYP11B2 and CYP11B1. In conclusion, activation of mineralocorticoid receptors by maternal aldosterone appears to be required for trophoblast growth and a normal feto-placental function. Thus, low aldosterone levels and enhanced cortisol availability may be one explanation for the reduced placental size in preeclampsia and related disorders.