Article original
La restriction sodée prévient le remodelage cardiovasculaire dans l’insulinorésistance chez le ratSodium restriction prevents cardiovascular remodeling associated with insulin-resistance in the rat

https://doi.org/10.1016/j.ancard.2013.03.001Get rights and content

Résumé

But de l’étude

L’objectif de ce travail était d’évaluer l’influence de la restriction de l’apport alimentaire en sodium sur les changements de la morphologie cardiaque et vasculaire associés à une insulinorésistance.

Animaux et protocoles

À huit semaines d’âge, les rats reçoivent soit un régime contenant 60 % de fructose avec (0,64 %) ou sans (< 0,01 %) sodium, soit une alimentation standard (0,64 % de NaCl) pendant 12 semaines.

Résultats

L’augmentation de l’HOMA index et de l’insulinémie à jeun confirme l’installation d’une insulinorésistance. Le régime fructose s’accompagne d’une hypertrophie cardiaque et vasculaire ainsi que d’une augmentation de la proportion de collagène indiquant une fibrose cardiaque. Aucune variation significative de la pression artérielle ou de l’expression de l’ARNm de l’aldostérone synthétase n’est notée. En revanche, on observe une augmentation du stress oxydant, évalué par la fluorescence du dihydroéthidium (DHE), dans le tissu cardiaque. Le régime désodé prévient l’insulinorésistance, l’augmentation de la masse cardiaque et la fibrose cardiaque de même que l’élévation de l’aire de section de la carotide. Parallèlement, le marquage du DHE est normalisé dans le tissu cardiaque des rats nourris par le régime fructose sans sodium.

Conclusion

La prévention de l’élévation du stress oxydant est très probablement l’un des mécanismes impliqués dans l’effet favorable de la réduction de la consommation de sodium sur les altérations cardiovasculaires associées à une insulinorésistance d’origine alimentaire.

Abstract

Aim of the study

In the present work, the objective was to evaluate the influence of a dietary sodium restriction on cardiovascular morphology changes associated with insulin-resistance.

Animals and protocol

At 8 weeks of age, rats were fed for 12 weeks a 60%-fructose diet containing a regular sodium content (0.64%) or totally lacking in sodium chloride (< 0.01%). A group of rats fed a wheat starch-based diet with regular sodium content served as control group.

Results

Elevated HOMA index and plasma insulin confirm the presence of insulin-resistance in fructose-fed rats. Concomitantly, an increase in cardiac mass and in cardiac collagen (Sirius red staining) was detected without obvious change in arterial pressure or cardiac aldosterone synthase mRNA expression. In addition, cross-sectional area of the carotid artery was higher in fructose-fed rats. Production of superoxide anion, equated with dihydroethidium (DHE) staining, was enhanced in cardiac tissue of rats with insulin-resistance. Withdrawal of sodium from the fructose diet prevented all the cardiovascular effects of fructose consumption, including DHE staining.

Conclusion

These results are in favor of the participation of oxidative stress normalization in the beneficial influence of dietary sodium deprivation on cardiovascular remodeling in this model of insulin-resistance in rats.

Introduction

Chez l’homme, l’augmentation de la consommation de fructose serait impliquée dans le développement de l’obésité et du syndrome métabolique [1]. Elle s’accompagnerait d’atteintes cardiaques comme illustré par l’augmentation du contenu en collagène et d’une dysfonction diastolique chez des patients insulinorésistants [2]. L’augmentation de la consommation de ce sucre simple provoque chez le rat de nombreuses altérations métaboliques dont une résistance hépatique et musculaire à l’insuline. Chez le rat soumis à un régime enrichi en fructose, cette insulinorésistance s’accompagne comme chez l’homme de modifications cardiaques dont une augmentation de la masse cardiaque [3], [4]. Dans un modèle de diabète de type 2 non obèse, le rat Goto Kakizaki, le remodelage du ventricule gauche précède le diabète de type 2 [5], suggérant que l’altération débute dans la phase d’insulinorésistance. Ce remodelage est caractérisé par une hypertrophie marquée des cardiomyocytes et une augmentation des dépôts de la matrice extracellulaire qui se traduit par une augmentation de la taille du cœur en l’absence de changements ultrastructurels.

Divers facteurs peuvent intervenir dans les atteintes des organes cibles de maladies complexes et chroniques. Dans l’hypertension artérielle, l’ingestion de sodium apparaît comme un modulateur des atteintes cardiaques tant chez l’homme [6] que chez l’animal [7], [8]. Dans l’insulinorésistance, nous avons récemment montré que l’effet bénéfique de la restriction de l’apport alimentaire en sodium prévenait aussi les atteintes rénales [9], [10]. Ces effets sont peu liés à un effet tensionnel et pourraient être le résultat d’une amélioration de la sensibilité à l’insuline comme observé chez l’homme à court terme [11] mais pas chez l’animal où une diminution de la sensibilité à l’insuline est rapportée [12]. Plus probablement, l’effet bénéfique de la restriction sodée est en rapport avec une prévention de l’installation d’un stress oxydant et d’une inflammation au niveau des tissus concernés.

L’hypothèse principale de cette étude est que les modifications morphologiques cardiaque et vasculaire associées à un régime riche en fructose peuvent être prévenues par une restriction en sodium alimentaire. L’objectif spécifique est d’évaluer la participation du stress oxydant au niveau du muscle cardiaque dans ce modèle représentant un stade précoce précédant l’hyperglycémie et le diabète [13]. Parallèlement, une analyse biomoléculaire de l’expression cardiaque des gènes de l’aldostérone a été réalisée.

Section snippets

Animaux et méthodes

L’étude est réalisée en accord avec la réglementation française et européenne sur l’utilisation et le conditionnement des animaux de laboratoire (Permis B-3417226 – EEA 34179).

Paramètres métaboliques, glycémiques et pression artérielle

Les caractéristiques générales des rats à la 12e semaine de régime sont présentées dans le Tableau 1. Le poids corporel final est similaire dans les trois groupes. L’excrétion urinaire de sodium est similaire dans les deux groupes NS et, comme attendu, elle est pratiquement nulle dans le groupe en régime sans sodium (non présentés).

La glycémie est similaire dans les trois groupes alors que l’insulinémie et l’HOMA index sont plus élevés en présence de fructose. Toutefois, cette élévation est

Discussion

Les résultats de la présente étude confirment l’induction par un régime enrichi en fructose d’une résistance à l’insuline avec hyperinsulinémie sans hyperglycémie chez le rat [4]. Cette insulinorésistance s’accompagne d’une hypertrophie cardiaque et vasculaire et d’une fibrose cardiaque, comme précédemment rapporté [3]. L’observation principale de notre travail est la prévention des modifications cardiovasculaires quand le sodium est retiré de la nourriture fructose.

La réduction de

Déclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.

Remerciements

Ce travail a bénéficié d’un soutien de la Fondation de recherche sur l’hypertension artérielle et de la Société française d’hypertension artérielle.

Références (23)

  • A. D'Souza et al.

    Left ventricle structural remodelling in the prediabetic Goto-Kakizaki rat

    Exp Physiol

    (2011)
  • Cited by (2)

    • Sodium restriction modulates innate immunity and prevents cardiac remodeling in a rat model of metabolic syndrome

      2017, Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease
      Citation Excerpt :

      Reduction of cardiac mass may be related to the concomitant lowering of body growth occurring during low sodium feeding. In our previous study in fructose-fed rats [17], the effect of low sodium diet was clearer on the slope of the relationship between body and heart weight. In the current experiments, the steepening of the slope induced by AngII was totally prevented by sodium withdrawal.

    • Type 2 diabetes mellitus and hypertension: An update

      2014, Endocrinology and Metabolism Clinics of North America
      Citation Excerpt :

      However, in a recent animal study, the results are in favor of oxidative stress normalization as the beneficial influence of dietary sodium deprivation on cardiovascular remodeling in the model of insulin resistance in rats. Withdrawal of sodium from the fructose diet in these rats showed prevention of CVD effects of high fructose consumption, including production of superoxide anions/oxidative stress.74 In summary, the available literature suggests that reduction of dietary salt reduces BP and may also reduce long-term risk of CVD events in hypertensive patients; however, the data in diabetic individuals are limited.

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