Introduction: Although numerous laboratory experiments and clinical studies have proven the strong correlation between high-salt intake and a higher risk of cardiovascular and kidney diseases through the influence of high-salt intake on blood pressure, little has been found out about how differences in high-salt intake impacts different sex in terms of blood pressure and gene expression in key cardiovascular organs such as the heart and kidney. Completely healthy Wistar rats were chosen here to specifically examine the effects of a high-salt diet on the functional, structural and genetic performance of different organs. We devoted ourselves to find out possible sex differences within the analyzed genes. Methods: Male and female Wistar rats were divided into the following two groups: normal-salt diet rats (n=50), which were fed with 0.2% NaCl, and high-salt diet rats (n=52), which were fed with 4% NaCl, which is approximately comparable to the salt content of an average unhealthy diet. Feeding with the diets started directly after weaning at an age of 21 days and was continued until 6 months of age. Results: Greater organ weights of the heart and kidneys were detected in rats fed with a high-salt diet compared to those on a normal-salt diet. In the high-salt group we saw higher urinary total protein-to-creatinine ratio, sodium and chloride as well as lower urinary potassium. The high salt diet had an effect on blood pressure, with significantly increased blood pressure levels in both male and female rats. However, increases in blood pressure were more pronounced and had an earlier onset in male rats. Similarly, the urinary total protein-to-creatinine ratio was significantly higher in male than in female animals, indicating sex-specific differences in the response to high salt intake. Moreover, the different sexes showed very different performance in the expression of several genes with regard to the kidney and heart in response to high-salt intake. The genes concerned included clock genes, e.g. period circadian clock 1 (Per1), RAAS associated genes. e.g. the promyelocytic leukemia zinc finger (Zbtb16) and vitamin D metabolism-associated genes, e.g. cytochrome P450 family 27 subfamily b member 1 (Cyp27b1) and cytochrome P450 family 24 subfamily a member 1 (Cyp24a1). Conclusion: A later onset of high blood pressure and lower urinary total protein-to-creatinine ratio were found in female Wistar rats compared to the male rats in response to high-salt intake. Sex-specific differentially expressed genes might be the cause of these phenomena.
Einleitung: Zahlreiche Experimente und klinische Studien betonen den Zusammenhang einer hohen Salzaufnahme und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf- und Nierenerkrankungen im Kontext eines erhöhten Blutdrucks. Allerdings ist nur wenig über die geschlechtsspezifischen Effekte einer hohen Salzaufnahme auf den Blutdruck und die Genexpression in wesentlichen Herz-Kreislauf-Organen wie Herz und Niere bekannt. In der hier vorgestellten Arbeit wurden in einem Tierexperiment die Effekte einer salzreichen Diät in verschiedenen Organe auf funktioneller, struktureller und genetischer Ebene untersucht. Darüberhinaus lag ein Fokus auf der Herausarbeitung geschlechtsspezifische Unterschiede in den jeweiligen Parametern sowie in den analysierten Genen. Methoden: Männliche und weibliche Wistar-Ratten wurden auf zwei Gruppen aufgeteilt und erhielten jeweils entweder eine Standarddiät (NS, 0,2 % NaCl, n = 50) oder eine salzreiche Diät (HS, 4 % NaCl, n = 52). Die Fütterung der jeweiligen Diäten wurde zum Zeitpunkt des Absetzens vom Muttertier, im Alter von 21 Tagen, begonnen und bis zum Ende der Studie über sechs Monate fortgesetzt. Ergebnisse: Die Tiere, welche eine salzreiche Diät erhielten, entwickelten einen höheren Blutdruck und ein größeres Organgewicht von Herz und Nieren im Vergleich zu den Ratten mit der Standarddiät. Die Gesamtprotein/Kreatinin-Ratio sowie die Natrium- und Chloridwerte im Urin waren in der Gruppe mit salzreicher Diät erhöht, während die Kaliumwerte im Urin verringert waren. Der Effekt der salzreichen Diät auf den Blutdruck war geschlechtsabhängig, da bei den weiblichen Tieren ein signifikant höherer Blutdruck im Vergleich zur Kontrollgruppe mit Standarddiät erst später auftrat als bei den männlichen Tieren. Auch die Gesamtprotein/Kreatinin-Ratio im Urin war bei den männlichen Tieren bedeutend höher als bei den weiblichen. Die Expression mehrerer Gene in der Niere und im Herzen war bei den Tieren mit der salzreichen Diät anders reguliert als bei den Tieren auf der Standarddiät. Auffallend war, dass sich in einigen Genen die Effekte der salzreichen Diät bei den weiblichen Ratten von denen bei den männlichen Ratten unterschieden. Zu diesen Genen gehörten Clock-Gene wie das period circadian clock 1 (Per1), dem RAAS zuzuordnende Gene wie das promyelocytic leukemia zinc finger (Zbtb16 ) Gen und dem Vitamin-D-Metabolismus zugehörige Gene wie das cytochrome p450 family 27 subfamily b member 1 (Cyp27b1) und das cytochrome p450 family 24 subfamily a member 1 (Cyp24a1). Fazit: Bei männlichen Wistar-Ratten traten als Reaktion auf die salzreiche Diät Bluthochdruck und eine niedrige Gesamtprotein/Kreatinin-Ratio im Urin früher auf als bei weiblichen Ratten. Diese Beobachtungen könnten im Zusammenhang mit den geschlechtsspezifisch unterschiedlich exprimierten Genen in der Niere und im Herzen stehen.
