Moderate (20%) fructose-enriched diet stimulates salt-sensitive hypertension with increased salt retention and decreased renal nitric oxide

Abstract

Previously, we reported that 20% fructose diet causes salt‐sensitive hypertension. In this study, we hypothesized that a high salt diet supplemented with 20% fructose (in drinking water) stimulates salt‐sensitive hypertension by increasing salt retention through decreasing renal nitric oxide. Rats in metabolic cages consumed normal rat chow for 5 days (baseline), then either: (1) normal salt for 2 weeks, (2) 20% fructose in drinking water for 2 weeks, (3) 20% fructose for 1 week, then fructose + high salt (4% NaCl) for 1 week, (4) normal chow for 1 week, then high salt for 1 week, (5) 20% glucose for 1 week, then glucose + high salt for 1 week. Blood pressure, sodium excretion, and cumulative sodium balance were measured. Systolic blood pressure was unchanged by 20% fructose or high salt diet. 20% fructose + high salt increased systolic blood pressure from 125 ± 1 to 140 ± 2 mmHg (P < 0.001). Cumulative sodium balance was greater in rats consuming fructose + high salt than either high salt, or glucose + high salt (114.2 ± 4.4 vs. 103.6 ± 2.2 and 98.6 ± 5.6 mEq/Day19; P < 0.05). Sodium excretion was lower in fructose + high salt group compared to high salt only: 5.33 ± 0.21 versus 7.67 ± 0.31 mmol/24 h; P < 0.001). Nitric oxide excretion was 2935 ± 256 μmol/24 h in high salt‐fed rats, but reduced by 40% in the 20% fructose + high salt group (2139 ± 178 μmol /24 hrs P < 0.01). Our results suggest that fructose predisposes rats to salt‐sensitivity and, combined with a high salt diet, leads to sodium retention, increased blood pressure, and impaired renal nitric oxide availability.

Effects of chronic fructose overload on renal dopaminergic system: alteration of urinary L-dopa/dopamine index correlates to hypertension and precedes kidney structural damage

“…En este sentido, no se encontraron diferencias significativas en los valores de CC en las ratas del grupo F en comparación con las ratas del grupo C en ningún período experimental, sugiriendo que la TFG permaneció autorregulada. Estos resultados coinciden con los reportados en diversos trabajos experimentales, en los que la sobrecarga de fructosa en la dieta, con la concentración y durante los períodos experimentales utilizados en este trabajo, no indujo alteraciones en la función renal (Navarro-Cid y col., 1995;Sanchez-Lozada y col., 2007, Gordish y col., 2017. Sanchez-Lozada y colaboradores compararon los efectos sobre la funcionalidad renal de una dieta elevada en fructosa al 60% en el alimento y una dieta elevada en fructosa al 10% p/v en el agua de bebida, ambas administradas a ratas Sprague-Dawley durante 8 semanas.…”

“…En cuanto al estudio de la función tubular renal, puede establecerse que la excreción urinaria y la excreción fraccional de sodio se vieron significativamente reducidas por sobrecarga de fructosa en las ratas del grupo F con respecto a las ratas del grupo C desde la semana 4 de tratamiento, indicando la existencia de retención de sodio a nivel renal. Teniendo en cuenta que la excreción fraccional de sodio se calcula como el cociente entre los valores de sodio excretado y los valores de sodio filtrado, reflejando de esta manera la reabsorción tubular renal de este catión, la reducción en los valores de este parámetro asociada al consumo de fructosa puede explicarse por la existencia de una reducción en los valores de sodio excretado en las ratas del grupo F con respecto a las ratas del grupo C. Estos resultados son coincidentes con los obtenidos por otros grupos experimentales, los que demostraron que ratas con dieta elevada en fructosa presentan retención de sodio por una reducción en la excreción urinaria de este catión (Xu y col., 2005;Gordish y col., 2017). En cuanto a la evaluación de los efectos de la sobrecarga de fructosa en los distintos períodos experimentales, los valores de excreción urinaria de sodio resultaron significativamente menores en las ratas del grupo F a las semanas 8 y 12 de tratamiento, con respecto a los valores de las ratas de ese mismo grupo a la semana 4.…”

Dietary Fructose Increases the Sensitivity of Proximal Tubules to Angiotensin II in Rats Fed High-Salt Diets

“…While chronic interventional studies are difficult to conduct in humans, rodent models offer a tool to study the interaction between fructose and Na + consumption on cardiovascular health. As such, diets in which the Na + content is near 16 g/kg as oppose to a 2.5 g Na + /kg of a regular rodent chow cause salt-sensitive hypertension in both rats [ 23 , 24 ] and mice [ 25 ]. Interestingly, Na + restricted diets ameliorate hypertension even in very aggressive models such those giving 40% [ 26 ] or 66% [ 27 ] fructose by weight in the food.…”

Dietary Fructose Enhances the Ability of Low Concentrations of Angiotensin II to Stimulate Proximal Tubule Na+ Reabsorption

“…It also causes hypertension in rats fed comparable amounts of fructose to those consumed by people [ 14 , 15 , 16 ]. The increases in blood pressure occur even when plasma insulin, glucose and/or lipids are within normal ranges [ 14 , 17 , 18 ].…”