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8/14/2019 jcinvest00114-0078 (1)

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R e l a t i o n s h i p o f I n c r e a s e d Plasma A t r i a l N a t r i u r e t i c F a c t o r and Renal SodiumH a n d l i n g D u r i n g Immersion-induced C e n t r a l H y p e r v o l e m i a i n Normal HumansMurray E p s t e i n , Rodger L o u t z e n h i s e r , Edward F r i e d l a n d , R o s e M . A c e t o , * M a r i a J . F . Camargo,* a n d St e v e n A. A t d a s *N e p h r o l o g y S e c t i o n , V e t e r a n s A d m i n i s t r a t i o n M e d i c a l C e n t e r and t h e U n i v e r s i t y o f M i a m i S c h o o l o f M e d i c i n e , M i a m i , F l o r i d a 3 3 1 2 5 ;a n d t h e * C a r d i o v a s c u l a r C e n t e r , New Y o r k H o s p i t a l , C o r n e l l M e d i c a l C e n t e r , Ne w Y o r k 1 0 0 2 1

A b s t r a c tA l t h o u g h maneuver s a u g m e n t i n g a t r i a l v o l u m e a n d / o r s t r e t c ha l s o a u g m e n t p l a s m a l e v e l s o f a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r ( A N F ) ,t h e r o l e o f A NF i n m o d u l a t i n g r e n a l s o d i u m a n d w a t e r h a n d l i n gh a s n o t b e e n d e f i n e d . W a t e r i m m e r s i o n t o t h e n e c k ( N I ) wa se m p l o y e d t o assess t h e ANF response t o a c u t e v o l u m e e x p a n s i o ni n 1 3 s e a t e d s o d i u m - r e p l e t e n o r m a l s u b j e c t s . ANF i n c r e a s e dp r om p t l y a n d m a r k e d l y f r o m 7 . 8 1 . 8 t o 1 9 . 4 3 . 8 f m o l / m l , t h e nd e c l i n e d t o 6 . 3 1 . 4 f m o l / m l a f t e r 6 0 m i n r e c o v e r y . C o n c o m i -t a n t l y , NI i n c r e a s e d u r i n e f l o w r a t e ( V ) ( 2 . 0 0 . 6 t o 7 . 0 0 . 9 m l /mi; P 0 . 0 0 1 ) a n d s o d i u m e x c r e t i o n ( U N a V ) ( 9 2 1 2 t o 1 9 1 1 5M e q / m i n ; P 0 . 0 0 1 ) , a n d d e c r e a s e d P R A ( - 6 6 3 ) a n d p l a s m aa l d o s t e r o n e ( - 5 7 6 ) . I nc re a se s o f p l a s m a ANF r a n g e d f r o m 20 t o over 1 2 - f o l d . S i m i l a r l y , t h e n a t r i u r e t i c response t o NIv a r i e d m a r k e d l y f r o m none t o 5 0 0 . T h e r e wa s a s t r o n g c o r -r e l a t i o n b e t w e e n p e a k ANF a n d p e a k UNV ( r = 0 . 6 7 ; P 0 . 0 2 5 ) ,b u t none b e t w e e n p e a k V a n d p e a k p l a s m a ANF ( r = - 0 . 1 0 ; P> 0 . 5 ) . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t an i n c r e a s e i n p l a s m a ANFc o n t r i b u t e s t o t h e n a t r i u r e t i c response t o N I , i m p l y i n g a p h y s i -o l o g i c a l r o l e f o r ANF i n m o d u l a t i n g v o l u m e h o m e o s t a s i s i n h u -mans.

I n t r o d u c t i o nA l t h o u g h t h e p o t e n t n a t r i u r e t i c a n d r e n a l h e m o d y n a m i c e f f e c t so f a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r ( A N F ) h a v e b e e n c l e a r l y d o c u m e n t e d( 1 - 4 ) , i t s r o l e i n m o d u l a t i n g v o l u m e a n d c i r c u l a t o r y h o m e o s t a s i sh a s n o t b e e n e s t a b l i s h e d . ANF i s c o n t a i n e d i n s e c r e t o r y g r a n u l e so f t h e a t r i a ( 3 ) a n d i m m u n o r e a c t i v e ANF ( i r A N F ) h a s b e e nd e t e c t e d i n a n i m a l a n d human p l a s m a ( 5 - 1 0 ) . R e c e n t e v i d e n c es u g g e s t s t h a t m a n e u v e r s t h a t augment a t r i a l v o l u m e a n d / o rs t r e t c h l e a d t o i n c r e a s e s i n p l a s m a irANF ( 6 , 1 0 , 1 1 . B e c a u s es i m i l a r e v e n t s c an c l e a r l y a l t e r r e n a l e x c r e t o r y f u n c t i o n ( 1 2 ) , i ts e e m s p o s s i b l e t h a t a u g m e n t a t i o n o f A NF r e l e a s e may c o n t r i b u t et o t h e r e n a l e f f e c t s o f c a r d i o p u l m o n a r y b l o o d v o l u m e e x p a n s i o n .

P r e v i o u s s t u d i e s h a v e d e m o n s t r a t e d t h a t h e a d - o u t water i m -m e r s i o n p r o d u c e s a p r o m p t , m a r k e d , a n d s u s t a i n e d c e n t r a l h y -A d d r e s s c o r r e s p o n d e n c e t o M u r r a y E p s t e i n , M . D . , N e p h r o l o g y S e c t i o n 1 1 I C I ) , V e t e r a n s A d m i n i s t r a t i o n M e d i c a l C e n t e r , 1 2 0 1 N.W. 1 6 t h S t . ,M i a m i , FL 3 3 1 2 5 .R e c e i v e d f o r p u b l i c a t i o n 1 6 J u n e 1 9 8 6 a n d i n r e v i s e d f o r m 2 0 N o v e m b e r1 9 8 6 .1 . A b b r e v i a t i o n s u s e d i n t h i s p a p e r : ANF, a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r ; C c r ,c r e a t i n i n e c l e a r a n c e ; C H 2 0 , f r e e w a t e r c l e a r a n c e ; i r A N F , i m m u n o r e a c t i v eA N F ; N I , n e c k i m m e r s i o n ; P A , p l a s m a a l d o s t e r o n e ; PRA, p l a s m a r e n i na c t i v i t y ; T F A , t r i f l u o r o a c e t i c a c i d ; UKV, r a t e o f p o t a s s i u m e x c r e t i o n ;U N a V , s o d i u m e x c r e t i o n ; U o s m , u r i n a r y s o l u t e c o n c e n t r a t i o n ; V , u r i n a r yf l o w r a t e .T h e J o u r n a l o f C l i n i c a l I n v e s t i g a t i o n , I n c .V o l u m e 7 9 , M a r c h 1 9 8 7 , 7 3 8 - 7 4 5

p e r v o l e m i a w i t h o u t t h e n e c e s s i t y o f i n f u s i n g e x o g e n o u s v o l u m ee x p a n d e r s a n d t h u s a l t e r i n g p l a s m a c o m p o s i t i o n ( 1 2 - 1 5 ) . I n ap r e l i m i n a r y r e p o r t f r o m o u r l a b o r a t o r i e s , we d e m o n s t r a t e d i nf o u r n o r m a l s u b j e c t s t h a t h e a d - o u t w a t e r i m m e r s i o n i s a s s o c i a t e dw i t h s t i m u l a t i o n o f A NF ( 1 0 ) . T h i s p i l o t s t u d y p r o v i d e d p r e l i m -i n a r y c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e A NF r e s p o n s e t o c e n t r a l h y p e r -v o l e m i a . N e v e r t h e l e s s , t h e r e l a t i o n s h i p o f A NF t o i m m e r s i o n -i n d u c e d a l t e r a t i o n s i n r e n a l s o d i u m a n d w a t e r h a n d l i n g a n d i np l a s m a l e v e l s o f r e n i n , a l d o s t e r o n e , a n d c o r t i s o l r e m a i n s u n -d e f i n e d . T h e p r e s e n t s t u d y was u n d e r t a k e n t o e x a m i n e t h e s er e l a t i o n s h i p s more c r i t i c a l l y . T h i s s e e m e d p a r t i c u l a r l y a p p r o -p r i a t e i n v i e w o f o u r r e p e a t e d d e m o n s t r a t i o n o f t h e m a r k e dh e t e r o g e n e i t y o f r e n a l e x c r e t o r y r e s p o n s e s t o i m m e r s i o n amongn o r m a l s u b j e c t s ( 1 2 - 1 5 ) . A l t h o u g h t h e r e a s o n s f o r t h i s v a r i a b l er e s p o n s e a r e p o o r l y u n d e r s t o o d , we h o p e d t o t a k e a d v a n t a g e o ft h i s p h e n o m e n o n i n a n a t t e m p t t o b e t t e r d e f i n e t h e f u n c t i o n a ls i g n i f i c a n c e o f i n c r e a s e s i n p l a s m a A NF d u r i n g c e n t r a l h y p e r -v o l e m i a .MethodsA t o t a l o f 1 9 s t u d i e s ( 6 c o n t r o l a n d 1 3 d u r i n g w a t e r i m m e r s i o n t o t h en e c k N I ) w e r e c a r r i e d o u t i n 1 8 m a l e s u b j e c t s b e t w e e n t h e a g e s o f 2 0a n d 3 9 y r . A l l h a d a n e g a t i v e h i s t o r y f o r h y p e r t e n s i o n , c a r d i o v a s c u l a rd i s e a s e , a n d d i a b e t e s . C l i n i c a l l y a p p a r e n t r e n a l d i s e a s e w a s e x c l u d e d i na l l s u b j e c t s b y d o c u m e n t i n g t h e p r e s e n c e o f a n o r m a l u r i n e s e d i m e n ta n d c r e a t i n i n e c l e a r a n c e a n d t h e a b s e n c e o f p r o t e i n u r i a . T h e u s e o f a l -c o h o l , t o b a c c o , t e a , c o f f e e , a n d a l l m e d i c a t i o n s w a s p r o h i b i t e d f o r a t l e a s t2 4 h b e f o r e a n d d u r i n g e a c h o f t h e s t u d i e s . T h e e x p e r i m e n t a l p r o t o c o l sw e r e s i m i l a r a n d w e r e c a r r i e d o u t a s f o l l o w s .F o l l o w i n g 1 0 h o f o v e r n i g h t f l u i d r e s t r i c t i o n , t h e s u b j e c t w a s i n s t r u c t e dt o s i t q u i e t l y . A t 0 8 : 0 0 h , a f t e r v o i d i n g a n d c o m p l e t e l y e m p t y i n g h i sb l a d d e r , t h e s u b j e c t o n c e a g a i n a s s u m e d t h e s e a t e d p o s i t i o n . I m m e d i a t e l ya f t e r t h e s u b j e c t s h a d v o i d e d , a 1 8 - g a u g e , 1 . 5 - i n T e f l o n c a t h e t e r w i t h af l a s h c h a m b e r a n d a n a c c o m p a n y i n g T e f l o n s t y l e t ( J e l c o , R a r i t a n , N J )w a s i n s e r t e d i n t o a f o r e a r m v e i n , p e r m i t t i n g s e q u e n t i a l s a m p l i n g o f b l o o dw i t h o u t t h e u s e o f a n a n t i c o a g u l a n t o r a n i . v . i n f u s i o n . V e n o u s b l o o dw a s d r a w n u s i n g a p r e c h i l l e d I 0 - m l p o l y s t y r e n e d i s p o s a b l e s y r i n g e . A f t e re a c h s a mp l e w a s o b t a i n e d , a s t e r i l e s t y l e t w a s i n s e r t e d i n t o t h e c a t h e t e r .A f t e r a 6 0 - m i n p r e s t u d y p e r i o d , t h e s u b j e c t s a t q u i e t l y i n t h e s t u d y t a n ki m m e r s e d i n w a t e r t o t h e n e c k f o r 3 h ( 0 9 : 0 0 - 1 2 : 0 0 h ) ; t h i s w a s f o l l o w e db y a 1 - h r e c o v e r y p e r i o d o f q u i e t s i t t i n g o u t s i d e t h e t a n k . F o r c o n t r o l ,t h e s u b j e c t s a t q u i e t l y o u t s i d e t h e i m m e r s i o n t a n k f o r t h e 5 - h p e r i o d .B l o o d s a m p l e s w e r e o b t a i n e d b e f o r e a n d a f t e r t h e s t u d y f o r s o d i u m ,p o t a s s i u m , o s m o l a l i t y , a n d c r e a t i n i n e d e t e r m i n a t i o n s . S a m p l e s f o r p l a s m ar e n i n a c t i v i t y ( P R A) , p l a s ma a l d o s t e r o n e ( P A ) , p l a s m a c o r t i s o l , a n d i r A N Fw e r e o b t a i n e d e v e r y 3 0 m i n d u r i n g t h e p r e s t u d y p e r i o d , a t 1 5 , 3 0 , 6 0 ,1 2 0 , a n d 1 8 0 m i n o f i m m e r s i o n , a n d a t 1 5 , 3 0 , a n d 6 0 m i n d u r i n g t h er e c o v e r y p e r i o d . E a c h s u b j e c t w a s r e q u e s t e d t o v o i d s p o n t a n e o u s l y a th o u r l y i n t e r v a l s d u r i n g t h e s t u d i e s . T o v o i d d u r i n g t h e i m m e r s i o n p e r i o d ,t h e s u b j e c t s s t o o d b r i e f l y o n a p l a t f o r m i n t h e i m m e r s i o n t a n k a f t e rc o l l e c t i o n o f b l o o d . To m a i n t a i n a d e q u a t e u r i n e f l o w , a n i n i t i a l w a t e r l o a do f 4 0 0 m l w a s a d m i n i s t e r e d , a n d s u b s e q u e n t l y 2 0 0 m l o f w a t e r w a si n g e s t e d h o u r l y . S o d i u m , p o t a s s i u m , o s m o l a l i t y a n d c r e a t i n i n e w e r em e a s u r e d i n a l l u r i n e s a m p l e s . I m m e r s i o n w a s c a r r i e d o u t i n a w a t e r p r o o ft a n k d e s c r i b e d i n d e t a i l p r e v i o u s l y ( 1 2 - 1 5 ) . A c o n s t a n t w a t e r t e m p e r a t u r e

7 3 8 E p s t e i n , L o u t z e n h i s e r , F r i e d l a n d , A c e t o , C a m a r g o , a n d A t l a s

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o f 3 4 . 5 0 . 5 0 C w a s m a i n t a i n e d b y t w o h e a t e x c h a n g e r s , a s d e t a i l e d p r e -v i o u s l y 1 2 - 1 5 ) .B l o o d f o r P R A , P A , p l a s m a c o r t i s o l , a n d p l a s m a i r A N F m e a s u r e m e n t s

w a s p l a c e d i m m e d i a t e l y i n t o c h i l l e d v a c u t a i n e r t u b e s c o n t a i n i n g p o t a s -s i u m E D T A , a n d t h e p l a s m a w a s s e p a r a t e d w i t h a r e f r i g e r a t e d c e n t r i f u g e .T h e s a m p l e s w e r e f l a s h f r o z e n w i t h d r y i c e a n d a c e t o n e a n d t h e n s t o r e da t - 7 6 0 C .

P R A , P A , a n d p l a s m a c o r t i s o l w e r e a s s a y e d b y r a d i o i m m u n o a s s a ya s r e p o r t e d p r e v i o u s l y ( 1 6 , 1 7 ) . P l a s m a A NF w a s m e a s u r e d b y r a d i o i m -m u n o a s s a y f o l l o w i n g e x t r a c t i o n o n C 1 8 S e p - P a k c a r t r i d g e s ( W a t e r s I n -s t r u m e n t s , I n c . , R o c h e s t e r , M N ) . P l a s m a s a m p l e s ( 3 m l ) w e r e a p p l i e dt o i n d i v i d u a l p r e w a s h e d c a r t r i d g e s , w h i ch w er e t h e n w a s h e d w i t h H 2 0( 3 m l ) , 0 . 1 t r i f l u o r o a c e t i c a c i d ( T F A , 3 m l ) a n d 2 0 a c e t o n i t r i l e i n0 .1 TFA ( 3 m l ) . i r A N F w a s t h e n e l u t e d w i t h 8 0 a c e t o n i t r i l e i n 0 . 1TFA ( 2 w a s h e s , 3 m l e a c h ) , a n d t h e p o o l e d e x t r a c t w a s d r i e d o v e r n i g h ti n a S a v a n t S p e e d - V a c e v a p o r a t o r . R e c o v e r i e s o f A NF s t a n d a r d a n dr a d i o l a b e l e d A NF w e r e 7 4 9 ( S E ) a n d 7 8 7 , r e s p e c t i v e l y ( r a n g e ,5 8 - 8 4 ) . R e c o v e r i e s i n i n d i v i d u a l s a m p l e s w e r e d e t er m in e d b y a d d i t i o no f 2 5 I - A N F ( 1 , 0 0 0 c p m ) t o t h e p l a s m a b e f o r e e x t r a c t i o n . Two r a d i o i m -m u n o a s s a y s y s t e m s w e r e e m p l o y e d . I n i t i a l s t u d i e s e . g . , s u b j e c t 1 w e r ep e r f o r m e d w i t h a h e t e r o l o g o u s a s s a y u s i n g a n a n t i s e r u m ( 1 : 1 5 , 0 0 0 f i n a ld i l u t i o n ) r a i s e d i n r a b b i t s i m m u n i z e d w i t h t h e s y n t h e t i c 2 4 - r e s i d u e r a ta u r i c u l i n A ( 1 8 ) c o u p l e d t o b o v i n e t h y r o g l o b u l i n ; t h e 2 5 - r e s i d u e r a t a u -r i c u l i n B , u s e d a s t r a c e r , w a s p r e p a r e d b y r e a c t i o n w i t h N a 2 5 I i n t h ep r e s e n c e o f s o l i d - p h a s e c h l o r a m i n e T ( l o d o - B e a d s , P i e r c e C h e m i c a l C o . ,R o c k f o r d , I L ) a n d p u r i f i c a t i o n o n C 1 8 S e p - P a k c a r t r i d g e s a n d r e v e r s e -p h a s e h i g h - p e r f o r m a n c e l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ( s p e c i f i c a c t i v i t y , 2 , 0 0 0 C i / m m o l ) . T h e a n t i s e r u m s h o w e d 9 4 c r o s s r e a c t i v i t y w i t h t h e2 8 - r e s i d u e r a t A NP ( c a r d i o n a t r i n I a n d 6 1 c r o s s r e a c t i v i t y w i t h i t s h u -man a n a l o g u e , hANP ( P e n i n s u l a L a b o r a t o r i e s I n c . , B e l m o n t , C A ) . S u b -s e q u e n t s t u d i e s e m p l o y e d a n t i s e r u m , p r e p a r e d a g a i n s t a - h A N P ( P e n i n s u l aL a b o r a t o r i e s I n c . ) a t a f i n a l d i l u t i o n o f 1 : 2 1 , 0 0 0 , a n d 2 5 I - h A N P a s t r a c e r .

T h e s t a n d a r d u s e d i n b o t h a s s a y s f o r t h e v a l u e s r e p o r t e d h e r e i n w a s a -h A N P , a n d t h e r e w a s e x c e l l e n t a g r e e m e n t b e t w e e n t h e t w o a s s a y s . E x t r a c t sw e r e r e c o n s t i t u t e d i n 2 5 0 M l o f a s s a y b u f f e r 0 . 1 M s o d i u m p h o s p h a t e ,pH 7 . 5 , c o n t a i n i n g 0 . 3 b o v i n e s e r u m a l b u m i n a n d 0 . 3 b o v i n e gammag l o b u l i n ) a n d d u p l i c a t e 1 0 0 - , l a l i q u o t s o f u n k n o w n s o r s t a n d a r d w e r ei n c u b a t e d w i t h d i l u t e d a n t i s e r u m ( 1 0 0 A l f o r 2 4 h a t 4 C . T r a c e r ( 1 0 , 0 0 0cpm i n 1 0 0 A l a s s a y b u f f e r ) w a s t h e n a d d e d a n d t h e r e a c t i o n c o n t i n u e df o r 1 8 h a t 4 C . B o u n d a n d f r e e p e p t i d e w e r e s e p a r a t e d b y a d d i t i o n o f1 5 p o l y e t h y l e n e g l y c o l ( 2 m l ) , a n d r e s u l t s w e r e c a l c u l a t e d f r o m s t a n d a r dc u r v e s o f b o u n d / f r e e c o u n t s p e r m i n u t e v s . l o g A NF s t a n d a r d . T h e s e n -s i t i v i t i e s o f t h e h e t e r o l o g o u s a n d h o m o l o g o u s a s s a y s w e r e 5 . 5 f m o l I C , 0 ,8 9 5 f m o l ) a n d 0 . 7 f m o l I C 5 0 , 5 . 4 0 . 3 f m o l ) , r e s p e c t i v e l y .A n a l y t i c m e t h o d s f o r s o d i u m , p o t a s s i u m , a n d c r e a t i n i n e h a v e b e e nr e p o r t e d p r e v i o u s l y ( 1 3 - 1 5 ) .I n t h e p r e s e n t a t i o n o f t h e d a t a , m e a n v a l u e s a r e f o l l o w e d b y t h es t a n d a r d e r r o r o f t h e m e a n a s a n i n d e x o f d i s p e r s i o n . D a t a w e r e e v a l u a t e ds t a t i s t i c a l l y b y a n a l y s i s o f v a r i a n c e a n d b y p a i r e d o r u n p a i r e d t t e s t s .D i f f e r e n c e s w i t h P < 0 . 0 5 w e r e c o n s i d e r e d s i g n i f i c a n t .P e r m i s s i o n f o r t h e s t u d y w a s o b t a i n e d f r o m e a c h s u b j e c t a f t e r a d e -t a i l e d d e s c r i p t i o n o f t h e p r o c e d u r e a n d p o t e n t i a l c o m p l i c a t i o n s . T h ep r o t o c o l w a s a p p r o v e d b y t h e Human E x p e r i m e n t a t i o n C o m m i t t e e s o ft h e U n i v e r s i t y o f M i a m i S c h o o l o f M e d i c i n e a n d t h e M i a m i V e t e r a n sA d m i n i s t r a t i o n M e d i c a l C e n t e r a n d w a s i n c o m p l i a n c e w i t h t h e p r i n c i p l e s

s e t f o r t h i n t h e D e c l a r a t i o n o f H e l s i n k i . No c o m p l i c a t i o n s o c c u r r e d .

R e s u l t s

P l a s m a ANF l e v e l s . The e f f e c t s o f a t i m e c o n t r o l s t u d y a n d wateri m m e r s i o n on p l a s m a ANF l e v e l s a r e summarized i n T a b l e Ia n d F i g . 1 . As d e p i c t e d i n T a b l e I , p l a s m a ANF s e q u e n t i a l l yd e t e r m i n e d i n s i x s e a te d c o nt r ol s u bj e ct s over a 5 - h i n t e r v a l wasm a r k e d l y c o n s t a n t . M e an v a l u e s r a n g e d f r o m 5 . 6 0 . 3 t o 7 . 4 1 . 0f m o l / m l . I n c o n t r a s t , i m m e r s i o n i n d u c e d a marked augmenta-t i o n o f p l a s m a ANF. A s d e p i c t e d i n F i g . 1 , r e p l i c a t e ANF l e v e l swere remarkably constant when sampled a t 3 0 - m i n i n t e r v a l sd u r i n g t h e p r e i m m e r s i o n h o u r , t h e mean v a l u e s r a n g i n g b e t w e e n6 . 5 1 . 3 a n d 7 . 8 1 . 8 f m o l / m l . I n r e s p o n s e t o i m m e r s i o n , ANFi n c r e a s e d p r o m p t l y and m a r k e d l y . By 3 0 m i n o f i m m e r s i o n ,mean p l a s m a ANF l e v e l s h a d d o u b l e d t o 1 5 . 0 3 . 6 f m o l / m l ( P 0 . 0 5 ) , w i t h a maximum mean r e s p on s e ( 1 9 . 4 3 . 8 f m o l / m l )a t t a i n e d b y t h e e n d o f t h e s e c o n d h o u r . The m a g n i t u d e o f t h ei n c r e a s e i n ANF l e v e l s v a r i e d m a r k e d l y among t h e i n d i v i d u a l s ,r a n g i n g f r o m as lo w as 2 0 a b o v e b a s e l i n e t o as m u c h a s 1 2 -f o l d a b o v e b a s e l i n e . The i n c r e a s e i n a b s o l u t e l e v e l s o f ANFr a n g e d f r o m I to 3 9 f m o l / m l a b o v e b a s e l i n e , w i t h f o u r s u b j e c t sm a n i f e s t i n g i n c r e a s e s o f > 2 0 f m o l / m l , s i x s u b j e c t s m a n i f e s t i n gi n c r e a s e s o f 8 - 1 4 f m o l / m l , a n d t h e r e m a i n i n g t h r e e s u bj e ct sm a n i f e s t i n g i n c r e a s e s o f 2 f m o l / m l . A m o n g t h e 1 0 s u b j e c t sw i t h ANF i n c r e a s e s o f> 2 f m o l / m l , p e a k r e s p o n s e s were a t t a i n e db y 6 0 m i n i n tw o s u b j e c t s , 1 2 0 m i n i n s i x s u b j e c t s , a n d no t u n t i l1 8 0 m i n o f i m m e r s i o n i n tw o s u b j e c t s .

The a u g m e n t a t i o n o f ANF was s u s t a i n e d t h r o u g h o u t i m -m e r s i o n , t h e l e v e l s r e m a i n i n g > 50 a b o v e b a s e l i n e a t 1 8 0 m i ni n 1 1 o f t h e 1 3 s u b j e c t s . C e s s a t i o n o f i m m e r s i o n was a s s o c i a t e dw i t h a p r o m p t o f f s e t . By 3 0 m i n o f r e c o v e r y , p l a s m a irANF h a dd e c r e a s e d b y > 50 i n 8 o f t h e 1 3 s u b j e c t s . By 6 0 m i n o f r e -c o v e r y , p l a s m a irANF h a d r e t u r n e d t o p r e i m m e r s i o n v a l u e s i n1 2 o f 1 3 s u b j e c t s .

An e x a m i n a t i o n o f t h e r e la t io n sh i p b e t w e e n b a s a l l e v e l s o fs o d i u m e x c r e t i o n a n d t h e s u b s e q u e n t r i s e i n ANF d i s c l o s e d t h a tANF s t i m u l a t i o n v a r i e d i n d e p e n d e n t l y o f b a s a l U N . V ( r 0 . 2 2 ;P> 0 . 4 ) .

P RA . T he e f f e c t s o f a t i m e c o n t r o l s t u d y a n d water i m m e r s i o non P R A a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e I a n d F i g . 2 . As d e p i c t e d i nT a b l e I , PRA r e m a i n e d constant i n s e a t e d c o n t r o l s u b j e c t s ,r a n g i n g f r o m 3 . 1 0 . 7 t o 4 . 0 1 . 2 n g / m l / h over t h e 5 - h i n t e r v a l .I n c o n t r a s t , i m m e rs i o n i n d u c e d a m a r k e d s u p p r e s s i o n o f PRA.A s d e p i c t e d i n F i g . 2 , t h e t h r e e s e q u e n t i a l PRA l e v e l s o b t a i n e da t 3 0 - m i n i n t e r v a l s d u r i n g t h e p r e s t u d y h o u r w e r e s t a b l e , t h emean v a l u e s r a n g i n g b e t w e e n 4 . 0 1 . 0 a n d 4 . 4 1 . 0 n g / m l / h .I m m e r s i o n r e s u l t e d i n a s i g n i f i c a n t s u p p r e s s i o n o f P R A b e g i n n i n gw i t h i n 1 5 m i n o f s t u d y ( P 0 . 0 0 1 c o m p a r e d w i t h p re s t u d yv a l u e s ) . By 1 8 0 m i n , P R A was s u p p r e s s e d t o 333 o f t h e p r e -s t u d y v a l u e ( P 0 . 0 0 5 ) . C e s s a t i o n o f i m m e r s i o n wa s a s s o c i a t e dw i t h a p r o m p t r e t u r n t o w a r d p r e s t u dy v al u e s as e a r l y as 1 5 m i n

T a b l e I . T e m p o r a l V a r i a t i o n s i n P l a s m a i r A N F a n d P R A V a l u e s O b t a i n e d f r o m S i x N o r m a l S u b j e c t s D u r i n g a 5 - h S e a t e d C o n t r o l S t u d yM i n u t e s0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0

i r A N F ( f m o l / m l ) 6 . 8 0 . 8 6 . 2 0 . 9 7 . 4 1 . 0 6 . 6 0 . 6 6 . 7 0 . 4 5 . 6 0 . 3 6 . 1 0 . 5 5 . 7 0 . 3P R A ( n g / m l / h ) 3 . 1 0 . 7 3 . 4 0 . 8 3 . 4 0 . 7 3 . 6 1 . 3 4 . 0 1 . 2 3 . 3 0 . 9 3 . 4 0 . 8 3 . 5 0 . 7M e a n S E .

I m m e r s i o n - i n d u c e d I n c r e a s e s i n P l a s m a A t r i a l N a t r i u r e t i c F a c t o r 7 3 9

8/14/2019 jcinvest00114-0078 (1)

3/8

j I M M E R S I O N IP l a s m aA l d o s t e r o n e( n g ) 8 -

4

1 I M M E R S I O N

*p 0 . 0 5 ) .I n t e r e s t i n g l y , o ne s u b j e c t wh o i n g e s t e d a r e l a t i v e l y l o w so -d i u m d i e t m a n i f e s t e d b a s a l P R A l e v e l s ( I 1 4 . 0 - 1 7 . 0 n g / m l / h ) t h a tm a r k e d l y e x c e e d e d t h o s e o f t h e r e m a i n d e r o f t h e g r o u p . D e s p i t et h e s e m a r k e d l y e l e v a t e d P R A l e v e l s , i m m e r s i o n i n d u c e d an 81s u p p r e s s i o n o f P R A t o a n a d i r o f 2 . 9 n g / m l / h .

P A . I n g e n e r a l , t h e P A r e s p on s e p a r a l l e l e d t h a t o f PR A . A sd e p i c t e d i n F i g . 3 , i m m e r s i o n r e s u l t e d i n s u p p r e s s i o n o f P A t h a tl a g g e d t e m p o r a l l y b e h i n d t h e s u p p r e s s i o n o f P R A a n d augment a t i o n o f ANF. T h e s u p p r e s s i o n o f PA a t t a i n e d s t a t i s t i c a l s i g -n i f i c a n c e b y 1 2 0 m i n ( P 0 . 0 0 5 c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y v a l u e s ) .B y 1 8 0 m i n , PA was s u p p r e s s e d b y 5 7 6 . C es s a t i on o f i m -m e r s i o n wa s a s s o c i a t e d w i t h a r e t u r n t o w a r d p r e s t u d y v a l u e s a se a r l y a s 3 0 m i n o f recovery; b y 6 0 m i n o f r e c ov e r y , P A was no ts i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t ( P > 0 . 0 5 ) f r o m t h e p r e s t u d y v a l u e .

P l a s m a c o r t i s o l . P l a s m a c o r t i s o l ( F i g . 4 ) d e c r e a s e d d u r i n gt h e 6 0 m i n o f t h e p r e s tu d y p e ri o d f r o m 1 4 1 . 2 t o 1 0 . 1 1 . 1 g /1 0 0 m l ( P 0 . 0 0 1 c o m p a r e d w i t h i n i t i a l v a l u e ) . P l a s m a c o r t i s o l

P R A( n g / m l / h )

F i g u r e 3 . E f f e c t o f w a t e r i m m e r s i o n o n P A i n 1 3 n o r m a l s u b j e c t s . I m -m e r s i o n i n d u c e d a m a r k e d s u p p r e s s i o n o f P A t h a t a c h i e v e d s t a t i s t i c a ls i g n i f i c a n c e a f t e r 2 h o f i m m e rs i o n . R e c o v e r y wa s a s s o c i a t e d w i t h a r e -t u r n t o t h e p r e s t u d y l e v e l w i t h i n 3 0 m i n f o l l o w i n g d i s c o n t i n u a t i o n o fi m m e r s i o n . R e s u l t s a r e m e a n S E . * P 0 . 0 5 or more c o m p a r e d w i t ht h e l e v e l a t t h e e n d o f t h e p r e s t u d y p e r i o d .

d e c l i n e d f u r t h e r ( P 0 . 0 2 5 ) d u r i n g t h e i n i t i a l p o r t i o n o f t h ei m m e r s i o n p e r i o d i . e . , a t 1 5 , 3 0 , a n d 6 0 m i n ) . P l a s m a c o r t i s o lr e m a i n e d s t a b l e t h e r e a f t e r , b u t r e c o v e r y wa s a s s o c i a t e d w i t h ani n c r e a s e t o l e v e l s t h a t e q u a l l e d or e x c e e d e d t h o s e i m m e d i a t e l yb e f o r e i m m e r s i o n .

R e n a l f u n c t i o n a l c h a n g e s . T h e e f f e c t s o f 3 h o f w a t e r i m -m e r s i o n o n u r i n a r y s o d i u m a n d p o t a s s i u m e x c r e t i o n ( U N S V andUKV) a n d o t h e r r e n a l f u n c t i o n a l p a r a m e t e r s ar e shown i n T a b l eI I a n d F i g s . 5 a n d 6 . R e n a l e x c r e t o r y d a t a a r e p r e s e n t e d f o r o n l y1 2 o f t h e 1 3 s u b j e c t s , t h e r e m a i n i n g s u b j e c t b e i n g o m i t t e d d u et o a u r i n e c o l l e c t i o n e r r o r . I m m e r s i o n r e s u l t e d i n a h i g h l y s i g -n i f i c a n t i n c r e a s e i n U N a V , b e g i n n i n g w i t h t h e i n i t i a l h o u r o fi m m e r s i o n , d u r i n g w h i c h U N S V i n c r e a s e d b y > 50 i n 7 o f 1 2s u b j e c t s . D u r i n g t h e f i n a l h o u r o f i m m e r s i o n , U N . V wa s o n av -erage t w o f o l d g r e a t e r t h a n t h a t o b s e r v e d d u r i n g t h e p r e s t u d yp e r i o d ( P 0 . 0 0 1 ) . R e c o v e r y wa s a s s o c i a t e d w i t h a p r o m p t o f f s e to f t h e n a t r i u r e s i s .

E x a m i n a t i o n o f t h e i n d i v i d u a l s o d i u m e x c r e t o r y r e s p o n s e so f t h e 1 2 s u b j e c t s d i s c l o s e d c o n s i d e r a b l e v a r i a b i l i t y . B a s a l s o d i u me x c r e t i o n ( U N . V ) d u r i n g t h e p r e i m m e r s i o n h o u r v a r i e d f r o m al o w o f 1 9 , e q / m i n ( s u b j e c t 1 , F i g . 5 ) t o a h i g h o f 1 6 6 M e q / m i n( s u b j e c t 3 , p o s s i b l y r e f l e c t i n g d i f f e r e n c e s i n d i e t a r y Na i n t a k eamong t h e s e i n d i v i d u a l s . I m m e r s i o n f a i l e d t o i n d u c e n a t r i u r e s i s

P l a s m aC o r t i s o l( , u g ) 0

I I M M E R S I O N

H o u r sF i g u r e 2 . E f f e c t o f w a t e r i m m e r s i o n on P R A i n 1 3 n o r m a l s u b j e c t s .W i t h i n 1 5 m i n , i m m e r s i o n i n d u c e d a m a r k e d s u p p r e s s i o n o f PRAt h a t wa s s u s t a i n e d t h r o u g h o u t i m m e r s i o n . R e c o v e r y was a s s o c i a t e dw i t h a r e t u r n t o t h e p r e s t u d y l e v e l . R e s u l t s a r e meanSE. * P 0 . 0 5or m o r e c o m p a r e d w i t h t h e l e v e l a t t h e e n d o f t h e p r e s t u d y p e r i o d .

H o u r sF i g u r e 4 . E f f e c t o f w a t e r i m m e r s i o n o n p l a s m a c o r t i s o l i n 1 3 n o r m a ls u b j e c t s . P l a s m a c o r t i s o l v a l u e s a t 1 5 , 3 0 , a n d 6 0 m i n o f i m m e r s i o nd e c l i n e d a s c o m p a r e d w i t h t h e l e v e l a t t h e i n i t i a t i o n o f i m m e rs i o n .R e s u l t s a r e m e a n S E . * P 0 . 0 5 or m o r e c o m p a r e d w i t h t h e l e v e l a tt h e e n d o f t h e p r e s t u d y p e r i o d .

7 40 E p s t e i n , L o u t z e n h i s e r , F r i e d l a n d , A c e t o , C a m a r g o , and A t l a s

A NF

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4/8

T a b l e I I . U r i n a ry E x c re t o ry P a t t e r n s D u r i n g I m m e r s i o nH o u r s

P r e s t u d y 1 2 3 R e c o v e r yV ( m l / m i n ) 2 . 0 0 . 6 3 . 9 0 . 6 * 7 . 0 0 . 9 * 5 . 4 0 . 7 * 1 . 3 0 . 2U N a V ( u e q / m i n ) 9 2 1 2 1 2 8 1 5 * 1 6 0 1 5 * 1 9 1 1 5 * 9 5 1 5U K V ( A e q / m i n ) 6 7 1 0 8 3 1 1 8 7 1 2 7 6 8 4 2 4 *C c r ( m l / m i n ) 1 3 1 6 1 3 8 1 1 1 2 4 1 0 1 3 0 8 1 1 5 7 tC N . / C C r X 1 0 0 0 . 5 0 . 1 0 . 7 0 . 1 * 1 . 0 0 . 1 * 1 . 1 0 . 1 * 0 . 6 0 . 1C H 2 O ( m i / m i n ) - 0 . 2 0 . 5 1 . 2 0 . 6 * 4 . 2 0 . 8 * 2 . 5 0 . 7 * - 0 . 4 0 . 2U O , ( m O s m / k g H 2 0 ) 6 3 9 1 1 8 2 9 3 7 2 * 1 4 4 2 1 * 1 7 2 1 7 * 4 2 7 5 0

R e s u l t s a r e meanSE o f 1 2 s u b j e c t s . * P < 0 . 0 0 5 c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y . tP < 0 . 0 5 c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y .i n t w o s u b j e c t s . Among t h e r e m a i n i n g s u b j e c t s , t h e i n c r e m e n ti n U N a V r a n g e d f r o m 70 a b o v e b a s e l i n e t o n e a r l y 5 0 0 . Ofi n t e r e s t , s u b j e c t 3 w a s o n e o f t h e t h r e e who e x h i b i t e d o n l y s l i g h ta u g m e n t a t i o n o f A NF d u r i n g i m m e r s i o n .F r a c t i o n a l e x c r e t i o n o f s o d i u m ( C N a / C C r X 1 0 0 ) i n t h e 1 2p a t i e n t s i n c r e a s e d f r o m 0 . 5 0 . 1 i n t h e p r e s tu d y p e ri o d t o1 . 1 0 . 1 d u r i n g h o u r 3 o f i m m e r s i o n ( P < 0 . 0 01 ) ( Ta b le I I .

I n c o n t r a s t t o t h e m a r k e d n a t r i u r e s i s , t h e a l t e r a t i o n s i n p o -t a s s i u m e x c r e t i o n w e r e r e l a t i v e l y m o d e s t . A s s h o w n i n T a b l e I I ,t h e r a t e o f p o t a s s i u m e x c r e t i o n ( U K V ) i n c r e a s e d o n a v e r a g e b y< 3 0 , a t t a i n i n g s t a t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e o n l y d u r i n g h o u r 1 o fi m m e r s i o n .C r e a t i n i n e c l e a r a n c e ( C c r ) t e n d e d t o i n c r e a s e m o d e s t l y d u r i n gt h e f i r s t h o u r o f i m m e r s i o n , a l t h o u g h t h i s d i d n o t a t t a i n s t a t i s t i c a ls i g n i f i c a n c e . N o n e t h e l e s s , C C r d e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y ( P < 0 . 0 5c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y ) d u r i n g t h e r e c o v e r y p e r i o d .T h e e f f e c t s o f i m m e r s i o n o n u r i n a r y f l o w r a t e ( V ) a r e s u m -m a r i z e d i n T a b l e I I a n d F i g . 6 . I m m e r s i o n r e s u l t e d i n a m a r k e dd i u r e s i s , w i t h V i n c r e a s i n g w i t h i n t h e i n i t i a l h o u r o f i m me r s i on .B y h o u r 2 , V h a d p e a k e d a n d w a s m o r e t h a n t h r e e - f o l d g r e a t e r( P < 0 . 0 0 1 ) t h a n d u r i n g t h e p r e i m m e r s i o n h o u r , a l t h o u g h t h em a g n i t u d e o f t h e r e s p o n s e v a r i e d c o n s i d e r a b l y ( r a n g e , 1 . 5 - 2 0 -f o l d ) . R e c o v e r y w a s a s s o c i a t e d w i t h a p r o m p t o f f s e t , w i t h a d e -c r e a s e i n V t o b a s e l i n e l e v e l s ( P < 0 . 0 0 1 c o m p a r e d w i t hh o u r 3 .

F r e e w a t e r c l e a r a n c e ( C H 2 o ) p a r a l l e l e d t h e r e s p o n s e o f V .C H 2 O i n c r e a s e d f r o m - 0 . 2 0 . 5 t o 1 . 2 0 . 6 m l / m i n d u r i n g t h ei n i t i a l h o u r o f i mm er s i o n . P e a k C H 2 O w a s a t t a i n e d o n a v e r a g ed u r i n g h o u r 2 ( P < 0 . 0 0 1 c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y ) . R e c o v e r yw a s a s s o c i a t e d w i t h a p r o m p t d e c r e a s e f r o m 2 . 5 0 . 7 t o - 0 . 4 0 . 2m l / m i n ( P > 0 . 5 c o m p a r e d w i t h p r e s t u d y ) .Mean t o t a l u r i n a r y s o l u t e c o n c e n t r a t i o n ( U O m ) v a r i e d i n -v e r s e l y w i t h t h e c h a n g e s i n V . W i t h i n t h e i n i t i a l h o u r o f i m -m e r s i o n , U o s m h a d d e c r e a s e d t o 4 6 o f t h a t o f t h e p r e s t u d yh o u r . T h e n a d i r f o r U o s m w a s a t t a i n e d d u r i n g h o u r 2 o f i m m e r -s i o n ( 1 4 4 2 1 mOsm/kg H 2 0 ) .R e l a t i o n s h i p o f p l a s m a A NF t o r e n a l a n d h o r m o n a l r e s p o n s e st o i m m e r s i o n . T h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h e i n d u c e d c h a n g e si n A NF a n d t h e r e n a l r e s p o n s e s t o i m m e r s i o n a r e i l l u s t r a t e d i nF i g s . 5 a n d 6 . D u r i n g a c u t e c e n t r a l h y p e r v o l e m i a i n d u c e d b yw a t e r i m m e r s i o n , t h e r e w a s a d i r e c t c o r r e l a t i o n b e t w e e n s o d i u me x c r e t i o n ( p e a k U N a V ) a n d p e a k p l a s m a l e v e l s o f irANF r= 0 . 6 7 ; P < 0 . 0 2 5 ) . T h e s e d a t a a r e d e p i c t e d i n F i g . 5 , i n w h i c ht h e b a s a l ( p r e s t u d y ) a n d p e a k ( i m m e r s i o n ) U N . V l e v e l s a r e p l o t -t e d i n c o m p a r i s o n t o t h e b a s a l i . e . , mean o f t h r e e p r e s t u d y v a l -u e s ) a n d p e a k p l a s m a i r A N F l e v e l s . I t i s a p p a r e n t t h a t , w it h o n ee x c e p t i o n , i n d i v i d u a l s e x h i b i t i n g h i g h e r p e a k l e v e l s o f p l a s m ai r A N F d u r i n g i m m e r s i o n t e n d e d t o m a n i f e s t h i g h e r r a t e s o f s o -d i u m e x c r e t i o n . I n a d d i t i o n , t h e r e w a s a l s o a r e l a t i o n s h i p b e t w e e np e a k A N F a n d t h e l e v e l o f c u m u l a t i v e s o d i u m e x c r e t i o n d u r i n g

3 0 0

2 0 0UNaV

( m i e q / m i n )

0

V

( m l / m i n )

1 0 2 0 3 0 4 0P l a s m a A NF ( f m o l / m l ) 5 0F i g u r e 5 . I m m e r s i o n - i n d u c e d c h a n g e s i n r e n a l U N a V a n d c i r c u l a t i n gA NF l e v e l s . B a s a l U N a V a n d p l a s m a A NF d u r i n g t h e p r e s t u d y p e r i o da r e d e p i c t e d a s o p e n c i r c l e s a n d p e a k v a l u e s a t t a i n e d d u r i n g i m m e r -s i o n a r e r e p r e s e n t e d b y s o l i d c i r c l e s . T h e r e w a s a d i r e c t c o r r e l a t i o n b e -t w e e n p e a k U N a V a n d p e ak p l as ma A NF r = 0 . 6 7 ; P < 0 . 0 2 5 ) .

2 0 3 0 4 0P l a s m a A NF f m o l / m iF i g u r e 6 . I m m e r s i o n - i n d u c e d c h a n g e s i n V a n d c i r c u l a t i n g A NF l e v -e l s . B a s a l V a n d p l a s m a A NF d u r i n g t h e p r e s t u d y p e r i o d a r e d e p i c t e da s o p e n c i r c l e s a n d p e a k v a l u e s a t t a i n e d d u r i n g i m m e r s i o n a r e r e p r e -s e n t e d b y s o l i d c i r c l e s . V v a r i e d i n d e p e n d e n t l y o f A NF d u r i n g i m m e r -s i o n r = - 0 . 1 0 ; P> 0 . 5 .

I m m e r s i o n - i n d u c e d I n c r e a s e s i n P l a s m a A t r i a l N a t r i u r e t i c F a c t o r 7 4 1

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5/8

t h e 3 - h i m m e r s i o n p e r i o d . T h e c u m u l a t i v e n e t n a t r i u r e s i s ( m e a n= 2 8 . 7 2 . 4 m e q / 3 h ) v a r i e d d i r e c t l y w i t h p e a k A NF amongt h e 1 2 s u b j e c t s ( r = 0 . 6 0 ; P < 0 . 0 5 ) . S i n c e t h e t i m e c o u r s e f o rt h e c h a n g e s i n p l a s m a i r A N F a n d s o d i u m e x c r e t i o n d i f f e r e d ( p e a ki r A N F t e n d e d t o p r e c e d e p e a k U N a V ) , we a l s o e x a m i n e d t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e n p e a k i r A N F a n d U N a V d u r i n g t h e c o r r e -s p o n d i n g u r i n e c o l l e c t i o n a n d f o u n d t h a t UNaV c o r r e l a t e d d i -r e c t l y w i t h p e a k i r A N F ( r = + 0 . 5 8 ; P < 0 . 0 5 ) .

I n c o n t r a s t t o t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e n a t r i u r e s i s a n dp l a s m a A N F , r e n a l w a t e r h a n d l i n g v a r i e d i n d e p e n d e n t l y o fp l a s m a ANF. T h e s e d a t a a r e d e p i c t e d i n F i g . 6 , i n w h i c h t h eb a s a l ( p r e s t u d y ) a n d p e a k ( i m m e r s i o n ) v a l u e s a r e p l o t t e d i nc o m p a r i s o n t o t h e b a s a l a n d p e ak p l a s m a i r A N F l e v e l s . A n e x -a m i n a t i o n o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n p l a s m a A N F a n d r e n a lw a t e r h a n d l i n g d i s c l o s e d t h a t p e a k V v a r i e d i n d e p e n d e n t l y o fp e a k A NF ( r = - 0 . 1 0 ; P > 0 . 5 ) .S i n c e N I r e s u l t e d i n a s i m u l t a n e o u s a u g m e n t a t i o n o f A NFa n d s u p p r e s s i o n o f P R A a n d a l d o s t e r o n e , t h e r e l a t i o n s h i p s b e -t w e e n t h e s e h o r m o n a l c h a n g e s w e r e a s s e s s e d . P e a k p l a s m a A NFv a r i e d i n d e p e n d e n t l y o f b o t h t h e n a d i r o f P R A ( r = - 0 . 4 1 ; P> 0 . 0 5 ) , a n d t h a t o f p l a s m a a l d o s t e r o n e r = - 0 . 2 8 ; P > 0 . 2 0 ) .F u r t h e r m o r e , t h e s e d i s s o c i a t i o n s w e r e h i g h l i g h t e d b y t h e o b s e r -v a t i o n s t h a t t h r e e s u b j e c t s d i d n o t a u g m e n t A NF ( s u b j e c t s 1 - 3 ,F i g . 5 , b u t d e c r e a s e d P R A b y 697 a n d p l a s m a a l d o s t e r o n eb y 6 2 6 .I n t e g r a t e d h o r m o n a l i n f l u e n c e s o n t h e n a t r i u r e s i s o f i m m e r -s i o n . B e c a u s e t h e n a t r i u r e s i s o f i m m e r s i o n m u s t p e r f o r c e r e f l e c tn o t o n l y a n a u g m e n t a t i o n o f A N F , b u t o t h e r h o r m o n a l a l t e r a -t i o n s , i n c l u d i n g PA s u p p r e s s i o n , w e a s s e s s e d t h e s i m u l t a n e o u sc o n t r i b u t i o n o f A NF a u g m e n t a t i o n a n d PA s u p p r e s s i o n t o s o -d i u m e x c r e t i o n w i t h m u l t i p l e r e g r e s s i o n a n a l y s i s .

P e a k UNaV c o r r e l a t e d d i r e c t l y w i t h p e a k A NF l e v e l s , d u r i n gi m m e r s i o n ( r = 0 . 6 7 6 ; P < 0 . 0 2 5 ) . S i m i l a r l y , p e a k UNaV w a sf o u n d t o b e i n v e r s e l y c o r r e l a t e d w i t h n a d i r PA ( r = - 0 . 6 6 ; P< 0 . 0 5 ) . N a d i r P A , h o w e v e r , v a r i e d i n d e p e n d e n t l y o f p e a k A NF( r = - 0 . 3 2 3 ; P 0 . 2 0 ; n = 1 2 ) , s u g g e s t i n g t h a t t h e s e t w o h o r -m o n a l d e t e r m i n a n t s may h a v e i n d e p e n d e n t i n f l u e n c e s o n t h en a t r i u r e t i c r e s p o n s e t o i m m e r s i o n . M u l t i p l e r e g r e s s i o n a n a l y s i so f p e a k A NF a n d n a d i r P A a s i n d e p e n d e n t d e t e r m i n a n t s o f p e a kU N a V r e v e a l e d a s t r i k i n g c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e s e p a r a m e t e r s( r = 0 . 8 5 ; P < 0 . 0 0 5 ) . T h e r e g r e s s i o n e q u a t i o n r e l a t i n g p e a kU N a V , p e a k ANF, a n d n a d i r PA w a s : UNaV = ( 2 . 0 0 . 7 ) A N F ( 1 7 6 ) P A + ( 2 2 0 3 0 ) .D i s c u s s i o nT h e p o s s i b l e p a r t i c i p a t i o n o f c a r d i a c a t r i a i n t h e c o n t r o l o f e x -t r a c e l l u l a r f l u i d v o l u m e h a s b e e n known f o r many y e a r s ( 1 2 ,1 9 ) . I t i s w e l l r e c o g n i z e d t h a t m a m m a l i a n a t r i a h a v e m e c h a -n o r e c e p t o r s t h a t a r e s e n s i t i v e t o s t r e t c h o r d i s t e n s i b i l i t y i n d u c e db y v o l u m e c h a n g e s ( 1 9 , 2 0 ) . R e c e n t e v i d e n c e h a s s h o w n t h a ts p e c i f i c a t r i a l g r a n u l e s ( 5 ) t h a t s h a r e m o r p h o l o g i c a l a n d h i s t o -l o g i c a l p r o p e r t i e s w i t h s e c r e t o r y g r a n u l e s f o u n d i n e n d o c r i n ec e l l s ( 2 1 ) a r e t h e s o u r c e o f a p o t e n t n a t r i u r e t i c a n d d i u r e t i c f a c t o r( 1 , 2 2 , 2 3 ) . C h a n g e s i n a t r i a l g r a n u l a r i t y h a v e a l s o b e e n s h o w nt o o c c u r u n d e r c o n d i t i o n s t h a t m o d i f y s a l t a n d w a t e r b a l a n c e( 2 4 , 2 5 ) .T h e p r e s e n t s t u d i e s d e m o n s t r a t e t h a t h e a d - o u t w a t e r i m -m e r s i o n g e n e r a l l y p r o v o k e s a p r o m p t a n d s u s t a i n e d i n c r e a s e i np l a s m a i r A N F i n n o r m a l human s u b j e c t s , t o g e t h e r w i t h r e c i p -r o c a l c h a n g e s i n p l a s m a r e n i n a n d a l d o s t e r o n e . I n v i e w o f t h ec o m p e l l i n g e v i d e n c e t h a t t h e e f f e c t s o f w a t e r i m m e r s i o n a r e m e -

d i a t e d b y i n c r e a s e s i n c e n t r a l b l o o d v o l u m e ( 1 2 , 1 3 ) , t h e p r e s e n tf i n d i n g s s u g g e s t t h a t a v o l u m e - m e d i a t e d i n c r e a s e i n a t r i a l s t r e t c hi s o n e m e c h a n i s m s u b s e r v i n g A NF r e l e a s e i n h u m a n s .T h i s f i n d i n g i s c o n s i s t e n t w i t h p r e l i m i n a r y r e p o r t s t h a t m e -c h a n i c a l d i s t e n s i o n o f t h e a t r i a l e a d s t o t r a n s i e n t i n c r e a s e s i n

p l a s m a i r A N F i n d o g s ( 1 1 . O u r r e s u l t s may t h u s e x p l a i n , a tl e a s t i n p a r t , t h e o b s e r v a t i o n t h a t p l a s m a i r A N F i s i n c r e a s e d i np a t i e n t s w i t h c o n g e s t i v e h e a r t f a i l u r e ( 7 , 9 , who p r e s u m a b l yh a v e c h r o n i c i n c r e a s e s i n a t r i a l p r e s s u r e . F u r t h e r w o r k i s n e e d e dt o d e f i n e o t h e r p o t e n t i a l m e c h a n i s m s i n v o l v e d i n t h e r e g u l a t i o no f A N F r e l e a s e .

T h e r e w a s c o n s i d e r a b l e v a r i a b i l i t y i n b o t h t h e t i m e c o u r s ea n d t h e m a g n i t u d e o f t h e A NF r e s p o n s e t o i m m e r s i o n amongt h e s u b j e c t s s t u d i e d . A n i n c r e a s e i n i r A N F w a s a p p a r e n t b y 1 5m i n o f i m m e r s i o n i n 8 o f 1 3 s u b j e c t s ; a n e a r l y m a x i m a l r e s p o n s ew a s a c h i e v e d w i t h i n 3 0 - 6 0 m i n i n t w o o f t h e s u b j e c t s b u t w a sd e l a y e d u n t i l 2 - 3 h o f s u s t a i n e d i m m e r s i o n i n t h e r e m a i n i n gs u b j e c t s . A NF i n c r e a s e d b y 2 - 1 0 - f o l d i n t e n o f t h e s u b j e c t s a n dt r a n s i e n t l y i n c r e a s e d b y 1 2 - f o l d i n one o f t h e s e . T h e d e t e r m i n a n t so f t h e s e v a r i a b l e r e s p o n s e s c a n n o t b e e l u c i d a t e d f r o m t h e p r e s e n ts t u d i e s , b u t b e c a u s e s o d i u m b a l a n c e w a s n o t c o n t r o l l e d i t i sp o s s i b l e t h a t d i f f e r e n c e s i n b a s e l i n e s o d i u m b a l a n c e may h a v eb e e n a c o n t r i b u t i n g f a c t o r . I t i s c l e a r , h o w e v e r , t h a t p l a s m a i r A N Fr e m a i n e d e l e v a t e d b y 2 - 4 - f o l d a b o v e b a s e l i n e f o r a s l o n g a s 3 ho f i m m e r s i o n i n 1 0 o f t h e 1 3 s u b j e c t s s t u d i e d . T h u s , i t i s p r o b a b l et h a t i n c r e a s e s i n c i r c u l a t i n g A NF c o u l d c o n t r i b u t e t o some o ft h e b i o l o g i c a l r e s p o n s e s t o s u s t a i n e d i n c r e a s e s i n a t r i a l d i s t e n s i o n .T h e c u r r e n t o b s e r v a t i o n s a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e p o s t u l a t et h a t i n c r e a s e d p l a s m a l e v e l s o f A N F c o n t r i b u t e t o t h e n a t r i u r e s i si n d u c e d b y i m m e r s i o n . P r e v i o u s s t u d i e s h a v e d e m o n s t r a t e d t h a tt h e i n f u s i o n o f e x o g e n o u s A NF p r o m o t e s a n a t r i u r e s i s i n b o t he x p e r i m e n t a l a n i m a l s ( 2 6 , 2 7 ) a n d h u m a n s ( 7 , 2 8 - 3 0 ) . I n t h ep r e s e n t s t u d y , p e a k p l a s m a A NF l e v e l s c o r r e l a t e d d i r e c t l y w i t ht h e m a g n i t u d e o f t h e n a t r i u r e t i c r e s p o n s e i n d u c e d b y i m m e r s i o n F i g . 5 . F u r t h e r m o r e , o f t h e t h r e e s u b j e c t s w h o f a i l e d t o a u g m e n tA N F , o n e f a i l e d t o m a n i f e s t a n a t r i u r e s i s ( s u b j e c t 3 , F i g . 5 .S u c h o b s e r v a t i o n s s u g g e s t a r o l e f o r A NF i n m e d i a t i n g t h e n a -t r i u r e s i s o f i m m e r s i o n . I t s h o u l d b e p o i n t e d o u t t h a t t h e d o s e so f e x o g e n o u s A NF r e q u i r e d t o p r o d u c e s i m i l a r d e g r e e s o f n a -t r i u r e s i s l e a d t o p l a s m a l e v e l s o f t h e p e p t i d e f a r h i g h e r t h a nt h o s e p r o v o k e d b y i m m e r s i o n ( 3 0 ) . T h i s d i s c r e p a n c y i s n o t ,h o w e v e r , s u f f i c i e n t t o d i s m i s s t h e p o s s i b i l i t y t h a t l e v e l s o f A NFo b s e r v e d i n t h e p r e s e n t s t u d y m i g h t m o d u l a t e r e n a l s o d i u mh a n d l i n g . R a t h e r , i t s h o u l d b e c o n s i d e r e d t h a t c e n t r a l b l o o d v o l -ume e x p a n s i o n i n d u c e s , c o n c u r r e n t l y w i t h a n i n c r e a s e i n p l a s m aA N F , o t h e r h e m o d y n a m i c , n e u r a l , a n d h o r m o n a l r e s p o n s e s t h a tm i g h t p o t e n t i a t e t h e r e n a l r e s p o n s e t o t h e p e p t i d e . T h e s e c i r -c u m s t a n c e s w o u l d n o t n e c e s s a r i l y b e m i m i c k e d b y e x o g e n o u sANF. T h u s , w h e r e a s i n f u s i o n o f n a t r i u r e t i c d o s e s o f A NF l e a d ss i m u l t a n e o u s l y t o a d e c r e a s e i n c e n t r a l v e n o u s a n d p u l m o n a r yw e d g e p r e s s u r e s ( 3 0 ) , t h e e x a c t o p p o s i t e o c c u r s d u r i n g i m m e r s i o n( 1 2 , 3 1 ) . O n t h e o t h e r h a n d , i n a r e c e n t s t u d y G o e t z e t a l . ( 3 2 )f o u n d t h a t w i t h m e c h a n i c a l d i s t e n t i o n o f t h e l e f t a t r i u m o f d o g s ,t h e i n c r e a s e i n p l a s m a A N F c a n b e d i s s o c i a t e d f r o m t h e n a t r i -u r e s i s . A s i d e f r o m t h e p o s s i b i l i t y o f s p e c i e s d i f f e r e n c e s , t h i s d i s -c r e p a n c y m i g h t b e e x p l a i n e d b y t h e m a r k e d d i f f e r e n c e s i n t h ee x p e r i m e n t a l m a n e u v e r s u s e d , b e c a u s e i m m e r s i o n p r e s u m a b l yc a u s e s d i s t e n t i o n o f b o th a t r i a a n d a l s o e x p a n d s c e n t r a l b l o o dv o l u m e . A l t h o u g h f u r t h e r s t u d y i s r e q u i r e d t o r e s o l v e t h i s i s s u e ,t h e p r e s e n t r e s u l t s s t r o n g l y s u g g e s t a n i m p o r t a n t c o n t r i b u t i o nb y ANF.

742 E p s t e i n , L o u t z e n h i s e r , F r i e d l a n d , A c e t o , C a m a r g o , a n d A t l a s

8/14/2019 jcinvest00114-0078 (1)

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O u r d a t a c l e a r l y i n d i c a t e , h o w e v e r , t h a t a n i n c r e a s e i n p l a s m aA NF c a n n o t f u l l y a c c o u n t f o r t h e n a t r i u r e s i s o f i m m e r s i o n b yi t s e l f . T h e o b s e r v a t i o n t h a t s u b j e c t s 1 a n d 2 ( F i g . 5 ) m a n i f e s t e da n a t r i u r e s i s d e s p i t e o n l y m i n i m a l c h a n g e s i n p l a s m a A NF i l -l u s t r a t e s t h i s p o i n t . I n d e e d , p r e v i o u s s t u d i e s h a v e d e l i n e a t e d a ni m p o r t a n t r o l e f o r i n d u c e d c h a n g e s i n t h e r e n i n - a n g i o t e n s i n -a l d o s t e r o n e s y s t e m a n d p r o s t a g l a n d i n b i o s y n t h e s i s i n m e d i a t i n gi m m e r s i o n - i n d u c e d n a t r i u r e s i s ( 3 3 ) , a n d t h e r e i s e v i d e n c e t h a ta s u p p r e s s i o n o f e f f e r e n t r e n a l s y m p a t h e t i c n e r v e a c t i v i t y c o n -t r i b u t e s t o t h e n a t r i u r e t i c r e s p o n s e t o a t r i a l d i s t e n t i o n ( 3 4 ) . I t i sp r o b a b l e t h a t A NF w o r k s i n c o n c e r t w i t h t h e s e o t h e r e f f e c t o r st o m o d u l a t e s o d i u m e x c r e t i o n . M o r e o v e r , i t i s p o s s i b l e t h a t c e r -t a i n m e c h a n i s m s m i g h t p r e d o m i n a t e i n i n d i v i d u a l s u b j e c t s o ru n d e r d i f f e r e n t b a s e l i n e s t a t e s o f s o d i u m b a l a n c e .

T h e a l t e r a t i o n s i n g l o m e r u l a r f i l t r a t i o n r a t e ( G F R ) t h a t o c -c u f f e d d u r i n g i m m e r s i o n m e r i t c o m m e n t . I n t h e p r e s e n t s t u d y ,G F R , a s a s s e s s e d b y c r e a t i n i n e c l e a r a n c e , t e n d e d t o i n c r e a s em o de s t ly , a l t h o u gh t h e s e c h a n g e s d i d n o t a t t a i n s t a t i s t i c a l s i g -n i f i c a n c e . I n c r e a s e s i n GFR h a v e a c c o m p a n i e d t h e a d m i n i s t r a -t i o n o f A NF i n r a t s ( 3 5 ) , d o g s ( 2 6 , 2 7 ) , a n d , p e r h a p s t o a l e s s e re x t e n t , man ( 2 9 , 3 0 ) . I n v i e w o f t h e c o m p l e x m e c h a n i s m s o fn a t r i u r e s i s d u r i n g w a t e r i m m e r s i o n , t h e p r e s e n t s t u d i e s d o n o te s t a b l i s h t h e m e c h a n i s m s u n d e r l y i n g t h e n a t r i u r e t i c r e s p o n s e t oA NF p e r s e .

A l t h o u g h i m m e r s i o n w a s a s s o c i a t e d w i t h b o t h a d i u r e s i s a n da n a t r i u r e s i s , i t i s c l e a r t h a t t h e s e t w o r e n a l e x c r e t o r y r e s p o n s e sc a n b e d i s s o c i a t e d ( 1 2 , 3 6 , 3 7 ) . I n t h e p r e s e n t s t u d y , t h e t e m p o r a lp r o f i l e s o f t h e n a t r i u r e s i s a n d d i u r e s i s i n d u c e d b y i m m e r s i o nd i f f e r e d , w i t h p e a k V p r e c e d i n g p e a k U N a V ( T a b l e I I . S i m i l a r l y ,t h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n p e a k p l a s m a A NF l e v e l s a n d t h e m a g -n i t u d e o f t h e n a t r i u r e t i c a n d d i u r e t i c r e s p o n s e s t o i m m e r s i o nd i f f e r e d . W h e r e a s p e a k p l a s m a A NF c o r r e l a t e d d i r e c t l y w i t h p e a kU N a V , n o s u c h c o r r e l a t i o n w a s o b se rv ed b e t w e e n p e a k p l a s m aA NF a n d p e a k V ( F i g . 6 . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t u n d e r t h ec o n d i t i o n s o f t h e p r e s e n t s t u d y A N F d o e s n o t c o n s t i t u t e a m a j o rd e te rm i n a nt o f t h e d i u r e t i c r e s p o n s e t o i m m e r s i o n .S e v e r a l r e c e n t o b s e r v a t i o n s b e a r o n t h e i s s u e o f w h e t h e r A N Fi s s e c r e t e d i n r e s p o n s e t o v o l u m e e x p a n s i o n i n h u m a n s . S h e n k e re t a l . ( 9 ) a s s e s s e d t h e e f f e c t o f c h a n g e s i n s o d i u m i n t a k e o n p l a s m ai r A N F l e v e l s i n 1 0 n o r m a l human s u b j e c t s . T h e y o b s e r v e d t h a tp l a s m a A NF l e v e l s d o u b l e d w h e n t h e s u b j e c t s w e n t f r o m a l o w -s o d i u m d i e t t o a h i g h - s o d i u m d i e t . Y a m a j i e t a l . ( 3 8 ) d e m o n -s t r a t e d t h a t s a l i n e a d m i n i s t r a t i o n ( 5 0 0 m l i n f u s e d o v e r 4 5 m i n )r e s u l t e d i n a d o u b l i n g o f p l a s m a A NF l e v e l s . M o r e r e c e n t l y ,S a g n e l l a e t a l . ( 3 9 ) r e p o r t e d t h a t i n r e s p o n s e t o t h e a d m i n i s t r a t i o no f 2 1 o f 0 . 9 s a l i n e , i n f u s e d o v e r 1 h , i m m u n o r e a c t i v e A N Fl e v e l s i n c r e a s e d t h r e e - f o l d . I n t h e p r e s e n t s t u d y , a s i m i l a r m e ant h r e e - f o l d i n c r e a s e i n c i r c u l a t i n g A NF was o b s e r v e d i n r e s p o n s et o w a t e r i m m e r s i o n F i g . 1 . T h e d e m o n s t r a t i o n t h a t 2 - 1 s a l i n ea d m i n i s t r a t i o n a n d w a t e r i m m e r s i o n i n d u c e d s i m i l a r i n c r e m e n t si n p l a s m a A NF l e v e l s i s o f i n t e r e s t a n d p r o b a b l y a t t r i b u t a b l e t ot h e i d e n t i c a l c e n t r a l v o l u m e e x p a n s i v e e f f e c t s o f t h e s e two ma-n e u v e r s . I n d e e d , we h a v e p r e v i o u s l y d e m o n s t r a t e d t h a t t h e c e n -t r a l h e m o d y n a m i c a n d r e n a l e f f e c t s o f i m m e r s i o n a r e q u a n -t i t a t i v e l y i d e n t i c a l t o t h o s e p r o d u c e d b y a 1 0 e x p a n s i o n o fe x t r a c e l l u l a r f l u i d v o l u m e w i t h i s o t o n i c s a l i n e ( 2 l i t e r s / 1 2 0m i n ) 1 3 .T h e s u p p r e s s i o n o f P R A a n d P A t h a t o c c u r d u r i n g i m m e r -s i o n m i g h t a l s o b e m e d i a t e d i n p a r t b y a n i n c r e a s e i n p l a s m aANF. I n a d d i t i o n t o i n d u c i n g a m a r k e d n a t r i u r e s i s a n d d i u r e s i s ,i n f u s i o n o f e x o g e n o u s ANF h a s b e e n s h o w n t o p r o d u c e r e v e r s i b l e

d e c r e a s e s i n P R A a n d PA i n e x p e ri m en t a l a n i ma l s ( 2 6 ) a n dh u m a n s ( 3 0 ) . I n t h e p r e s e n t s t u d y , h o w e v e r , w e o b s e r v e d t h a tP R A w a s s u p p r e s s e d i n r e s p o n s e t o i m m e r s i o n - i n d u c e d c e n t r a lh y p e r v o l e m i a i n a l l s u b j e c t s , w h e r e a s ANF d i d n o t i n c r e a s e s u b -s t a n t i a l l y i n 3 o f t h e 1 3 s u b j e c t s . T h i s d i s s o c i a t i o n o f P R A a n dA NF s u g g e s t s t h a t a l t h o u g h A NF may i n d e e d m o d u l a t e r e n i ns e c r e t i o n , o t h e r d e t e r m i n a n t s e . g . , c h a n g e s i n r e n a l - s y m p a t h e t i cn e r v e t r a f f i c a r e l i k e l y t o p l a y a p r o m i n e n t r o l e i n r e g u l a t i n gr e n i n s e c r e t i o n f o l l o w i n g b l o o d v o l u m e r e d i s t r i b u t i o n . A l t h o u g ht h e e f f e c t o f a l d o s t e r o n e c o u l d i n p a r t r e s u l t f r o m a d e c r e a s e i nc i r c u l a t i n g r e n i n , a n d h e n c e a n g i o t e n s i n I I , t h e r e i s e v i d e n c et h a t A NF c a n d e c r e a s e a l d o s t e r o n e i n d e p e n d e n t l y o f c h a n g e s i nP R A ( 4 0 ) , c o n s i s t e n t w i t h d i r e c t e f f e c t o f t h e p e p t i d e o n s t e -r o i d o g e n e s i s , a s h a s b e e n d e m o n s t r a t e d i n v i t r o ( 4 1 - 4 3 ) . I t r e -m a i n s p o s s i b l e , t h e r e f o r e , t h a t t h e i m m e r s i o n - i n d u c e d i n c r e a s e si n p l a s m a A NF d e m o n s t r a t e d h e r e i n may h a v e c o n t r i b u t e d t ot h e c o n c u r r e n t c h a n g e s i n b o t h P R A a n d P A , a l t h o u g h f u r t h e rw o r k w i l l b e r e q u i r e d t o e s t a b l i s h t h i s .

T h e p r e s e n t s t u d y a l s o s u g g e s t s t h a t i m m e r s i o n may h a v ee f f e c t s o n t h e p i t u i t a r y - a d r e n a l a x i s . A l t h o u g h t h e t e n d e n c y f o rp l a s m a c o r t i s o l t o f a l l a t t h e o n s e t o f i m m e r s i o n may w e l l h a v eb e e n n o g r e a t e r t h a n t h a t e x p e c t e d b y t h e n o r m a l d i u r n a l v a r i -a t i o n i n A C T H s e c r e t i o n , t h e d i s t i n c t r i s e i n p l a s m a c o r t i s o ld u r i n g t h e r e c o v e r y p e r i o d ( F i g . 4 ) c a n n o t b e e x p l a i n e d o n t h i sb a s i s . I t i s o f i n t e r e s t t h a t i n f u s i o n o f ANF i n n o r m a l humansh a s b e e n s h o w n t o p r o d u c e a s i m i l a r p a t t e r n o f r e s p o n s e , n a m e l ya t e n d e n c y f o r c o r t i s o l t o f a l l , f o l l o w e d b y a m a r k e d r e b o u n di n c r e a s e i n c o r t i s o l a f t e r t e r m i n a t i o n o f t h e i n f u s i o n ( 3 0 ) . T h e s eo b s e r v a t i o n s r a i s e t h e p o s s i b i l i t y t h a t A NF m i g h t h a v e a n i n -h i b i t o r y e f f e c t o n e i t h e r c o r t i s o l o r A C T H r e l e a s e , b u t f u r t h e rs t u d y i s r e q u i r e d t o d e l i n e a t e t h e m e c h a n i s m ( s ) i n v o l v e d .T h e p r e s e n t s t u d y d e m o n s t r a t e s c l e a r l y t h a t a p h y s i o l o g i c a lm a n i p u l a t i o n t h a t a c u t e l y a u g m e n t s c e n t r a l b l o o d v o l u m e a n di n d u c e s a t r i a l d i s t e n s i o n i s a s s o c i a t e d w i t h m a r k e d s t i m u l a t i o no f c i r c u l a t i n g i r A N F . F u r t h e r m o r e , i m m e r s i o n - i n d u c e d n a t r i -u r e s i s w a s g e n e r a l l y o f g r e a t e r m a g n i t u d e i n t h o s e s u b j e c t s whoi n c r e a s e t h e i r A NF l e v e l s d u r i n g i m m e r s i o n . C o l l e c t i v e l y , t h e s ef i n d i n g s l e n d s t r o n g s u p p o r t t o t h e h y p o t h e s i s t h a t a n a u g m e n -t a t i o n o f A NF r e l e a s e c o n s t i t u t e s o n e o f t h e i m p o r t a n t m e d i a t o r so f t h e n a t r i u r e s i s o f w a t e r i m m e r s i o n i n n o r m a l h u m a n s . A l -t h o u g h t h e o r e t i c a l c o n s i d e r a t i o n s s u g g e s t t h a t p l a s m a a l d o s t e r o n es u p p r e s s i o n d u r i n g i m m e r s i o n m i g h t c o n s t i t u t e an i n t e g r a t e dr e s p o n s e t o b o t h s u p p r e s s i o n o f t h e r e n i n - a n g i o t e n s i n a x i s a n da u g m e n t a t i o n o f A N F , t h e c u r r e n t s t u d i e s d o n o t p e r m i t ana s s e s s m e n t o f t h i s p o s s i b i l i t y . S i n c e c e n t r a l h y p e r v o l e m i a a p -p a r e n t l y e v o k e s n e u r a l r e f l e x e s t h a t p r o f o u n d l y i n h i b i t r e n i nr e l e a s e , t h e s i m u l t a n e o u s d e c r e a s e o f P R A c o n f o u n d s a n y a s -s e s s m e n t o f t h e r o l e o f A NF p e r s e i n PA s u p p r e s s i o n .

C l e a r l y , a u g m e n t a t i o n o f A NF r e l e a s e i s b u t one p o t e n t i a lm e c h a n i s m f o r t h e r e n a l a n d h o r m o n a l r e s p o n s e s t o a t r i a l d i s -t e n s i o n . A s i d e f r o m t h e o t h e r h u m o r a l o r p a r a c r i n e m e d i a t o r sc i t e d a b o v e , t h e r e i s c o m p e l l i n g e v i d e n c e t h a t n e u r a l r e f l e x e sa f f e c t i n g v a s o p r e s s i n r e l e a s e a n d e f f e r e n t s y m p a t h e t i c n e r v e t r a f f i cm e d i a t e t h e d i u r e t i c r e s p o n s e t o m e c h a n i c a l d i s t e n t i o n o f t h ea t r i a ( 1 2 , 3 4 ) , a n d s u c h r e f l e x e s p r o b a b l y p a r t i c i p a t e i n t h e i n -h i b i t i o n o f r e n i n r e l e a s e a n d t h e n a t r i u r e s i s a s w e l l 1 2 , 1 4 , 1 5 ,3 4 ) . A d d i t i o n a l i n v e s t i g a t i o n w i l l b e r e q u i r e d t o d e t e r m i n e t h ei m p o r t a n c e o f A NF p e r s e i n m e d i a t i n g t h e r e n a l a n d h o r m o n a lr e s p o n s e t o i m m e r s i o n - i n d u c e d c e n t r a l h y p e r v o l e m i a i n b o t hn o r m a l h u m a n s a n d p a t i e n t s w i t h e d e m a t o u s d i s o r d e r s 4 4 .T he r e s u l t s d e s c r i b e d i n t h i s r e p o r t n o n e t h e l e s s m a k e t e n a b l e

I m m e r s i o n - i n d u c e d I n c r e a s e s i n P l a s m a A t r i a l N a t r i u r e t i c F a c t o r 743

8/14/2019 jcinvest00114-0078 (1)

7/8

t h e h y p o t h e s i s t h a t A NF i s a c i r c u l a t i n g h o r m o n e t h a t p a r t i c i -p a t e s i n t h e c o m p l e x n e u r o - h u m o r a l c o n t r o l o f t h e c i r c u l a t i o n ,t h e r e n i n - a n g i o t e n s i n - a l d o s t e r o n e s y s t e m , a n d e x t r a c e l l u l a rv o l u m e .

AcknowledgmentsW e a r e i n d e b t e d t o P h i l l i p S o n k e a n d A n a S j o b e r g f o r t h e i r t e c h n i c a la s s i s t a n c e a n d t o G i l d a M a n i c o u r t f o r h e r e x p e r t p r e p a r a t i o n o f t h em a n u s c r i p t .

T h e s e s t u d i e s w e r e s u p p o r t e d i n p a r t b y d e s i g n a t e d V e t e r a n s A d -m i n i s t r a t i o n R e s e a r c h f u n d s ( 2 4 5 6 - 0 1 ) a n d b y g r a n t H L 1 8 3 2 3 - S C R .R e f e r e n c e s

1 . D e B o l d , A . J . , H . R . B o r e n s t e i n , A . T . V e r e s s , a n d H . A . S o n n e n -b e r g . 1 9 8 1 . A r a p i d a n d p o t e n t n a t r i u r e t i c r e s p o n s e t o i n t r a v e n o u s i n -j e c t i o n o f a t r i a l m y o c a r d i a l e x t r a c t s i n r a t s . L i f e S c i . 2 8 : 8 9 - 9 4 .2 . M a a c k , T . , M . J . F . C a m a r g o , H . D . K l e i n e r t , J . H . L a r a g h , a n dS . A . A t l a s . 1 9 8 5 . A t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r : s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n a l p r o p -e r t i e s . K i d n e y I n t . 2 7 : 6 0 7 - 6 1 5 .3 . C a n t i n , M . , a n d J . G e n e s t . 1 9 8 5 . T h e h e a r t a n d t h e a t r i a l n a t r i u r e t i cf a c t o r . E n d o c r i n e R e v i e w s . 6 : 1 0 7 - 1 2 7 .4 . N e e d l e m a n , P . , S . P . A d a m s , B . R . C o l e , M . G . C u r r i e , D . M .G e l l e r , M . L . M i c h e n e r , C . B . S a p e r , D . S c h w a r t z , a n d D . G . S t a n d a e r t .1 9 8 5 . A t r i o p e p t i n s a s c a r d i a c h o r m o n e s . H y p e r t e n s i o n ( N Y ) . 7 : 4 6 9 - 4 8 2 .5 . T a n a k a , I . , K . S . M i s o n a , a n d T . I n a g a m i . 1 9 8 4 . A t r i a l n a t r i u r e t i cf a c t o r i n r a t h y p o t h a l a m u s , a t r i a a n d p l a s m a : d e t e r m i n a t i o n b y s p e c i f i c

r a d i o i m m u n o a s s a y . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . C o m m u n . 1 2 4 : 6 6 3 - 6 6 8 .6 . L a n g , R . E . , H . T h o e l k e n , D . G a n t e n , F . C . L u f t , H . R u s k o a h o ,a n d T . H . U n g e r . 1 9 8 5 . A t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r i s a c i r c u l a t i n g h o r m o n e ,s t i m u l a t e d b y v o l u m e l o a d i n g . N a t u r e ( L o n d . ) . 3 1 4 : 2 6 4 - 2 6 6 .7 . T i k k a n e n , I . , K . M e t s a r i n n e , F . F y h r q u i s t , a n d R . L e i d f e n i u s .1 9 8 5 . P l a s m a a t r i a l n a t r i u r e t i c p e p t i d e i n c a r d i a c d i s e a s e a n d d u r i n gi n f u s i o n i n h e a l t h y v o l u n t e e r s . L a n c e t . i i : 6 6 - 6 9 .8 . L a r o s e , P . , S . M e l o c h e , P . d u S o u i c h , A . D e L e a n , a n d H . O n g .1 9 8 5 . R a d i o i m m u n o a s s a y o f a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r : human p l a s m a l e v -e l s . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . C o m m u n . 1 3 0 : 5 5 3 - 5 5 8 .9 . S h e n k e r , Y . , R . S . S i d e r , E . A . O s t a f i n , a n d R . J . G r e k i n . 1 9 8 5 .P l a s m a l e v e l s o f i m m u n o r e a c t i v e a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r i n h e a l t h y s u b -j e c t s a n d i n p a t i e n t s w i t h e d e m a . J . C l i n . I n v e s t . 7 6 : 1 6 8 4 - 1 6 8 7 .1 0 . E p s t e i n , M . , R . D . L o u t z e n h i s e r , E . F r i e d l a n d , R . M . A c e t o ,M . J . F . C a m a r g o , a n d S . A . A t l a s . 1 9 8 6 . I n c r e a s e s i n c i r c u l a t i n g a t r i a ln a t r i u r e t i c f a c t o r d u r i n g i m m e r s i o n - i n d u c e d c e n t r a l h y p e r v o l e m i a i nn o r m a l h u m a n s . J . H y p e r t e n s . 4 ( S u p p l . 2 ) : 9 2 .1 1 . C o u r n e y a , C . A . , A . J . R a n k i n , J . R . L e d s o m e , a n d N . W i l s o n .1 9 8 5 . T i m e c o u r s e o f c h a n g e s - i n p l a s m a a t r i a l n a t r i u r e t i c p e p t i d e c o n -c e n t r a t i o n d u r i n g a t r i a l d i s t e n s i o n . F e d . P r o c . 4 4 : 1 7 2 9 . ( A b s t r . )1 2 . E p s t e i n , M . 1 9 7 8 . R e n a l e f f e c t s o f h e a d - o u t w a t e r i m m e r s i o n i nm a n : i m p l i c a t i o n s f o r a n u n d e r s t a n d i n g o f v o l u m e h o m e o s t a s i s . P h y s i o l .R e v . 5 8 : 5 2 9 - 5 8 1 .1 3 . L e v i n s o n , R . , M . E p s t e i n , M . A . S a c k n e r , a n d R . B e g i n . 1 9 7 7 .C o m p a r i s o n o f t h e e f f e c t s o f w a t e r i m m e r s i o n a n d s a l i n e i n f u s i o n o nc e n t r a l h e m o d y n a m i c s i n m a n . C l i n . S c i . M o l . M e d . 5 2 : 3 4 3 - 3 5 0 .1 4 . E p s t e i n , M . , D . S . P i n s , J . S a n c h o , a n d E . H a b e r . 1 9 7 5 . S u p p r e s -s i o n o f p l a s m a r e n i n a n d p l a s m a a l d o s t e r o n e d u r i n g w a t e r i m m e r s i o ni n n o r m a l m a n . J . C l i n . E n d o c r i n o l . M e t a b . 4 1 : 6 1 8 - 6 2 5 .1 5 . E p s t e i n , M . , R . R e S . P r e s t o n , a n d E . H a b e r . 1 9 7 9 . C o m p a r i s o no f t h e s u p p r e s s i v e e f f e c t s o f w a t e r i m m e r s i o n a n d s a l i n e a d m i n i s t r a t i o no n r e n i n - a l d o s t e r o n e i n n o r m a l m a n . J . C l i n . E n d o c r i n o l . M e t a b . 4 9 :3 5 8 - 3 6 3 .1 6 . P r e i b i s z , J . J . , J . E . S e a l e y , R . M . A c e t o , a n d J . H . L a r a g h . 1 9 8 2 .P l a s m a r e n i n a c t i v i t y m e a s u r e m e n t s : a n u p d a t e . C a r d i o l . R e v . R e p . 5 :7 8 7 - 8 0 4 .1 7 . B u h l e r , F . R . , J . E . S e a l e y , a n d J . H . L a r a g h . 1 9 7 4 . R a d i o i m -

m u n o a s s a y o f p l a s m a a l d o s t e r o n e . I n H y p e r t e n s i o n M a n u a l . D u n - D o n -n e l l e y , New Y o r k . 6 6 5 - 6 6 9 .1 8 . A t l a s , S . A . , H . D . K l e i n e r t , M . J . C a m a r g o , A . J a n u s z e w i c z ,J . E . S e a l e y , J . H . L a r a g h , J . W . S c h i l l i n g , J . A . L e w i c k i , L . K . J o h n s o n ,a n d T . M a a c k . 1 9 8 4 . P u r i f i c a t i o n , s e q u e n c i n g a n d s y n t h e s i s o f n a t r i u r e t i ca n d v a s o a c t i v e r a t a t r i a l p e p t i d e s . N a t u r e ( L o n d . ) . 3 0 9 : 7 1 7 - 7 2 0 .1 9 . G a u e r , 0 . H . , J . P . H e n r y , a n d C . B e h n . 1 9 7 0 . T h e r e g u l a t i o no f i n t r a c e l l u l a r f l u i d v o l u m e . A n n . R e v . P h y s i o l . 3 2 : 5 4 7 - 5 9 5 .

2 0 . G o e t z , K . L . , G . G . B o n d , a n d D . D . B l o x a m . 1 9 7 5 . A t r i a l r e -c e p t o r s a n d r e n a l f u n c t i o n . P h y s i o l . R e v . 5 5 : 1 5 7 - 2 0 5 .2 1 . J a m i e s o n , J . D . , a n d G . E . P a l a d e . 1 9 6 4 . S p e c i f i c g r a n u l e s i na t r i a l m u s c l e . J . C e l l B i o l . 2 3 : 1 5 1 - 1 7 2 .2 2 . d e B o l d , A J . , a n d T . A . S a l e r n o . 1 9 8 2 . N a t r i u r e t i c a c t i v i t y o fe x t r a c t s o b t a i n e d f r o m h e a r t s o f d i f f e r e n t s p e c i e s a n d f r o m v a r i o u s r a tt i s s u e s . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 6 1 : 1 2 7 - 1 3 0 .2 3 . G a r c i a , R . , M . C a n t i n , G . T h i b a u l t , H . O n g , a n d J . G e n e s t . 1 9 8 2 .R e l a t i o n s h i p o f s p e c i f i c g r a n u l e s t o t h e n a t r i u r e t i c a n d d i u r e t i c a c t i v i t yo f r a t a t r i a . E x p e r i e n t i a ( B a s e l ) . 3 8 : 1 0 7 1 - 1 0 7 3 .2 4 . M a r i e , J . P . , H . G u i l l e m o t , a n d P . Y . H a t t . 1 9 7 6 . L e d e g r e d eg r a n u l a t i o n d e s c a r d i o c y t e s a u r i c u l a i r e s . E t u d e p l a n i m e t r i q u e a u c o u r sd e d i f f e r e n t s a p p o r t s d e a u e t d u s o d i u m c h e z l e r a t . P a t h o l . B i o l . 2 4 :5 4 9 - 5 5 4 .2 5 . d e B o l d , A . J . 1 9 7 9 . H e a r t a t r i a l g r a n u l a r i t y e f f e c t s c h a n g e s i nw a t e r e l e c t r o l y t e b a l a n c e . P r o c . S o c . B i o l . M e d . 1 6 1 : 5 0 8 - 5 1 1 .2 6 . M a a c k , T . , D . N . M a r i o n , M . J . F . C a m a r g o , H . D . K l e i n e r t ,J . E . L a r a g h , E . D . V a u g h a n , J r . , a n d S . A A t l a s . 1 9 8 4 . E f f e c t s o f a u r i c u l i n a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r ) o n b l o o d p r e s s u r e , r e n a l f u n c t i o n , a n d t h e r e n i n -a l d o s t e r o n e s y s t e m i n d o g s . A m . J . M e d . 7 7 : 1 0 6 9 - 1 0 7 5 .2 7 . B u r n e t t , J r . , J . C . , J . P . G r a n g e r , a n d T . S . O p g e n o r t h . 1 9 8 4 .E f f e c t s o f s y n t h e t i c a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r o n r e n a l f u n c t i o n a n d r e n i nr e l e a s e . A m . J . P h y s i o l . 2 4 7 : F 8 6 3 - F 8 6 6 .2 8 . R i c h a r d s , A . M . , H . I k r a m , T . G . Y a n d l e , M . G . N i c h o l l s ,M . W. I W e b s t e r , a n d E . A . E s p i n e r . 1 9 8 5 . R e n a l , h a e m o d y n a m i c , a n dh o r m o n a l e f f e c t s o f human a l p h a a t r i a l n a t r i u r e t i c p e p t i d e i n h e a l t h yv o l u n t e e r s . L a n c e t . i : 5 4 5 - 5 4 8 .2 9 . W e i d m a n , P . N . , L . H a s l e r , M . P . G n a d i n g e r , R . E . L a n g , D . E .U e h l i n g e r , S . S h a w , W . R a s c h e r , a n d F . C . R e u b i . 1 9 8 6 . B l o o d l e v e l sa n d r e n a l e f f e c t s o f a t r i a l n a t r i u r e t i c p e p t i d e i n n o r m a l m a n . J . C l i n .I n v e s t . 7 7 : 7 3 4 - 7 4 2 .3 0 . C o d y , R . J . , S . A . A t l a s , J . H . L a r a g h , S . H . K u b o , A . B . C o v i t ,K . S . R y m a n , A . S h a k n o v i c h , K . P o n d o l f i n o , M . C l a r k , M . J . F . C a m a r g o ,R . M . S c a r b o r o u g h , a n d J . A . L e w i c k i . 1 9 8 6 . A t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r i nn o r m a l s u b j e c t s a n d h e a r t f a i l u r e p a t i e n t s . P l a s m a l e v e l s a n d r e n a l , h o r -m o n a l , a n d h e m o d y n a m i c r e s p o n s e s t o p e p t i d e i n f u s i o n . J . C l i n . I n v e s t .7 8 : 1 3 6 2 - 1 3 7 4 .3 1 . N o r s k , P . , F . B o n d e - P e t e r s d n , a n d J . W a r b e r g . 1 9 8 5 . C e n t r a lv e n o u s p r e s s u r e a n d p l as ma a r g i n i n e v a s o p r e s s i n d u r i n g w a t e r i m m e r s i o ni n m a n . E u r . J . A p p l . P h y s i o l . O c c u p . P h y s i o l . 5 4 : 7 1 - 7 8 .3 2 . G o e t z , K . L . , B . C . W a n g , P . G . G e e r , R . J . L e a d l e y , J r . , a n dH . W. R e i n h a r d t . 1 9 8 6 . A t r i a l s t r e t c h i n c r e a s e s s o d i u m e x c r e t i o n i n d e -p e n d e n t l y o f r e l e a s e o f a t r i a l p e p t i d e s . Am. J . P h y s i o l . 2 5 0 : R 9 4 6 - R 9 5 0 .3 3 . E p s t e i n , M . , M . L i f s c h i t z , D . S . H o f f m a n , a n d J . H . S t e i n . 1 9 7 9 .R e l a t i o n s h i p b e t w e e n r e n a l p r o s t a g l a n d i n E a n d r e n a l s o d i u m h a n d l i n gd u r i n g w a t e r i m m e r s i o n i n n o r m a l m a n . C i r c . R e s . 4 5 : 7 1 - 8 0 .3 4 . D i B o n a , G . F . 1 9 8 4 . R e n a l n e u r a l a c t i v i t y i n h e p a t o r e n a l s y n -d r o m e . K i d n e y I n t . 2 5 : 8 4 1 - 8 5 3 .3 5 . H u a n g , C . L . , J . L e w i c k i , L . K . J o h n s o n , a n d M . G . , C o g a n . 1 9 8 5 .R e n a l m e c h a n i s m o f a c t i o n o f r a t a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r . J . C l i n . I n v e s t .7 5 : 7 6 9 - 7 7 3 .3 6 . E p s t e i n , M . , A . G . D e N u n z i o , a n d R . D . L o u t z e n h i s e r . 1 9 8 1 .E f f e c t s o f v a s o p r e s s i n a d m i n i s t r a t i o n o n d i u r e s i s o f w a t e r i m m e r s i o n i nn o r m a l h u m a n s . J . A p p l . P h y s i o l . 5 1 : 1 3 8 4 - 1 3 8 7 .3 7 . L i f s c h i t z , M . D . , M . E p s t e i n , a n d 0 . L a r i o s . 1 9 8 5 . R e l a t i o n s h i pb e t w e e n u r i n e f l o w r a t e a n d p r o s t a g l a n d i n E e x c r e t i o n i n h u m a n b e i n g s .J . L a b . C l i n . M e d . 1 0 5 : 2 3 4 - 2 3 8 .3 8 . Y a m a j i , T . , M . I s h i b a s h i , a n d F . T a k a k u . 1 9 8 5 . A t r i a l n a t r i u r e t i cf a c t o r i n human b l o o d . J . C l i n . I n v e s t . 7 6 : 1 7 0 5 - 1 7 0 9 .

7 4 4 E p s t e i n , L o u t z e n h i s e r , F r i e d l a n d , A c e t o , C a m a r g o , a n d A t l a s

8/14/2019 jcinvest00114-0078 (1)

8/8

3 9 . S a g n e l l a , G . A . , N . D . M a r k a n d u , A . C . S h o r e , a n d G . A .M a c G r e g o r . 1 9 8 5 . E f f e c t s o f c h a n g e s i n d i e t a r y s o d i u m i n t a k e a n d s a l i n ei n f u s i o n o n i m m u n o r e a c t i v e a t r i a l n a t r i u r e t i c p e p t i d e i n human p l a s m a .L a n c e t . i : 1 2 0 8 - 1 2 1 0 .4 0 . V o l p e , M . , G . O d e l l , H . D . K l e i n e r t , M . J . F . C a m a r g o , J . H .L a r a g h , J . A . L e w i c k i , T . M a a c k , E . D . V a u g h a n , J r . , a n d S . A . A t l a s .1 9 8 4 . A n t i h y p e r t e n s i v e a n d a l d o s t e r o n e l o w e r i n g e f f e c t s o f s y n t h e t i c a t r i a ln a t r i u r e t i c f a c t o r i n r e n i n d e p e n d e n t r e n o v a s c u l a r h y p e r t e n s i o n . J . H y -

p e r t e n s . 2 ( S u p p l . 3 ) : 3 1 3 - 3 1 5 .4 1 . A t a r a s k i , K . , P . P . M u l r o w , R . F r a n c o - S a e z , R . S n a j d a r , a n d J .R a p p . 1 9 8 4 . I n h i b i t i o n o f a l d o s t e r o n e p r o d u c t i o n b y a n a t r i a l e x t r a c t .S c i e n c e ( W a s h . D C ) . 2 2 4 : 9 9 2 - 9 9 4 .

4 2 . G o o d f r i e n d , T . L . , M . E l l i o t , a n d S . A . A t l a s . 1 9 8 4 . A c t i o n s o fs y n t h e t i c a t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r o n b o v i n e a d r e n a l g l o m e r u l o s a . L i f eS c i . 3 5 : 1 6 7 5 - 1 6 8 2 .4 3 . De L e a n , A . , K . R a c z , J . G u t k o w s k a , T T . N g u y e n , M. C a n t i n ,

a n d J . G e n e s t . 1 9 8 4 . S p e c i f i c r e c e p t o r - m e d i a t e d i n h i b i t i o n b y s y n t h e t i ca t r i a l n a t r i u r e t i c f a c t o r o f h o r m o n e - s t i m u l a t e d s t e r o i d o g e n e s i s i n c u l t u r e db o v i n e a d r e n a l c e l l s . E n d o c r i n o l o g y . 1 1 5 : 1 6 3 6 - 1 6 3 8 .

4 4 . E p s t e i n , M . , R . P r e s t o n , R . A c e t o , M . J . F . C a m a r g o , R . L o u t z -e n h i s e r , a n d S . A t l a s . 1 9 8 7 . D i s s o c i a t i o n o f p l a s m a irANF a n d r e n a ls o d i u m h a n d l i n g i n c i r r h o t i c h u m a n s u n d e r g o i n g w a t e r i m m e r s i o n . K i d -n e y I n t . , 3 1 : 2 6 9 .

I m m e r s i o n - i n d u c e d I n c r e a s e s i n P l a s m a A t r i a l N a t r i u r e t i c F a c t o r 7 4 5