Conditions: Hypertension
Keywords: Na+ MRI salt stores
Allocation: RANDOMIZED | Intervention model: PARALLEL
Enrollment: 71
Healthy volunteers: yes

Brief summary:
Cardiovascular disease is the first common cause of death worldwide. Hypertension is the number one driving risk factor. Hypertension has long been associated with dietary salt intake. We believe that the accumulation of salt in the interstitium and inside cells represents a neglected risk factor, which initiates a pro-inflammatory state, chronically increases blood pressure, and leads to systemic energy imbalance. We will explore the concept that Na+ storage in the skin and in muscle is associated with increased blood pressure, a pro-inflammatory state, and reduced insulin sensitivity. We will do so by addressing the following specific aims:

* Specific Aim 1: To test the hypothesis that African Americans are characterized by increased tissue Na+ storage, which is paralleled by higher blood pressure, reduced forearm blood flow, and enhanced pulse wave velocity
* Specific Aim 2: To test the hypothesis that treatment with spironolactone reduces tissue Na+ content
* Specific Aim 3: To test the hypothesis that Na+ storage leads to immune cell activation
* Specific Aim 4: To test the hypothesis that the accumulation of salt in skin and muscle is associated with decreased insulin sensitivity and propensity to diabetes mellitus

Detailed description:

Arms:
arm 1: 50 mg capsule of Spironolactone administered orally 1 per day for 8 weeks arm 2: 25 mg capsule of Chlorthalidone administered orally 1 per day for 8 weeks arm 3: diet of 6 g salt per day for 8 weeks arm 4: placebo capsule administered orally 1 per day for 8 weeks

Interventions: intervention 1: Spironolactone intervention 2: Chlorthalidone intervention 3: Diet intervention 4: Placebo
Intervention descriptions: intervention 1: None intervention 2: None intervention 3: None intervention 4: None

Protocol document:
Prot_SAP_000.pdf: 
Ti s s u e S o di u m i n Pr e- h y p ert e n si v e P ati e nt s
  
N C T 0 2 2 3 6 5 2 0
A u g u st 1 5, 2 0 1 8


Pr ot o c ol D at e:  0 8/ 1 5 / 2 0 1 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
T i s s u e S o di u m i n Pr e-h y p ert e n si v e  P ati e nt s  
 
 
T. Al p I ki zl er, M D, Pr of e s s or  
Di vi si o n of N e p hr ol o g y  
V a n d er bilt U ni v er sit y M e di c al C e nt er  
 
 
 
C o -I n v e sti g at or s:  
A s e el Al s o u qi, M D  
M e e n a M a d h ur, M D, P h D  
D a vi d G. H arri s o n, M D  
 
 
 
 


2  
 
T a bl e of C o nt e nt s:  
 
1. 0  
B a c k gr o u n d  
2. 0  
R ati o n al e a n d S p e cifi c Ai m s  
3. 0  
A ni m al St u di e s a n d Pr e vi o u s H u m a n St u di e s  
4. 0  
I n cl u si o n / E x cl u si o n Crit eri a  
5. 0  
E nr oll m e nt / R a n d o mi z ati o n  
6. 0  
St u d y Pr o c e d ur e s  
7. 0  
Ri s k s of I n v e sti g ati o n al A g e nt s / D e vi c e s ( si d e eff e ct s)  
8. 0  
R e p orti n g of A d v er s e E v e nt s or U n a nti ci p at e d Pr o bl e m s i n v ol vi n g Ri s k 
t o P arti ci p a nt s or Ot h er s  
9. 0  
St u d y Wit h dr a w al / Di s c o nti n u ati o n  
1 0. 0  
St ati sti c al C o n si d er ati o n s  
1 1. 0  
Pri v a c y / C o nfi d e nti alit y I s s u e s  
1 2. 0  
F oll o w -u p a n d R e c or d R et e nti o n  
 
A p p e n di x  
R ef er e n c e s  
 
 


3  
 
1. 0  
B a c k gr o u n d  
 
H y p ert e n si o n a n d c ar di o v a s c ul ar di s e a s e ar e a g e -r el at e d. T h e i n ci d e n c e of h e art di s e a s e, 
art hriti s, a n d di a b et e s i n cr e a s e s st e e pl y b et w e e n t h e 6 t h-7 h  d e c a d e s ( Fi g. 3 ).  Bl o o d pr e s s ur e a n d 
p ul s e -w a v e 
v el o cit y, 
a 
s urr o g at e 
p ar a m et er f or v a s c ul ar stiff n e s s a n d 
a n  
i n d e p e n d e nt  
pr e di ct or  
f or 
c ar di o v a s c ul ar 
di s e a s e, 2 6  i n cr e a s e 
c o nti n u o u sl y 
wit h a g e. 2 7  M o difi a bl e 
ri s k f a ct or s f or c ar di o v a s c ul ar di s e a s e 
pr e v e nti o n ar e h y p ert e n si o n, t o b a c c o 
u s e, el e v at e d bl o o d gl u c o s e, p h y si c al 
i n a cti vit y, u n h e alt h y di et (i n cl u di n g 
e x c e s si v e s alt i nt a k e), c h ol e st er ol, 
a n d 
o v er w ei g ht/ o b e sit y. 
A g e 
a n d 
g e n d er 
ar e 
n o n -m o difi a bl e 
ri s k 
f a ct or s.  
C ar di o-v a s c ul ar  
di s e a s e 
pr e v e nti o n tr a diti o n all y f o c u s e s 
o n 
m o difi a bl e ri s k f a ct or s t o 
pr ol o n g 
lif e s p a n. A m or e ti m el y a p pr o a c h t o w ar d s a g e-r el at e d di s e a s e m a n a g e m e nt i s t o i m pr o v e 
h e alt h s p a n  b y i d e ntif yi n g ri s k f a ct or s t h at a c c el er at e t h e a gi n g pr o c e s s.  
A pr o -i nfl a m m at or y st at e i s a s s o ci at e d wit h t h e m aj or d e g e n er ati v e di s e a s e s of t h e el d erl y. 
A m o n g t h e c a u s al p at h w a y s li n ki n g t h e m aj or a g e -r el at e d di s e a s e s a s s o ci at e d wit h a pr o-
i nfl a m m at or y st at e ar e c h a n g e s i n b o d y c o m p o siti o n ( o b e sit y) a n d e n er g y i m b al a n c e. O b e sit y c a n 
b e s u m m ari z e d a s “ h o m e o st ati c d y sr e g ul ati o n” i n t h e a gi n g or g a ni s m. 2 5  T h e c urr e nt f o c u s of 
r e s e ar c h i n a g e-r el at e d di s e a s e s i s t o b ett er u n d er st a n d t h e ori gi n s a n d c o n s e q u e n c e s of 
pr o gr e s si v e l o w -l e v el c hr o ni c i nfl a m m ati o n a n d t o d e si g n a p pr o pri at e i nt er v e nti o n al a p pr o a c h e s 
t o i m pr o v e h e alt h s p a n. W e b eli e v e t h at t h e a c c u m ul ati o n of s alt i n t h e i nt er stiti u m a n d i n si d e c ell s 
r e pr e s e nt s a n e gl e ct e d ri s k f a ct or, w hi c h i niti at e s a pr o-i nfl a m m at or y st at e, c hr o ni c all y i n cr e a s e s 
bl o o d pr e s s ur e, a n d l e a d s t o s y st e mi c e n er g y i m b al a n c e.  W e will e x pl or e t h e c o n c e pt t h at N a +  
st or a g e i n t h e s ki n a n d i n m u s cl e i s a s s o ci at e d wit h i n cr e a s e d bl o o d pr e s s ur e, a pr o -i nfl a m m at or y 
st at e, a n d r e d u c e d i n s uli n s e n siti vit y. W e h y p ot h e si z e t h at b y r e d u ci n g a g e -d e p e n d e nt ti s s u e N a +  
a c c u m ul ati o n, h e alt h s p a n  i n t h e g e n er al p o p ul ati o n will b e i m pr o v e d a n d c ar di o v a s c ul ar di s e a s e 
c a n b e pr e v e nt e d.  W e ai m t o i d e ntif y N a
+  st or a g e a s a n o v el u n e x p e ct e d ri s k f a ct or f or a gi n g -
a s s o ci at e d c ar di o v a s c ul ar di s e a s e. W e h o p e t o d e m o n str at e t h at N a +  st or a g e c a n b e r e d u c e d b y  
di et ar y i nt er v e nti o n or b y dr u g tr e at m e nt. O ur r e s ult s c o ul d e v e nt u all y pr o gr e s s t o e n d -p oi nt tri al s 
o n l o n g -t er m ti s s u e N a+ -a c c u m ul ati o n pr e v e nti o n t o r e d u c e c ar di o v a s c ul ar di s e a s e ri s k.  
C a n N a +  st or a g e b e pr e v e nt e d, a n d d o e s l o w er ti s s u e N a +  r e d u c e C V D ri s k ? T h e i d e a t h at N a +  i s 
st or e d i n ti s s u e i s s ur pri si n g a n d s e e m s c o u nt eri nt uiti v e, b e c a u s e c urr e nt t e a c hi n g s u g g e st s t h at 
b o d y N a +  c o nt e nt i s c o n st a nt. All b o dil y c ell s ar e b at h e d i n e xtr a c ell ul ar fl ui d. T h e c urr e nt g e n er all y 
a c c e pt e d d o g m a i s t h at e xtr a c ell ul ar b o dil y fl ui d s r e a dil y e q uili br at e, r e s ulti n g i n c o n st a nt 
el e ctr ol yt e c o n c e ntr ati o n s i n t h e i nt er stiti al s p a c e. N a +  i s t h e m aj or e xtr a c ell ul ar c ati o n a n d e x ert s 
o s m oti c pr e s s ur e. C h a n gi n g N a +  c o n c e ntr ati o n s w o ul d c h a n g e o s m oti c pr e s s ur e s a n d t h er e b y 
l e a d t o fl ui d s hift s a n d s w elli n g or s hri n ki n g of c ell s. R e g ul at or y s y st e m s s h o ul d, if at all p o s si bl e, 
pr e v e nt a n y c h a n g e i n i nt er stiti al N a +  c o nt e nt a n d c o n c e ntr ati o n. 2 8  T h e c urr e nt fr a m e w or k 
s u g g e st s t h at N a +  a c c u m ul ati o n i n t h e b o d y i s al m o st e ntir el y e xtr a c ell ul ar a n d l e a d s t o 
c o m m e n s ur at e fl ui d r et e nti o n. A c c u m ul ati o n or l o s s of N a +  will b e stri ctl y pr e v e nt e d b y a v ari et y 
of r e g ul at or y st e a d y -st at e m e c h a ni s m s, r e s ulti n g i n c o n st a nt b o d y N a + c o nt e nt t h at i s m ai nt ai n e d 
wit hi n n arr o w li mit s. 2 9  St e a d y st at e t h u s w o ul d b e a c hi e v e d b y t h e ki d n e y s’ e x cr eti n g s alt b y a 
v ari et y of r e n al cl e ar a n c e m e c h a ni s m s. 3 0  A s a r e s ult, t h e ki d n e y s h a v e b e e n m a d e pri m a ril y 
 
Fi g ur e 3.  Pr e v al e n c e of a g e -r el at e d di s e a s e s i n t h e U nit e d 
St at e s. S o ur c e: C D C/ N C H S, N ati o n al Vit al St ati sti c s S y st e m.  


4  
 
r e s p o n si bl e f or bl o o d pr e s s ur e r e g ul ati o n. T h e cl arifi c ati o n of M e n d eli a n h y p ert e n si v e di s or d er s 
of N a +  tr a n s p ort h a s pr o vi d e d a d diti o n al s u p p ort f or t hi s vi e w.3 1  H o w e v er, g e n o m e -wi d e 
a s s o ci ati o n s i n p o p ul ati o n s h a v e br o u g ht u s n o cl o s er t o p h y si ol o gi c al u n d er st a n di n g of bl o o d 
pr e s s ur e r e g ul ati o n i n e s s e nti al h y p ert e n si o n. 3 2  C ar di o v a s c ul ar r e s e ar c h er s r e m ai n ‘ u n d e r 
pr e s s ur e’ t o s ol v e t hi s s ci e ntifi c p u z zl e. 3 3  
O ur fi n di n g s h a v e a d d e d a n a d diti o n al di m e n si o n t o t ot al -b o d y N a +  r e g ul ati o n. W e h a v e pr o p o s e d 
t h at N a+  b al a n c e i s n ot o nl y a r e n al aff air, b ut al s o i n v ol v e s a d diti o n al r e g ul at or y cl e ar a n c e 
m e c h a ni s m s l o c all y i n m u s cl e a n d i n t h e s ki n.
1 3 , 1 4  W e f o u n d t h at l ar g e a m o u nt s of N a
+  ar e st or e d 
i n s ki n a n d m u s cl e wit h o ut c o m m e n s ur at e w at er a c c u m ul ati o n.1 -1 2 , 1 5 -1 8 , 3 4  T h e r e s ulti n g i n cr e a s e 
i n ti s s u e N a+  c o n c e ntr ati o n, w hi c h o c c ur s i n t h e a b s e n c e of si g nifi c a nt c h a n g e s i n s er u m N a +  
c o n c e ntr ati o n s a n d t h er ef or e 
u s u all y e s c a p e s o ur n oti c e i n 
cli ni c al 
pr a cti c e, l e a d s  t o 
a cti v ati o n 
of t h e i m m u n e 
s y st e m.  
I m m u n e  
c ell s 
e nt eri n g  
t hi s  
h y p ert o ni c 
mi cr o e n vir o n m e nt di s pl a y e d 
v ari o u s r e s p o n s e s t o t h e 
o s m oti c str e s s, r a n gi n g fr o m 
a c ut e  
pr o -i nfl a m m at or y 
a cti o n 
a n d 
a ut o -i m m u n e-
r e s p o n s e1 1  t o h o m e o-st ati c 
i m m u n e f u n cti o n f or l o c al 
e xtr ar e n al  
r e g ul ati o n  
of 
ti s s u e N a+  c o nt e nt a n d bl o o d 
pr e s s ur e l e v el s. 8 , 9 , 1 2   I n a n 
eff ort t o “ s e e“ N a +  di stri b uti o n 
a n d c o m p art -m e nt ali z ati o n i n m a n, w e d e v el o p e d a 
2 3 N a M RI m et h o d f or n o n -i n v a si v e q u a ntit ati v e 
vi s u ali z ati o n of ti s s u e N a +  a n d tr a n sf err e d o ur b a si c r e s e ar c h pr o gr a m i nt o p ati e nt -ori e nt e d 
st u di e s ( Fi g. 4 ).1 5 -1 7   
I n a cr o s s-s e cti o n al a n al y si s of E ur o p e a n C a u c a si a n m e n a n d w o m e n, w e f o u n d t h at N a +  st or a g e 
i n m u s cl e a n d s ki n i n cr e a s e s wit h a g e, i s m or e pr o n o u n c e d i n m e n t h a n i n w o m e n, a n d i s 
a s s o ci at e d wit h hi g h er bl o o d pr e s s ur e, w hil e ti s s u e w at er r e m ai n s c o n st a nt at all a g e s. T hi s st at e -
of -aff air s l e a d s u s t o t h e h y p ot h e si s t h at ti s s u e N a +  st or a g e c h ar a ct eri z e s a di sr u pti o n of i nt er n al 
e n vir o n m e nt c o m p o siti o n, w hi c h m a y b e c a u s all y li n k e d t o pri m ar y h y p ert e n si o n a n d i n s uli n 
r e si st a n c e. T h e i n cr e a s e i n ti s s u e N a+  c o nt e nt w e o b s er v e d i s si mil ar t o t h e a g e -d e p e n d e nt 
i n cr e a s e i n bl o o d pr e s s ur e a n d p ul s e w a v e v el ocit y r e p ort e d b y V ait k e vi ci u s et al. 2 0 y e ar s a g o 
(Fi g. 5 A & B ).2 7   B e c a u s e o ur pr eli mi n ar y d at a s u g g e st a str o n g a s s o ci ati o n b et w e e n a g e -
d e p e n d e nt ti s s u e a c c u m ul ati o n a n d bl o o d pr e s s ur e l e v el s, w e h y p ot h e si z e t h at s u c c e s sf ul 
pr e v e nti o n of a g e -d e p e n d e nt i n cr e a s e s i n ti s s u e N a +  c o nt e nt will l o w er bl o o d pr e s s ur e, r e d u c e 
i nfl a m m ati o n, i m pr o v e i n s uli n s e n siti vit y, a n d will r e d u c e c ar di o v a s c ul ar ri s k l o n g-t er m. T o 
a d dr e s s t hi s h y p ot h e si s, w e h a v e i niti at e d a pr o s p e cti v e, i n d e p e n d e nt st u d y i n E ur o p e a n 
C a u c a si a n m e n a n d w o m e n a cr o s s a g e r a n g e s wit h c ar ef ul m e a s ur e m e nt s of s ki n N a
+  c o nt e nt 
wit h 2 3 N a M RI ( Fi g. 5 C ). T hi s s e c o n d ( u n p u bli s h e d) st u d y c o nfir m s t h e a g e-r el at e d a n d s e x-r el at e d 
eff e ct s. T h e r el ati o n s hi p b et w e e n 
2 3 N a M RI m e a s ur e d ti s s u e N a +  st or e s a n d bl o o d pr e s s ur e 
s u g g e st s t h at i n cr e a s e s i n s ki n N a +  c o nt e nt a c c o u nt f or 5 0 % of t h e bl o o d pr e s s ur e i n cr e a s e i n 
m e n a n d s o m e w h at l e s s ( w h er e w e h a v e f e w er d at a) i n  w o m e n. O ur o v er ar c hi n g h y p ot h e si s i s 
t h at b y fl att e ni n g t h e ti m e c o ur s e of ti s s u e N a+  st or a g e wit h a g e, w e will i m pr o v e h e alt h s p a n a n d 
t h er e b y pr e v e nt c ar di o v a s c ul ar di s e a s e (Fi g. 5 D ). 
Fi g. 4 . D e m o n str ati o n of u n c o u pli n g b et w e e n N a +  a n d w at er c o nt e nt i n 
m u s cl e i n h u m a n s. W hil e w at er c o nt e nt r e m ai n s c o n st a nt wit h a g e, w e f o u n d 
t h at r e m ar k a bl e a m o u nt s of N a+  ar e st or e d i n m u s cl e. A d a pt e d fr o m K o p p et 
al., 2 0 1 3 . M RI: m a g n eti c r e s o n a n c e i m a gi n g. 
 


5  
 
C a n li v e s b e s a v e d wit h di et a -r y s alt r e d u c-ti o n ? M or e t h a n 4 0 y e ar s of p o p ul ati o n st u -di e s a n d 
s h ort -t er m ( w e e k s) tri al s i n p ati e nt s ar e i n c o n cl u si v e a n d n o c o n vi n-ci n g “ h ar d e n d -p oi nt” st u di e s 
h a v e b e e n d o n e. 3 5  F urt h er -m or e, g o v er n -m e nt al eff ort s 
t o r e d u c e s alt c o n-t e nt i n pr o c e s s e d f o o d s i n t h e U nit e d 
St at e s ar e n ot li k el y t o o c c ur. 3 6  T h er ef or e, w e a s s u m e 
t h at c o ntr olli n g s alt i nt a k e i n t h e g e n er al p o p ul ati o n i s 
n e arl y i m p o s si bl e b e c a u s e c o n s u m er s c a n n ot e a sil y 
a s s e s s s alt c o nt e nt i n t h eir m e al s. 3 7  W e will a d dr e s s t hi s 
pr o bl e m i n o ur st u di e s o n ti s s u e N a +  c o nt e nt. Fir st , o n e 
of o ur st u d y ar m s  will pr o vi d e s u bj e ct s wit h a pr e p ar e d 
n utriti o u s di et c o nt ai ni n g 6 g s alt/ d a y ( 2. 4 g s o di u m/ d a y) 
f or 8 c o n s e c uti v e w e e k s t o t e st t h e h y p ot h e si s t h at 
r e c o m m e n d e d l e v el s of s alt i nt a k e will r e d u c e ti s s u e N a +  
c o nt e nt. S e c o n d , 
w e 
will t e st t h e h y p ot h e si s t h at 
bl o c k a d e of t h e 
mi n er al o c orti c oi d r e c e pt or ( M R) will 
l o w er s ki n a n d 
m u s cl e N a+  c o nt e nt. O ur pr eli mi n ar y 
cr o s s -s e cti o n al 
a n al y si s 
of ti s s u e 
N a +  c o nt e nt i n 
C a u c a si a n s s u g g e st s t h at s pir o n ol a ct o n e  m a y eff e cti v el y 
r e d u c e ti s s u e N a+  c o nt e nt ( Fi g. 6 ).1 7  T hir d , w e will t e st 
w h et h er  
or  
n ot 
tr e at m e nt  
wit h  
t h e 
di ur eti c 
h y dr o c hl or ot hi a zi d e  l o w er s ti s s u e N a+  c o nt e nt. T h e dr u g 
i nt er v e nti o n h y p ot h e s e s will b e t e st e d i n a pr o s p e cti v e, 
d o u bl e -bli n d e d, r a n d o mi z e d c o ntr oll e d tri al.  
N a +  st or a g e a n d i m m u n e c ell r e s p o n s e  
W e h a v e s h o w n i n a ni m al e x p eri m e nt s t h at N a
+  st or a g e i n t h e s ki n a n d t h e r e s ulti n g di s e q uili bri u m 
i n i nt er stiti al N a+  c o n c e ntr ati o n attr a ct s m a cr o p h a g e s, w hi c h t h e n r e g ul at e cl e ar a n c e of el e ctr ol yt e 
vi a c ut a n e o u s l y m p h c a pill ari e s, t h er e b y c o ntr olli n g bl o o d pr e s s ur e b y s e cr eti o n of v a s c ul ar 
e n d ot h eli al gr o wt h f a ct or C ( V E G F -C). 8 , 9 , 1 2  W e al s o d e m o n str at e d t h at N a
+  st or a g e -dri v e n 
Fi g. 5. P a n el s A –  B:  R el ati o n s hi p b et w e e n a g e a n d bl o o d pr e s s ur e a n d p ul s e -w a v e v el o cit y. 
( A d a pt e d fr o m V ait k e vi ci u s et al.2 7 ). O ur pr eli mi n ar y d at a s h o w si mil ar a ge -d e p e n d e nt i n cr e a s e s i n 
s ki n N a +  st or a g e i n C a u c a si a n s ( P a n el C ). T h e s e pr eli mi n ar y fi n di n g s r e s ult i n t h e h y p ot h e si s t h at 
att e n u ati o n of N a +  st or a g e wit h a g e m a y pr e v e nt C V D ( P a n el D ). 
 
Fi g. 6 . Cr o s s -s e cti o n al a n al y si s of m e n wit h 
n or m al 
bl o o d 
pr e s s ur e ( c o ntr ol), 
art eri al 
h y p ert e n si o n ( H T N), a n d 
m e n 
wit h 
H T N 
tr e at e d wit h t h e M R a nt a g o ni st s pir o n ol a ct o n e 
( S pir o). 
P ati e nt s 
wit h t h e 
M R a nt a g o ni st 
s h o w e d r e d u c e d N a +  st or a g e i n 
m u s cl e. * 
P( H T N) < 0. 0 5; † P( S pir o) < 0. 0 5. A d a pt e d 
fr o m K o p p et al., 2 0 1 3. 
 


6  
 
i m m u n e r e s p o n s e s c a n b e pr o-i nfl a m m at or y a n d w or s e n a ut o-i m m u n e di s e a s e.1 1  W e n o w ai m f or 
r a pi d tr a n sf er of t h e s e n o v el m e c h a ni sti c i n si g ht s o n i m m u n e f u n cti o n i nt o t h e cli ni c al ar e n a. O ur 
g e n er al h y p ot h e si s i s t h at a g e i s a s s o ci at e d wit h r e d u c e d 
b e n efi ci al h o m e o st ati c i m m u n e f u n cti o n, r e s ulti n g i n 
i m p air e d ti s s u e el e ctr ol yt e cl e ar a n c e a n d a c c u m ul ati o n of 
N a +  i n t h e s ki n. Ti s s u e N a+  a c c u m ul ati o n i n t ur n m a y 
pr o m ot e  
s e p ar at e  
pr o -i nfl a m m at or y  
i m m u n e-c ell 
r e s p o n s e s. T h e r e s ulti n g vi ci o u s cir cl e 
m a y l e a d t o 
c hr o n i c i nfl a m m ati o n a n d a g e-d e p e n d e nt d e v el o p m e nt of 
c ar di o v a s c ul ar di s e a s e. O ur pr eli mi n ar y fi n di n g s s u p p ort 
t hi s h y p ot h e si s. W e f o u n d a n i n v er s e c orr el ati o n b et w e e n 
s er u m V E G F -C l e v el s a n d s ki n 
N a +  c o nt e nt i n o ur 
E ur o p e a n 
s u bj e ct s ( Fi g. 
7 ), 
s u g g e sti n g t h at 
ag e -
d e p e n d e nt N a +  a c c u m ul ati o n i s d u e i n p art t o r e d u c e d 
l y m p h c a pill ar y-dri v e n ti s s u e N a +  cl e ar a n c e. I n o ur cli ni c al 
pr e v e nti o n st u d y pr o p o s e d, w e will t e st t h e h y p ot h e si s 
t h at i n cr e a s e d N a+  st or a g e i s a s s o ci at e d wit h a pr o -
i nfl a m m at or y r e s p o n s e a n d a n a nti-l y m p h a n gi o g e ni c 
s er u m pr ofil e, w hi c h c a n b e i m pr o v e d b y t h er a p e uti c 
r e d u cti o n of ti s s u e N a+  c o nt e nt.  
 
N a +  
st or a g e 
a n d i n s uli n s e n siti vit y  
Fi g ur e 8 A  s h o w s e vi d e n c e t h at r e m o v al of a n 
al d o st er o n e -s e cr eti n g t u m or m ar k e dl y r e d u c e s m u s cl e 
N a +  c o nt e nt i n a p ati e nt wit h C o n n’ s s y n dr o m e. I n o ur 
a ni m al e x p eri m e nt s, w e r o uti n el y m o nit or e d pl a s m a 
gl u c o s e l e v el s. 
W e f o u n d t h at i n cr e a s e d pl a s m a 
gl u c o s e l e v el s p ar all el e d i ntr a c ell ul ar N a +  st or a g e i n 
s k el et al 
m u s cl e i n 
d e o x y c orti c o st er o n e 
a c et at e 
( D O C A)-tr e at e d r at s (Fi g. 
8 B ). 
T hi s fi n di n g i s 
p arti c ul arl y i nt er e sti n g, b e c a u s e C o n n i niti all y r e p ort e d 
t h at  
5 2 %  
of  
t h e  
p ati e nt s 
wit h  
pri m ar y 
h y p er al d o st er o ni s m 
“ e x hi bit e d  
di mi ni s h e d 
c ar b o h y dr at e t ol er a n c e”  i n gl u c o s e t ol er a n c e t e st s.3 8  
T h e i n cr e a s e s i n i ntr a c ell ul ar N a +  c o nt e nt w e h a v e 
m e a s ur e d b y el e m e nt a n al y si s i n m u s cl e i n D O C A 
tr e at e d a ni m al s, a s w ell a s t h e i n cr e a s e s i n m u s cl e N a+  
c o nt e nt i n h u m a n s a s c o n si st e ntl y s h o w n i n all o ur pil ot 
N a -M RI st u di e s,
1 5 , 1 6 , 3 9  r ai s e q u e sti o n s a b o ut c ell ul ar 
a n d 
s y st e mi c 
e n er g y 
m e t a b oli s m i n t h e 
a gi n g 
or g a ni s m. N a + -d e p e n d e nt a n d i n d e p e n d e nt gl u c o s e 
tr a n s p ort u s e s d o w n hill N a+  or o s m ol yt e gr a di e nt s t o 
tr a n s p ort gl u c o s e i n si d e c ell s. 
W e h y p ot h e si z e t h at 
el e v at e d i ntr a c ell ul ar N a +  l e v el s i m p air mit o c h o n dri al 
c al ci u m a c c u m ul ati o n, w hi c h r e s ult s i n n et o xi d ati o n of 
t h e r e d o x st at e of N A D( P) H/ N A D P+ , a n d l e a d s t o 
e n er g y d efi cit wit h r e d u c e d gl u c o s e o xi d ati o n a n d 
i n cr e a s e d r e a cti v e o x y g e n s p e ci e s ( R O S) pr o d u cti o n, 
a n d r e d u c e d i n s uli n s e n siti vit y. 
T o 
e x pl or e t hi s 
Fi g. 7 . Ser u m V E G F -C l e v el s a n d s ki n 
N a +  c o nt e nt i n h u m a n s. 
S ki n 
N a +  
a c c u m ul ati o n i s a s s o ci at e d wit h l o w 
V E G F -C l e v el s, s u g g e sti n g i m p air e d 
cl e ar a n c e of ti s s u e N a +  vi a c ut a n e o u s 
l y m p h c a pill ari e s. U n p u bli s h e d. 
Fi g. 8  P a n el A : R e d u cti o n of m u s cl e N a+  
c o nt e nt  i n  
a  
p ati e nt  
wit h  
pri m ar y 
h y p er al d o st er o ni s m b ef or e ( pr e) a n d aft er 
( p o st) r e m o v al of a n al d o st er o n e-pr o d u ci n g 
t u m or. P a n el B : Pl a s m a gl u c o s e l e v el s 
( u n p u bli s h e d) a n d i ntr a c ell ul ar m u s cl e N a+  
a n d K +  i n r at s 
wit h a n d wit h o ut D O C A 
tr e at m e nt. A d a pt e d fr o m Zi o m b er et al. 2 0  * 
P ( D O C A) < 0. 0 5.  
 


7  
 
h y p ot h e si s cli ni c all y, w e wi ll i n v e sti g at e i n s uli n s e n siti vit y i n p ati e nt s wit h hi g h a n d l o w 2 3 N a M RI 
N a +  c o nt e nt i n m u s cl e.  
 
 
2. 0  
R ati o n al a n d S p e cifi c Ai m s  
 
W e st u di e d t h e bi ol o g y of N a
+  st or a g e a n d el u ci d at e d fi n di n g s t h at m o v e d u s b e y o n d t h e 
e q uili bri u m t h e or y of N a +  b al a n c e. 1 -1 2  O ur fi n di n g s a d d a n a d diti o n al di m e n si o n t o t ot al -b o d y N a +  
r e g ul ati o n.1 3 , 1 4  W e pr o p o s e t h at N a
+  b al a n c e i s n ot s ol el y a r e n al aff air, b ut i n st e a d i n v ol v e s 
a d diti o n al r e g ul at or y cl e ar a n c e 
m e c h a ni s m s l o c all y i n 
m u s cl e a n d s ki n. 
O ur o v er ar c hi n g 
h y p ot h e si s i s t h at N a +  i s st or e d i n t h e s ki n a n d i n m u s cl e wit h o ut c o m m e n s ur at e w at er r et e nti o n. 
T h e r e s ulti n g i n cr e a s e i n ti s s u e N a+  c o n c e ntr ati o n  l e a d s t o a cti v ati o n of t h e i m m u n e s y st e m (Fi g. 
1 ). I m m u n e c ell s e nt eri n g t hi s h y p ert o ni c mi cr o e n vir o n m e nt r e s p o n d t o t h e o s m oti c str e s s, a n d 
e x hi bit b ot h a c ut e pr o -i nfl a m m at or y r e a cti o n s a n d r e g ul at or y r e s p o n s e s,1 1  w hi c h m o d ul at e ti s s u e 
N a +  c o nt e nt a n d bl o o d pr e s s ur e. 8 , 9 , 1 2  T h e s e fi n di n g s h a v e o p e n e d a n e ntir el y n e w p er s p e cti v e 
o n i m m u n e f u n cti o n s t h at e xt e n d b e y o n d a n ci e nt pr ot e cti o n fr o m i n v a d er s t o p h y si ol o gi c al 
a d a pt ati o n t o e n vir o n m e nt al c o n diti o n s. B e si d e s 
s ki n N a +  st or a g e, w e f o u n d t h at l ar g e a m o u nt s of 
N a +  ar e st or e d i n si d e s k el et al 
m u s cl e  c ell s. 
I ntr a c ell ul ar N a+  st or a g e o c c ur s i n a ni m al m o d el s 
wit h a cti v ati o n of t h e mi n er al o c orti c oi d r e c e pt or 
( M R).4 , 5 , 7  O ur pr eli mi n ar y d at a s u g g e st s t h at 
c ell ul ar N a +  b al a n c e i s m o st i nti m at el y c o u pl e d 
wit h m et a b oli s m. M u s cl e N a +  st or a g e s e e m s t o 
l e a d t o e n er g y d efi cit, i n s uli n r e si st a n c e, a n d 
pr o p e n sit y t o di a b et e s m ellit u s.  
W e h a v e i n v e st e d c o n si d er a bl e eff ort t o e xt e n d 
t hi s n e w bi ol o gi c al c o n c e pt t o cli ni c al m e di ci ne. 1 5 -
1 8  W e u n d er st o o d t h at N a
+  st or a g e o c c ur s i n t h e 
a b s e n c e of si g nifi c a nt c h a n g e s i n s er u m N a +  
c o n c e ntr ati o n s 
or 
b o d y fl ui d 
c o nt e nt, 
a n d 
t h er ef or e u s u all y e s c a p e s o ur n oti c e i n cli ni c al 
pr a cti c e. 
T o “ q u a ntif y 
a n d 
vi s u ali z e“ 
N a +  
di stri b uti o n a n d c o m p art m e nt ali z ati o n di s or d er s 
i n m a n, w e h a v e d e v el o p e d a 2 3 N a M RI m et h o d 
f or n o n-i n v a si v e d et e cti o n of ti s s u e N a+  st or a g e 
a n d tr a n sf err e d o ur b a si c r e s e ar c h pr o gr a m i nt o 
p ati e nt -ori e nt e d st u di e s. 1 5 -1 7  W e c o nfir m e d m a n y 
m e c h a ni sti c i n si g ht s fr o m o ur a n i m al r e s e ar c h 
pr o gr a m i n h u m a n s. N a +  i s st or e d i n m u s cl e a n d 
i n s ki n i n h u m a n s a n d M R a cti v ati o n l e a d s t o 
e x c e s s 
N a +  st or a g e i n p ati e nt s 
wit h pri m ar y 
h y p er al d o st er o ni s m. 1 6  B y vi s u ali zi n g N a +  at t h e ti s s u e  l e v el, w e h a v e e st a bli s h e d t h at a g e-
d e p e n d e nt i n cr e a s e s i n s ki n N a +  c o nt e nt ar e a s s o ci at e d wit h i n cr e a s e s i n bl o o d pr e s s ur e. 1 7  T hi s 
r e c e nt w or k h a s s h o w n t h at s ki n N a+  c o nt e nt a ct u all y e x pl ai n e d m or e of t h e v ari a bilit y i n bl o o d 
pr e s s ur e t h a n di d a g e, e s p e ci all y i n 
m e n. B a s e d o n t h e s e e x citi n g pr eli mi n ar y d at a, w e 
h y p ot h e si z e t h at ti s s u e 
N a +  a c c u m ul ati o n 
m a y b e a r el e v a nt a n d p ot e nti all y r e v er si bl e 
p at h o p h y si ol o gi c al c o m p o n e nt f or t h e d e v el o p m e nt of c ar di o v a s c ul ar di s e a s e i n a gi n g 
p o p ul ati o n s.  C u m ul ati v e e vi d e n c e s u g g e st s t h at h y p ert e n si o n i s a n i nfl a m m at or y di s e a s e.
1 9 -2 4  
Pr o -i nfl a m m at or y i m m u n e c ell a cti v ati o n i n t h e i nt er stiti u m of N a+  o v erl o a d e d ti s s u e s m a y b e t h e 
 
 
Fi g. 1. 
2 3 N a M RI  rel ati o n s hi p b et w e e n ti s s u e N a +  
a c c u m ul ati o n a n d a gi n g i s  s h o w n. I nfl a m m at or y 
i m m u n e r e s p o n s e a n d i n s uli n s e n siti vit y i n t h e a gi n g 
or g a ni s m ar e h y p ot h eti c al. A gi n g i s p ar all el e d b y 
dr a m ati c N a +  a c c u m ul ati o n i n s ki n a n d i n m u s cl e. 
I nt er stiti al 
N a+  a c c u m ul ati o n 
pr o m ot e s 
a 
pr o -
i nfl a m m at or y i m m u n e 
c ell 
p h e n ot y p e. 
Simil arl y, 
m u s cl e 
N a
+  st or a g e 
m a y pr e di s p o s e t o i n s uli n 
r e si st a n c e. B e n di n g t h e r el ati o n s hi p b et w e e n a g e a n d 
ti s s u e N a+  a c c u m ul ati o n will r e d u c e pr o -i nfl a m m ati o n 
a n d bl o o d pr e s s ur e, a n d i m pr o v e i n s uli n s e n siti vit y. 
T h e r e s ulti n g i m pr o v e d 
h e alt h s p a n 
will 
pr e v e nt 
c ar di o v a s c ul ar di s e a s e.    


8  
 
mi s si n g li n k 
t o w ar d s a n e w a n d 
b ett er u n d er st a n di n g of t h e c hr o ni c 
pr o -i nfl a m m at or y st at e t h at l e a d s t o 
c ar di o v a s c ul ar di s e a s e 
wit h a gi n g 
(Fi g. 1 ).2 5  Si mil arl y, N a +  st or e d i n 
m u s cl e 
m a y pr e di s p o s e t o e n er g y 
d efi cit a n d i n s uli n r e si st a n c e. Ti s s u e 
N a +  st or a g e t h u s m a y n ot o nl y b e 
p at h o p h y si ol o gi c all y li n k e d t o art eri al 
h y p ert e n si o n , b ut al s o wit h di a b et e s 
m ellit u s, 
a n ot h er 
hi g hl y r el e v a nt 
c ar di o v a s c ul ar  
ri s k  
f a ct or. 
S u c c e s sf ul  t h er a p e uti c b e n di n g of 
t h e sl o p e r el ati o n s hi p b et w e e n a g e 
a n d ti s s u e N a +  a c c u m ul ati o n ( Fi g. 1 ) 
t h er ef or e pr o mi s e s t o b e c o m e a 
n o v el, 
i m p ort a nt 
a p pr o a c h 
f or 
c ar di o v a s c ul ar di s e a s e pr e v e nti o n.   
I n t hi s cli ni c al pr oj e ct, w e will t a k e t h e 
fir st  
st e p  
t o w ar d s  
t h er a p e uti c 
“ b e n di n g”  
of  
t h e  
a g e/ N a+  
a c c u m ul ati o n r el ati o n s hi p t o a fl att er 
sl o p e ( Fi g.  2 ). 
W e will e st a bli s h a 
c o h ort of 2 0 0 s u bj e ct s 
wit h pr e -
h y p ert e n si o n, a g e: 3 0 t o 8 0  y e ar s. 
T h e c o h ort 
will b e c o ntr oll e d f or 
g e n d er, r a c e, a n d a g e s o t h at cr o s s -s e cti o n al a n al y si s of t h e c o h ort c h ar a ct eri sti c s will pr o vi d e u s 
wit h n e w i nf or m ati o n o n t h e eff e ct of r a c e o n ti s s u e N a +  c o nt e nt ( Ai m 1 , Fi g. 2 ). I n a pr o s p e cti v e, 
d o u bl e -bli n d e d r a n d o mi z e d -c o ntr oll e d tri al, w e t h e n will t e st t h e h y p ot h e si s t h at 8 w e e k s of a 
r e d u c e d s alt di et or dr u g tr e at m e nt wit h eit h er t h e M R a nt a g o ni st s pir o n ol a ct o n e, or wit h t h e 
di ur eti c h y dr o c hl or ot hi a zi d e, will r e d u c e s ki n a n d 
m u s cl e N a +  c o nt e nt ( Ai m 2,  s h ort -t er m 
l o n git u di n al r e a d o ut, Fi g. 2 ). Ti s s u e N a+  c o nt e nt will b e o ur pri m ar y e n d p oi nt i n Ai m s 1 a n d 2. A s 
s e c o n d ar y e n d p oi nt s, w e will r e a d o ut diff er e n c e s i n bl o o d pr e s s ur e, s ki n f or e ar m bl o o d fl o w b y 
B O L D M RI, a n d art eri al stiff n e s s b y m e a s ur e m e nt of p ul s e w a v e v el o cit y. Fi n all y, w e s p e c ul at e 
t h at l o w er ti s s u e N a+  c o nt e nt r e d u c e s a pr o -i nfl a m m at or y i m m u n e c ell p h e n ot y p e a n d i m pr o v e s 
i n s uli n s e n siti vit y (Ai m s  3  a n d 4 ). W e will a d dr e s s t h e f oll o wi n g s p e cifi c ai m s: 
 
S p e cifi c Ai m 1:  T o t e st t h e h y p ot h e si s t h at Afri c a n A m eri c a n s ar e c h ar a ct eri z e d b y i n cr e a s e d 
ti s s u e N a+  st or a g e, w hi c h i s p ar all el e d b y hi g h er bl o o d pr e s s ur e, r e d u c e d 
f or e ar m bl o o d fl o w, a n d e n h a n c e d p ul s e w a v e v el o cit y 
S p e cifi c Ai m 2:  T o t e st t h e h y p ot h e si s t h at tr e at m e nt wit h s pir o n ol a ct o n e re d u c e s  ti s s u e N a+  
c o nt e nt  ( Pri m ar y O ut c o m e) 
S p e cifi c Ai m 3:  T o t e st t h e h y p ot h e si s t h at N a +  st or a g e l e a d s t o i m m u n e c ell a cti v ati o n 
( S e co n d ar y O ut c o m e)  
 
S p e cifi c Ai m 4:  T o t e st t h e h y p ot h e si s t h at t h e a c c u m ul ati o n of s alt i n s ki n a n d m u s cl e i s 
a s s o ci at e d wit h d e cr e a s e d i n s uli n s e n siti vit y a n d pr o p e n sit y t o di a b et e s m ellit u s  
( S e c o n d ar y O ut c o m e) 
 
Fi g. 2.  Pr o p o s e d c o h ort f or t h e st u d y of t h e r el ati o n s hi p 
b et w e e n ti s s u e N a +  st or a g e a n d c ar di o v a s c ul ar di s e a s e. Cr o s s -
s e cti o n al a n al y si s will pri m aril y a d dr e s s t h e eff e ct of r a c e o n ti s s u e 
N a +  c o nt e nt. 
W e h y p ot h e si z e  t h at 
Afri c a n 
A m eri c a n s h a v e 
i n cr e a s e d s ki n N a+  st or a g e, w hi c h i s a s s o ci at e d wit h i n cr e a s e d 
art eri al stiff n e s s a n d hi g h er bl o o d pr e s s ur e ( Ai m 1). I n a pr o of-of -
c o n c e pt a p pr o a c h, w e t h e n will pr o s p e cti v el y t e st t h e h y p ot h e si s 
t h at di et or dr u g i nt er v e nti o n f or 8 w e e k s c a n l o w er ti s s u e N a+  
c o nt e nt ( Ai m 2 ). Fi n all y, w e will t e st t h e h y p ot h e si s t h at s u bj e ct s 
wit h i n cr e a s e d ti s s u e N a +  c o nt e nt s h o w pr o -i nfl a m m at or y i m m u n e-
c ell p ol ari z ati o n ( c o o p er ati o n wit h b a si c s ci e n c e pr oj e ct), a n d 
r e d u c e d i n s uli n s e n siti vit y (Ai m 3 ). 


9  
 
 
3. 0  
A ni m al St u di e s a n d Pr e vi o u s H u m a n St u di e s  
 
O ur vi e w s o n b o d y el e ctr ol yt e a n d w at er h o m e o st a si s w er e tr a n sf or m e d b y st u d yi n g d efi n e d 
el e ctr ol yt e i n p ut a n d o ut p ut u n d er t h e ri g or o u sl y c o ntr oll e d c o n diti o n s of t h e si m ul at e d “ mi s si o n s 
t o t h e MI R st ati o n or t o M ar s”.3 4 , 4 0  T h e s e w er e 
t h e 
R u s si a n-s p o n s or e d 
si m ul at e d 
s p a c e 
fli g ht s of 1 3 5, 1 1 0, a n d 5 1 0 d a y s w h er e w e 
m o nit or e d N a
+  i nt a k e a n d q u a ntifi e d o ut p ut 
d ail y –  f or m o nt h s (Fi g. 9 ). Q u a ntifi c ati o n of 
t h e c orr e s p o n di n g c h a n g e s i n b o d y 
N a+  
c o nt e nt s h o w e d t h at l ar g e a m o u nt s of N a +  
h a d b e e n st or e d a n d r el e a s e d i n t h e b o d y –  
wit h o ut 
p ar all el c h a n g e s i n 
b o d y 
w at er 
c o nt e nt. T h e o b vi o u s n e xt q u e sti o n, n a m el y, 
“ W h er e i s t h e s alt ?” c o ul d n ot b e a d dr e s s e d 
i n cli ni c al st u di e s at t h at ti m e. W e t h er ef or e 
e st a bli s h e d a b a si c a ni m al r e s e ar c h pr o gr a m 
t o r ei n v e sti g at e N a +  m et a b oli s m.
1 -9 , 1 1 , 1 2  W e 
a b a n d o n e d a c c e pt e d a s s u m pti o n s o n t h e 
c o m p o siti o n of i nt er stiti al a n d i ntr a c ell ul ar 
fl ui d 
s p a c e s 
a n d 
r eli e d 
o n 
c h e mi c al 
q u a ntit ati v e a n al y si s of ti s s u e el e ctr ol yt e a n d 
w at er c o nt e nt wit h 
m or e pr e ci s e 
m et h o d s 
t h a n e m pl o y e d pr e vi o u sl y. 
W e f o u n d t h at 
b o d y 
N a +  c o nt e nt i n d e e d 
w a s n ot at all 
m ai nt ai n e d wit hi n n arr o w li mit s, b ut w a s i n 
c o ntr a st 
hi g hl y 
v ari a bl e. 
A d dr e s si n g t h e 
q u e sti o n w h er e all t hi s v ari a bl e N a +  c o ul d b e 
hi d d e n, w e f o u n d t h at wit h i n cr e a si n g b o d y 
N a +  c o nt e nt, N a +  w a s st or e d i n m u s cl e a n d i n 
s ki n,  wit h o ut c o m m e n s ur at e w at er r et e n ti o n.2 , 
7  W e c o n cl u d e d t h at N a
+  m u st b e st or e d i n 
e xtr ar e n al ti s s u e s, i n d e p e n d e nt of dir e ct r e n al 
r e g ul ati o n, s u g g e sti n g a d diti o n al e xtr ar e n al 
r e g ul at or y 
m e c h a ni s m s f or 
ti s s u e 
N a+  
h o m e o st a si s. 1 4  W e s h o w e d t h at N a
+  st or a g e 
i n t h e s ki n a n d t h e r e s ulti n g di s e q uili bri u m i n 
i nt er stiti al  
N a+  
c o n c e ntr ati o n  
attr a ct s 
m a cr o p h a g e s, w hi c h t h e n r e g ul at e  cl e ar a n c e 
of el e ctr ol yt e vi a c ut a n e o u s l y m p h c a pill ari e s 
a n d t h er e b y c o ntr ol bl o o d pr e s s ur e. 8 , 9 , 1 2  H e n c e, w e c o n cl u d e d t h at e xtr a c ell ul ar b o d y fl ui d s ar e 
si g nifi c a ntl y i n di s e q uili bri u m a n d t h at t h e s e u n e x p e ct e d e xtr a c ell ul ar el e ctr ol yt e gr a di e nt s ar e 
c o ntr oll e d b y n o v el e xtr ar e n al r e g ul at or y pr o c e s s e s at t h e ti s s u e l e v el. T hi s i niti al h y p ot h e si s o n 
t h e e xi st e n c e of hi d d e n N a+  r e s er v oir s r e s ult e d i n t h e fir st r e p ort o n i m m u n e-c ell dri v e n cl e ar a n c e 
of st or e d e xtr a c ell ul ar el e ctr ol yt e s vi a c ut a n e o u s l y m p h c a pill ari e s. 8  T h e fi n di n g h a s o p e n e d a n 
e ntir el y n e w p er s p e cti v e o n i m m u n e f u n cti o n t h at e xt e n d s i n n at e i m m u nit y’ s a n ci e nt pr ot e cti o n 
fr o m i n v a d er s t o p h y si ol o gi c al a d a pt ati o n t o e n vir o n m e nt al c o n diti o n s a n d h el pf ul bl o o d pr e s s ur e 
r e g ul at or s. T hi s i d e a al s o h a s pr o vi d e d n e w r e s e ar c h a v e n u e s f or a ut oi m m u n e di s e a s e. F or 
Fi g ur e 9.  Pr e vi o u s a n d a nti ci p at e d w or k of t h e a p pli c a nt 
si n c e hi s gr a d u ati o n fr o m m e di c al s c h o ol, 1 9 9 6. T h e 1 0 
m o st r el e v a nt r ef er e n c e s t o t hi s w or k ar e 1. A m J Ki d n e y 
Di s.  2 0 0 2; 4 0: 5 0 8 -5 1 6; 2. A m J P h y si ol R e n al P h y si ol.  
2 0 0 3; 2 8 5: F 1 1 0 8 -1 1 1 7; 3. A m J P h y si ol R e n al  P h y si ol.  
2 0 0 8; 2 9 5: F 1 7 5 2 -1 7 6 3; 4. N at 
M e d.  2 0 0 9; 1 5: 5 4 5 -5 5 2; 5. 
H y p ert e n si o n.  2 0 1 0; 5 5: 7 5 5 -7 6 1; 6. J Cli n I n v e st.  2 0 1 3; 1 2 3: 
2 8 0 3 -2 8 1 5;  
7. 
H y p ert e n si o n.  
2 0 1 2; 5 9: 1 6 7 -1 7 2;  
8. 
H y p ert e n si o n.  2 0 1 3; 6 1: 6 3 5 -6 4 0; 9. C ell M et a b oli s m.  2 0 1 3; 
1 7: 1 2 5 -1 3 1; 1 0. N at ur e.  2 0 1 3 ; 4 9 6: 5 1 8-5 2 2. 
R e s e ar c h -
pr o gr a m s hifti n g m et h o d ol o gi c al i m pr o v e m e nt i s d e pi ct e d. 
wit h bl u e arr o w s.  


1 0  
 
i n st a n c e, 
N a+  
st o r a g e-dri v e n 
i m m u n e 
r e s p o n s e s 
gr e atl y 
w or s e n e d 
e x p eri m e nt al 
e n c e p h al o m y eliti s. 1 1   




1 2  
 
pr e s s ur e a n d r e d u c e p ul s e w a v e v el o cit y ( P W V) ? 
W e will a d dr e s s t h e s e q u e sti o n s i n a 
pr o s p e cti v e, d o u bl e -bli n d e d, r a n d o mi z e d c o ntr oll e d tri al o n  t h e effi c a c y of di et a n d diff er e nt dr u g s 
t o l o w er ti s s u e N a+  c o nt e nt ( Ai m 2 ). 
Tr a n sf er of b a si c r e s e ar c h fi n di n g s i nt o cli ni c al st u d y. I n a ni m al s, w e h a v e d e m o n str at e d t h at 
m a cr o p h a g e s ar e r e g ul at or s of s alt a n d w at er b al a n c e . T h e s e c ell s i nfiltr at e N a+ -s t or a g e sit e s i n 
s ki n a n d c o ntr ol ti s s u e el e ctr ol yt e r e m o v al. T hi s l o c al, e xtr ar e n al cl e ar a n c e of el e ctr ol yt e 
cl e ar a n c e fr o m s ki n  i s m e di at e d b y v a s c ul ar e n d ot h eli al gr o wt h f a ct or C ( V E G F-C), w hi c h 
pr o m ot e s N a +  a n d Cl - r e m o v al fr o m t h e s ki n vi a c ut a n e o u s l ym p h c a pill ari e s. F ail ur e of t hi s 
i m m u n e c ell dri v e n cl e ar a n c e pr o c e s s l e a d s t o a u g m e nt e d el e ctr ol yt e a c c u m ul ati o n i n t h e s ki n 
a n d i n cr e a s e d bl o o d pr e s s ur e. 8 , 9 , 1 2  W e a s s u m e t h at V E G F -C , a n d it s s ol u bl e r e c e pt or, s F L T 4, 
c a n b e u s e d a s a bi o m ar k er f or e n h a n c e d or i n hi bit e d cl e ar a n c e of el e ctr ol yt e fr o m ti s s u e i n 
p ati e nt s. M or e r e c e ntl y, w e h a v e s h o w n t h at T c ell s p ol ari z e  i nt o a n a ut oi m m u n e a n d pr o-
i nfl a m m at or y p h e n ot y p e w h e n e x p o s e d t o os m oti c str e s s i n N a +  st or a g e sit e s. 1 1  W hil e Dr. 
H arri s o n’ s/ Dr. M a d h ur’ s b a si c r e s e ar c h pr oj e ct will f o c u s o n m e c h a ni s m s h o w N a +  r e g ul at e s 
a d a pti v e a n d i n n at e i m m u n e c ell s t o c a u s e h y p ert e n si o n, w e will f o c u s o n tr a n sf erri n g t h e s e 
fi n di n g s i nt o t h e cli ni c al ar e n a a n d t e st w h et h er ti s s u e N a+  st or a g e l e a d s t o si mil ar m a cr o p h a g e / 
T -c ell r e s p o n s e s i n h u m a n s ( Ai m 3 ). O ur m o st r e c e nt a ni m al e x p eri m e nt s s u g g e st t h at N a
+  
st or a g e i n m u s cl e el e v at e s gl u c o s e l e v el s. Alt h o u g h t h e u n d erl yi n g m e c h a ni s m s ar e u n cl e ar, w e 
ai m  f or r a pi d tr a n sf er of t hi s e ntir el y n e w p er s p e cti v e f or N a+  h o m e o st a si s r e s e ar c h i nt o o ur 
p ati e nt -ori e nt e d r e s e ar c h pr o gr a m b y t e sti n g t h e h y p ot h e si s t h at h u m a n s wit h hi g h m u s cl e N a +  
c o nt e nt h a v e r e d u c e d i n s uli n s e n siti vit y ( Ai m 4 ). 
 
 
4. 0  
I n cl u si o n / E x cl u si o n Crit eri a  
 
T h er e will b e n o r e stri cti o n o n g e n d er ( e x c e pt pr e g n a nt w o m e n) , r a c e, a g e ( e x c e pt l e s s t h a n 3 0  
or gr e at er t h a n 8 0 y e ar s  ol d ) or di s e a s e eti ol o g y f or s u bj e ct  s el e cti o n or e x cl u si o n  e x c e pt a s 
st at e d b el o w .  
I n cl u si o n Crit eri a:  
1.  A g e 3 0  t o 8 0 y e ar s; 
2.  S y st oli c bl o o d pr e s s ur e s b et w e e n 1 1 0  t o 1 5 0  m m H g a n d/ or di a st oli c bl o o d pr e s s ur e 
b et w e e n 8 0 -9 9  m m H g ; 
3.  A bilit y t o  gi v e i nf or m e d c o n s e nt.  
E x cl u si o n Crit eri a : 
1.  Pr e g n a n c y;  
2.  I nt ol er a n c e t o st u d y pr ot o c ol s; 
3.  A c ut e c ar di o v a s c ul ar e v e nt s wit hi n t h e  pr e vi o u s 6 m o nt h s;  
4.  I m p air e d r e n al f u n cti o n (e sti m at e d G F R < 4 5  ml/ mi n/ 1. 7 3 m
2 ); 
5.  C urr e nt or r e c e nt tr e at m e nt wit h s y st e mi c gl u c o c orti c oi d t h er a p y ( wit hi n 1 m o nt h of 
e nr oll m e nt);  
6.  C urr e nt u s e of a nti -h y p ert e n si v e m e di c ati o n  ( e x c e pt c al ci u m c h a n n el bl o c k er s a nd 
b et a bl o c k er s) ; 
7.  Di a b et e s m ellit u s r e q uiri n g m e di c al t h er a p y; 
8.  M or bi d o b e sit y ( B MI > 4 5);  
9.  Pri or a d v er s e r e a cti o n t o a t hi a zi d e or s pir o n ol a ct o n e;  
1 0.  Cl a u str o p h o bi a pr e v e nti n g t h e p ati e nt fr o m h a vi n g a n M RI or ot h er c o ntr ai n di c ati o n s t o M RI;  
1 1.  I m p air e d h e p ati c f u n cti o n ( a s p art at e a mi n o tr a n s a mi n a s e a n d/ or al a ni n e a mi n o 
tr a n s a mi n a s e > 1. 5 x u p p er li mit of n or m al r a n g e);  
1 2.  C urr e nt illi cit dr u g u s e.  


1 3  
 
1 3.  S e x u all y a cti v e w o m e n of c hil d b e ari n g p ot e nti al** w h o ar e u n willi n g t o pr a cti c e a d e q u at e 
c o ntr a c e pti o n d uri n g t h e st u d y ( a d e q u at e c o ntr a c e pti v e m e a s ur e s i n cl u d e st a bl e u s e of 
or al c o ntr a c e pti v e s or ot h er pr e s cri pti o n p h ar m a c e uti c al c o ntr a c e pti v e s f or 2 or m or e 
m e n str u al c y cl e s pri or t o s cr e e ni n g; i ntr a ut eri n e d e vi c e [I U D]; bil at er al t u b al li g ati o n; 
v a s e ct o m y; c o n d o m pl u s c o ntr a c e pti v e s p o n g e, f o a m, or j ell y, or di a p hr a g m pl u s 
c o ntr a c e pti v e s p o n g e, f o a m, or j ell y) . 
** P o st m e n o p a u s al w o m e n m u st b e a m e n orr h ei c f or at l e a st 1 2 m o nt h s i n or d er n ot  
t o b e c o n si d er e d of c hil d b e ari n g p ot e nti al.  Pr e g n a n c y t e sti n g a n d c o ntr a c e pti o n 
ar e n ot r e q uir e d f or w o m e n wit h d o c u m e nt e d h y st er e ct o m y or t u b al li g ati o n.  
 
 
5. 0  
E nr oll m e nt / R a n d o mi z ati o n  
 
T h e st u d y will b e c o n d u ct e d at t h e V a n d er bilt U ni v er sit y M e di c al C e nt er . I n stit uti o n al R e vi e w 
B o ar d a p pr o v al a n d writt e n i nf or m e d c o n s e nt will b e o bt ai n e d fr o m all st u d y s u bj e ct s.  
W e pr o p o s e t o st u d y a t ot al of 2 0 0 s u bj e ct s c o ntr oll e d f or r a c e ( 5 0 % Afri c a n A m eri c a n s, 5 0 % 
C a u c a si a n s) a n d g e n d er ( 5 0 % f e m al e, 5 0 % m al e).  S u bj e ct s will b e r e cr uit e d fr o m t h e 
O ut p ati e nt Cli ni c s at V U M C (i n cl u di n g t h e G e n e r al M e di ci n e Cli ni c a n d t h e H y p ert e n si o n Cli ni c), 
a s w ell a s b y e m ail s, fl y er s, a n d ot h er r e cr uit m e nt t o ol s.   All p arti ci p a nt s will h a v e a b a s eli n e 
a s s e s s m e nt, a s w ell a s o n -g oi n g m o nit ori n g, of t h eir h e alt h st at u s a s d o c u m e nt e d i n t h eir 
m e di c al r e c or d.  
S u bj e ct s will b e r a n d o ml y a s si g n e d t o o n e of t h e st u d y ar m s ( di et, s pir o n ol a ct o n e, 
c hl ort h ali d o n e, or pl a c e b o).  R a n d o mi z ati o n will b e d et er mi n e d u si n g a str atifi e d p er m ut e d -bl o c k 
r a n d o mi z ati o n m et h o d. Str atifi c ati o n will b e b a s e d o n g e n d er a n d r a c e.  
O n e tr eati n g p h y si ci a n will b e u n bli n d e d a s t o w h et h er s u bj e ct s ar e r e c ei vi n g s pir o n ol a ct o n e or 
c hl ort h ali d o n e a n d will g ui d e d e ci si o n s r e g ar di n g s u bj e ct s w h o d e v el o p a b n or m al s er u m 
p ot a s si u m l e v el s.  
T o s p e cifi c all y a d dr e s s Ai m s 1, 3 a n d 4, w e will al s o e nr oll s u bj e ct s w h o will o nl y c o m pl et e vi sit s 
t hr o u g h W e e k 0.  I n a d diti o n, t o ai d d at a a n al y si s, w e will al s o r e-e nr oll s u bj e ct s w h o will 
c o m pl et e a f oll o w -u p vi sit c o n si sti n g of a bl o o d dr a w . 
 
 
6. 0  
St u d y Pr o c e d ur e s  
 
T h e d e si g n i s a r a n d o mi z e d, d o u bl e -bli n d ( e x c e pt f or t h o s e i n t h e di et gr o u p), pl a c e b o -c o ntr oll e d 
st u d y. O n c e t h e s u bj e ct i s d et er mi n e d t o b e eli gi bl e, w e will r a n d o ml y a s si g n hi m/ h er t o o n e of 
t h e st u d y ar m s ( di et, s pir o n ol a ct o n e, c hl ort h ali d o n e, or pl a c eb o) a s d e pi ct e d i n Fi g ur e 1 . E a c h 
s u bj e ct will b e tr e at e d f or 8 w e e k s. D uri n g t h e st u d y, s u bj e ct s will r e c ei v e ( 1) a di et c o nt ai ni n g 6 
g s alt p er d a y, ( 2) or al a d mi ni str ati o n of s pir o n ol a ct o n e ( 5 0 m g p er d a y), ( 3) or al a d mi ni str ati o n 
of c hl ort h ali d o n e ( 2 5 m g/ d a y) or ( 4) or al a d mi ni str ati o n of m at c hi n g pl a c e b o. All m e di c ati o n s a n d 
m at c hi n g pl a c e b o will b e pr e p ar e d a n d di s p e n s e d b y V a n d er bilt’ s I n v e sti g ati o n al Dr u g S er vi c e s 
(I D S).  E x c e pt f or t h e di et ar m, t h e i n v e sti g at or s a n d t h e st u d y s u bj e ct s will b e bli n d e d t o t h e 
tr e at m e nt. 2 3 N a M RI, P ul s e w a v e v el o cit y ( P W V) a n d a h y p eri n s uli n e mi c e u gl y c e mi c  cl a m p 
( H E G C) st u d y will b e p erf or m e d at t h e b e gi n ni n g a n d at t h e e n d of t h e st u d y.   A n o pti o n al D N A 
bl o o d s a m pl e m a y al s o b e c oll e ct e d.  
 
 
 


1 4  
 
 
S af et y Pr e c a uti o n s :  I n t hi s pr ot o c ol w e h a v e t h e f oll o wi n g s af et y pr e c a uti o n s: ( 1) A nti -
h y p ert e n si v e / di ur eti c m e di c ati o n s (li k e t h e o n e s u s e d i n t hi s st u d y) m a y l o w er bl o o d pr e s s ur e 
e x c e s si v el y a n d/ or alt er  s er u m el e ctr ol yt e  l ev el s .  A c c or di n gl y, we will m o nit or bl o o d pr e s s ur e 
a n d el e ctr ol yt e  le v el s t hr o u g h o ut t h e st u d y .  S u bj e ct s w h o d e v el o p el e ctr ol yt e i m b al a n c e  will 
r e c ei v e a n el e ctr ol yt e s u p pl e m e nt  or b e a s k e d t o sli g htl y c h a n g e t h eir di et .  ( 2) Si n c e t h e u s e of 
di ur eti c s d uri n g pr e g n a n c y  i ntr o d u c e s u n n e c e s s ar y ri s k, f e mal e s u bj e ct s will h a v e a uri n e 
pr e g n a n c y t e st at e a c h st u d y vi sit b ef or e a n y r e s e ar c h pr o c e d ur e s ar e p erf or m e d.   ( 3) Si n c e t h e 
pr e s e n c e of a n y m et al i ntr o d u c e s u n n e c e s s ar y ri s k, a s cr e e ni n g X -r a y e x a m will b e p erf or m e d 
t o c o nfir m t h e a b s e n c e of a n y m et al in s u bj e ct s w h er e t h at i s a p o s si bilit y.  
P er m a n e nt st o p pi n g crit eri a :  A p ati e nt will b e t er mi n at e d fr o m t h e st u d y f or a n y of t h e f oll o wi n g 
r e a s o n s:  
•  
P er si st e nt h y p er k al e mi a ( K > 5. 5 m m ol/ L) o c c ur s ; 
•  
A n y all er gi e s t o t h e dr u g s d e v el o p ; 
•  
W o m e n w h o b e c o m e pr e g n a nt ; 
•  
T h er e ar e a n y a d v er s e e v e nt s or cli ni c al e v e nt s t h at t h e PI j u d g e s i n cr e a s e s t h e ri s k 
t o t h e p ati e nt; 
•  
T h er e ar e a n y si g n s or s y m pt o m s of d e cli n e or d et eri or ati o n of t h eir h e alt h st at u s.  
 
 
S cr e e ni n g Vi sit:   Wit hi n a b o ut t w o w e e k s u p t o t h e st art of t h e Tr e at m e nt P h a s e  ( w hi c h b e gi n s 
aft er  t h e B a s eli n e Vi sits ) a n d aft er t h e s u bj e ct h a s pr o vi d e d i nf or m e d c o n s e nt, t h e f oll o wi n g 
i nf or m ati o n will b e c oll e ct e d: 
•  
D e m o gr a p hi c s  
•  
M e di c al hi st or y  
•  
C o n c o mit a nt m e di c ati o n s  
Al s o, t h e f oll o wi n g pr o c e d ur e s a n d a s s e s s m e nt s will b e p erf or m e d: 
•  
Vit al si g n s  (i n cl u di n g bl o o d pr e s s ur e) 
•  
P h y si c al e x a m  


1 5  
 
•  
C M P ( c o m pr e h e n si v e m et a b oli c p a n el)  u nl e s s t h er e i s a d o c u m e nt e d C M P wit hi n 1 
m o nt h  of t h e sti p ul at e d st u d y e ntr y d at e a s p art of r o uti n e m e di c al c ar e  
•  
Pr e g n a n c y t e st  
•  
X -r a y e x a m 
 
 
B a s eli n e Vi sit s  ( W e e k 0): S u bj e ct s t h at q u alif y f or t h e st u d y will b e r a n d o mi z e d t o o n e of t h e 
st u d y ar m s, a n d will b e a s k e d t o c o m e i n a f a st e d st at e  o n t w o s e p ar at e d a y s ( pr ef er a bl y 
c o n s e c uti v e b ut n o m or e t h a n a b o ut 4  w e e k s  a p art) t o t h e G e n er al Cli ni c al R e s e ar c h C e nt er 
( G C R C).  O n o n e of t h e vi sit s, a h y p eri n s uli n e mi c e u gl y c e mi c cl a m p  ( H E G C) st u d y will b e 
p erf or m e d.  At t h e ot h er  v i sit, 2 3 N a M RI a n d p ul s e w a v e v el o cit y ( P W V) will b e p erf or m e d , a s w ell 
a s a h a n d gri p t e st .  T h e s e pr o c e d ur e s ar e d e s cri b e d b el o w.  
At t h e B a s eli n e Vi sit s, t h e f oll o wi n g i nf or m ati o n will b e c oll e ct e d: 
•  
C o n c o mit a nt m e di c ati o n s ( m e di c ati o n r e c o n cili ati o n)  
•  
M e di c al hi st or y a n d c o n c urr e nt ill n e s s e s  
Al s o, t h e f oll o wi n g pr o c e d ur e s a n d a s s e s s m e nt s will b e p erf or m e d:  
•  
Pr e g n a n c y t e st  
•  
Vit al si g n s  (i n cl u di n g bl o o d pr e s s ur e) 
•  
C M P  (i n cl u di n g el e ctr ol yt e s) 
•  
Bl o o d s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s , w hi c h i n cl u d e h s C R P, I L -6 , T N F α , F 2 -i s o pr o st a n es, 
A D M A, s -I C A M, s -V C A M , i n s uli n, l e pti n, a di p o n e cti n, r e si sti n, C -p e pti d e, li pi d p a n el , 
F F A , a n d i m m u n e c ell a n al y si s 
•  
Uri n e s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s  
S u bj e ct s i n t h e di et ar m will b e c o u n s el e d o n t h e d et ail s of t h e l o w  s alt di et.  S u bj e ct s i n t h e 
ot h er ar m s will b e di s p e n s e d st u d y dr u g.  Aft er t h e s e c o n d B a s eli n e vi sit, t h e i nt er v e nti o n p h a s e 
of t h e st u d y b e gi n s.  
 
 
W e e k 2 Vi sit:  At t h e W e e k 2 Vi sit, s u bj e ct s will b e a s k e d t o c o m e t o t h e G C R C.  T h e f oll o wi n g 
i nf or m ati o n will b e c oll e ct e d:  
•  
C o n c o mit a nt m e di c ati o n s  
•  
A d v er s e E v e nt s ( A E s)  
Al s o, t h e f oll o wi n g pr o c e d ur e s a n d a s s e s s m e nt s will b e p erf or m e d:  
•  
Pr e g n a n c y t e st  
•  
Vit al si g n s (i n cl u di n g bl o o d pr e s s ur e)  
•  
C M P (i n cl u di n g el e ctr ol yt e s)  
•  
Uri n e s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s  
•  
Di et ar y c o u n s eli n g f or t h o s e i n t h e di et ar m  
 
 
W e e k 4 Vi sit:  At t h e W e e k 4 Vi sit, s u bj e ct s will b e a s k e d t o c o m e t o t h e G C R C.  T h e f oll o wi n g 
i nf or m ati o n will b e c oll e ct e d: 
•  
C o n c o mit a nt m e di c ati o n s  
•  
A d v er s e E v e nt s ( A E s)  


1 6  
 
Al s o, t h e f oll o wi n g pr o c e d ur e s a n d a s s e s s m e nt s will b e p erf or m e d:  
•  
Pr e g n a n c y t e st  
•  
Vit al si g n s (i n cl u di n g bl o o d pr e s s ur e)  
•  
C M P (i n cl u di n g el e ctr ol yt e s)  
•  
Uri n e s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s  
•  
Di et ar y c o u n s eli n g f or t h o s e i n t h e di et ar m  
•  
St u d y dr u g di s p e n si n g f or t h o s e i n t h e ot h er ar m s  
 
 
W e e k 8 Vi sit s :  At t h e W e e k 8 Vi sit, s u bj e ct s will b e a s k e d t o c o m e i n a f a st e d st at e o n t w o 
s e p ar at e d a y s ( pr ef er a bl y c o n s e c uti v e b ut n o m or e t h a n a b o ut 4  w e e k s  a p art) t o t h e G C R C .  O n 
o n e of t h e vi sit s, a h y p eri n s uli n e mi c e u gl y c e mi c cl a m p  ( H E G C) st u d y will b e p erf or m e d.  At t h e 
ot h er vi sit, 2 3 N a M RI a n d p ul s e w a v e v el o cit y ( P W V) will b e p erf or m e d , a s w ell a s a h a n d gri p t e st.  
T h e s e pr o c e d ur e s ar e d e s cri b e d b el o w.  
•  
C o n c o mit a nt m e di c ati o n s  
•  
A d v er s e E v e nt s ( A E s)  
Al s o, t h e f oll o wi n g pr o c e d ur e s a n d a s s e s s m e nt s will b e p erf or m e d:  
•  
Pr e g n a n c y t e st  
•  
Vit al si g n s (i n cl u di n g bl o o d pr e s s ur e)  
•  
P h y si c al e x a m  
•  
C M P (i n cl u di n g el e ctr ol yt e s)  
•  
Bl o o d s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s, w hi c h i n cl u d e h s C R P, I L -6 , T N F α , F 2 -i s o pr o st a n es, 
A D M A, s -I C A M, s -V C A M , i n s uli n, l e pti n, a di p o n e cti n , r e si sti n, C-p e pti d e, li pi d p a n el, 
F F A, a n d i m m u n e c ell a n al y si s  
•  
Uri n e s a m pl e s f or r e s e ar c h l a b s  
 
 
Di et R e c all s :  F or s u bj e ct s i n t h e di et ar m, st u d y di etiti a n s  will c o n d u ct di et ar y r e c all s vi a 
t el e p h o n e i nt er vi e w s aft er t h e S cr e e ni n g Vi sit, a s  w ell a s at W e e k 4 a n d at W e e k 8  t o c o nfir m 
c o m pli a n c e wit h t h e l o w -s alt di et .  W e will utili z e  a t w o -d a y di et r e c all t h at i n cl u d e s o n e w e e k 
d a y a n d o n e w e e k e n d d a y t o c a pt ur e v ari a bilit y i n e ati n g . Di et ar y r e c all d at a will b e c oll e ct e d 
a n d a n al y z e d u si n g N utriti o n D at a S y st e m f or R e s e ar c h .  F or s u bj e ct s i n t h e ot h er ar m s, 
di etiti a n s will c o n d u ct t h e di et ar y r e c all s 2 ti m e s — aft er t h e S cr e e ni n g Vi sit a n d at W e e k 8.  
 
St a n d ar d M et h o d s ( all p erf or m e d f or r e s e ar c h p ur p o s e s o nl y):  
M RI M e a s ur e m e nt s of ti s s u e N a
+  c o nt e nt ( Pri m ar y E n d p oi nt):  W e will q u a ntif y N a + a n d w at er 
c o nt e nt i n s ki n a n d m u s cl e b y 2 3 N a M RI a n d 1 H M RI a s r e p ort e d pr e vi o u sl y u si n g a 3. 0 T P hilli p s 
A c hi e v a s c a n n er, e q ui p p e d wit h a d o u bl e r e s o n a nt 1 H/ 2 3 N a c oil a n d a m o n o r e s o n a nt 
2 3 N a c oil 
fr o m R a pi d, G er m a n y .  T hi s will t a k e  a b o ut a n h o ur . 
 
A orti c P ul s e W a v e V el o cit y ( P W V) : T hi s t e st wi ll s h o w u s t h e stiff n e s s of t h e art eri e s. T hi s t e st 
will b e m e a s ur e d wit h a n ultr a s o u n d m a c hi n e b y a m e m b er of t h e r e s e ar c h t e a m. T hi s t e st d o e s 
n ot i n v ol v e a n y s h ot s, r a di ati o n or i n v a si v e pr o c e d ur e s. T hi s will t a k e a b o ut 1 h o ur. A n y  arr h yt h mi a 
or a pr o bl e m  wit h t h e r at e or r h yt h m of t h e h e art b e at  m a y n ot all o w p arti ci p ati o n i n t hi s t e st. 
 


1 7 
 
H y p eri n s uli n e mi c  
E u gl y c e mi c 
Cl a m p St u d y: I n s uli n s e n siti vit y will 
b e  
a s s e s s e d  
wit h  
t h e 
h y p eri n s uli n e mi c  e u gl y c e mi c  cl a m p 
a s  pr e vi o u sl y  d e s cri b e d  i n  t h e 
lit er at ur e.  P ati e nt s  will  r e p ort  t o t h e 
G C R C t h e m or ni n g of t h e st u d y i n a 
f a st e d  
st at e.  
T w o  
i n d w elli n g 
c at h et er s  will  b e  i n s er t e d,  o n e f or 
i nf u si o n of i n s uli n a n d d e xtr o s e, a n d 
a n ot h er  f or  bl o o d  s a m pli n g  ( Fi g ur e 
2 ).  At ti m e z er o, a  f a sti n g  bl o o d 
gl u c o s e  
m e a s ur e m e nt  
will  
b e 
o bt ai n e d, a n d a bl o o d s a m pl e will b e 
dr a w n t o a s s e s s  b a s eli n e  v al u e s  of 
i nfl a m m at or y,  
h or m o n al,  
a n d 
o xi d ati v e  str e s s  
m ar k er s . 
Al s o 
st arti n g at ti m e z er o, bl o o d s a m pl e s 
will  b e  dr a w n  at  5- mi n ut e  i nt er v al s 
f or 3 0 mi n ut e s t o a s s e s s b a s al l e v el s of gl u c o s e.  At 3 0  mi n ut e s, a pri m e c o nti n u o u s i nf u si o n of 
h u m a n r e g ul ar i n s uli n will b e st art e d at a r at e of 2. 0 m U/ k g/ mi n a n d m ai nt ai n e d t hr o u g h o ut t h e 
cl a m p st u d y ( a b o ut 2 t o 3 h o ur s d ur ati o n). At t h e s a m e ti m e, a v ari a bl e i nf u si o n of 2 0 % d e xtr o s e 
will b e st art e d a n d will b e a dj u st e d t o r e a c h t h e st e a d- st at e g o al of t h e b a s al bl o o d gl u c o s e l e v el . 
T hr o u g h o ut t h e cl a m p st u d y, bl o o d s a m pl e s f or d et er mi n ati o n of pl a s m a gl u c o s e c o n c e ntr ati o n 
will b e dr a w n e v er y 5 mi n ut e s. Aft er st e a d y- st at e c o n diti o n s ar e a c hi e v e d ( d e xtr o s e i nf u si o n r at e 
n o l o n g er b ei n g a dj u st e d a n d gl u c o s e m e a s ur e m e nt s c o n si st e ntl y o n t ar g et), bl o o d s a m pl e s will 
b e dr a w n at 5- mi n ut e i nt er v al s f or 3 0 mi n ut e s t o a s s e s s t h e t ot al b o d y gl u c o s e di s p o s al r at e ( M-
v al u e ), t h e b a si c cl a m p- d eri v e d I S i n d e x, w hi c h i s t h e a v er a g e v al u e of t h e gl u c o s e i nf u si o n r at e 
d uri n g t h e fi n al 3 0 mi n ut e s  of t h e st e a d y st at e  p eri o d. T h e M- v al u e will b e al s o n or m ali z e d t o b o d y 
w ei g ht ( M b w ) f or r e a s o n s of c o m p ari s o n. T h e m e a n of t h e pl a s m a i n s uli n m e a s ur e m e nt s o bt ai n e d 
at t h e b e gi n ni n g a n d e n d of t h e fi n al 3 0- mi n ut e st e a d y st at e p eri o d will b e u s e d t o st a n d ar di z e t h e 
M- v al u e s, a s t h e r e s p e cti v e M/I  i n di c e s. 
W e will al s o m o nit or s er u m p ot a s si u m l e v el s e v er y 3 0 mi n ut e s a n d a d mi ni st er p ot a s si u m c hl ori d e 
t o m ai nt ai n e u k al e mi a. 
O n c e t h e st u d y i s c o m pl et e d, t h e i n s uli n i nf u si o n will b e di s c o nti n u e d a n d s u bj e ct s will b e f e d.  
T h e d e xtr o s e i nf u si o n will b e gr a d u all y d e cr e a s e d o v er ti m e wit h bl o o d gl u c o s e b ei n g c h e c k e d 
e v er y  1 5  mi n ut e s.  O n c e  t h e  bl o o d  gl u c o s e  l e v el  h a s  st a bili z e d,  t h e  d e xtr o s e i nf u si o n  will  b e 
di s c o nti n u e d.  St a n d ar d  di s c h ar g e  i n str u cti o n s  will  b e  pr o vi d e d  t o  t h e  s u bj e ct  b y  t h e  G C R C 
i n cl u di n g c o nt a ct i nf or m ati o n. 
 
M ar k er s  of  i nfl a m m ati o n a n d T  c ell  a cti v ati o n:  T h e  i nfl a m m at or y  pr ofil e will  i n cl u d e pl a s m a 
l e v el s of I L- 1 7 A, I F N, I L-6, I L - 1 0, a n d h s C R P. I n a d diti o n, T c ell s will b e i s ol at e d fr o m 4 0 ml of 
bl o o d a n d di vi d e d f or t w o st u di e s. O n e h alf will  b e s u bj e ct e d t o fl o w c yt o m etr y f or d et e cti o n of 
s urf a c e  m ar k er s.  T h e s e  will  i n cl u d e  m ar k er s  f or  c h e m o ki n e  r e c e pt or s,  T  r e g ul at or y  c ell s,  a n d 
ot h er T c ell s u bt y p e s. T h e r e m ai ni n g c ell s will b e c ult ur e d o n a nti- C D 3 pl at e s at 1 x 1 0 6  c ell s/ ml 
a n d r el e a s e of c yt o ki n e s i n cl u di n g I L- 1 7 A, I F N , T N F, I L- 1 0 a n d I L- 5 will b e m e a s ur e d. T h e s e 
m e a s ur e s will b e o bt ai n e d b ef or e a n d aft er t h e 8 -w e e k i nt er v e nti o n .  
 
A cti v ati o n  of  m o n o c yt e s  a n d  d e n driti c c ell s:  I n a d diti o n al  e x p eri m e nt s,  w e will  d et er mi n e  if 
ti s s u e s o di u m st or e s i n h u m a n s, d et er mi n e d fr o m 2 3 N a M RI d at a, aff e ct s l e v el s of i s o k et al- pr ot ei n 
Fi g ur e 2. Cl a m p St u d y D e si g n  




1 9  
7. 0  
Ri s k s of I n v e sti g ati o n al A g e nt s / D e vi c e s ( si d e eff e ct s)  
•
I n c o n v e ni e n c e of r ep orti n g t o t h e G C R C .
•
E ati n g a l o w  s alt  di et f or 8 w e e k s  m a y b e i n c o n v e ni e nt.
•
F a sti n g f or 8 h o ur s m a y b e i n c o n v e ni e nt.
•
X -r a y e x a m:  F or s u bj e ct s w h o m a y h a v e m et al i n t h eir b o d y, t hi s r e s e ar c h st u d y i n v ol v e s
e x p o s ur e t o r a di ati o n fr o m 1 X -r a y e x a m.  T h e t ot al a m o u nt of r a di ati o n t h at y o u mi g ht
r e c ei v e b y p arti ci p ati n g i n t hi s st u d y i s e q u al t o y o ur b o d y r e c ei vi n g 9 m o nt h s of r a di ati o n
fr o m y o ur n at ur al s urr o u n di n g s, or a b o ut 5 % of t h e a m o u nt all o w e d i n a y e ar f or p e o pl e
e x p o s e d t o r a di ati o n a s p art of t h eir w or k.
•
H a vi n g t o li e still d uri n g t h e 2 3 N a M RI  s c a n m a y b e u n c o mf ort a bl e.
•
A orti c p ul s e w a v e v el o cit y m e a s ur e m e nt  i s a n o n -i n v a si v e t e st a n d p o s e s  n o k n o w n ri s k s .
T h e o nl y i n c o n v e ni e n c e i s ti m e s p e nt p erf or mi n g t h e t e st .
•
T h e i n s uli n i nf u si o n d uri n g t h e cl a m p st u d y c a n l o w er bl o o d p ot a s si u m l e v el s. If t hi s dr o p s
t o o l o w, t h e s u bj e ct’ s h e art r h yt h m m a y b e aff e ct e d.  W e will cl o s el y m o nit or p ot a s si u m
l e v el s ( e v er y 3 0 mi n ut e s), a n d pl a c e t h e s u bj e ct o n a m a c hi n e t h at m o nit or s t h e h e art t o
d e cr e a s e t hi s ri s k a n d t o o b s er v e a n y c o m pli c ati o n s. If a d e cr e a s e i n p ot a s si u m  o c c ur s, it
will b e r e pl a c e d i ntr a v e n o u sl y.
•
R e pl a ci n g t h e p ot a s si u m m a y c a u s e sli g ht b ur ni n g or irrit ati o n a n d t h e s u bj e ct’ s h e art
r h yt h m m a y b e aff e ct e d.  A g ai n, w e will m o nit or t h e s u bj e ct’ s h e art t o d e cr e a s e t hi s ri s k
a n d a dj u st t h e r at e of r e pl a c e m e nt  a c c or di n gl y.
•
T h er e i s a s m all ri s k of l o w bl o o d s u g ar  d uri n g t h e cl a m p st u d y . If t hi s o c c ur s, t h e s u bj e ct
m a y e x p eri e n c e a n y of t h e s e s y m pt o m s: f e eli n g li g ht h e a d e d, h e a d a c h e, f a st h e art b e at,
s w e ati n g, bl urr e d vi si o n, h u n g er, a n d r ar el y s ei z ur e s.  W e will c h e c k bl o o d s u g ar e v er y 5
mi n ut e s.  If t h e bl o o d s u g ar l e v el dr o p s b el o w n or m al, it will b e r e st or e d i ntr a v e n o u sl y.
•
I n c o n v e ni e n c e of h a vi n g g ell e d el e ctr o d e s pl a c e d o n t h e c h e st a n d b ei n g c o n n e ct e d t o a
h e art m o nit or  d uri n g t h e cl a m p st u d y . T h e g ell e d el ectr o d e s u s e d f or E C G m o nit ori n g m a y
c a u s e s ki n irrit ati o n.
•
P ai n, r e d n e s s, s or e n e s s, br ui si n g, or i nf e cti o n m a y o c c ur at t h e n e e dl e sti c k sit e. R ar el y
s o m e p e o pl e f ai nt. T h e st u d y d o ct or m a y p ut s o m e cr e a m ( c all e d E M L A) o n t h e s ki n t o
n u m b t h e ar e a s o t h e s u bj e ct will n ot f e el t h e n e e dl e sti c k a s m u c h. T h e n u m bi n g cr e a m
m a y m a k e t h e s ki n or t h e ar e a h a v e a c h a n g e i n s ki n c ol or, b ut t hi s i s r ar e.
•
T h e st u d y dr u g s  m a y l o w er bl o o d pr e s s ur e e x c e s si v el y or alt er 
el e ctr ol yt e  l e v el s.
El e ctr ol yt e i m b al a n c e  m a y o c c ur .  W e will m o nit or bl o o d pr e s s ur e a n d el e ctr ol yt e  l e v el s
t hr o u g h o ut t h e st u d y, a n d gi v e el e ctr ol yt e s u p pl e m e n ts or sli g htl y c h a n g e di et  a s n e e d e d.
If p er si st e nt el e ctr ol yt e i m b al a n c e  o c c ur s, t h e s u bj e ct m a y  b e wit h dr a w n  fr o m t h e st u d y.
•
T h e st u d y dr u g s  m a y pr o d u c e all er gi c r e a cti o n s. W e will e x cl u d e s u bj e ct s wit h all er gi e s t o
t h e s e dr u g s a n d if all er gi e s t o t h e s e dr u g s d e v el o p d uri n g t h e c o ur s e of t h e st u d y, w e will
di s c o nti n u e t h e s u bj e ct.
•
T h e st u d y dr u g s  s h o ul d  n ot b e u s e d d uri n g pr e g n a n c y. A s a pr e c a uti o n w e will e x cl u d e
pr e g n a n t w o m e n. W e will c h e c k uri n e pr e g n a n c y t e st s b ef or e e a c h st u d y d a y. If a w o m a n
s elf -r e p ort s pr e g n a n c y t o u s, w e will i m m e di at el y di s c o nti n u e st u d y m e di c ati o n a n d
wit h dr a w t h at s u bj e ct. Ri s k i s f urt h er mi ni mi z e d b y t h e s h ort d ur a ti o n of t h e st u d y.


2 0  
•
T h e m o st c o m m o nl y r e p ort e d si d e eff e ct  of t h e st u d y dr u g s i s g a str oi nt e sti n al u p s et
(di arr h e a, cr a m pi n g, n a u s e a/ v o miti n g , et c.).
•
Ot h er l e s s c o m m o n si d e eff e ct s i n cl u d e w e a k n e s s, di z zi n e s s, h e a d a c h e, l e g cr a m p s, a n d
dr o w si n e s s.
•
S pir o n ol a ct o n e m a y pr o d u c e r e v er si bl e br e a st t e n d er n e s s or e nl ar g e m e nt i n a mi n orit y of
m al e s u b j e ct s.  T hi s ri s k will b e mi ni mi z e d d u e t o t h e s h ort d ur ati o n of t h e st u d y. S u bj e ct s
h a v e t h e o pti o n of wit h dr a wi n g  fr o m t h e st u d y if t hi s si d e-eff e ct n e c e s sit at e s.
A s wit h all r e s e ar c h st u di e s, t h er e ar e u ni d e ntifi a bl e a n d u nf or e s e e a bl e ri s k s t h at m a y o c c ur 
d uri n g t hi s st u d y.   
8. 0  
R e p orti n g of A d v er s e E v e nt s or U n a nti ci p at e d Pr o bl e m s i n v ol vi n g Ri s k 
t o P arti ci p a nt s or Ot h er s  
S af et y i nf or m ati o n will b e a s s e s s e d b y s u bj e ct i nt er vi e w. A s t h e s e r e s ult s ar e c oll e ct e d, all 
a d v er s e e v e nt s ( A E) will b e i d e ntifi e d a n d r e p ort e d t o t h e pri n ci pl e i n v e sti g at or wit hi n f o urt e e n 
( 1 4) d a y s. A d v er s e e v e nt s will b e r e p ort e d a s d e s cri b e d b el o w. T h e pri n ci p al i n v e sti g at or ( PI) i s
r e s p o n si bl e f or e v al u ati n g e a c h A E a n d f or d et er mi ni n g w h et h er t h e A E aff e ct s t h e ri s k/ b e n efit
r ati o of t h e st u d y a n d w h et h er m o difi c ati o n s t o t h e pr ot o c ol a n d c o n s e nt f or m ar e r e q uir e d.
Tr e at m e nt will b e di s c o nti n u e d f or  a n y s u bj e ct w h o d e v el o p s c o n diti o n s d uri n g t h e c o ur s e of t h e 
st u d y t h at ar e f elt t o si g nifi c a ntl y alt er t h e ri s k/ b e n efit pr o fil e f or t h e i n di vi d u al s u bj e ct. 
A d v er s e e v e nt gr a di n g.   All a d v er s e e v e nt s will b e gr a d e d a s f oll o w s:  
S e v erit y  
0 = N o a d v er s e e v e n t or wit hi n n or m al li mit s 
1 = Mil d — di d n ot r e q uir e tr e at m e nt  
2 = M o d er at e — r e s ol v e d wit h tr e at m e nt 
3 = S e v er e — r e q uir e d pr of e s si o n al m e di c al att e nti o n 
4 = Lif e -t hr e at e ni n g or di s a bli n g 
5 = D e at h  
R el at e d t o st u d y dr u g  (t h er e i s a r e a s o n a bl e p o s si bilit y t h at th e e x p eri e n c e m a y h a v e b e e n 
c a u s e d b y t h e dr u g)  
0 = U nr el at e d  
1 = U n k n o w n  
2 = R el at e d  
U n e x p e ct e d e v e nt  ( a n A E wit h s p e cifi cit y or s e v erit y n ot c o n si st e nt wit h t h e ri s k 
i nf or m ati o n i n t h e pr ot o c ol/ a p pli c ati o n or a n A E t h at h a s n ot b e e n pr e vi o u sl y o b s er v e d) 
0 = N o  
1 = Y e s  
S eri o u s  ( a n y A E o c c urri n g at a n y d o s e t h at r e s ult s i n d e at h; a lif e-t hr e at e ni n g a d v er s e 
dr u g e x p eri e n c e; i n p ati e nt h o s pit ali z ati o n or pr ol o n g ati o n of e xi sti n g h o s pit ali z ati o n; a 
p er si st e nt or si g nifi c a nt di s a bilit y/i n c a p a cit y; a c o n g e nit al a n o m al y/ birt h d ef e ct; or a n y 
i m p ort a nt m e di c al e v e nt t h at, b a s e d o n m e di c al j u d g m e nt, j e o p ar di z e s t h e s u bj e ct a n d 
m a y r e q uir e m e di c al or s ur gi c al i nt er v e nti o n t o pr e v e nt o n e of t h e a b o v e o ut c o m e s)  
0 = N o  
1 = Y e s  


2 1  
 
A d v er s e e v e nt r e p orti n g.   A n y a d v er s e e x p eri e n c e a s s o ci at e d wit h t h e u s e of dr u g t h at i s 
s eri o u s , u n e x p e ct e d a n d p o s si bl y or d efi nit el y st u d y r el at e d will b e  r e p ort e d i n writi n g t o t h e I R B 
wit hi n 1 0 w or ki n g d a y s of t h e PI’ s fir st k n o wl e d g e of t h e o c c urr e n c e .  T h e PI will r e vi e w all 
e x p e dit e d a d v er s e  e v e nt r e p ort s.  I n a d diti o n, a n y d e vi ati o n s fr o m pr ot o c ol will b e r e p ort e d t o t h e 
I R B. 
T h e a n n u al s u m m ar y of all a d v er s e e v e nt s a n d a n y a u dit r e p ort s will b e s e nt t o t h e I R B a n d t o 
t h e st u d y D S M B. 
 
D at a S af et y a n d M o nit ori n g B o ar d ( D S M B).   W e will e st a bli s h a D S M B f or t h e p ur p o s e s of t hi s 
st u d y. T h e b o ar d will c o n si st of t h e f oll o wi n g m e m b er  fr o m t h e V a n d er bilt U ni v er sit y M e di c al 
C e nt er : 
It al o Bi a g gi o ni, M D (A s s o ci at e Dir e ct or, C R C ); C h air  
T h e D S M B w ill r e g ul arl y m o nit or st u d y pr o gr e s s. O n a n a n n u al b a si s, t h e D S M B will al s o r e vi e w 
a d v er s e e v e nt l o g s a n d a n y pr eli mi n ar y d at a.  D S M B s u m m ar y r e p ort s will b e pr o vi d e d t o t h e 
I R B a c c or di n g t o t h e I R B’ s p oli ci e s a n d pr o c e d ur e s.  N o i nt eri m a n al y si s i s pl a n n e d. A n n u al 
pr o gr e s s r e p ort s will b e s u b mitt e d t o VI C T R.  
 
 
9. 0  
St u d y Wit h dr a w al / Di s c o nti n u ati o n  
 
S u bj e ct s w h o ar e n o n -c o m pli a nt wit h t h e st u d y pr ot o c ol, or n o l o n g er wi s h t o p arti ci p at e i n t h e 
st u d y will b e wit h dr a w n fr o m t h e st u d y.  
 
 
1 0. 0  St ati sti c al C o n si d er ati o n s  
 
P o w er a n d s a m pl e si z e c al c ul ati o n s:  F or Ai m 1, 1 0 0 p er r a c e gr o u p ( 2 0 0 i n t ot al) pr o vi d e s 
8 5 % p o w er t o d et e ct a n eff e ct si z e of 0. 4 2 i n bl o o d pr e s s ur e, f or e ar m bl o o d fl o w or P W V wit h 
t w o-si d e d t y p e I err or = 5 % . F or Ai m 2, as s u mi n g a r e d u cti o n i n m u s cl e N a + of 5 m m ol/ L a n d 
S D = 6. 0  m m ol/ L b y dr u g tr e at m e nt, 8 5 % p o w er a n d B o nf err o ni a dj u st e d 2 -si d e d t y p e I err or 
( si g nifi c a nt l e v el) t e st at l e v el 1 %, a s a m pl e si z e of 4 1  s u bj e ct s p er gr o u p ( 1 6 1 i n t ot al) i s  n e e d e d.  
F or Ai m 3, t h e pr o p o s e d s a m pl e si z e 2 0 0 e n a bl e  u s t o d et e ct t h e P e ar s o n C orr el ati o n of 0. 2 1 or 
hi g h er ( a b s ol ut e v al u e) b et w e e n N a + st or a g e c h a n g e a n d i m m u n e c ell a cti vit y c h a n g e wit h t w o -
si d e d t y p e I err or = 5 % . F or Ai m 4, t h e s a m pl e si z e c al c ul ati o n i s t h e s a m e a s Ai m 3.  
D at a c oll e cti o n a n d a n al y si s: F or Ai m 1, s u m m ar y st ati sti c s of bl o o d pr e s s ur e, f or e ar m bl o o d 
fl o w a n d P W V at w e e k 0 will b e pr o vi d e d f or b ot h Afri c a n A m eri c a n gr o u p a n d C a u c a si a n gr o u p. 
W e will t e st t h e diff er e n c e of t h e s e v ari a bl e s a m o n g t w o r a c e gr o u p u s i n g t w o s a m pl e t-t e st. F or 
Ai m 2, w e will c o n d u ct  u ni v ari at e a n al y si s f or c o m p ari n g t h e m a g nit u d e of t h e N a + ti s s u e c o nt e nt 
a m o n g e a c h p air of tr e at m e nt gr o u p s u si n g t w o s a m pl e t -t e st, a n d  t h e B o nf err o ni c orr e cti o n will 
b e a p pli e d t o c o ntr ol t h e t y p e I er r or d u e t o m ulti pl e c o m p ari s o n s. I n a d diti o n, p arti al li n e ar m o d el 
wit h b e u s e d t o e sti m at e t h e li n e ar tr e at m e nt eff e ct a n d i nt er a cti o n eff e ct w hil e a dj u sti n g t h e 
n o nli n e ar eff e ct s u c h a s a g e a n d g e n d er. F or Ai m 3, w e will c al c ul at e t h e P e ar s o n c orr el ati o n  of 
N a + st or a g e c h a n g e ( b ef or e a n d aft er tr e at m e nt) a n d t h e i m m u n e c ell a cti vit y c h a n g e. 
Alt er n ati v el y, S p e ar m a n c orr el ati o n or K e n d all’ s t a u will b e c al c ul at e d t o c a pt ur e t h e n o nli n e ar 
c orr el ati o n. W e will al s o p erf or m li n e ar r e gr e s si o n wit h all c o v ari at e s a n d p air wi s e i nt er a cti o n s i n 
t h e m o d el t o a dj u st t h e i m p a ct of f a ct or s s u c h a s a g e, s e x, a n d b o d y w ei g ht o n ti s s u e s o di u m. 
F or Ai m 4, w e f o c u s o n t h e a s s o ci ati o n b et w e e n ti s s u e s o di u m c h a n g e a n d i n s uli n s e n siti vit y 
c h a n g e u si n g t h e s a m e a n al y si s m et h o d s a s i n Ai m 3.  
 


2 2  
 
1 1 .0  Pri v a c y / C o nfi d e nti alit y I s s u e s  
 
All eff ort s, wit hi n r e a s o n, will b e m a d e t o k e e p p er s o n al i nf or m ati o n i n t h e  r e s e ar c h r e c or d 
c o nfi d e nti al b ut t ot al c o nfi d e nti alit y c a n n ot b e g u ar a nt e e d. E a c h p arti ci p a nt will b e a s si g n e d a 
u ni q u e st u d y i d e ntifi c ati o n n u m b er a n d will b e r ef err e d t o b y t hi s n u m b er t o pr ot e ct t h eir i d e ntit y 
o v er t h e c o ur s e of t h e st u d y. T h e n u m b er s will b e a s si g n e d s e q u e nti all y.  O nl y k e y st u d y 
p er s o n n el will h a v e a c c e s s t o t h e s e n u m b er s. T h e c o d e s will b e k e pt i n a p a s s w or d pr ot e ct e d 
d at a b a s e o n t h e V U s er v er. N o i nf or m ati o n  will b e gi v e n t o a n y o n e wit h o ut p er mi s s i o n fr o m t h e 
s u bj e ct.  All d at a  will b e i d e ntifi e d wit h t h e a s si g n e d st u d y i d e ntifi c ati o n n u m b er u ni q u e t o t h e 
s u bj e ct.   
All a c c e s s t o pr ot e ct e d h e alt h i nf or m ati o n ( P HI) a s d efi n e d b y c urr e nt a n d f ut ur e f e d er al st a n d ar d s 
will b e c ar ef ull y m a n a g e d.  B e st eff ort will b e m a d e t o d e -i d e ntif y P HI i n all c a s e r e p ort f or m s.  All 
p h y si c al r e c or d s (i n cl u di n g c a s e r e p ort f or m s t h at c o nt ai n P HI) ar e st or e d i n a l o c k e d offi c e a n d 
o nl y st u d y p er s o n n el will h a v e a c c e s s.  All c o m p ut er s c o nt ai ni n g p ati e nt i nf or m ati o n ar e b e hi n d 
l o c k e d d o or s i n r o o m s wit h li mit e d a c c e s s.  
T h e d at a b a s e i s h o u s e d o n t h e V a n d er bilt U ni v er sit y s e c ur e d c o m p ut er n et w or k a n d i s p a s s w or d 
pr ot e ct e d . O nl y m e m b er s of t h e st u d y t e a m will h a v e a c c e s s t o t hi s d at a b a s e.   
A d v er s e e v e nt r e p ort s a n d a n n u al s u m m ari e s will n ot i n cl u d e s u bj e ct -i d e ntifi a bl e m at eri al b ut 
o nl y t h e a s si g n e d st u d y i d e ntifi c ati o n n u m b er s.  
 
 
1 2. 0  F oll o w -u p a n d R e c or d R et e nti o n  
 
T h e st u d y will b e c o n d u ct e d o v er t h e c o ur s e of fi v e  y e ar s. R e c or d s will b e r et ai n e d i n d efi nit el y .  
D at a will b e st or e d o n  t h e V a n d er bilt U ni v er sit y c o m p ut er n et w or k i n a p a s s w or d pr ot e ct e d 
d at a b a s e . O nl y m e m b er s of t h e st u d y t e a m will h a v e a c c e s s. O nl y K e y St u d y P er s o n n el w ill h a v e 
a c c e s s t o t h e s u bj e ct’ s c o d e. T h e c o d e will b e d e str o y e d aft er st u d y cl o s ur e. P a p er c a s e r e p ort 
f or m s a n d ot h er p erti n e nt p a p er d o c u m e nt ati o n will b e k e pt i n a l o c k e d offi c e a n d o nl y st u d y 
p er s o n n el will h a v e a c c e s s.  
O nl y p er s o n n el dir e ctl y i n v ol v e d wit h t h e st u d y will h a v e a c c e s s t o s o ur c e d at a a n d t h e 
el e ctr o ni c d at a b a s e. All r e s e ar c h d at a will b e m ai nt ai n e d b y t h e PI aft er st u d y cl o s ur e. T h e PI 
will m ai nt ai n t h e r e s e ar c h d at a i n d efi nit el y.  
 
 
R ef er e n c e s  
 
1.  Tit z e J, Kr a u s e H, H e c ht H, Di et s c h P, Ritt w e g er J, L a n g R, Kir s c h K A a n d Hil g er s K F. 
R e d u c e d o s m oti c all y i n a cti v e N a st or a g e c a p a cit y a n d h y p ert e n si o n i n t h e D a hl m o d el. A m J 
P h y si ol R e n al P h y si ol . 2 0 0 2; 2 8 3: F 1 3 4-4 1.  
2.  Tit z e J, L a n g R, Ili e s C, S c h wi n d K H , Kir s c h K A, Di et s c h P, L uft F C a n d Hil g er s K F. 
O s m oti c all y i n a cti v e s ki n N a + st or a g e i n r at s. A m J P h y si ol R e n al P h y si ol . 2 0 0 3; 2 8 5: F 1 1 0 8-
1 7.  
3.  Tit z e J, S h a ki b a ei M, S c h affl h u b er M, S c h ul z e -T a n zil G, P or st M, S c h wi n d K H, Di et s c h P a n d 
Hil g er s K F. Gl y c o s a m i n o gl y c a n p ol y m eri z ati o n m a y e n a bl e o s m oti c all y i n a cti v e N a + st or a g e 
i n t h e s ki n. A m J P h y si ol H e art Cir c P h y si ol . 2 0 0 4; 2 8 7: H 2 0 3-8.  


2 3  
 
4.  Tit z e J, B a u er K, S c h affl h u b er M, Di et s c h P, L a n g R, S c h wi n d K H, L uft F C, E c k ar dt K U a n d 
Hil g er s K F. I nt er n al s o di u m b al a n c e i n D O C A -s alt r at s: a b o d y c o m p o siti o n st u d y. A m J 
P h y si ol R e n al P h y si ol . 2 0 0 5; 2 8 9: F 7 9 3-8 0 2.  
5.  Tit z e J, L uft F C, B a u er K, Di et s c h P, L a n g R, V e el k e n R, W a g n er H, E c k ar dt K U a n d Hil g er s 
K F. E xtr ar e n al N a + b al a n c e, v ol u m e, a n d bl o o d pr e s s ur e h o m e o st a si s 
i n i nt a ct a n d 
o v ari e ct o mi z e d d e o x y c orti c o st er o n e -a c et at e s alt r at s. H y p ert e n si o n . 2 0 0 6; 4 7: 1 1 0 1-7.  
6.  S c h affl h u b er M, V ol pi N, D a hl m a n n A, Hil g er s K F, M a c c ari F, Di et s c h P, W a g n er H, L uft F C, 
E c k ar dt K U a n d Tit z e J. M o bili z ati o n of o s m oti c all y i n a cti v e N a + b y gr o wt h a n d b y di et ar y s alt 
r e stri cti o n i n r at s. A m J P h y si ol R e n al P h y si ol . 2 0 0 7; 2 9 2: F 1 4 9 0-5 0 0.  
7.  Zi o m b er A, M a c h ni k A, D a hl m a n n A, Di et s c h P, B e c k F X, W a g n er H, Hil g er s K F, L uft F C, 
E c k ar dt K U a n d Tit z e J. S o di u m -, p ot a s si u m-, c hl ori d e-, a n d bi c ar b o n at e-r el at e d eff e ct s o n 
bl o o d pr e s s ur e a n d el e ctr ol yt e h o m e o st a si s i n d e o x y c orti c o st er o n e a c et at e -tr e at e d r at s. A m 
J P h y si ol R e n al P h y si ol . 2 0 0 8; 2 9 5: F 1 7 5 2-6 3.  
8.  M a c h ni k A, N e u h of er W, J a nt s c h J, D a hl m a n n A, T a m m el a T, M a c h ur a K, P ar k J K, B e c k F X, 
M ull er D N,  D er er W, G o s s J, Zi o m b er A, Di et s c h P, W a g n er H, v a n R o oij e n N, K urt z A, Hil g er s 
K F, Alit al o K, E c k ar dt K U, L uft F C, K erj a s c h ki D a n d Tit z e J. M a cr o p h a g e s r e g ul at e s alt -
d e p e n d e nt v ol u m e a n d bl o o d pr e s s ur e b y a v a s c ul ar e n d ot h eli al gr o wt h f a ct or -C -d e p e n d e n t 
b uff eri n g m e c h a ni s m. N at M e d . 2 0 0 9; 1 5: 5 4 5-5 2.  
9.  M a c h ni k A, D a hl m a n n A, K o p p C, G o s s J, W a g n er H, v a n R o oij e n N, E c k ar dt K U, M ull er D N, 
P ar k J K, L uft F C, K erj a s c h ki D a n d Tit z e J. M o n o n u cl e ar p h a g o c yt e s y st e m d e pl eti o n bl o c k s 
i nt er stiti al t o ni cit y-r e s p o nsi v e e n h a n c er bi n di n g pr ot ei n/ v a s c ul ar e n d ot h eli al gr o wt h f a ct or C 
e x pr e s si o n a n d i n d u c e s s alt -s e n siti v e h y p ert e n si o n i n r at s. H y p ert e n si o n . 2 0 1 0; 5 5: 7 5 5-6 1.  
1 0.  H ell e F, K arl s e n T V, T e n st a d O, Tit z e J a n d Wii g H. Hi g h S alt Di et I n cr e a s e s H or m o n al 
S e n siti vi t y I n S ki n Pr e-C a pill ar y R e si st a n c e V e s s el s. A ct a p h y si ol o gi c a . 2 0 1 2. 
1 1.  Kl ei n e wi etf el d M, M a n z el A, Tit z e J, K v a k a n H, Y o s ef N, Li n k er R A, M ull er D N a n d H afl er D A. 
S o di u m c hl ori d e dri v e s a ut oi m m u n e di s e a s e b y t h e i n d u cti o n of p at h o g e ni c T H 1 7 c ell s. 
N at ur e . 2 0 1 3; 4 9 6: 5 1 8-2 2.  
1 2.  Wii g H, S c hr o d er A, N e u h of er W, J a nt s c h J, K o p p C, K arl s e n T V, B o s c h m a n n M, G o s s J, Br y 
M, R a k o v a N, D a hl m a n n A, Br e n n er S, T e n st a d O, N ur mi H, M er v a al a E, W a g n er H, B e c k 
F X, M ull er D N, K erj a s c h ki D, L uft F C, H arri s o n D G, Alit al o K a n d Tit z e J. I m m u n e c ell s c o ntr ol 
s ki n l y m p h ati c el e ctr ol yt e h o m e o st a si s a n d bl o o d pr e s s ur e. J Cli n I n v e st . 2 0 1 3; 1 2 3: 2 8 0 3-1 5.  
1 3.  Tit z e J, D a hl m a n n A, L er c hl K, K o p p C, R a k o v a N, S c hr ö d er A a n d L uft F C. S p o o k y s o di u m 
b al a n c e. Ki d n e y I nt . 2 0 1 3;i n pr e s s. 
1 4.  Tit z e J. S o di u m b al a n c e i s n ot j u st a r e n al aff air. C urr e nt o pi ni o n i n n e p hr ol o g y a n d 
h y p ert e n si o n . 2 0 1 4. 
1 5.  K o p p C, Li n z P, H a m m o n M, S c h ofl C, Gr a u er M, E c k ar dt K U, C a v all ar o A, U d er M, L uft F C 
a n d Tit z e J. S e ei n g t h e s o di u m i n a p ati e nt wit h h y p er n atr e mi a. Ki d n e y I nt . 2 0 1 2; 8 2: 1 3 4 3-4.  
1 6.  K o p p C, Li n z P, W a c h s m ut h L, D a hl m a n n A, H or b a c h T, S c h ofl C, R e n z W, S a nt or o D, 
Ni e n d orf T, M ull er D N, N ei ni n g er M, C a v all ar o A, E c k ar dt K U, S c h mi e d er R E, L uft F C, U d er 
M a n d Tit z e J. ( 2 3) N a 
m a g n eti c r e s o n a n c e i m a gi n g  of ti s s u e s o di u m. H y p ert e n si o n . 
2 0 1 2; 5 9: 1 6 7 -7 2.  
1 7.  K o p p C, Li n z P, D a hl m a n n A, H a m m o n M, J a nt s c h J, M ull er D N, S c h mi e d er R E, C a v all ar o A, 
E c k ar dt K U, U d er M, L uft F C a n d Tit z e J. 2 3 N a m a g n eti c r e s o n a n c e i m a gi n g -d et er mi n e d 
ti s s u e s o di u m i n h e alt h y s u bj e ct s a n d h y p ert e n si v e p ati e nt s. H y p ert e n si o n . 2 0 1 3; 6 1: 6 35 -4 0.  
1 8.  R a k o v a N, J utt n er K, D a hl m a n n A, S c hr o d er A, Li n z P, K o p p C, R a u h M, G oll er U, B e c k L, 
A g ur e e v A, V a s sili e v a G, L e n k o v a L, J o h a n n e s B, W a b el P, M oi s sl U, Vi e n k e n J, G er z er R, 


2 4  
E c k ar dt K U, M ull er D N, Kir s c h K, M or u k o v B, L uft F C a n d Tit z e J. L o n g -ter m s p a c e fli g ht 
si m ul ati o n r e v e al s i nfr a di a n r h yt h mi cit y i n h u m a n N a( +) b al a n c e. C ell M et a b . 2 0 1 3; 1 7: 1 2 5-3 1.  
1 9.
G u zi k T J, H o c h N E, Br o w n K A, M c C a n n L A, R a h m a n A, Di k al o v S, G or o n z y J, W e y a n d C
a n d H arri s o n D G. R ol e of t h e T c ell i n t h e g e n e si s of a n gi ot e n si n II i n d u c e d h y p ert e n si o n a n d
v a s c ul ar d y sf u n cti o n. T h e J o ur n al of e x p eri m e nt al m e di ci n e . 2 0 0 7; 2 0 4: 2 4 4 9-6 0.
2 0.
H arri s o n D G, G u zi k T J, L o b H E, M a d h ur M S, M ar v ar P J, T h a b et S R, Vi n h A a n d W e y a n d C M.
I nfl a m m ati o n, i m m u nit y, a n d h y p ert e n si o n. H y p ert e n si o n . 2 0 1 1; 5 7: 1 3 2 -4 0.
2 1.
H arri s o n D G, M ar v ar P J a n d Tit z e J M. V a s c ul ar i nfl a m m at or y c ell s i n h y p ert e n si o n. Fr o nti er s
i n p h y si ol o g y. 2 0 1 2; 3: 1 2 8.
2 2.
M a d h ur M S a n d H arri s o n D G. S e n e s c e nt T c ell s a n d h y p ert e n si o n: n e w i d e a s a b o ut ol d c ell s.
H y p ert e n si o n . 2 0 1 3; 6 2:1 3 -5.
2 3.
M a d h ur M S, L o b H E, M c C a n n L A, I w a k ur a Y, Bli n d er Y, G u zi k T J a n d H arri s o n D G. I nt erl e u ki n
1 7 pr o m ot e s a n gi ot e n si n II -i n d u c e d h y p ert e n si o n a n d v a s c ul ar d y sf u n cti o n. H y p ert e n si o n .
2 0 1 0; 5 5: 5 0 0 -7.
2 4.
W u J, T h a b et S R, Kir a b o A, Tr ott D W, S al e h M A, Xi a o L, M a d h ur M S, C h e n W a n d H arri s o n
D G. I nfl a m m ati o n a n d M e c h a ni c al Str et c h Pr o m ot e A orti c Stiff e ni n g i n H y p ert e n si o n T hr o u g h
A cti v ati o n of p 3 8 M A P Ki n a s e. Cir c R e s . 2 0 1 3.
2 5.
H o w cr oft T K, C a m pi si J, L o ui s G B, S mit h M T, 
Wi s e B, 
W y s s -C or a y T, A u g u sti n e A D,
M c El h a n e y J E, K o h a n s ki R a n d Si err a F. T h e r ol e of i nfl a m m ati o n i n a g e -r el at e d di s e a s e.
A gi n g . 2 0 1 3; 5: 8 4-9 3.