P2X receptori i rad bubrega

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-pošta:audrey.hu@wecistanche.com

Matthew A. Bailey1∗, Robert J. Unwin2 i David G. Shirley2

Akumulirani dokazi pokazuju da ATP/P2 receptorski sustav, djelujući na autokrini ili parakrini način, može utjecati na širok rasponbubrežnifunkcije. U većini su identificirane podjedinice P2X receptorabubrežnižilama iu svakom segmentu nefrona; ATP se oslobađa izbubrežniepitelne stanice, a enzimi odgovorni za razgradnju ATP-a eksprimirani su u vaskulaturi i tubulima. Stimulacija P2X1 receptora u aferentnim arteriolama ATP-om koji se oslobađa izbubrežniživčanih završetaka ili iz susjednih stanica macula densa izaziva vazokonstrikciju i pridonosi regulacijibubrežnihemodinamika. U tubulima postoje dokazi za niz učinaka posredovanih P2X: inhibicija proksimalne tubularne reapsorpcije; inhibicija aktivnosti kotransportera Na plus K plus 2Cl− (preko povećane sinteze dušikovog oksida) u debelom uzlaznom kraku Henleove petlje; inhibicija reapsorpcije magnezija u distalnom tubulu; i modulacija reapsorpcije natrija i vode u sabirnom kanalu. Konačno, čini se da P2X receptori, posebno P2X7 podjedinice, igraju važnu ulogu u bubrežnoj patologiji, posebno za stvaranje cista upolicističnibubregbolesti ububrežniupala. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

cistanche recenzije: poboljšati bubrežnububregfunkcija

UVOD

Nukleotidi i P2 receptori imaju širok raspon fizioloških uloga u cijelom tijelu. Iako znanje o autokrinim/parakrinim učincima ovog sustava ububregazaostajao za ostalim organima/tkivima, u posljednjem desetljeću došlo je do velikog napretka u smanjivanju jaza. Do sada, većinabubrežniistraživanja su usmjerena na P2Y receptore1; informacije o bubrežnim P2X receptorima i njihovoj funkciji su ograničenije.

IZLUČIVANJE ATP-a U BUBREZIMA

Gotovo sve stanice mogu osloboditi nukleotide, ibubrežnivaskularne i epitelne stanice nisu iznimka. Vekaria et al.2 izvijestili su o intraluminalnim koncentracijama ATP-a u štakorskim proksimalnim zavijenim tubulima (PCT) in vivo od 200-300 nmol/L, znatno više od koncentracija u glomerularnom filtratu, što ukazuje na izlučivanje ATP-a od strane PCT stanica. Koristeći mišje medularne debele uzlazne udove (metale) prokrvljene in vitro, Leipzigerova grupa je pokazala da povećanje intraluminalnog tlaka rezultira povećanjem intracelularnog Ca2 plus ([Ca2 plus ]i) koji je i sam ovisio o otpuštanju nukleotida.3 U naknadnoj studiji , astrociti koji eksprimiraju P2Y2 receptor korišteni su kao biosenzori za demonstriranje i spontanog i agonistom induciranog otpuštanja nukleotida. Vazopresin je izazvao vršne intraluminalne koncentracije nukleotida od 200-300 nmol/L. Budući da receptor P2Y2 nije u stanju razlikovati UTP od ATP-a, specifični oslobođeni nukleotid(i) nije se mogao identificirati. U istoj studiji, Odgaard et al.4 otkrili su da je vazopresin također pokrenuo izlučivanje nukleotida iz mišjih kortikalnih sabirnih kanala (CCD) perfundiranih in vitro; intraluminalne koncentracije ponovno su se približile 300 nmol/L.

Iako su ove koncentracije vjerojatno ispod praga za aktivaciju P2X receptora, mjerenja skupne faze gotovo sigurno podcjenjuju koncentracije na staničnoj membrani, budući da ektonukleotidaze brzo metaboliziraju izlučene nukleotide (vidi dolje).

Mehanizam(i) otpuštanja ATP-a

Mehanizam izlučivanja nukleotida izbubrežnitubularnih stanica još nije uspostavljen i može se razlikovati od segmenta do segmenta. Egzocitoza vezikula koje sadrže ATP je jedna od mogućnosti; osim toga, različiti kanali/transporteri su uključeni.5 Maxi-anionski kanali posreduju u transportu ATP-a kroz bazolateralnu membranu stanica makule densa kao odgovor na povećanu isporuku NaCl6 (vidi dolje). Kanali transmembranskog regulatora provodljivosti (CFTR) cistične fibroze također se razmatraju kao put efluksa, ali ta mogućnost nije dobila čvrstu potporu.5 Pojavili su se dokazi za ulogu hemikanala koneksina (Cx) u oslobađanju ATP-a u distalnom nefronu. iz studije u kojoj su korišteni Cx30 nokaut miševi.7 Djelomično otvoreni CCD-ovi mikroperfuzirani su in vitro, a biosenzori koji eksprimiraju P2X2 receptor stavljeni su u izravan kontakt s apikalnim membranama CCD stanica. U miševa divljeg tipa, povećanje tubularnog protoka izazvalo je povećanje [Ca2 plus ] I osjetljivo na suramin (tj. posredovano nukleotidom) u stanicama biosenzora, dok su odgovori gotovo izostali u Cx30 nokaut miševa. Međutim, postoje sumnje da se Cx polukanali otvaraju u fiziološkim uvjetima. Nasuprot tome, strukturno homologni paneksini mogu se aktivirati depolarizacijom membrane u fiziološkom rasponu. Panneksini također mogu formirati hemikanale propusne za ATP, ali bit će potrebna daljnja istraživanja kako bi se utvrdila njihova uloga, ako je ima, ububreg.5

EKTONUKLEOTIDAZE

Nukleotidi oslobođeni izbubrežnivaskulature i iz epitelnih stanica brzo se razgrađuju pomoću površinski lociranih i topljivih enzima (ektonukleotidaza) na različite nukleotide ili na nukleozide. Postoje četiri porodice ektonukleotidaza: ektonukleozid trifosfat fosfohidrolaza (NTPDaze), ektonukleotid pirofosfataza fosfodiesteraze (NPP), ekto-5'-nukleotidaza i alkalne fosfataze. Članovi sve četiri obitelji identificirani su ububreg.8 Budući da je glavni ligand za P2X receptore sam ATP, vjerojatno je da ti enzimi imaju dubok utjecaj na učinke posredovane P2X. Uz enzime koji razgrađuju nukleotide, postoje dvije obitelji fosforilacijskih enzima nukleozid difosfat kinaze, koje kataliziraju prijenos terminalnog fosfata nukleozid 5-trifosfata u nukleozid 5-difosfate, i adenilat kinaze, koje kataliziraju proizvodnju ADP-a iz ATP-a i AMP ili obrnuto, ovisno o koncentracijama dotičnih nukleotida. Iako se u početku vjerovalo da su ograničeni na stanični citosol, postoje dokazi da su fosforilirajući enzimi također prisutni u staničnoj membrani.9 Glavne katalitičke aktivnosti ektonukleotidaza i fosforilirajućih enzima izražene su ububregsu sažeti u tablici 1.

Obitelj NTPDaza sastoji se od osam članova, od kojih četiri (NTPDaze 1, 2, 3 i 8) hidroliziraju izvanstanične nukleotide. NTPDase1 hidrolizira ATP i ADP s gotovo jednakom sklonošću, dok NTPDase2 ima mnogo veću sklonost prema ATP-u, stoga uzrokuje nakupljanje ADP-a; NTPDaze 3 i 8 su srednje u svojoj sklonosti.8 Kod štakora i miševa, NTPDaza1 je istaknuta u većinibubrežnivaskulaturu i također je prisutan u tankom uzlaznom kraku Henlea i medularnom sabirnom kanalu (CD). NTPDase2 je imunolokalizirana na Bowmanove kapsule i na većinu segmenata nefrona izvan proksimalnog tubula; intrarenalna ekspresija NTPDase3 istražena je samo kod štakora gdje je, poput NTPDase2, pronađena u debelom uzlaznom ekstremitetu (TAL), distalnom tubulu i CD-u.8 Informacije o NTPDase8 nisu potpune.

Obitelj NPP sastoji se od sedam članova, ali samo NPP1 do NPP3 mogu hidrolizirati nukleotide. Podaci o intrarenalnoj distribuciji NPP su ograničeni. Bojanje na protein NPP1 identificirano je u mišjim proksimalnim tubulima i u bazolateralnim membranama distalnih tubula; dok je istaknuto bojenje za NPP3 pronađeno u glomerulima štakora i u apeksnoj membrani pars recta, ali ne i u distalnijim segmentima.8 Ekto-5 -nukleotidaza katalizira završni stadij hidrolize nukleotida u nukleozid. Nalazi se u apikalnim membranama štakorskog PCT-a i u interkaliranim stanicama u distalnom nefronu, kao iu peritubularnom prostoru.8

Alkalna fosfataza identificirana je u apikalnoj membrani PCT i pars recta štakorabubrega. Iako alkalne fosfataze imaju široku specifičnost supstrata, sposobne razgraditi ATP sve do adenozina, vrijednosti Km za adenin nukleotide su u niskom milimolarnom rasponu, što dovodi do sumnje u fiziološki značaj ovog enzima u odnosu na razgradnju nukleotida.

cistanche tubolosa zdravstvene prednosti: poboljšatibubregfunkcija

P2X RECEPTORI I BUBREŽNA FUNKCIJA

Prilikom razmatranjabubrežnidjelovanja koja se mogu pripisati P2X receptorima, važno je upamtiti da će oni vjerojatno djelovati zajedno s brojnim P2Y receptorima prisutnima u cijeloj vaskulaturi ibubrežniepitel. Štoviše, plazma membrane bilo kojegbubrežnistanica može sadržavati različite podtipove P2 receptora i, u epitelnim stanicama, populacija receptora može biti različita u apikalnoj i bazolateralnoj domeni. Iako se pripisivanje određenog fiziološkog odgovora danom P2 receptoru pokazalo teškim, brojni pristupi mogu se koristiti za povećanje rezolucije. Prvo, imunohistokemijske tehnike mogu identificirati podtipove prisutne u regiji (i, ako je moguće, domeni membrane) od interesa. Drugo, farmakološki pristupi mogu se koristiti za stimuliranje ili antagoniziranje specifičnih receptora in situ. Međutim, u vrijeme pisanja ovog teksta nedostaje istinski selektivni agonist za bilo koju podjedinicu P2X, iako je dostupno nekoliko selektivnih antagonista kao što su Ip5I (antagonist P2X1) i A-740003 (antagonist P2X7).10 Posljedično, obično je potrebno usporediti pojedinačne odgovore na različite agoniste kako bi se dobio farmakološki profil iz kojeg se mogu izvući privremeni zaključci.

Komplementarni pristup je korištenje 'knock out' miševa kod kojih je gen koji kodira receptor od interesa izbrisan. Međutim, to nije bez vlastitih potencijalnih problema. Globalno brisanje podtipa receptora koji obavlja značajnu funkciju vjerojatno će dovesti do kompenzacijskih promjena. Profil P2 receptora unutarbubregmogu se zatim promijeniti kako bi se obnovile ukupne stope izlučivanja, što bi zatim moglo dovesti do pogrešnih zaključaka o normalnoj ulozi receptora. Cre-loxP sustav dodaje stupanj usavršavanja pristupu ciljanja gena, dopuštajući brisanje specifično za tkivo ili tip stanice, ali to još nije korišteno u istraživanju bubrežnih P2 receptora.

DISTRIBUCIJA P2X RECEPTORA U BUBREZIMA

Vaskulatura

Slika 1(A) sažima trenutno znanje o distribuciji P2X receptora ububrežnivaskularne i tubularne strukture u štakora. Imunohistokemijske i Western analize pokazuju da su P2X1 receptori prisutni u vaskularnom glatkom mišiću štakorabubrežni, lučnim i interlobularnim arterijama te u aferentnoj, ali ne i eferentnoj arterioli.11 Podjedinice P2X2 imunolokalizirane su u glatkim mišićima većih arterija i vena unutarbubreg,11 i nedavno su pruženi molekularni dokazi za podjedinice P2X4, barem u lučnim i interlobularnim arterijama.12 Na temelju detekcije mRNA i/ili profiliranja agonista u sustavima stanične kulture, P2X2,3,4,5 i 7 podjedinice su identificirane u glomerularnim mezangijskim stanicama, ali od njih, samo je niska i varijabilna ekspresija P2X7 imunoreaktivnosti pronađena u glomerulu štakora.13

SLIKA 1|P2X receptori u bubrezima štakora. (A) Lokalizacija. Prikazani su samo oni receptori za koje su dobiveni čvrsti dokazi iz imunohistokemijskih studija i/ili Western blottinga. Gdje je moguće, naznačeno je apikalno (a), bazolateralno (b) ili intracelularno (intra) mjesto. (B) Pretpostavljeni učinci stimulacije P2X receptora nabubregfunkcija.

Cjevčica

Imunohistokemijske studije identificirale su bazolateralnu ekspresiju P2X6 receptora u PCT štakora i apikalnu ekspresiju P2X5 receptora u S3 segmentu pars recta; niska razina ekspresije proteina P2X4 također je viđena u PCT-u, iako membranska domena nije identificirana.13

Kod štakora, tanki silazni i uzlazni udovi Henlea, postoje neki imunohistokemijski dokazi za P2X4 i P2X6 receptore (membranska domena nije navedena; Ref. 13). Isto vrijedi i za TAL. Osim toga, studija štakorskog TAL transkriptoma pronašla je dokaze za P2X3 kao i za P2X4 receptore.14 Funkcionalne dokaze za bazolateralne P2X receptore pružili su Jensen i sur.,3 koji su pokazali u mišjem mTAL da je bazolateralna primjena ATP-a uzrokovala početni vrh u [Ca2 plus ]i nakon čega slijedi održivi plato; dok je početni maksimum oslabljen u mTAL iz P2Y2 nokaut miševa, faza platoa je trajala, što ukazuje na prisutnost dodatnog bazolateralnog P2 receptora. Budući da je faza platoa ovisila o izvanstaničnom Ca2 plus, autori su predložili Ca2 plus-propusni P2X receptor.3

U distalnom nefronu, imunohistokemijske studije identificirale su P2X4 i P2X6 receptore na bazolateralnoj membrani distalnog tubula štakora,13 a širok raspon P2X receptora identificiran je u CD-u. Imunohistokemija je pokazala ekspresiju P2X1 (samo štakori s ograničenim unosom natrija; samo interkalirane stanice), P2X2, P2X4, P2X5 i P2X6 podjedinica u CCD-u i medularnom CD-u.13,15 S obzirom na lokalizaciju membrane u glavnim stanicama, P2X4 i 6 bili su nalazi se u apikalnim i bazolateralnim membranama; bojenje za P2X2 i 5 podjedinica označeno je kao 'intracelularno'.15 Kod miša, imunohistokemija je lokalizirala P2X1 i P2X4 podjedinice na apikalnu membranu medularnih CD stanica.16 Analiza ljudskihbubregtranskriptomotkrili su da je od oznaka za 258 gena koji daju transportna svojstva, jedini P2X receptor otkriven u značajnim količinama u CD-u bio P2X4. 17

UČINCI STIMULACIJE P2X RECEPTORA

Fiziološki učinci aktivacije P2X receptora ububrežnivaskulature i dijelova tubula sažeti su na slici 1(B).

Vaskulatura

Infuzija ATP-a ububrežniarterija mijenjabubrežnivaskularni otpor, iako priroda i veličina odgovora ovise o bazalnom vaskularnom tonusu. Korištenje izoliranog perfuziranog štakorabubregpripravka, nađeno je da su preglomerularne arterije relativno neosjetljive na ATP, potrebne su mikromolarne koncentracije da izazovu čak i prolaznu vazokonstrikciju, dok je aferentna arteriola podvrgnuta dugotrajnoj kontrakciji pri koncentracijama u submikromolarnom rasponu. Eferentna arteriola potpuno nije reagirala na ATP.11 Stoga je u ovom pripravku intrarenalna primjena ATP-a normalno vazokonstriktivna, zahvaljujući stimulaciji P2X1 receptora. Međutim, kada je osnovna linijabubrežnivaskularni otpor je visok, ATP izaziva vazodilataciju, zbog P2Y-posredovane proizvodnje dušikovog oksida (NO).11 Dominantni skup receptora, kao i izvor i lokalna koncentracija izvanstaničnog nukleotida, stoga će utjecati na neto fiziološki odgovor. ATP oslobođen izbubrežniživčani završeci djelovat će izravno na vaskularne glatke mišiće, uzrokujući P2X1-posredovanu vazokonstrikciju, dok se očekuje da otpuštanje ATP-a u blizini endotelnih P2Y receptora potiče sintezu NO i vazodilataciju.

Cistancheje dobar zabubregfunkcija

Bubrežna autoregulacija

Autoregulacija odbubrežniprotok krvi rezultat je kombiniranog utjecaja najmanje dva mehanizma: intrinzičnog miogenog odgovora vaskularnog glatkog mišića i tubuloglomerularne povratne sprege (TGF). Miogeni odgovor djeluje duž preglomerularnog vaskularnog stabla, odgovarajući na povećani transmuralni tlak priljevom kalcija posredovanim kanalima i posljedičnom vazokonstrikcijom glatkih mišića krvnih žila. Točni signalni mehanizmi nisu definirani, ali implicira se lokalno otpuštanje ATP-a. U aferentnoj arterioli, tlakom posredovana vazokonstrikcija značajno je prigušena antagonistima P2 receptora PPADS ili suraminom ili zasićenjem i naknadnom desenzibilizacijom sustava P2 receptora. Središnja uloga sustava P2 dodatno je naglašena eksperimentima na miševima s nedostatkom P2X1-, u kojima su ukinuta smanjenja promjera aferentne arteriole izazvana tlakom.11 Ovo može biti klinički značajno budući da oslabljena funkcija receptora P2X1 može poduprijeti pad u autoregulaciji povezanoj s hipertenzijom.18

TGF je mehanizam prema kojem promjene u koncentraciji NaCl u tekućini koja izlazi iz Henleove petlje (uzrokovane promjenama u brzini protoka tubularne tekućine) izazivaju obrnute promjene u brzini glomerularne filtracije nefrona porijekla. TGF je posredovan jukstaglomerularnim aparatom (JGA), koji uključuje senzor - macula densa i efektor - zrnate stanice aferentne arteriole; druge komponente JGA (npr. mezangijske stanice) također igraju ulogu.

Bell i sur. pokazali su otpuštanje ATP-a preko bazolateralne membrane stanica makule densa kao odgovor na povećanu luminalnu koncentraciju NaCl unutar fiziološkog raspona, a koncentracija ATP-a u kortikalnom intersticiju pokazala se primjerenom reakcijom na inhibiciju ili aktivaciju TGF in vivo.6 Ovo sugerira da je ATP primarna signalna molekula za TGF, koja djeluje na P2X1 receptore. Međutim, eksperimenti s ciljanjem gena pokazuju da ATP možda nije krajnji signal putem kojeg TGF uzrokuje suženje aferentne arteriole; čini se da je hidroliza ATP-a u adenozin kritična. In vivo odgovori TGF-a oslabljeni su kod miševa kojima nedostaju ili adenozinski A1 receptori ili ekto-5'-nukleotidaza, enzim koji katalizira završni stadij razgradnje ATP-a u adenozin.11 Štoviše, nedavna in vivo studija pokazala je da intravenozna infuzija Antagonisti ATP receptora nisu imali učinka na TGF.19

Cjevčica

Proksimalni tubul

Glavni utvrđeni učinak stimulacije P2 receptora u proksimalnom tubulu je inhibicija reapsorpcije natrijevog bikarbonata kao posljedica smanjene aktivnosti apikalnog Na plus /H plus izmjenjivača (NHE3). Međutim, malo je sumnje, na temelju liječenja selektivnim agonistom/antagonistom, da je to posredovano apikalnim P2Y1, a ne P2X receptorima.20 Drugi proksimalni tubularni učinci stimulacije P2 receptora uključuju inhibiciju reapsorpcije fosfata i stimulaciju unosa glukoze i glukoneogeneze, ali opet se čini da su P2Y receptori odgovorni. Dominacija receptora P2Y u ovom segmentu nedavno je dovedena u pitanje studijom u kojoj su agonisti receptora P2X, meATP i meATP davani intravenozno u anestezirane štakore. Svaki agonist bio je natrijuretik i povećao je klirens litija (indeks isporuke tekućine na kraju proksimalnog tubula) u odsutnosti promjene GFR-a; Na plus K plus aktivnost ATPaze u izoliranim proksimalnim tubulima također je bila inhibirana.21 Podtip(ovi) receptora P2 koji je odgovoran za ovaj inhibicijski učinak na proksimalnu tubularnu reapsorpciju nije se mogao identificirati.

Henleova petlja

Funkcionalni značaj P2 receptora u Henleovim tankim udovima još uvijek nije jasan, ali niz in vitro eksperimenata Garvinove grupe pružio je dokaze za učinak ATP-a u TAL-u. U staničnoj suspenziji štakorskog mTAL-a, ATP je povećao unutarstaničnu proizvodnju NO na suramin-osjetljiv način, ovisan o koncentraciji. Na temelju činjenice da je meATP također uzrokovao povećanje proizvodnje NO, tvrdilo se da su primarno odgovorni receptori P2X, iako je primijećeno da agonist P2Y2/4 UTP također ima slab učinak.22 Enzim odgovoran za proizvodnju NO je NO sintaza 3 (NOS3): ATP ne može stimulirati proizvodnju NO u TAL stanicama iz NOS3 knockout miševa. NO (i, implicirano, ATP) može smanjiti transport TAL-a inhibicijom apikalne aktivnosti NKCC-2 i (u manjoj mjeri) Na plus /H plus razmjene. ATP smanjuje TAL potrošnju kisika ovisno o dozi, a to je blokirano suraminom ili milimolarnim dozama NOS inhibitora L-NAME. Agonist P2X meATP također smanjuje potrošnju kisika, dok antagonist P2X NF023 blokira djelovanje ATP-a.22 Dok ovaj niz in vitro nalaza snažno ukazuje na fiziološku ulogu receptora P2X u kontroli funkcije TAL, potpuna procjena čeka sveobuhvatno istraživanje transporta elektrolita u Henleovoj petlji in vivo.

Distalni tubul

Nisu provedene izravne studije u nativnim distalnim tubulima; posljedično, naše znanje o ulozi P2 receptora u ovim segmentima nefrona je fragmentarno i ograničeno na nalaze iz studija primarnih kultura prirodnih stanica ili besmrtnih distalnih ili 'distalno sličnih' staničnih linija. Pokazalo se da aktivacija receptora farmakološki okarakteriziranih kao P2X (membranska domena nije navedena) u imortaliziranoj liniji distalnih zavojitih tubula miša inhibira reapsorpciju magnezija. Uz to, kultivirane stanice iz zečjih spojnih tubula reagiraju na izvanstanični ATP povećanjem [Ca2 plus] I i inhibicijom apsorpcije natrija i kalcija. U ovom slučaju, farmakološko profiliranje uključuje P2Y2 receptore (na temelju ekvipotencije ATP-a i UTP-a), ali se doprinos P2X receptora ne može isključiti.20

Sabirni kanal

Izvanstanični nukleotidi, koji djeluju i s apikalne i s bazolateralne strane, mogu imati značajne učinke na rukovanje vodom i elektrolitima u CD-u — konačnom mjestu regulacije izlučivanja urina.

Sada postoje nevjerojatni dokazi da stimulacija P2 receptora inhibira vazopresinom stimuliranu osmotsku propusnost vode u CD-u kao rezultat smanjene unutarstanične razine cAMP i povećanog unutarstaničnog PGE2. 23 Na temelju profiliranja agonista, inhibicija pronađena kod štakora pripisana je P2Y2 receptorima, a studije brisanja gena podupiru ovu sugestiju.24 Ipak, nedavna studija na kultiviranoj, besmrtnoj mišjoj liniji CCD stanica (mpkC-CDc14) je pružila dokazi o uključenosti P2X receptora u inhibicijski učinak na reapsorpciju vode posredovanu vazopresinom. Primjena dDAVP-a na bazolateralnu membranu rezultirala je izrazitom imunofluorescencijom AQP2 u apikalnoj membrani, ali kada je ATP zatim dodan u medij, bilo apikalno ili bazolateralno, AQP2 je internaliziran.25 Liječenje dDAVP-om dovelo je do translokacije podtipova P2X2 i P2Y2 u apikalne odnosno bazolateralne membrane. Kada su P2 receptori bili koeksprimirani s AQP2 u oocitima Xenopus, aktivacija P2X2 i P2Y2 receptora (kao i P2Y4 receptora) smanjila je obilje AQP2 stanične membrane i AQP2-posredovanu propusnost vode.25 Ovi nalazi sugeriraju da uz bazolateralni P2Y2 receptora, apikalno smješteni P2X2 receptori mogu pridonijeti smanjenoj regulaciji transporta vode stimuliranog AQP2-.

Učinak stimulacije P2 receptora u CD-u nije ograničen na transport vode; zasebno djelovanje je inhibicija reapsorpcije natrija posredovane ENaC-om. Studije na primarnim kulturama i staničnim linijama dosljedno pokazuju inhibiciju transporta natrija osjetljivog na amilorid (ili benzamil). Odgovorni podtip P2 receptora različito se pripisuje P2Y2 ili P2X3 ili 4. 20 Kao izuzetak od ovih otkrića, Li et al.16 izvijestili su o povećanju struje kratkog spoja nakon P2X1 i/ili 4 stimulacije u mišjoj CD staničnoj liniji (IMCD-3), iako osjetljivost na amilorid nije ispitana. U nativnom mišjem CD-u, perfuzirani in vitro, apikalni ili bazolateralni ATP inhibira reapsorpciju natrija, učinak uzrokovan smanjenom vjerojatnošću otvaranja ENaC-a. Farmakološko profiliranje i uporaba genetski modificiranih miševa ukazuju na P2Y2-posredovan učinak.26 Nasuprot tome, in vivo studija na štakorima sugerira da je inhibicijsko djelovanje nukleotida na reapsorpciju natrija bio P2X-posredovan učinak.20 U u ovom kontekstu, istraživanje patch-clamp split-open CCD štakora pružilo je dokaze da i apikalni P2X i P2Y receptori mogu utjecati na ENaC aktivnost.15 Aktivacija P2Y receptora (P2Y2 i/ili P2Y4 podtipovi) inhibira ENaC aktivnost, dok aktivacija P2X receptora (P2X4 i/ili P2X4/6 receptora), ili inhibira ili pojačava ENaC aktivnost, ovisno o luminalnoj koncentraciji natrija. Kada je luminalni natrij bio 50 mM (oponašajući normalnu fiziološku koncentraciju), P2X4 i/ili 4/6 aktivacija je pojačala ENaC aktivnost, dok kada je luminalni natrij bio visok (145 mM), P2X4 i/ili 4/6 aktivacija je inhibirala ENaC aktivnost. Konačni učinak ovih djelovanja je snažna inhibicija transporta posredovanog ENaC-om pri visokim intraluminalnim koncentracijama natrija i samo blaga inhibicija pri niskim intraluminalnim koncentracijama natrija (Slika 2).

SLIKA 2|Predložena regulacija aktivnosti ENaC pomoću P2X receptora u glavnim stanicama sabirnog kanala štakora (CD). Hipoteza je da aktivnost ENaC u CD-u štakora različito reguliraju P2X4 i/ili 4/6 receptori, ovisno o koncentraciji luminalnog Na plus. A. Kada je koncentracija luminalnog Na plus normalna (tj. ~50 mM), aktivacija apikalno izraženih P2X4 i/ili 4/6 receptora povećava aktivnost ENaC putem aktivacije PI3K. Nasuprot tome, aktivacija apikalno eksprimiranih P2Y receptora inhibira aktivnost ENaC putem aktivacije PLC. Napomena: Ukupni učinak aktivacije P2 receptora (tj. i P2X i P2Y, korištenjem ATP-a) je mali stupanj inhibicije ENaC. B. Kada je koncentracija luminalnog Na plus visoka (tj. 145 mM), aktivacija P2X4 i/ili 4/6 receptora rezultira inhibicijom ENaC aktivnosti neidentificiranim mehanizmom, koji vjerojatno uključuje influks Na plus. Kao i prije, aktivacija apikalno eksprimiranih P2Y receptora inhibira aktivnost ENaC putem aktivacije PLC. Ukupni učinak aktivacije P2 receptora (tj. i P2X i P2Y, korištenjem ATP-a) je mnogo veći stupanj inhibicije ENaC. (Ponovno tiskano uz dopuštenje iz Ref. 15. Autorsko pravo 2008. Američko nefrološko društvo)

za što se koristi cistanche: poboljšanje spolnosti

P2X RECEPTORI U BUBREŽNOJ PATOFIZIOLOGIJI

Policistična bolest bubrega

Policističnibubregbolest(PKD) povezuje se s nekontroliranom proliferacijombubrežniepitelnih stanica i poremećenog transporta tekućine, uzrokujući stvaranje i širenje cista ispunjenih tekućinom i naknadno uništavanje okolnog normalnog tkiva. U kulturi, ljudske PKD stanice oslobađaju više ATP-a nego normalne proksimalne tubularne stanice, pretežno sa svoje apikalne površine. ATP je koncentriran u tekućini ciste, odražavajući i povećani izljev ATP-a i smanjenu aktivnost ekto-ATPaze.27 Ovaj izvanstanični ATP, djelujući na P2 receptore na stanicama koje oblažu ciste, potiče i rast stanica i izlučivanje tekućine. Nadalje, aktivacija P2X7 receptora može potaknuti apoptozu i remodeliranje, dopuštajući daljnje širenje ciste. U prilog tome, zabilježena je ekspresija proteina receptora P2X7 u cističnom epitelu_cpk/cpkmišji model autosomno recesivne PKD. Koristeći stanice izolirane iz ovog modela, naširoko korišteni agonist P2X receptora BzATP smanjio je broj cista, ali ne i veličinu ciste. U štakorskom modelu (Han-SPRD) autosomno dominantnog PKD-a, otkrivena je povećana mRNA za podtip P2X7 u stanicama obloženim cistama, iako su također prijavljena slična povećanja u mRNA koja kodira druge P2 receptore, što ukazuje na složeno međudjelovanje podtipova receptora u PKD-u. .27

Upala bubrega

U zdravlju,bubrežniekspresija P2X7 receptora je izuzetno niska, ali je značajno povećana u nizu patoloških stanja kao što su modeli dijabetes melitusa i hipertenzije kod glodavaca.27 Dugotrajna stimulacija P2X7 receptora uzrokuje stvaranje pora, što dovodi do lize i eventualne stanične smrti; Receptori P2X7 također mogu posredovati u upalnom odgovoru kroz otpuštanje citokina kao što su IL-1 i IL-18.28 U modelu proliferativnog glomerulonefritisa kod glodavaca, povećanje glomerularne ekspresije P2X7 podudara se s pojava proteinurije. Štoviše, izbacivanje gena receptora P2X7 ili liječenje antagonistom receptora P2X7 smanjuje težinu bolesti.28 Konačno, potencijalna uloga receptora P2X7 ububrežnifibroza je istražena na mišjem modelu unilateralne opstrukcije uretera. Prolazna ekspresija P2X7 otkrivena je u tubularnim epitelnim stanicama nakon opstrukcije; a infiltracija makrofaga, fibroza i ekspresija TGF-a bili su oslabljeni u P2X7 receptor nokaut miševa.28

Ukratko, iako pojedinosti tek treba utvrditi, jasno je da P2X receptori (zajedno s P2Y receptorima) imaju značajnu ulogu u regulaciji normalnogbubrežnifunkcija, kao i u nizu modela bolesti. Čini se jasnim put za eventualnu upotrebu intervencija za modificiranje tih radnji, mijenjajući time izlučivanje vode i elektrolita, kao i liječenje specifičnihbubrežnipatološka stanja.

ZAHVALA

Ovaj rukopis posvećujemo sjećanju na našeg prijatelja i kolegu Davida Shirleya.

Rad u laboratorijima autora podržali su Wellcome Trust, Vijeće za medicinska istraživanja, British Heart Foundation, St. Peter's Trust za istraživanje bubrega, mjehura i prostate iBubregIstraživanje UK.

dobrobiti ekstrakta cistanche: poboljšava rad bubrega

REFERENCE

1. Vallon V, Rieg T. RegulacijabubrežniNaCl i transport vode ATP/UTP/P2Y2 receptorskim sustavom. Am J PhysiolBubrežnaPhysiol 2011, 301:F464-F475.
2. Vekaria RM, Unwin RJ, Shirley DG. Intraluminalne koncentracije ATP-a u štakorabubrežnitubule. J Am Soc Nephrol 2006, 17:1841-1847.
3. Jensen MEJ, Odgaard E, Christensen MH, Praetorius HA, Leipziger J. Porast [Ca2 plus] I izazvan protokom ovisi o otpuštanju nukleotida i kasnijoj purinergičkoj signalizaciji u intaktnom nefronu. J Am Soc Nephrol 2007, 18: 2062-2070.
4. Odgaard E, Praetorius HA, Leipziger J. AVP-stimulirana sekrecija nukleotida u perfuziranom mišjem medularnom debelom uzlaznom udu i kortikalnom sabirnom kanalu. Am J PhysiolBubrežnaPhysiol 2009, 297:F341-F349.

5. Praetorius HA, Leipziger J. Otpuštanje ATP-a iz neekscitabilnih stanica. Purinergički signal 2009, 5:433-446.

6. Bell PD, Komlosi P, Zhang ZR. ATP kao posrednik signalizacije macula densa. Purinergički signal 2009, 5: 461–471.

7. Sipos A, Vargas SL, Toma I, Hanner F, Willecke K, Peti-Peterdi J. Connexin 30 deficiency impairsbubrežnitubularno otpuštanje ATP-a i tlačna natriureza. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1724-1732.
8. Shirley DG, Vekaria RM, Sevigny J. Ectonucleotidases ´in thebubreg. Purinergički signal 2009, 5:501–511.
9. Yegutkin GG. Ektoenzimi koji pretvaraju nukleotide i nukleozide: važni modulatori purinergičke signalne kaskade. Biochim Biophys Acta 2008, 1783: 673–694.
10. Burnstock G. Fiziologija i patofiziologija purinergičke neurotransmisije. Physiol Rev 2007, 87: 659-797.
11. Inscho EW. ATP, P2 receptori ibubrežnimikrocirkulacija. Purinergički signal 2009, 5:447-460.
12. Harhun MI, Povstyan OV, Gordienko DV. Struja posredovana purinoreceptorima u miocitima izbubrežniarterije otpora. Br J Pharmacol 2010, 160:987-997.
13. Turner CM, Vonend O, Chan C, Burnstock G, Unwin RJ. Obrazac distribucije odabranih podtipova P2 receptora osjetljivih na ATP u normalnog štakorabubreg: imunološka studija. Stanice Tkiva Organi 2003, 175:105–117.
14. Yu MJ, Miller RL, Uawithya P, Rinschen MM, Khositseth S, Brauchth DW, Chouh CL, Pisitkunh T, Nelson RD, Knepper MA. Analiza na razini sustava stanično-specifične ekspresije gena AQP2 ububrežnisabirni kanal. Proc Natl Acad Sci USA 2009, 106:2441–2446.
15. Wildman SSP, Marks J, Turner CM, Yew-Booth L, Peppiatt-Wildman CM, King BF, Shirley DG, Wang W, Unwin RJ. Regulacija ovisna o natrijububrežnistruje osjetljive na amilorid apikalnim P2 receptorima. J Am Soc Nephrol 2008, 19:731-742.
16. Li L, Lynch IJ, Zheng W, Cash MN, Teng X, Wingo CS, Verlander JW, Xia SL. Apikalni PRXR doprinosi [Ca2 plus ] I signalizaciji i ISCin mišabubrežniMCD. Biochem Biophys Res Commun 2007, 359:438–444.
17. Charbardes-Garonne D, M`ejean A, Aude JC, Cheval´L, Di Stefano A, Gaillard MC, Imbert-Teboul M, Wittner M, Balian C, Anthouard V, et al. Panoramski pogled na ekspresiju gena kod ljudibubreg. Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100:13710–13715.
18. Inscho EW, Cook AK, Clarke A, Zhang S, Guan Z. P2X1 receptorom posredovana vazokonstrikcija aferentnih arteriola u hipertenzivnih štakora s infuzijom angiotenzina II hranjenih dijetom s visokim udjelom soli. Hipertenzija 2011, 57:780–787.
19. Schnermann J. Održani tubuloglomerularni povratni odgovor tijekom akutne inhibicije P2 purinergičkih receptora u miševa. Am J PhysiolBubrežnaPhysiol 2011, 300: F339-F344.
20. Bailey MA, Shirley DG. Učinci izvanstaničnih nukleotida nabubrežnicjevasti transport otopljene tvari. Purinergički signal 2009, 5:473–480.

21. Jankowski M, Szamocka E, Kowalski R, Angielski S, Szczepanska-Konkel M. Učinci agonista receptora P2X nabubrežniizlučivanje natrija i vode u anesteziranih štakora. Acta Physiol 2011, 202:193–201.

22. Garvin JL, Herrera M, Ortiz PA. Regulacija odbubrežniPrijenos NaCl pomoću dušikovog oksida, endotelina i ATP-a: kliničke implikacije. Annu Rev Physiol 2011, 73: 359–376.

23. Kishore BK, Nelson RD, Miller RL, Carlson NG, Kohan DE. P2Y2 receptori i transport vode ububreg. Purinergički signal 2009, 5:491–499.
24. Rieg T, Bunday RA, Chen Y, Deschenes G, Junger W, Insel PA, Vallon V. Miševi bez P2Y2 receptora imaju hipertenziju otpornu na sol i olakšanu bubrežnu reapsorpciju Na plus i vode. FASEB J 2007, 21: 3717–3726.
25. Wildman SSP, Boone M, Peppiatt-Wildman CM, Contreras-Sanz A, King BF, Shirley DG, Deen PM, Unwin RJ. Nukleotidi smanjuju akvaporin 2 putem aktivacije apikalnih P2 receptora. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1480-1490.
26. Pochynyuk O, Rieg T, Bugaj V, Schroth J, Fridman A, et al. Dijetetski Na plus inhibira mogućnost otvaranja epitelnog natrijevog kanala ububregpojačavanjem tonusa apikalnog P2Y2-receptora. FASEB J 2010, 24: 2056–2065.
27. Turner CM, Elliot JI, Tam FWK. P2 receptori u patofiziologiji. Purinergički signal 2009, 5:513–520.
28. Arulkumaran N, Unwin RJ, Tam FWK. Potencijalna terapeutska uloga antagonista receptora P2X7 (P2X7R) u liječenju upalnih bolesti. Expert Opin Investig Drugs 2011, 20:897–915.