P2X receptori i funkcija bubrega

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

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

Nagomilani dokazi pokazuju da sistem ATP/P2 receptora, djelujući na autokrini ili parakrini način, može utjecati na širok spektarbubrežnifunkcije. Podjedinice P2X receptora su identifikovane u većinibubrežnižile iu svakom segmentu nefrona; ATP se oslobađa izbubrežniepitelne ćelije, a enzimi odgovorni za razgradnju ATP-a eksprimirani su u vaskulaturi i tubulima. Stimulacija P2X1 receptora u aferentnim arteriolama pomoću ATP-a koji se oslobađabubrežninervnih završetaka ili iz susjednih macula densa stanica inducira vazokonstrikciju i doprinosi regulacijibubrežnihemodinamika. U tubulima postoje dokazi za niz P2X posredovanih efekata: inhibicija proksimalne tubularne reapsorpcije; inhibicija aktivnosti kotransportera Na plus K plus 2Cl− (preko povećane sinteze azotnog oksida) u debelom uzlaznom dijelu Henleove petlje; inhibicija reapsorpcije magnezijuma u distalnom tubulu; i modulacija reapsorpcije natrijuma i vode u sabirnom kanalu. Konačno, čini se da receptori P2X, posebno podjedinice P2X7, igraju važnu ulogu u bubrežnoj patologiji, posebno u formiranju cista upolicističnibubregbolesti ububrežniupala. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

cistanche recenzije: poboljšati bubrežnu funkcijububregfunkcija

UVOD

Nukleotidi i P2 receptori imaju širok spektar fizioloških uloga u cijelom tijelu. Iako poznavanje autokrinih/parakrinih efekata ovog sistema ububrezizaostaje za drugim organima/tkivama, u posljednjoj deceniji došlo je do velikog napretka u zatvaranju jaza. Do sada, većinabubrežniistraživanja su se fokusirala na P2Y receptore1; informacije o bubrežnim P2X receptorima i njihovoj funkciji su ograničenije.

LUČENJE ATP-a u bubrezima

Gotovo sve stanice mogu otpustiti nukleotide ibubrežnivaskularne i epitelne ćelije nisu iznimka. Vekaria i saradnici 2 su prijavili intraluminalne koncentracije ATP-a u proksimalnim zavijenim tubulima štakora (PCT) in vivo od 200-300 nmol/L, značajno veće od koncentracija u glomerularnom filtratu, što ukazuje na sekreciju ATP-a od strane PCT ćelija. Koristeći mišje medularne debele uzlazne udove (metale) perfuzirane in vitro, Lajpcigerova grupa je pokazala da je povećanje intraluminalnog pritiska dovelo do porasta intracelularnog Ca2 plus ([Ca2 plus ]i) koji je i sam zavisio od oslobađanja nukleotida.3 U sljedećoj studiji. , astrociti koji eksprimiraju P2Y2 receptor korišćeni su kao biosenzori za demonstriranje i spontanog i agonistom indukovanog oslobađanja nukleotida. Vasopresin je izazvao maksimalnu intraluminalnu koncentraciju nukleotida od 200-300 nmol/L. Pošto P2Y2 receptor nije u stanju da razlikuje UTP i ATP, specifični nukleotid(i) koji se oslobađa nije mogao biti identifikovan. U istoj studiji, Odgaard i sar.4 su otkrili da vazopresin također pokreće lučenje nukleotida iz kortikalnog sabirnog kanala miša (CCD) perfuziranog in vitro; intraluminalne koncentracije ponovo su se približile 300 nmol/L.

Iako su ove koncentracije vjerovatno ispod praga za aktivaciju P2X receptora, mjerenja masovne faze gotovo sigurno potcjenjuju koncentracije na ćelijskoj membrani, budući da ektonukleotidaze brzo metaboliziraju izlučene nukleotide (vidi dolje).

Mehanizam(i) oslobađanja ATP-a

Mehanizam sekrecije nukleotida izbubrežnitubularne ćelije još nisu uspostavljene i mogu se razlikovati od segmenta do segmenta. Egzocitoza vezikula koje sadrže ATP je jedna od mogućnosti; pored toga, uključeni su različiti kanali/transporteri.5 Maksi-anjonski kanali posreduju u transportu ATP-a kroz bazolateralnu membranu ćelija macula densa kao odgovor na povećanu isporuku NaCl6 (vidi dole). Kanali transmembranskog regulatora provodljivosti cistične fibroze (CFTR) također su razmatrani kao put efluksa, ali ova mogućnost nije dobila čvrstu podršku.5 Došli su dokazi o ulozi hemikanala koneksina (Cx) u oslobađanju ATP-a u distalnom nefronu. iz studije koja koristi Cx30 nokaut miševe.7 Djelomično otvoreni CCD-ovi su mikroperfuzioni in vitro i biosenzori koji eksprimiraju P2X2 receptor stavljeni su u direktan kontakt sa apikalnim membranama CCD ćelija. Kod miševa divljeg tipa, povećanje tubularnog protoka izazvalo je povećanje [Ca2 plus ] I u biosenzorskim ćelijama osjetljivo na suramin (tj. posredovano nukleotidom), dok su odgovori skoro izostali kod Cx30 nokaut miševa. Međutim, postoje sumnje da se hemikanali Cx otvaraju u fiziološkim uslovima. Nasuprot tome, strukturno homologni paneksini mogu se aktivirati depolarizacijom membrane u fiziološkom opsegu. Paneksini također mogu formirati ATP permeabilne hemikanale, ali će biti potrebne daljnje studije kako bi se utvrdila njihova uloga, ako postoji, ububreg.5

ECTONUCLEOTIDASES

Nukleotidi oslobođeni izbubrežnivaskulature i epitelnih ćelija se brzo razgrađuju površinski lociranim i rastvorljivim enzimima (ektonukleotidazama) do različitih nukleotida ili do nukleozida. Četiri porodice ektonukleotidaza postoje ektonukleozid trifosfat fosfohidrolaza (NTPDaze), ektonukleotid pirofosfataza fosfodiesteraze (NPP), ekto-5' -nukleotidaza i alkalne fosfataze. Identifikovani su članovi sve četiri porodicebubreg.8 Pošto je glavni ligand za P2X receptore sam ATP, verovatno je da ovi enzimi imaju dubok uticaj na efekte posredovane P2X. Pored enzima koji razgrađuju nukleotide, postoje dvije familije fosforilirajućih enzima nukleozid difosfat kinaza, koje kataliziraju prijenos terminalnog fosfata nukleozid 5-trifosfata u nukleozid 5-difosfate, i koje katalizuju proizvodnju ADP kinaze iz ADP-a. i AMP ili obrnuto, ovisno o koncentraciji odgovarajućih nukleotida. Iako se u početku vjerovalo da su ograničeni na ćelijski citosol, postoje dokazi da su fosforilirajući enzimi također prisutni u ćelijskoj membrani.9 Glavne katalitičke aktivnosti ektonukleotidaza i fosforilirajućih enzima izražene su ububregsumirani su u tabeli 1.

Porodica NTPDaza se sastoji od osam članova, od kojih četiri (NTPDaze 1, 2, 3 i 8) hidrolizuju ekstracelularne nukleotide. NTPDase1 hidrolizuje ATP i ADP sa gotovo jednakom preferencijom, dok NTPDase2 ima mnogo veću sklonost prema ATP-u, što uzrokuje akumulaciju ADP-a; NTPDaze 3 i 8 su srednje po svojoj preferenciji.8 Kod pacova i miševa, NTPDaza1 je istaknuta u većinibubrežnivaskulature i takođe je prisutan u tankom uzlaznom ekstremitetu Henlea i medularnom sabirnom kanalu (CD). NTPDase2 je imunolokaliziran na Bowmanove kapsule i na većinu segmenata nefrona izvan proksimalnog tubula; intrarenalna ekspresija NTPDase3 je istraživana samo kod pacova gdje je, kao i NTPDase2, pronađena u debelom uzlaznom udu (TAL), distalnom tubulu i CD-u.8 Informacije o NTPDase8 su nepotpune.

NPP familija se sastoji od sedam članova, ali samo NPP1 do NPP3 mogu hidrolizirati nukleotide. Informacije o intrarenalnoj distribuciji NPP su ograničene. Bojenje za NPP1 protein je identificirano u proksimalnim tubulima miša i u bazolateralnim membranama distalnih tubula; dok je istaknuto bojenje za NPP3 pronađeno u glomerulima pacova i u apikalnim membranama pars recta, ali ne i u distalnijim segmentima.8 Ekto-5 -nukleotidaza katalizira završnu fazu hidrolize nukleotida do nukleozida. Nalazi se u apikalnim membranama PCT štakora iu interkaliranim ćelijama kroz distalni nefron, kao i u peritubularnom prostoru.8

Alkalna fosfataza je identificirana u apikalnoj membrani PCT i pars recta štakorabubrezi. Iako alkalne fosfataze imaju široku supstratnu specifičnost, sposobne da razgrade ATP sve do adenozina, vrijednosti Km za adenin nukleotide su u niskom milimolarnom rasponu, što izaziva sumnju u fiziološki značaj ovog enzima u odnosu na degradaciju nukleotida.

cistanche tubolosa zdravstvene prednosti: poboljšatibubregfunkcija

P2X RECEPTORI I BUBREŽNA FUNKCIJA

Prilikom razmatranjabubrežnidjelovanja koja se pripisuju P2X receptorima, važno je zapamtiti da će oni vjerovatno djelovati u sprezi s brojnim P2Y receptorima prisutnim u vaskularnoj ibubrežniepitel. Štoviše, plazma membrane bilo kojebubrežnićelija može sadržavati različite podtipove P2 receptora i, u epitelnim ćelijama, populacija receptora može biti različita u apikalnim i bazolateralnim domenima. Iako se dodjela određenog fiziološkog odgovora datom P2 receptoru pokazala teškim, može se koristiti niz pristupa za povećanje rezolucije. Prvo, imunohistohemijske tehnike mogu identificirati podtipove prisutne u regiji (i, ako je moguće, domenu membrane) od interesa. Drugo, farmakološki pristupi se mogu koristiti za stimulaciju ili antagonizaciju specifičnih receptora in situ. Međutim, u vrijeme pisanja ovog teksta nedostaje istinski selektivni agonist za bilo koju od P2X podjedinica, iako je dostupno nekoliko selektivnih antagonista kao što su Ip5I (P2X1 antagonist) i A-740003 (P2X7 antagonist).10 Shodno tome, obično je potrebno uporediti pojedinačne odgovore na različite agoniste kako bi se dobio farmakološki profil iz kojeg se mogu izvući probni zaključci.

Komplementaran pristup je korištenje 'knock out' miševa kod kojih je obrisan gen koji kodira receptor od interesa. Međutim, to nije bez vlastitih potencijalnih problema. Globalno brisanje podtipa receptora koji obavlja značajnu funkciju vjerovatno će dovesti do kompenzacijskih promjena. Profil P2 receptora unutarbubregmože se tada promijeniti kako bi se obnovile ukupne stope izlučivanja, što bi onda moglo dovesti do pogrešnih zaključaka o normalnoj ulozi receptora. Cre-loxP sistem dodaje stepen prefinjenosti pristupu ciljanja gena, dozvoljavajući deleciju specifično za tkivo ili tip ćelije, ali to još nije korišćeno u istraživanju bubrežnih P2 receptora.

DISTRIBUCIJA P2X RECEPTORA U BUBREGU

Vaskulatura

Slika 1(A) sumira trenutno znanje o distribuciji P2X receptora ububrežnivaskularne i tubularne strukture kod pacova. Imunohistohemijske i Western analize pokazuju da su P2X1 receptori prisutni u glatkim mišićima krvnih sudova štakorabubrežni, lučne i interlobularne arterije i u aferentnoj, ali ne i eferentnoj, arterioli.11 P2X2 podjedinice su imunolokalizirane 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 osnovu detekcije mRNA i/ili profila agonista u sistemima ćelijske kulture, P2X2,3,4,5 i 7 podjedinice su identifikovane u glomerularnim mezangijalnim ćelijama, ali od njih je samo niska i varijabilna ekspresija imunoreaktivnosti P2X7 pronađena u glomerulu pacova.13

SLIKA 1|P2X receptori u bubrezima pacova. (A) Lokalizacija. Prikazani su samo oni receptori za koje su dobijeni čvrsti dokazi iz imunohistohemijskih studija i/ili Western blotinga. Gdje je moguće, naznačena je apikalna (a), bazolateralna (b) ili intracelularna (intra) lokacija. (B) Pretpostavljeni efekti stimulacije P2X receptora nabubregfunkcija.

Tubule

Imunohistohemijske studije su identifikovale bazolateralnu ekspresiju P2X6 receptora u PCT pacova i apikalnu ekspresiju P2X5 receptora u S3 segmentu pars recta; Ekspresija niskog nivoa P2X4 proteina je takođe viđena u PCT, iako domen membrane nije identifikovan.13

Kod pacova, tankih silaznih i uzlaznih udova Henlea, postoje neki imunohistohemijski dokazi za P2X4 i P2X6 receptore (membranski domen nije naveden; Ref 13). Isto važi i za TAL. Osim toga, studija TAL transkriptoma pacova pronašla je dokaze za P2X3 kao i za P2X4 receptore.14 Funkcionalne dokaze za bazolateralne P2X receptore pružili su Jensen i saradnici,3 koji su na mišu mTAL pokazali da je bazolateralna primjena ATP-a izazvala početni maksimum u [Ca2 plus ]i praćeno trajnim platoom; dok je početni pik bio oslabljen u mTAL kod P2Y2 nokaut miševa, faza platoa je opstala, što ukazuje na prisustvo dodatnog bazolateralnog P2 receptora. Pošto je faza platoa zavisila od ekstracelularnog Ca2 plus, autori su predložili Ca2 plus - permeabilni P2X receptor.3

U distalnom nefronu, imunohistohemijske studije su identifikovale P2X4 i P2X6 receptore na bazolateralnoj membrani distalnog tubula štakora,13 a širok spektar P2X receptora je identifikovan u CD-u. Imunohistohemija je pokazala ekspresiju P2X1 (samo štakori ograničeni na natrijum; samo interkalirane ćelije), P2X2, P2X4, P2X5 i P2X6 podjedinica u CCD i medularnom CD-u.13,15 S obzirom na lokalizaciju membrane u glavnim ćelijama, P2X4 i 6 su bili nalazi se u apikalnim i bazolateralnim membranama; bojenje za P2X2 i 5 podjedinica označeno je kao 'intracelularno'.15 Kod miša je imunohistohemija lokalizirala podjedinice P2X1 i P2X4 na apikalnu membranu medularnih CD stanica.16 Analiza čovjekabubregtranskriptomotkrili su da je od oznaka za 258 gena koji daju transportna svojstva, jedini P2X receptor otkriven u značajnim količinama u CD-u bio je P2X4. 17

EFEKTI STIMULACIJE P2X RECEPTORA

Fiziološki efekti aktivacije P2X receptora ububrežnivaskulature i u dijelovima tubula sumirani su na slici 1(B).

Vaskulatura

Infuzija ATP-a ububrežniarterija se menjabubrežnivaskularni otpor, iako priroda i veličina odgovora ovise o bazalnom vaskularnom tonusu. Korištenje izolovanog perfuziranog štakorabubregPreglomerularne arterije su bile relativno neosjetljive na ATP, mikromolarne koncentracije su bile potrebne da izazovu čak i prolaznu vazokonstrikciju, dok je aferentna arteriola pretrpjela kontinuiranu kontrakciju u koncentracijama u submikromolarnom rasponu. Eferentna arteriola je bila potpuno neodgovarajuća na ATP.11 Dakle, u ovom preparatu, intrarenalna primena ATP-a je normalno vazokonstriktivna, zbog stimulacije P2X1 receptora. Međutim, kada je osnovna vrijednostbubrežnivaskularni otpor je visok, ATP inducira vazodilataciju, zbog P2Y posredovane proizvodnje dušikovog oksida (NO).11 Dominantni skup receptora, kao i izvor i lokalna koncentracija ekstracelularnog nukleotida, će stoga utjecati na neto fiziološki odgovor. ATP oslobođen izbubrežninervni terminali će djelovati direktno na glatke mišiće krvnih sudova, uzrokujući P2X1-posredovanu vazokonstrikciju, dok se očekuje da će oslobađanje ATP-a u blizini endotelnih P2Y receptora promovirati sintezu NO i vazodilataciju.

Cistancheje dobro zabubregfunkcija

Bubrežna autoregulacija

Autoregulacija odbubrežniprotok krvi je rezultat kombinovanog uticaja najmanje dva mehanizma: intrinzičnog miogenog odgovora vaskularnih glatkih mišića i tubuloglomerularne povratne sprege (TGF). Miogeni odgovor djeluje duž preglomerularnog vaskularnog stabla, reagujući na povećani transmuralni pritisak kanalima posredovanim prilivom kalcija i posljedičnom vazokonstrikciju vaskularnih glatkih mišića. Tačni signalni mehanizmi nisu definirani, ali je uključeno lokalno oslobađanje ATP-a. U aferentnoj arterioli, vazokonstrikcija posredovana pritiskom je značajno prigušena antagonistima P2 receptora PPADS ili suramina ili zasićenjem i naknadnom desenzibilizacijom sistema P2 receptora. Centralna uloga P2 sistema je dodatno naglašena eksperimentima na miševima s nedostatkom P2X1-, u kojima se ukida smanjenje promjera aferentne arteriole izazvano pritiskom.11 Ovo može biti klinički značajno jer oslabljena funkcija receptora P2X1 može podržati pad u autoregulaciji povezanoj sa hipertenzijom.18

TGF je mehanizam u kojem promjene u koncentraciji NaCl u tekućini koja izlazi iz Henleove petlje (uzrokovane promjenama u brzini protoka tubularne tekućine) izazivaju inverzne promjene u brzini glomerularne filtracije izvornog nefrona. TGF je posredovan jukstaglomerularnim aparatom (JGA), koji uključuje senzor – macula densa i efektor – granularne ćelije aferentne arteriole; druge komponente JGA (npr. mezangijalne ćelije) takođe igraju ulogu.

Bell et al. pokazao oslobađanje ATP-a preko bazolateralne membrane ćelija macula densa kao odgovor na povećanu koncentraciju NaCl u luminu unutar fiziološkog opsega, a pokazalo se da koncentracija ATP-a u kortikalnom intersticijumu odgovara na odgovarajući način na inhibiciju ili aktivaciju TGF in vivo.6 Ovo sugerira da je ATP primarni signalni molekul za TGF, koji djeluje na P2X1 receptore. Međutim, eksperimenti ciljanja gena ukazuju na to da ATP možda nije krajnji signal kroz koji TGF uzrokuje suženje aferentne arteriole; čini se da je hidroliza ATP-a u adenozin kritična. In vivo TGF odgovori su oslabljeni kod miševa kojima nedostaju ili adenozin A1 receptori ili ekto-5'-nukleotidaza, enzim koji katalizuje završnu fazu razgradnje ATP-a do adenozina.11 Štaviše, nedavno istraživanje in vivo pokazalo je da intravenska infuzija Antagonisti ATP receptora nisu imali efekta na TGF.19

Tubule

Proksimalni tubul

Glavni utvrđeni učinak stimulacije P2 receptora u proksimalnom tubulu je inhibicija reapsorpcije natrijum bikarbonata kao posljedica smanjene aktivnosti apikalnog Na plus /H plus izmjenjivača (NHE3). Međutim, malo je sumnje, na osnovu tretmana selektivnog agonista/antagonista, da je to posredovano apikalnim receptorima P2Y1, a ne P2X.20 Ostali proksimalni tubularni efekti stimulacije P2 receptora uključuju inhibiciju reapsorpcije fosfata i stimulaciju uzimanja glukoze i glukoneogeneze, ali, opet, čini se da su odgovorni P2Y receptori. Dominacija P2Y receptora u ovom segmentu nedavno je dovedena u pitanje studijom u kojoj su agonisti receptora P2X, meATP i meATP intravenozno ubrizgani u anestezirane pacove. Svaki agonist je bio natriuretik i povećao klirens litijuma (indeks isporuke end-proksimalne tubularne tečnosti) u odsustvu promjene GFR; Aktivnost Na plus K plus ATPaze u izolovanim proksimalnim tubulima je takođe inhibirana.21 Podtip(ovi) receptora P2 odgovorni za ovaj inhibitorni efekat na proksimalnu tubularnu reapsorpciju nije mogao biti identifikovan.

Henleova petlja

Funkcionalni značaj P2 receptora u tankim Henleovim udovima je još uvijek nejasan, ali serija in vitro eksperimenata Garvinove grupe pružila je dokaze za učinak ATP-a na TAL. U ćelijskim suspenzijama mTAL štakora, ATP je povećao intracelularnu proizvodnju NO na način koji je osjetljiv na suramin, ovisno o koncentraciji. Na osnovu toga da je meATP također uzrokovao povećanje proizvodnje NO, tvrdilo se da su primarno odgovorni P2X receptori, iako je primjećeno da je i P2Y2/4 agonist UTP imao slab učinak.22 Enzim odgovoran za proizvodnju NO je NO sintaza 3 (NOS3): ATP nije u stanju da stimuliše proizvodnju NO u TAL ćelijama kod NOS3 nokaut miševa. NO (i, implicirano, ATP) može smanjiti transport TAL-a inhibiranjem apikalne aktivnosti NKCC-2 i (u manjoj mjeri) Na plus /H plus razmjenu. ATP smanjuje potrošnju TAL kisika ovisno o dozi i to je blokirano suraminom ili milimolarnim dozama inhibitora NOS L-NAME. P2X agonist meATP također smanjuje potrošnju kisika, dok P2X antagonist NF023 blokira djelovanje ATP-a.22 Iako ova serija in vitro nalaza snažno sugerira fiziološku ulogu P2X receptora u kontroli funkcije TAL-a, potpuna procjena čeka sveobuhvatno istraživanje transporta elektrolita u Henleovoj petlji in vivo.

Distalni tubul

Nisu rađene direktne studije na nativnim distalnim tubulima; shodno tome, naše znanje o ulozi P2 receptora u ovim segmentima nefrona je fragmentarno i ograničeno na nalaze iz studija primarnih kultura nativnih ćelija ili besmrtnih distalnih ili 'distalnih' ćelijskih linija. Pokazalo se da aktivacija receptora koji su farmakološki okarakterizirani kao P2X (membranski domen nije naveden) u ćelijskoj liniji besmrtnih mišjih distalnih uvijenih tubula inhibira reapsorpciju magnezija. Pored toga, kultivisane ćelije iz zečjih povezujućih tubula reaguju na ekstracelularni ATP povećanjem [Ca2 plus ] I i inhibicijom apsorpcije natrijuma i kalcijuma. U ovom slučaju, farmakološko profilisanje implicira P2Y2 receptore (na osnovu ekvipotencije ATP i UTP), ali se ne može isključiti doprinos P2X receptora.20

Collecting Duct

Ekstracelularni nukleotidi, djelujući i sa apikalne i sa bazolateralne strane, mogu imati značajne efekte na rukovanje vodom i elektrolitima u CD-u – konačnom mjestu regulacije izlučivanja mokraće.

Sada postoje brojni dokazi da stimulacija P2 receptora inhibira vazopresinom stimuliranu osmotsku permeabilnost vode u CD-u kao rezultat smanjenog intracelularnog nivoa cAMP i povećanog intracelularnog PGE2. 23 Na osnovu profiliranja agonista, inhibicija pronađena kod pacova pripisana je P2Y2 receptorima, a studije delecije gena podržavaju ovu sugestiju.24 Ipak, nedavna studija na kultiviranoj, besmrtnoj mišjoj CCD ćelijskoj liniji (mpkC-CDc14) je pokazala dokaz za uključenost P2X receptora u inhibitorni efekat na reapsorpciju vode posredovanu vazopresinom. Primjena dDAVP na bazolateralnu membranu rezultirala je izraženom imunofluorescencijom AQP2 u apikalnoj membrani, ali kada je ATP tada dodat mediju, bilo apikalno ili bazolateralno, AQP2 je internaliziran.25 Tretman dDAVP doveo je do translokacije podtipova P2X2 i P2Y2 u apikalne i bazolateralne membrane, respektivno. Kada su P2 receptori bili koekspresirani sa AQP2 u oocitima Xenopus, aktivacija P2X2 i P2Y2 receptora (kao i P2Y4 receptora) smanjila je obilje AQP2 ćelijske membrane i AQP2-posredovanu propusnost vode.25 Ovi nalazi sugeriraju da pored bazolateralnog P2Y2 receptori, apikalno locirani P2X2 receptori mogu doprinijeti smanjenju regulacije AQP2-stimuliranog transporta vode.

Efekat stimulacije P2 receptora u CD nije ograničen na transport vode; zasebna akcija je inhibiranje reapsorpcije natrijuma posredovane ENaC. Studije na primarnim kulturama i ćelijskim linijama dosljedno su pokazale inhibiciju transporta natrijuma osjetljivog na amilorid (ili benzamil). Odgovorni podtip receptora P2 se različito pripisuje P2Y2 ili P2X3 ili 4. 20 Kao izuzetak od ovih nalaza, Li i saradnici16 su prijavili povećanje struje kratkog spoja nakon stimulacije P2X1 i/ili 4 u ćelijskoj liniji miša CD-a. (IMCD-3), iako osjetljivost na amilorid nije testirana. U prirodnom CD-u miša, perfuziranom in vitro, apikalni ili bazolateralni ATP inhibira reapsorpciju natrijuma, efekat uzrokovan smanjenom vjerovatnoćom otvaranja ENaC. Farmakološko profilisanje i upotreba genetski modifikovanih miševa ukazuju na P2Y{18}}posredovan efekat.26 Nasuprot tome, in vivo studija na štakorima je sugerisala da je inhibitorno dejstvo nukleotida na reapsorpciju natrijuma bio efekat posredovan sa P2X.20 U U ovom kontekstu, patch-clamp istraživanje split-open pacovskog CCD-a pružilo je dokaz da i apikalni P2X i P2Y receptori mogu utjecati na aktivnost ENaC.15 Aktivacija P2Y receptora (podtipovi P2Y2 i/ili P2Y4) inhibirala je aktivnost ENaC, dok je aktivacija P2X receptori, (P2X4 i/ili P2X4/6 receptori), ili inhibiraju ili pojačavaju aktivnost ENaC, ovisno o luminalnoj koncentraciji natrijuma. Kada je luminalni natrijum bio 50 mM (imitirajući normalnu fiziološku koncentraciju), aktivacija P2X4 i/ili 4/6 potencira aktivnost ENaC, dok kada je luminalni natrijum visok (145 mM), aktivacija P2X4 i/ili 4/6 inhibira aktivnost ENaC. Neto učinak ovih djelovanja je snažna inhibicija ENaC-posredovanog transporta pri visokim intraluminalnim koncentracijama natrijuma, i samo blaga inhibicija pri niskim intraluminalnim koncentracijama natrijuma (Slika 2).

SLIKA 2|Predložena regulacija aktivnosti ENaC P2X receptorima u glavnim ćelijama sabirnog kanala štakora (CD). Hipoteza je da je aktivnost ENaC u CD pacova različito regulisana P2X4 i/ili 4/6 receptorima u zavisnosti od koncentracije luminalnog Na plus. A. Kada je koncentracija luminalnog Na plus normalna (tj. ∼50 mM), aktivacija apikalno eksprimiranih P2X4 i/ili 4/6 receptora povećava aktivnost ENaC kroz aktivaciju PI3K. Nasuprot tome, aktivacija apikalno eksprimiranih P2Y receptora inhibira aktivnost ENaC kroz aktivaciju PLC. NBUkupni efekat aktivacije P2 receptora (tj. i P2X i P2Y, korišćenjem ATP-a) je mali stepen inhibicije ENaC. B. Kada je koncentracija luminalnog Na plus visoka (tj. 145 mM), aktivacija P2X4 i/ili 4/6 receptora dovodi do inhibicije aktivnosti ENaC neidentifikovanim mehanizmom, vjerovatno uključujući priliv Na plus. Kao i ranije, aktivacija apikalno eksprimiranih P2Y receptora inhibira aktivnost ENaC kroz aktivaciju PLC. Ukupni efekat aktivacije P2 receptora (tj. i P2X i P2Y, upotrebom ATP-a) je mnogo veći stepen inhibicije ENaC. (Preštampano uz dozvolu Ref 15. Autorsko pravo 2008 American Society of Nephrology)

za šta se koristi cistanche: poboljšanje seksualnosti

P2X RECEPTORI U PATOFIZIOLOGI BUBREGA

policistična bolest bubrega

Policističnibubregbolest(PKD) je povezana s nekontroliranom proliferacijombubrežniepitelnih ćelija i poremećenog transporta tečnosti, što uzrokuje stvaranje i širenje cista ispunjenih tečnošću i naknadno uništavanje okolnog normalnog tkiva. U kulturi, ljudske PKD ćelije oslobađaju više ATP-a nego normalne proksimalne tubularne ćelije, pretežno sa njihove apikalne površine. ATP je koncentrisan u tečnosti ciste, što odražava i povećan efluks ATP-a i smanjenu aktivnost ekto-ATPaze.27 Ovaj ekstracelularni ATP, delujući na P2 receptore na ćelijama koje oblažu ciste, podstiče i rast ćelija i sekreciju tečnosti. Nadalje, aktivacija P2X7 receptora može promovirati apoptozu i remodeliranje, omogućavajući dalje širenje ciste. U prilog tome, prijavljena je ekspresija proteina P2X7 receptora u cističnom epitelu_cpk/cpkmišji model autosomno recesivne PKD. Koristeći ćelije izolirane iz ovog modela, široko korišteni agonist P2X receptora BzATP smanjio je broj cista, ali ne i veličinu ciste. U modelu štakora (Han-SPRD) autosomno dominantnog PKD, povećana mRNA za podtip P2X7 otkrivena je u ćelijama koje oblažu ciste, iako je također prijavljeno slično povećanje mRNA koja kodira druge P2 receptore, što sugerira složenu interakciju podtipova receptora u PKD .27

Upala bubrega

U zdravlju,bubrežniekspresija P2X7 receptora je izuzetno niska, ali je značajno povećana u brojnim patološkim stanjima kao što su modeli dijabetes melitusa i hipertenzije kod glodara.27 Produžena stimulacija P2X7 receptora uzrokuje stvaranje pora, što dovodi do lize i eventualne smrti ćelije; P2X7 receptori također mogu posredovati u inflamatornom odgovoru oslobađanjem citokina kao što su IL-1 i IL-18.28 U modelu proliferativnog glomerulonefritisa kod glodara, povećanje glomerularne ekspresije P2X7 poklapa se sa početak proteinurije. Štaviše, nokaut gena P2X7 receptora ili tretman antagonistom P2X7 receptora umanjuje ozbiljnost bolesti.28 Konačno, potencijalna uloga receptora P2X7 ububrežnifibroza je istraživana na mišjem modelu jednostrane opstrukcije uretera. Prolazna ekspresija P2X7 je otkrivena u tubularnim epitelnim ćelijama nakon opstrukcije; i infiltracija makrofaga, fibroza i ekspresija TGF-a su oslabljeni kod miševa koji su nokautirali P2X7 receptor.28

Ukratko, iako detalji tek treba da se utvrde, jasno je da P2X receptori (u sprezi sa P2Y receptorima) imaju značajnu ulogu u regulaciji normalnogbubrežnifunkcija, kao i u brojnim modelima bolesti. Čini se da je jasan put za eventualnu upotrebu intervencija za modifikaciju ovih akcija, čime se mijenja izlučivanje vode i elektrolita, kao i liječenje specifičnihbubrežnipatološka stanja.

ZAHVALNICA

Ovaj rukopis posvećujemo uspomeni 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 iBubregResearch UK.

Prednosti ekstrakta cistanche: poboljšavaju funkciju bubrega

REFERENCE

1. Vallon V, Rieg T. Regulation ofbubrežniNaCl i transport vode putem ATP/UTP/P2Y2 receptorskog sistema. Am J PhysiolRenalPhysiol 2011, 301:F464–F475.
2. Vekaria RM, Unwin RJ, Shirley DG. Intraluminalne koncentracije ATP-a kod pacovabubrežnitubule. J Am Soc Nephrol 2006, 17:1841–1847.
3. Jensen MEJ, Odgaard E, Christensen MH, Praetorius HA, Leipziger J. Povećanje izazvano protokom [Ca2 plus ] I zavisi od oslobađanja nukleotida i naknadne purinergičke signalizacije 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 debelom uzlaznom ekstremitetu i kortikalnom sabirnom kanalu. Am J PhysiolRenalPhysiol 2009, 297:F341–F349.

5. Praetorius HA, Leipziger J. Oslobađanje ATP-a iz neekscitabilnih ćelija. Purinergic Signal 2009, 5:433–446.

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

7. Sipos A, Vargas SL, Toma I, Hanner F, Willecke K, Peti-Peterdi J. Deficit Connexin 30 pogoršavabubrežnitubularno oslobađanje ATP-a i natriureza pod pritiskom. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1724–1732.
8. Shirley DG, Vekaria RM, Sevigny J. Ectonucleotidases ´in thebubreg. Purinergic Signal 2009, 5:501–511.
9. Yegutkin GG. Ektoenzimi koji konvertuju 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. Purinergic Signal 2009, 5:447–460.
12. Harhun MI, Povstyan OV, Gordienko DV. Purinoreceptor-posredovana struja 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 kod normalnog pacovabubreg: imunološka studija. Cels Tissues Organs 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 nivou sistema ćelijske ekspresije AQP2 gena 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 zavisna od natrijumabubrežnistruje osjetljive na amilorid putem apikalnih P2 receptora. 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. Apical 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. Vazokonstrikcija aferentnih arteriola posredovana receptorom P2X1 kod hipertenzivnih pacova sa infuzijom angiotenzina II hranjenih hranom sa visokim sadržajem soli. Hypertension 2011, 57:780–787.
19. Schnermann J. Održavane tubuloglomerularne povratne reakcije tokom akutne inhibicije P2 purinergičkih receptora kod miševa. Am J PhysiolRenalPhysiol 2011, 300: F339–F344.
20. Bailey MA, Shirley DG. Efekti ekstracelularnih nukleotida nabubrežnicevni transport otopljenih supstanci. Purinergic Signal 2009, 5:473–480.

21. Jankowski M, Szamocka E, Kowalski R, Angielski S, Szczepanska-Konkel M. Efekti agonista P2X receptora nabubrežniizlučivanje natrijuma i vode kod anesteziranih pacova. Acta Physiol 2011, 202:193–201.

22. Garvin JL, Herrera M, Ortiz PA. Regulacija odbubrežniTransport NaCl dušičnim oksidom, endotelinom i ATP-om: 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. Purinergic Signal 2009, 5:491–499.
24. Rieg T, Bunday RA, Chen Y, Deschenes G, Junger W, Insel PA, Vallon V. Miševi kojima nedostaju P2Y2 receptori imaju hipertenziju otpornu na sol i olakšanu bubrežnu Na plus i reapsorpciju 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 regulaciju akvaporina 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. Dijetalni Na plus inhibira mogućnost otvaranja epitelnog natrijumovog kanala ububregpoboljšanjem tonusa apikalnog P2Y2-receptora. FASEB J 2010, 24: 2056–2065.
27. Turner CM, Elliot JI, Tam FWK. P2 receptori u patofiziologiji. Purinergic 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.