P2X-reseptorer og nyrefunksjon

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

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

Akkumulerende bevis indikerer at ATP/P2-reseptorsystemet, som virker på en autokrin eller parakrin måte, kan påvirke et bredt spekter avnyrefunksjoner. P2X-reseptorunderenheter er identifisert i de flestenyrekar og i hvert nefronsegment; ATP frigjøres franyreepitelceller, og enzymer som er ansvarlige for ATP-nedbrytning, uttrykkes i vaskulaturen og tubuli. Stimulering av P2X1-reseptorer i de afferente arteriolene ved ATP frigjort franyrenerveterminaler eller fra tilstøtende macula densa-celler induserer vasokonstriksjon og bidrar til regulering avnyrehemodynamikk. I tubuli er det bevis for en rekke P2X-medierte effekter: hemming av proksimal tubulær reabsorpsjon; hemming av Na pluss K pluss 2Cl− kotransportøraktivitet (via økt nitrogenoksidsyntese) i den tykke stigende delen av løkken til Henle; hemming av magnesiumreabsorpsjon i distale tubuli; og modulering av natrium- og vannreabsorpsjon i samlekanalen. Endelig ser det ut til at P2X-reseptorer, spesielt P2X7-underenheter, spiller en viktig rolle i nyrepatologi, spesielt for cystedannelse ipolycystisknyresykdomog inyrebetennelse. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

cistanche anmeldelser: forbedre nyrenenyrefunksjon

INTRODUKSJON

Nukleotider og P2-reseptorer tjener et bredt spekter av fysiologiske roller i hele kroppen. Selv om kunnskap om autokrine/parakrine effekter av dette systemet inyrerhar ligget bak andre organer/vev, har det siste tiåret sett store fremskritt i å lukke gapet. Så langt de flestenyreundersøkelser har fokusert på P2Y-reseptorer1; informasjon om nyre P2X-reseptorer og deres funksjon er mer begrenset.

SEKRETION AV ATP I NYRENE

Så godt som alle celler kan frigjøre nukleotider, ognyrevaskulære celler og epitelceller er ingen unntak. Vekaria et al.2 rapporterte intraluminale ATP-konsentrasjoner i rotte proksimale convoluted tubuli (PCT) in vivo på 200–300 nmol/L, markant høyere enn konsentrasjoner i glomerulære filtrat, noe som tyder på utskillelse av ATP av PCT-celler. Ved å bruke musemarg tykke stigende lemmer (metaller) perfusert in vitro, viste Leipzigers gruppe at økninger i intraluminalt trykk resulterte i økninger i intracellulær Ca2 pluss ([Ca2 pluss ]i) som i seg selv var avhengig av nukleotidfrigjøring.3 I en oppfølgingsstudie , P2Y2-reseptor-uttrykkende astrocytter ble brukt som biosensorer for å demonstrere både spontan og agonist-indusert nukleotidfrigjøring. Vasopressin utløste maksimale intraluminale nukleotidkonsentrasjoner på 200–300 nmol/L. Siden P2Y2-reseptoren ikke er i stand til å skille mellom UTP og ATP, kunne det eller de spesifikke nukleotidene som frigjøres ikke identifiseres. I samme studie fant Odgaard et al.4 at vasopressin også utløste nukleotidsekresjon fra musekortikal samlekanal (CCD) perfusert in vitro; intraluminale konsentrasjoner nærmet seg igjen 300 nmol/L.

Selv om disse konsentrasjonene sannsynligvis er under terskelen for P2X-reseptoraktivering, undervurderer bulkfasemålinger nesten helt sikkert konsentrasjoner ved cellemembranen, siden ektonukleotidaser raskt metaboliserer utskilte nukleotider (se nedenfor).

Mekanisme(r) for ATP-frigjøring

Mekanismen for sekresjon av nukleotider franyretubulære celler er ennå ikke etablert og kan variere fra segment til segment. Eksocytose av vesikler som inneholder ATP er én mulighet; i tillegg har en rekke kanaler/transportører blitt implisert.5 Maxianionkanaler medierer ATP-transport over den basolaterale membranen til macula densa-celler som respons på økt NaCl-levering6 (se nedenfor). Cystisk fibrose transmembrane konduktans regulator (CFTR) kanaler har også blitt omtalt som en rute for efflux, men denne muligheten har ikke fått solid støtte.5 Bevis for rollen til connexin (Cx) hemichannels i frigjøringen av ATP i det distale nefronet har kommet fra en studie med Cx30 knockout-mus.7 Delvis splitt-åpne CCD-er ble mikroperfusjon in vitro og P2X2-reseptoruttrykkende biosensorer ble plassert i direkte kontakt med de apikale membranene til CCD-celler. Hos villtype mus fremkalte økninger i rørformet strøm suraminfølsomme (dvs. nukleotidmediert) økninger i [Ca2 pluss] I i biosensorcellene, mens responser var nesten fraværende i Cx30 knockout-mus. Det er imidlertid tvil om at Cx-hemikanaler åpner seg under fysiologiske forhold. De strukturelt homologe pannexinene kan derimot aktiveres ved membrandepolarisasjoner i det fysiologiske området. Pannexiner kan også danne ATP-permeable hemikanaler, men ytterligere studier vil være nødvendig for å bestemme deres rolle, hvis noen, inyre.5

EKTONUKLEOTIDASER

Nukleotider frigjort franyrevaskulatur og fra epitelceller brytes raskt ned av overflatelokaliserte og løselige enzymer (ektonukleotidaser) til forskjellige nukleotider eller til nukleosider. Fire familier av ektonukleotidaser eksisterer ektonukleosidtrifosfatfosfohydrolase (NTPDaser), ektonukleotidpyrofosfatasefosfodiesteraser (NPP), ekto-5'-nukleotidase og alkaliske fosfataser. Medlemmer av alle de fire familiene er identifisert inyre.8 Siden hovedliganden for P2X-reseptorer er ATP i seg selv, er det sannsynlig at disse enzymene har en dyp innflytelse på P2X-medierte effekter. I tillegg til enzymer som bryter ned nukleotider, eksisterer to familier av fosforylerende enzymer nukleosid-difosfatkinaser, som katalyserer overføringen av det terminale fosfatet av nukleosid 5-trifosfater til nukleosid 5-difosfater, og adenylatkinaser, som katalyserer ADP-produksjonen fra ATP. og AMP eller omvendt, avhengig av konsentrasjonene av de respektive nukleotidene. Selv om det i utgangspunktet ble antatt å være begrenset til cellecytosolen, er det bevis for at fosforylerende enzymer også er tilstede i cellemembranen.9 De viktigste katalytiske aktivitetene til ektonukleotidasene og fosforylerende enzymer uttrykt inyreer oppsummert i tabell 1.

NTPDase-familien omfatter åtte medlemmer, hvorav fire (NTPDase 1, 2, 3 og 8) hydrolyserer ekstracellulære nukleotider. NTPDase1 hydrolyserer ATP og ADP med nesten lik preferanse, mens NTPDase2 har en mye større preferanse for ATP, og forårsaker derfor akkumulering av ADP; NTPDase 3 og 8 er middels i preferanse.8 Hos rotter og mus er NTPDase1 fremtredende i det meste avnyrevaskulatur og er også tilstede i den tynne stigende delen av Henle og medullær samlekanal (CD). NTPDase2 har blitt immunlokalisert til Bowmans kapsler og til de fleste nefronsegmenter utover den proksimale tubuli; det intrarenale uttrykket av NTPDase3 er kun undersøkt hos rotter, der det, i likhet med NTPDase2, ble funnet i tykt stigende lem (TAL), distale tubuli og CD.8 Informasjon om NTPDase8 er ufullstendig.

NPP-familien består av syv medlemmer, men bare NPP1 til NPP3 er i stand til å hydrolysere nukleotider. Informasjon om intrarenal distribusjon av NPP er begrenset. Farging for NPP1-protein er identifisert i muse proksimale tubuli og i basolaterale membraner av distale tubuli; mens fremtredende farging for NPP3 er funnet i rotte glomeruli og i den apikale membranen av pars recta, men ikke i mer distale segmenter.8 Ecto-5 -nukleotidase katalyserer det siste stadiet av nukleotidhydrolyse til nukleosidet. Det finnes i apikale membraner hos rotte-PCT og i interkalerte celler i hele det distale nefronet, så vel som det peritubulære rommet.8

Alkalisk fosfatase er identifisert i den apikale membranen til PCT og pars recta hos rottenyrer. Selv om alkaliske fosfataser har bred substratspesifisitet, i stand til å bryte ned ATP helt til adenosin, er Km-verdiene for adenin-nukleotider i det lave millimolare området, noe som vekker tvil om den fysiologiske betydningen av dette enzymet i forhold til nukleotidnedbrytning.

cistanche tubolosa helsemessige fordeler: forbedrenyrefunksjon

P2X-RESEPTORER OG NYREFUNKSJON

Når man vurderernyrehandlinger som kan tilskrives P2X-reseptorer, er det viktig å huske at de sannsynligvis vil fungere sammen med de mange P2Y-reseptorene som finnes i hele vaskulaturen ognyreepitel. Dessuten er plasmamembranene til evtnyrecelle kan inneholde en rekke P2-reseptorsubtyper, og i epitelceller kan reseptorpopulasjonen være forskjellig i apikale og basolaterale domener. Selv om tilordningen av en bestemt fysiologisk respons til en gitt P2-reseptor har vist seg vanskelig, kan en rekke tilnærminger brukes for å øke oppløsningen. For det første kan immunhistokjemiske teknikker identifisere subtypene som er tilstede i regionen (og, hvis mulig, membrandomenet) av interesse. For det andre kan farmakologiske tilnærminger brukes til å stimulere eller antagonisere spesifikke reseptorer in situ. Men i skrivende stund mangler en virkelig selektiv agonist for noen av P2X-underenhetene, selv om noen få selektive antagonister er tilgjengelige som Ip5I (P2X1-antagonist) og A-740003 (P2X7-antagonist).10 Følgelig, det er vanligvis nødvendig å sammenligne de individuelle responsene på en rekke agonister for å gi en farmakologisk profil som foreløpige konklusjoner kan trekkes fra.

En komplementær tilnærming er å bruke "knock-out"-mus der genet som koder for reseptoren av interesse er slettet. Dette er imidlertid ikke uten egne potensielle problemer. Global sletting av en reseptorsubtype som utfører en betydelig funksjon vil sannsynligvis føre til kompenserende endringer. P2-reseptorprofilen inyrekan deretter endres for å gjenopprette den totale utskillelseshastigheten, noe som da kan føre til misvisende konklusjoner om reseptorens normale rolle. Cre-loxP-systemet tilfører en grad av raffinement til genmålrettingstilnærmingen, og tillater vev- eller celletypespesifikk sletting, men dette har ennå ikke blitt brukt i nyre-P2-reseptorforskning.

DISTRIBUSJON AV P2X-RESEPTORER I NYREN

Vaskulatur

Figur 1(A) oppsummerer nåværende kunnskap om fordelingen av P2X-reseptorer inyrevaskulære og rørformede strukturer hos rotten. Immunhistokjemiske og vestlige analyser indikerer at P2X1-reseptorer er tilstede i den vaskulære glatte muskelen til rottennyre, bueformede og interlobulære arterier og i den afferente, men ikke den efferente, arteriolen.11 P2X2-underenheter har blitt immunlokalisert i den glatte muskelen i større arterier og vener inyre,11 og molekylært bevis har nylig blitt gitt for P2X4-underenheter, i det minste i bueformede og interlobulære arterier.12 På grunnlag av mRNA-deteksjon og/eller agonist-pro-filing i cellekultursystemer, P2X2,3,4,5 og 7 underenheter er identifisert i glomerulære mesangiale celler, men av disse ble det kun funnet lav og variabel ekspresjon av P2X7-immunreaktivitet i rotte-glomerulus.13

FIGUR 1|P2X-reseptorer i rottenyren. (A) Lokalisering. Bare de reseptorene er vist for hvilke sikre bevis fra immunhistokjemiske studier og/eller Western blotting er oppnådd. Der det er mulig, er apikal (a), basolateral (b) eller intracellulær (intra) plassering indikert. (B) Putative effekter av P2X-reseptorstimulering pånyrefunksjon.

Tubulus

Immunhistokjemiske studier har identifisert basolateral ekspresjon av P2X6-reseptorer i rotte-PCT og apikal ekspresjon av P2X5-reseptorer i S3-segmentet av pars recta; lavnivåuttrykk av P2X4-protein ble også sett i PCT, selv om membrandomenet ikke ble identifisert.13

I rotte, tynne nedadgående og stigende lemmer av Henle, er det noen immunhistokjemiske bevis for P2X4- og P2X6-reseptorer (membrandomene ikke oppgitt; Ref 13). Det samme gjelder TAL. I tillegg fant en studie av rotte-TAL-transkriptomet bevis for P2X3- og P2X4-reseptorer.14 Funksjonell bevis for basolaterale P2X-reseptorer ble gitt av Jensen et al.,3 som viste i muse-mTAL at basolateral applikasjon av ATP forårsaket en første topp. i [Ca2 pluss]i etterfulgt av et vedvarende platå; mens den første toppen ble dempet i mTAL fra P2Y2 knockout-mus, vedvarte platåfasen, noe som tyder på tilstedeværelsen av en ekstra basolateral P2-reseptor. Siden platåfasen var avhengig av ekstracellulær Ca2 pluss, foreslo forfatterne en Ca2 pluss-permeabel P2X-reseptor.3

I det distale nefronet har immunhistokjemiske studier identifisert P2X4- og P2X6-reseptorer på den basolaterale membranen til rottens distale tubuli,13 og et bredt spekter av P2X-reseptorer er identifisert i CD. Immunhistokjemi har indikert ekspresjonen av P2X1 (kun natriumbegrensede rotter; kun interkalerte celler), P2X2, P2X4, P2X5 og P2X6 underenheter i CCD og medullær CD.13,15 Med hensyn til membranlokalisering i hovedceller var P2X4 og 6 finnes i både apikale og basolaterale membraner; farging for P2X2 og 5 underenheter ble betegnet som 'intracellulær'.15 Hos mus har immunhistokjemi lokalisert P2X1 og P2X4 underenheter til den apikale membranen til medullære CD-celler.16 Analyse av mennesketnyretranskriptomfant at av tags for 258 gener som gir transportegenskaper, var den eneste P2X-reseptoren som ble oppdaget i betydelige mengder i CD P2X4. 17

EFFEKTER AV P2X-RESEPTORSTIMULERING

De fysiologiske effektene av P2X-reseptoraktivering inyrevaskulatur og i seksjoner av tubuli er oppsummert i figur 1(B).

Vaskulatur

Infusjon av ATP inyrearterien endresnyrevaskulær motstand, selv om arten og omfanget av responsen er avhengig av den basale vaskulære tonen. Ved å bruke den isolerte perfuserte rottennyreforberedelse, ble de preglomerulære arteriene funnet å være relativt ufølsomme for ATP, mikromolare konsentrasjoner var nødvendig for å fremkalle selv forbigående vasokonstriksjon, mens den afferente arteriolen gjennomgikk vedvarende sammentrekning ved konsentrasjoner i det submikromolare området. Den efferente arteriolen responderte fullstendig på ATP.11 I dette preparatet er intrarenal administrering av ATP normalt vasokonstriktiv på grunn av stimulering av P2X1-reseptorer. Men når baselinenyrevaskulær motstand er høy, ATP induserer vasodilatasjon, på grunn av P2Y-mediert produksjon av nitrogenoksid (NO).11 Den dominerende reseptorpoolen, samt kilden og den lokale konsentrasjonen av ekstracellulært nukleotid, vil derfor påvirke den netto fysiologiske responsen. ATP frigitt franyrenerveterminaler vil virke direkte på den vaskulære glatte muskelen, og forårsake P2X1-mediert vasokonstriksjon, mens frigjøring av ATP i nærheten av de endoteliale P2Y-reseptorene forventes å fremme NO-syntese og vasodilatasjon.

Cistancheer bra fornyrefunksjon

Renal autoregulering

Autoregulering avnyreblodstrømmen er et resultat av den kombinerte påvirkningen av minst to mekanismer: den iboende myogene responsen til den vaskulære glatte muskelen og tubuloglomerulær feedback (TGF). Den myogene responsen opererer langs det preglomerulære vaskulære treet, og reagerer på økt transmuralt trykk ved kanalmediert kalsiumtilstrømning og påfølgende vasokonstriksjon av den vaskulære glatte muskelen. De eksakte signaleringsmekanismene er ikke definert, men den lokale frigjøringen av ATP er implisert. I den afferente arteriolen er trykkmediert vasokonstriksjon markert avstumpet av P2-reseptorantagonistene PPADS eller suramin eller av metning og påfølgende desensibilisering av P2-reseptorsystemet. Den sentrale rollen til P2-systemet understrekes ytterligere av eksperimenter i mus med P2X1-mangel, der trykkinduserte reduksjoner i afferent arteriolediameter er opphevet.11 Dette kan være klinisk signifikant siden nedsatt P2X1-reseptorfunksjon kan underbygge nedgangen. i autoregulering assosiert med hypertensjon.18

TGF er en mekanisme der endringer i konsentrasjonen av NaCl i væsken som kommer ut av løkken til Henle (forårsaket av endringer i rørformet væskestrømningshastighet) fremkaller omvendte endringer i den glomerulære filtrasjonshastigheten til opprinnelsesnefronet. TGF formidles av det juxtaglomerulære apparatet (JGA), som inkluderer en sensor – macula densa og en effektor – de granulære cellene i den afferente arteriolen; andre komponenter i JGA (f.eks. mesangiale celler) spiller også en rolle.

Bell et al. demonstrerte frigjøring av ATP over den basolaterale membranen til macula densa-celler som respons på økt luminal NaCl-konsentrasjon innenfor det fysiologiske området, og konsentrasjonen av ATP i det kortikale interstitium ble vist å reagere passende på hemming eller aktivering av TGF in vivo.6 Dette antyder at ATP er det primære signalmolekylet for TGF, som virker på P2X1-reseptorer. Imidlertid indikerer gen-targeting-eksperimenter at ATP kanskje ikke er det ultimate signalet som TGF forårsaker innsnevring av den afferente arteriolen gjennom; hydrolyse av ATP til adenosin ser ut til å være kritisk. In vivo TGF-responser er svekket hos mus som mangler enten adenosin A1-reseptorer eller ekto-5'-nukleotidase, enzymet som katalyserer det siste stadiet av nedbrytning av ATP til adenosin.11 Dessuten viste en nylig in vivo-studie at intravenøs infusjon av ATP-reseptorantagonister hadde ingen effekt på TGF.19

Tubulus

Proksimal tubuli

Den viktigste etablerte effekten av P2-reseptorstimulering i den proksimale tubuli er hemming av natriumbikarbonat-reabsorpsjon som en konsekvens av den reduserte aktiviteten til den apikale Na pluss/H pluss-veksleren (NHE3). Det er imidlertid liten tvil, på grunnlag av selektiv agonist/antagonist-behandling, at dette medieres av apikale P2Y1-reseptorer, snarere enn P2X-reseptorer.20 Andre proksimale tubulære effekter av P2-reseptorstimulering inkluderer hemming av fosfatreabsorpsjon og stimulering av glukoseopptak og glukoneogenese, men igjen ser det ut til at P2Y-reseptorer er ansvarlige. P2Y-reseptordominering i dette segmentet har nylig blitt utfordret av en studie der P2X-reseptoragonistene, meATP og, meATP ble infundert intravenøst ​​i bedøvede rotter. Hver agonist var natriuretisk og økt litiumclearance (en indeks for endeproksimal tubulær væsketilførsel) i fravær av en endring i GFR; Na pluss K pluss ATPase-aktivitet i isolerte proksimale tubuli ble også hemmet.21 P2-reseptorsubtypen(e) som er ansvarlige for denne hemmende effekten på proksimal tubulær reabsorpsjon kunne ikke identifiseres.

Løkke av Henle

Den funksjonelle betydningen av P2-reseptorer i de tynne lemmene til Henle er fortsatt uklar, men en serie in vitro-eksperimenter fra Garvins gruppe har gitt bevis for en effekt av ATP i TAL. I cellesuspensjoner av rotte mTAL økte ATP intracellulær NO-produksjon på en suraminsensitiv, konsentrasjonsavhengig måte. På bakgrunn av at meATP også forårsaket en økning i NO-produksjonen, ble det hevdet at P2X-reseptorer var primært ansvarlige, selv om det ble bemerket at P2Y2/4-agonisten UTP også hadde en svak effekt.22 Enzymet som er ansvarlig for NO-produksjonen er NO syntase 3 (NOS3): ATP er ikke i stand til å stimulere NO-produksjon i TAL-celler fra NOS3 knockout-mus. NO (og, underforstått, ATP) kan redusere TAL-transport ved å hemme apikal NKCC-2-aktivitet og (i mindre grad) Na pluss /H pluss-utveksling. ATP reduserer TAL oksygenforbruk doseavhengig og dette blokkeres av enten suramin eller millimolare doser av NOS-hemmeren L-NAME. P2X-agonisten meATP reduserer også oksygenforbruket, mens P2X-antagonisten NF023 blokkerer ATPs handling.22 Selv om denne serien av in vitro-funn tyder sterkt på en fysiologisk rolle for P2X-reseptorer i kontrollen av TAL-funksjonen, venter en fullstendig vurdering på en omfattende undersøkelse av elektrolytttransport i løkken til Henle in vivo.

Distale tubuli

Det er ikke gjort noen direkte studier i native distale tubuli; følgelig er vår kunnskap om rollen til P2-reseptorer i disse nefronsegmentene fragmentarisk og begrenset til funn fra studier av primære kulturer av native celler eller udødeliggjorte distale eller 'distale lignende' cellelinjer. Aktivering av reseptorer karakterisert farmakologisk som P2X (membrandomene ikke oppgitt) i en udødeliggjort muse distal, kronglete tubuluscellelinje har vist seg å hemme magnesiumreabsorpsjon. I tillegg reagerer dyrkede celler fra kaninforbindelsesrør på ekstracellulær ATP med en økning i [Ca2 pluss] I og hemming av natrium- og kalsiumabsorpsjon. I dette tilfellet impliserer farmakologisk profilering P2Y2-reseptorer (på grunnlag av ekvipotens til ATP og UTP), men et bidrag fra P2X-reseptorer kan ikke utelukkes.20

Samlekanal

Ekstracellulære nukleotider, som virker fra både apikale og basolaterale sider, kan ha betydelige effekter på vann- og elektrolytthåndtering i CD-en – det siste stedet for regulering av urinproduksjonen.

Det er nå overveldende bevis på at P2-reseptorstimulering hemmer vasopressin-stimulert osmotisk vannpermeabilitet i CD som et resultat av reduserte intracellulære nivåer av cAMP og økt intracellulær PGE2. 23 På grunnlag av agonistprofilering ble hemmingen funnet i rotten tilskrevet P2Y2-reseptorer, og gendelesjonsstudier støtter dette forslaget.24 Likevel har en nylig studie i en dyrket, udødeliggjort muse-CCD-cellelinje (mpkC-CDc14) gitt bevis for involvering av P2X-reseptorer i den hemmende effekten på vasopressinmediert vannreabsorpsjon. Påføring av dDAVP på den basolaterale membranen resulterte i markert AQP2-immunfluorescens i den apikale membranen, men når ATP deretter ble tilsatt til mediet, enten apikalt eller basolateralt, ble AQP2 internalisert.25 Behandling med dDAVP førte til translokasjon av P2X2- og P2Y2-subtyper til henholdsvis apikale og basolaterale membraner. Når P2-reseptorer ble samuttrykt med AQP2 i Xenopus-oocytter, reduserte aktivering av P2X2- og P2Y2-reseptorer (og også av P2Y4-reseptorer) cellemembranen AQP2-overflod og AQP2-mediert vannpermeabilitet.25 Disse funnene tyder på at i tillegg til basolateral P2Y2 reseptorer, apikalt lokaliserte P2X2-reseptorer kan bidra til nedregulering av AQP2-stimulert vanntransport.

Effekten av P2-reseptorstimulering i CD er ikke begrenset til vanntransport; en separat handling er å hemme ENaC-mediert natriumreabsorpsjon. Studier i primærkulturer og cellelinjer har konsekvent vist hemming av amilorid- (eller benzamil-) sensitiv natriumtransport. Den ansvarlige P2-reseptorsubtypen er på forskjellige måter blitt tilskrevet P2Y2 eller P2X3 eller 4. 20 Som et unntak fra disse funnene rapporterte Li et al.16 en økning i kortslutningsstrøm etter P2X1- og/eller 4-stimulering i en muse-CD-cellelinje (IMCD-3), selv om amiloridfølsomhet ikke ble testet. I naturlig muse-CD, perfusert in vitro, hemmer apikal eller basolateral ATP natriumreabsorpsjon, en effekt forårsaket av redusert ENaC åpen sannsynlighet. Farmakologisk profilering og bruk av genetisk konstruerte mus peker på en P2Y2-mediert effekt.26 I motsetning antydet en in vivo-studie på rotter at den hemmende virkningen av nukleotider på natriumreabsorpsjon var en P2X-mediert effekt.20 I I denne sammenheng har en patch-clamp-undersøkelse av split-open rotte CCD gitt bevis for at både apikale P2X- og P2Y-reseptorer kan påvirke ENaC-aktivitet.15 Aktivering av P2Y-reseptorer (P2Y2- og/eller P2Y4-subtyper) hemmet ENaC-aktivitet, mens aktivering av P2X reseptorer, (P2X4- og/eller P2X4/6-reseptorer), enten hemmet eller potensiert ENaC-aktivitet, avhengig av den luminale konsentrasjonen av natrium. Når luminalt natrium var 50 mM (som etterligner den normale fysiologiske konsentrasjonen), potensierte P2X4 og/eller 4/6 aktivering ENaC-aktivitet, mens når luminalt natrium var høy (145 mM), hemmet P2X4 og/eller 4/6 aktivering ENaC-aktivitet. Nettoeffekten av disse virkningene er sterk hemming av ENaC-mediert transport ved høye intraluminale natriumkonsentrasjoner, og kun mild hemming ved lave intraluminale natriumkonsentrasjoner (figur 2).

FIGUR 2|Foreslått regulering av ENaC-aktivitet av P2X-reseptorer i hovedceller i rottesamlingskanal (CD). Hypotesen er at ENaC-aktivitet i rotte-CD er differensielt regulert av P2X4- og/eller 4/6-reseptorer avhengig av konsentrasjonen av luminal Na pluss. A. Når konsentrasjonen av luminal Na pluss er normal (dvs. ~50 mM), øker aktivering av apikalt uttrykte P2X4- og/eller 4/6-reseptorer ENaC-aktivitet gjennom aktivering av PI3K. I motsetning til dette hemmer aktivering av apikalt uttrykte P2Y-reseptorer ENaC-aktivitet gjennom aktivering av PLC. NB Den samlede effekten av P2-reseptoraktivering (dvs. både P2X og P2Y, ved bruk av ATP) er en liten grad av ENaC-hemming. B. Når konsentrasjonen av luminal Na pluss er høy (dvs. 145 mM), resulterer aktivering av P2X4- og/eller 4/6-reseptorer i inhibering av ENaC-aktivitet ved en uidentifisert mekanisme, muligens involverer en tilstrømning av Na pluss. Som før hemmer aktivering av apikalt uttrykte P2Y-reseptorer ENaC-aktivitet gjennom aktivering av PLC. Den totale effekten av P2-reseptoraktivering (dvs. både P2X og P2Y, ved bruk av ATP) er en mye større grad av ENaC-hemming. (Oppgitt med tillatelse fra Ref 15. Copyright 2008 American Society of Nephrology)

hva brukes cistanche til: forbedre seksualiteten

P2X-RESEPTORER I NYREPATOFYSIOLOGI

Polycystisk nyresykdom

Polycystisknyresykdom(PKD) er assosiert med ukontrollert spredning avnyreepitelceller og forstyrret væsketransport, som forårsaker dannelse og utvidelse av væskefylte cyster og påfølgende ødeleggelse av det omkringliggende normale vevet. I kultur frigjør humane PKD-celler mer ATP enn normale proksimale tubulære celler, hovedsakelig fra deres apikale overflate. ATP er konsentrert i cystevæsken, noe som reflekterer både økt ATP-utstrømning og redusert ekto-ATPase-aktivitet.27 Denne ekstracellulære ATP, som virker på P2-reseptorer på cysteforing av celler, fremmer både cellevekst og væskesekresjon. Videre kan aktivering av P2X7-reseptorer fremme apoptose og ombygging, noe som tillater ytterligere cysteutvidelse. Til støtte for dette er uttrykk for P2X7-reseptorprotein blitt rapportert i det cystiske epitelet til_cpk/cpkmusemodell av autosomal recessiv PKD. Ved å bruke celler isolert fra denne modellen reduserte den mye brukte P2X-reseptoragonisten BzATP cysteantall, men ikke cystestørrelse. I en rottemodell (Han-SPRD) av autosomalt dominant PKD, ble økt mRNA for P2X7-subtypen påvist i cyste-foring-celler, selv om lignende økninger i mRNA som koder for andre P2-reseptorer også ble rapportert, noe som tyder på et komplekst samspill av reseptorsubtyper i PKD .27

Nyrebetennelse

Innen helse ernyreekspresjon av P2X7-reseptorer er ekstremt lav, men økes markant i en rekke patologiske tilstander som gnagermodeller av diabetes mellitus og hypertensjon.27 Langvarig P2X7-reseptorstimulering forårsaker poredannelse, som fører til lysis og eventuell celledød; P2X7-reseptorer kan også mediere en inflammatorisk respons gjennom frigjøring av cytokiner som IL-1 og IL-18.28 I en gnagermodell av proliferativ glomerulonefritt, er en økning i det glomerulære uttrykket av P2X7 sammenfallende med utbruddet av proteinuri. Dessuten demper P2X7-reseptorgenet knockout eller behandling med en P2X7-reseptorantagonist sykdommens alvorlighetsgrad.28 Til slutt, den potensielle rollen til P2X7-reseptoren inyrefibrose har blitt undersøkt i en musemodell av ensidig ureterisk obstruksjon. Forbigående ekspresjon av P2X7 ble påvist i tubulære epitelceller etter obstruksjon; og makrofaginfiltrasjon, fibrose og ekspresjon av TGF- ble alle dempet i P2X7-reseptor knockout-mus.28

Oppsummert, selv om detaljene ennå ikke er etablert, er det klart at P2X-reseptorer (sammen med P2Y-reseptorer) har en betydelig rolle å spille i reguleringen av normalenyrefunksjon, og også i en rekke sykdomsmodeller. Veien synes klar for eventuell bruk av intervensjoner for å modifisere disse handlingene, og dermed endre vann- og elektrolyttutskillelse, samt behandlingen av spesifikkenyrepatologiske forhold.

TAKK

Vi dedikerer dette manuskriptet til minnet om vår venn og kollega, David Shirley.

Arbeidet i forfatternes laboratorier ble støttet av Wellcome Trust, Medical Research Council, British Heart Foundation, St. Peter's Trust for Kidney, Bladder & Prostate Research, ogNyreResearch UK.

Fordeler med cistancheekstrakt: forbedre nyrefunksjonen

REFERANSER

1. Vallon V, Rieg T. Regulering avnyreNaCl og vanntransport med ATP/UTP/P2Y2-reseptorsystemet. Am J PhysiolNyrePhysiol 2011, 301:F464–F475.
2. Vekaria RM, Unwin RJ, Shirley DG. Intraluminale ATP-konsentrasjoner hos rotternyretubuli. J Am Soc Nephrol 2006, 17:1841–1847.
3. Jensen MEJ, Odgaard E, Christensen MH, Praetorius HA, Leipziger J. Flow-indusert [Ca2 pluss] I-økning avhenger av nukleotidfrigjøring og påfølgende purinergisk signalering i det intakte nefronet. J Am Soc Nephrol 2007, 18: 2062–2070.
4. Odgaard E, Praetorius HA, Leipziger J. AVP-stimulert nukleotidsekresjon i perfusert mus medullært tykt stigende lem og kortikal samlekanal. Am J PhysiolNyrePhysiol 2009, 297:F341–F349.

5. Praetorius HA, Leipziger J. ATP-frigjøring fra ikke-eksiterbare celler. Purinergic Signal 2009, 5:433–446.

6. Bell PD, Komlosi P, Zhang ZR. ATP som formidler av macula densa-signalering. Purinergisk signal 2009, 5: 461–471.

7. Sipos A, Vargas SL, Toma I, Hanner F, Willecke K, Peti-Peterdi J. Connexin 30-mangel svekkernyretubulær ATP-frigjøring og trykknatriurese. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1724–1732.
8. Shirley DG, Vekaria RM, Sevigny J. Ectonucleotidases 'inyre. Purinergic Signal 2009, 5:501–511.
9. Yegutkin GG. Nukleotid- og nukleosid-konverterende ektoenzymer: viktige modulatorer av den purinerge signalkaskaden. Biochim Biophys Acta 2008, 1783: 673–694.
10. Burnstock G. Fysiologi og patofysiologi av purinerg nevrotransmisjon. Physiol Rev 2007, 87: 659–797.
11. Inscho EW. ATP, P2-reseptorer ognyremikrosirkulasjon. Purinergic Signal 2009, 5:447–460.
12. Harhun MI, Povstyan OV, Gordienko DV. Purinoreseptor-mediert strøm i myocytter franyremotstand arterier. Br J Pharmacol 2010, 160:987–997.
13. Turner CM, Vonend O, Chan C, Burnstock G, Unwin RJ. Distribusjonsmønsteret av utvalgte ATP-sensitive P2-reseptorsubtyper i normal rottenyre: en immunologisk studie. Cells 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. Systemnivåanalyse av cellespesifikk AQP2-genekspresjon inyresamlekanal. 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. Natriumavhengig regulering avnyreamiloridfølsomme strømmer av apikale P2-reseptorer. 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 bidrar til [Ca2 plus] I-signalering og ISCin-musnyreMCD. 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. Et panoramabilde av genuttrykk i mennesketnyre. Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100:13710–13715.
18. Inscho EW, Cook AK, Clarke A, Zhang S, Guan Z. P2X1-reseptor-mediert vasokonstriksjon av afferente arterioler hos angiotensin II-infunderte hypertensive rotter matet med en diett med høyt saltinnhold. Hypertensjon 2011, 57:780–787.
19. Schnermann J. Opprettholdt tubuloglomerulære tilbakemeldingsresponser under akutt hemming av P2 purinerge reseptorer hos mus. Am J PhysiolNyrePhysiol 2011, 300: F339–F344.
20. Bailey MA, Shirley DG. Effekter av ekstracellulære nukleotider pånyrerørformet transport av løst stoff. Purinergic Signal 2009, 5:473–480.

21. Jankowski M, Szamocka E, Kowalski R, Angielski S, Szczepanska-Konkel M. Effektene av P2X-reseptoragonister pånyrenatrium- og vannutskillelse hos bedøvede rotter. Acta Physiol 2011, 202:193–201.

22. Garvin JL, Herrera M, Ortiz PA. Regulering avnyreNaCl-transport med nitrogenoksid, endotelin og ATP: kliniske implikasjoner. Annu Rev Physiol 2011, 73: 359–376.

23. Kishore BK, Nelson RD, Miller RL, Carlson NG, Kohan DE. P2Y2-reseptorer og vanntransport inyre. Purinergic Signal 2009, 5:491–499.
24. Rieg T, Bunday RA, Chen Y, Deschenes G, Junger W, Insel PA, Vallon V. Mus som mangler P2Y2-reseptorer har saltresistent hypertensjon og letter nyreabsorpsjon av Na pluss og vann. 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. Nukleotider nedregulerer aquaporin 2 via aktivering av apikale P2-reseptorer. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1480–1490.
26. Pochynyuk O, Rieg T, Bugaj V, Schroth J, Fridman A, et al. Dietary Na plus hemmer den åpne sannsynligheten for den epiteliale natriumkanalen inyreved å forbedre den apikale P2Y2-reseptortonen. FASEB J 2010, 24: 2056–2065.
27. Turner CM, Elliot JI, Tam FWK. P2-reseptorer i patofysiologi. Purinergic Signal 2009, 5:513–520.
28. Arulkumaran N, Unwin RJ, Tam FWK. En potensiell terapeutisk rolle for P2X7-reseptor (P2X7R)-antagonister i behandlingen av inflammatoriske sykdommer. Expert Opin Investig Drugs 2011, 20:897–915.