Recettori P2X e funzione renale

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

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

L'evidenza accumulata indica che il sistema del recettore ATP/P2, agendo in maniera autocrina o paracrina, può influenzare un'ampia gamma direnalefunzioni. Nella maggior parte sono state identificate subunità del recettore P2Xrenalevasi e in ogni segmento di nefrone; L'ATP viene rilasciato darenalecellule epiteliali ed enzimi responsabili della degradazione dell'ATP sono espressi nel sistema vascolare e nei tubuli. Stimolazione dei recettori P2X1 nelle arteriole afferenti da parte dell'ATP rilasciato darenaleterminali nervosi o dalle cellule adiacenti della macula densa induce vasocostrizione e contribuisce alla regolazione dellarenaleemodinamica. Nel tubulo, ci sono prove di una varietà di effetti mediati da P2X: inibizione del riassorbimento tubulare prossimale; inibizione dell'attività del cotrasportatore Na più K più 2Cl- (attraverso l'aumento della sintesi di ossido nitrico) nell'arto ascendente spesso dell'ansa di Henle; inibizione del riassorbimento del magnesio nel tubulo distale; e modulazione del riassorbimento di sodio e acqua nel condotto collettore. Infine, i recettori P2X, in particolare le subunità P2X7, sembrano svolgere un ruolo importante nella patologia renale, in particolare per la formazione di cisti inpolicisticorenepatologiae dentrorenaleinfiammazione. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

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INTRODUZIONE

I nucleotidi e i recettori P2 assolvono un'ampia gamma di ruoli fisiologici in tutto il corpo. Sebbene la conoscenza degli effetti autocrini/paracrini di questo sistema nelreniè rimasto indietro rispetto a quello di altri organi/tessuti, l'ultimo decennio ha visto importanti progressi nel colmare il divario. Finora, la maggior parterenalele ricerche si sono concentrate sui recettori P2Y1; le informazioni sui recettori P2X renali e sulla loro funzione sono più limitate.

SECREZIONE DI ATP NEI RENI

Praticamente tutte le cellule possono rilasciare nucleotidi erenalele cellule vascolari ed epiteliali non fanno eccezione. Vekaria et al.2 hanno riportato concentrazioni di ATP intraluminale nei tubuli contorti prossimali (PCT) di ratto in vivo di 200-300 nmol/L, notevolmente superiori alle concentrazioni nel filtrato glomerulare, suggerendo la secrezione di ATP da parte delle cellule PCT. Usando arti ascendenti midollari spessi (metalli) di topo perfusi in vitro, il gruppo di Leipziger ha mostrato che l'aumento della pressione intraluminale provocava aumenti di Ca2 più ([Ca2 più]i) intracellulare che erano essi stessi dipendenti dal rilascio di nucleotidi.3 In uno studio di follow-up , Gli astrociti che esprimono il recettore P2Y2 sono stati usati come biosensori per dimostrare il rilascio di nucleotidi sia spontaneo che indotto da agonisti. La vasopressina ha suscitato un picco di concentrazione di nucleotidi intraluminali di 200-300 nmol/L. Poiché il recettore P2Y2 non è in grado di discriminare tra UTP e ATP, non è stato possibile identificare i nucleotidi specifici rilasciati. Nello stesso studio, Odgaard et al.4 hanno scoperto che la vasopressina ha anche innescato la secrezione di nucleotidi dal dotto corticale collettore (CCD) del topo perfuso in vitro; le concentrazioni intraluminali si sono nuovamente avvicinate a 300 nmol/L.

Sebbene queste concentrazioni siano probabilmente al di sotto della soglia per l'attivazione del recettore P2X, le misurazioni della fase bulk quasi sicuramente sottostimano le concentrazioni sulla membrana cellulare, poiché le ectonucleotidasi metabolizzano rapidamente i nucleotidi secreti (vedi sotto).

Meccanismo(i) di rilascio dell'ATP

Il meccanismo di secrezione dei nucleotidi darenalele cellule tubulari non sono ancora stabilite e possono differire da segmento a segmento. L'esocitosi di vescicole contenenti ATP è una possibilità; inoltre, è stata implicata una varietà di canali/trasportatori.5 I canali maxi-anionici mediano il trasporto di ATP attraverso la membrana basolaterale delle cellule della macula densa in risposta all'aumento del rilascio di NaCl6 (vedi sotto). Anche i canali del regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica (CFTR) sono stati proposti come via di efflusso, ma questa possibilità non ha ricevuto un fermo sostegno.5 Sono arrivate prove del ruolo degli emicanali della connessina (Cx) nel rilascio di ATP nel nefrone distale da uno studio su topi knockout Cx30.7 CCD parzialmente aperti erano microperfusione in vitro e biosensori che esprimono il recettore P2X2 sono stati posti a diretto contatto con le membrane apicali delle cellule CCD. Nei topi wild-type, l'aumento del flusso tubulare ha evocato aumenti sensibili alla suramina (cioè mediati da nucleotidi) di [Ca2 più] I nelle cellule biosensoriali, mentre le risposte erano quasi assenti nei topi knockout Cx30. Tuttavia, ci sono dubbi sul fatto che gli emichannel Cx si aprano in condizioni fisiologiche. Le pannexine strutturalmente omologhe, al contrario, possono essere attivate da depolarizzazioni di membrana nel range fisiologico. Le pannexine possono anche formare semicanali permeabili all'ATP, ma saranno necessari ulteriori studi per determinare il loro ruolo, se del caso, nelrene.5

ECTONUCLEOTIDASI

Nucleotidi rilasciati dalrenalevascolarizzazione e dalle cellule epiteliali sono rapidamente degradati da enzimi localizzati in superficie e solubili (ectonucleotidasi) a diversi nucleotidi o nucleosidi. Esistono quattro famiglie di ectonucleotidasi ectonucleoside trifosfato fosfoidrolasi (NTPDasi), ectonucleotide pirofosfatasi fosfodiesterasi (NPP), ecto{0}}'-nucleotidasi e fosfatasi alcalina. I membri di tutte e quattro le famiglie sono stati identificati nelrene.8 Poiché il principale ligando per i recettori P2X è l'ATP stesso, è probabile che questi enzimi abbiano una profonda influenza sugli effetti mediati da P2X. Oltre agli enzimi che scompongono i nucleotidi, esistono due famiglie di enzimi fosforilanti: nucleoside difosfato chinasi, che catalizzano il trasferimento del fosfato terminale dei nucleoside 5 -trifosfato al nucleoside 5 -difosfato, e adenilato chinasi, che catalizzano la produzione di ADP dall'ATP e AMP o viceversa, a seconda delle concentrazioni dei rispettivi nucleotidi. Sebbene inizialmente si ritenesse limitato al citosol cellulare, ci sono prove che gli enzimi fosforilanti siano presenti anche nella membrana cellulare.9 Le principali attività catalitiche delle ectonucleotidasi e degli enzimi fosforilanti espressi nelrenesono riassunti nella tabella 1.

La famiglia delle NTPDasi comprende otto membri, quattro dei quali (NTPDasi 1, 2, 3 e 8) idrolizzano i nucleotidi extracellulari. NTPDase1 idrolizza ATP e ADP con preferenza quasi uguale, mentre NTPDase2 ha una preferenza molto maggiore per ATP, causando quindi un accumulo di ADP; Le NTPDasi 3 e 8 sono di preferenza intermedia.8 Nei ratti e nei topi, la NTPDasi1 è prominente nella maggior parte dellerenalevascolarizzazione ed è presente anche nel sottile arto ascendente di Henle e nel dotto collettore midollare (CD). NTPDase2 è stato immunolocalizzato alle capsule di Bowman e alla maggior parte dei segmenti di nefrone oltre il tubulo prossimale; l'espressione intrarenale di NTPDase3 è stata studiata solo nel ratto dove, come NTPDase2, è stata trovata nell'arto ascendente spesso (TAL), nel tubulo distale e nel CD.8 Le informazioni su NTPDase8 sono incomplete.

La famiglia NPP comprende sette membri, ma solo da NPP1 a NPP3 sono in grado di idrolizzare i nucleotidi. Le informazioni sulla distribuzione intrarenale delle centrali nucleari sono limitate. La colorazione per la proteina NPP1 è stata identificata nei tubuli prossimali del topo e nelle membrane basolaterali dei tubuli distali; mentre una colorazione prominente per NPP3 è stata trovata nei glomeruli di ratto e nella membrana apicale della pars recta, ma non in segmenti più distali.8 La ecto-5 -nucleotidasi catalizza lo stadio finale dell'idrolisi del nucleotide nel nucleoside. Si trova nelle membrane apicali del PCT di ratto e nelle cellule intercalate in tutto il nefrone distale, nonché nello spazio peritubulare.8

La fosfatasi alcalina è stata identificata nella membrana apicale di PCT e pars recta di rattoreni. Sebbene le fosfatasi alcaline abbiano un'ampia specificità del substrato, in grado di scomporre l'ATP fino all'adenosina, i valori di Km per i nucleotidi di adenina sono nell'intervallo dei bassi millimolari, sollevando dubbi sul significato fisiologico di questo enzima in relazione alla degradazione dei nucleotidi.

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RECETTORI P2X E FUNZIONE RENALE

Quando si considerarenaleazioni attribuibili ai recettori P2X, è importante ricordare che è probabile che agiscano in combinazione con i numerosi recettori P2Y presenti in tutto il sistema vascolare erenaleepitelio. Inoltre, le membrane plasmatiche di qualsiasirenalela cellula può contenere una varietà di sottotipi del recettore P2 e, nelle cellule epiteliali, la popolazione del recettore può essere diversa nei domini apicali e basolaterali. Sebbene l'assegnazione di una particolare risposta fisiologica a un determinato recettore P2 si sia rivelata difficile, è possibile utilizzare numerosi approcci per aumentare la risoluzione. In primo luogo, le tecniche immunoistochimiche possono identificare i sottotipi presenti nella regione (e, se possibile, nel dominio di membrana) di interesse. In secondo luogo, gli approcci farmacologici possono essere utilizzati per stimolare o antagonizzare specifici recettori in situ. Tuttavia, al momento in cui scrivo, manca un agonista veramente selettivo per qualsiasi subunità P2X, sebbene siano disponibili alcuni antagonisti selettivi come Ip5I (antagonista P2X1) e A-740003 (antagonista P2X7).10 Di conseguenza, di solito è necessario confrontare le risposte individuali a una varietà di agonisti per fornire un profilo farmacologico da cui si possono trarre conclusioni provvisorie.

Un approccio complementare consiste nell'utilizzare topi "knock out" in cui il gene che codifica per il recettore di interesse è stato eliminato. Tuttavia, questo non è privo di potenziali problemi. È probabile che l'eliminazione globale di un sottotipo di recettore che svolge una funzione significativa porti a cambiamenti compensatori. Il profilo del recettore P2 all'interno delrenepuò quindi cambiare per ripristinare i tassi di escrezione complessivi, che potrebbero quindi portare a conclusioni fuorvianti sul ruolo normale del recettore. Il sistema Cre-loxP aggiunge un grado di raffinamento all'approccio di targeting genetico, consentendo la delezione specifica del tessuto o del tipo cellulare, ma questo non è stato ancora impiegato nella ricerca sul recettore P2 renale.

DISTRIBUZIONE DEI RECETTORI P2X NEL RENE

Vascolarizzazione

La Figura 1 (A) riassume le attuali conoscenze sulla distribuzione dei recettori P2X inrenalestrutture vascolari e tubolari nel ratto. Le analisi immunoistochimiche e occidentali indicano che i recettori P2X1 sono presenti nella muscolatura liscia vascolare del rattorenale, arcuate e interlobulari e nell'arteriola afferente, ma non efferente.11 Le subunità P2X2 sono state immunolocalizzate nella muscolatura liscia di arterie e vene più grandi all'interno delrene,11 e recentemente sono state fornite evidenze molecolari per le subunità P2X4, almeno nelle arterie arcuate e interlobulari.12 Sulla base del rilevamento dell'mRNA e/o della profilazione degli agonisti nei sistemi di coltura cellulare, P2X2,3,4,5 e 7 subunità sono state identificate nelle cellule mesangiali glomerulari, ma di queste solo un'espressione bassa e variabile dell'immunoreattività P2X7 è stata trovata nel glomerulo di ratto.13

FIGURA 1|Recettori P2X nel rene di ratto. (A) Localizzazione. Vengono mostrati solo quei recettori per i quali è stata ottenuta una solida evidenza da studi immunoistochimici e/o Western blotting. Ove possibile, è indicata la posizione apicale (a), basolaterale (b) o intracellulare (intra). (B) Effetti putativi della stimolazione del recettore P2Xrenefunzione.

Tubulo

Studi immunoistochimici hanno identificato l'espressione basolaterale dei recettori P2X6 nel PCT di ratto e l'espressione apicale dei recettori P2X5 nel segmento S3 della pars recta; nel PCT è stata osservata anche un'espressione di basso livello della proteina P2X4, sebbene il dominio della membrana non fosse identificato.13

Nel ratto, arti sottili discendenti e ascendenti di Henle, ci sono alcune prove immunoistochimiche per i recettori P2X4 e P2X6 (dominio di membrana non dichiarato; Rif 13). Lo stesso vale per il TAL. Inoltre, uno studio sul trascrittoma TAL di ratto ha trovato prove per i recettori P2X3 e P2X4.14 L'evidenza funzionale per i recettori P2X basolaterali è stata fornita da Jensen et al.,3 che hanno mostrato nel mTAL di topo che l'applicazione basolaterale di ATP causava un picco iniziale in [Ca2 più]i seguito da un plateau sostenuto; mentre il picco iniziale è stato attenuato in mTAL da topi knockout P2Y2, la fase di plateau è persistita, suggerendo la presenza di un recettore P2 basolaterale aggiuntivo. Poiché la fase di plateau dipendeva dal Ca2 plus extracellulare, gli autori hanno proposto un recettore P2X permeabile al Ca2 plus.3

Nel nefrone distale, studi immunoistochimici hanno identificato i recettori P2X4 e P2X6 sulla membrana basolaterale del tubulo distale di ratto,13 ed è stata identificata un'ampia gamma di recettori P2X nel CD. L'immunoistochimica ha indicato l'espressione di P2X1 (solo ratti con restrizione di sodio; solo cellule intercalate), subunità P2X2, P2X4, P2X5 e P2X6 in CCD e CD midollare.13,15 Per quanto riguarda la localizzazione della membrana nelle cellule principali, P2X4 e 6 erano si trova nelle membrane sia apicali che basolaterali; la colorazione per le subunità P2X2 e 5 è stata denominata "intracellulare".15 Nel topo, l'immunoistochimica ha localizzato le subunità P2X1 e P2X4 sulla membrana apicale delle cellule CD midollari.16 Analisi dell'uomorenetrascrittomaha scoperto che dei tag per 258 geni che conferiscono proprietà di trasporto, l'unico recettore P2X rilevato in quantità significative nel CD era P2X4. 17

EFFETTI DELLA STIMOLAZIONE DEI RECETTORI P2X

Gli effetti fisiologici dell'attivazione del recettore P2X nelrenalesistema vascolare e in sezioni del tubulo sono riassunti nella Figura 1 (B).

Vascolarizzazione

Infusione di ATP nelrenalel'arteria si alterarenaleresistenza vascolare, sebbene la natura e l'entità della risposta dipendano dal tono vascolare basale. Usando il ratto perfuso isolatorenepreparazione, le arterie preglomerulari sono risultate relativamente insensibili all'ATP, essendo necessarie concentrazioni micromolari per evocare una vasocostrizione anche transitoria, mentre l'arteriola afferente ha subito una contrazione prolungata a concentrazioni nell'intervallo submicromolare. L'arteriola efferente non rispondeva completamente all'ATP.11 Pertanto, in questa preparazione, la somministrazione intrarenale di ATP è normalmente vasocostrittiva, a causa della stimolazione dei recettori P2X1. Tuttavia, quando la linea di baserenalela resistenza vascolare è elevata, l'ATP induce vasodilatazione, a causa della produzione di ossido nitrico (NO) mediata da P2Y.11 Il pool di recettori dominanti, così come la fonte e la concentrazione locale di nucleotide extracellulare, influenzeranno quindi la risposta fisiologica netta. ATP rilasciato darenalele terminazioni nervose agiranno direttamente sulla muscolatura liscia vascolare, causando una vasocostrizione mediata da P2X1-, mentre ci si aspetta che il rilascio di ATP in prossimità dei recettori P2Y endoteliali promuova la sintesi di NO e la vasodilatazione.

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Autoregolazione renale

Autoregolazione direnaleil flusso sanguigno risulta dall'influenza combinata di almeno due meccanismi: la risposta miogenica intrinseca della muscolatura liscia vascolare e il feedback tubuloglomerulare (TGF). La risposta miogenica opera lungo l'albero vascolare preglomerulare, rispondendo all'aumentata pressione transmurale dovuta all'afflusso di calcio mediato dal canale e alla conseguente vasocostrizione della muscolatura liscia vascolare. Gli esatti meccanismi di segnalazione non sono definiti, ma è implicato il rilascio locale di ATP. Nell'arteriola afferente, la vasocostrizione mediata dalla pressione è notevolmente attenuata dagli antagonisti del recettore P2 PPADS o dalla suramina o dalla saturazione e successiva desensibilizzazione del sistema recettore P2. Il ruolo centrale del sistema P2 è ulteriormente sottolineato da esperimenti su topi con deficit di P2X1-, in cui vengono abolite le riduzioni indotte dalla pressione nel diametro dell'arteriola afferente.11 Ciò può essere clinicamente significativo poiché la funzione del recettore P2X1 alterata può essere alla base del declino nell'autoregolazione associata all'ipertensione.18

Il TGF è un meccanismo per cui i cambiamenti nella concentrazione di NaCl nel fluido che emerge dall'ansa di Henle (causati dai cambiamenti nella portata del fluido tubolare) provocano variazioni inverse nella velocità di filtrazione glomerulare del nefrone di origine. Il TGF è mediato dall'apparato iuxtaglomerulare (JGA), che comprende un sensore, la macula densa e un effettore, le cellule granulari dell'arteriola afferente; anche altri componenti della JGA (p. es., le cellule mesangiali) svolgono un ruolo.

Bell et al. ha dimostrato il rilascio di ATP attraverso la membrana basolaterale delle cellule della macula densa in risposta all'aumento della concentrazione di NaCl luminale all'interno dell'intervallo fisiologico e la concentrazione di ATP nell'interstizio corticale ha dimostrato di rispondere in modo appropriato all'inibizione o all'attivazione del TGF in vivo.6 Questo suggerisce che l'ATP sia la molecola di segnalazione primaria per il TGF, agendo sui recettori P2X1. Tuttavia, gli esperimenti di targeting genetico indicano che l'ATP potrebbe non essere il segnale finale attraverso il quale il TGF provoca la costrizione dell'arteriola afferente; l'idrolisi dell'ATP ad adenosina sembra essere critica. Le risposte in vivo del TGF sono attenuate nei topi privi dei recettori dell'adenosina A1 o dell'ecto-5'-nucleotidasi, l'enzima che catalizza lo stadio finale della degradazione dell'ATP ad adenosina.11 Inoltre, un recente studio in vivo ha dimostrato che l'infusione endovenosa di Gli antagonisti del recettore dell'ATP non hanno avuto effetto sul TGF.19

Tubulo

Tubulo prossimale

Il principale effetto accertato della stimolazione del recettore P2 nel tubulo prossimale è l'inibizione del riassorbimento del bicarbonato di sodio come conseguenza della ridotta attività dello scambiatore apicale Na più /H più (NHE3). Tuttavia, sulla base del trattamento selettivo con agonisti/antagonisti, non vi è dubbio che questo sia mediato dai recettori apicali P2Y1, piuttosto che P2X.20 Altri effetti tubulari prossimali della stimolazione del recettore P2 includono l'inibizione del riassorbimento del fosfato e la stimolazione dell'assorbimento del glucosio. e della gluconeogenesi, ma, ancora una volta, i recettori P2Y sembrano essere responsabili. Il dominio del recettore P2Y in questo segmento è stato recentemente messo in discussione da uno studio in cui gli agonisti del recettore P2X , meATP e , meATP sono stati infusi per via endovenosa in ratti anestetizzati. Ciascun agonista era natriuretico e aumentava la clearance del litio (un indice di rilascio di fluido tubulare end-prossimale) in assenza di una variazione della GFR; Anche l'attività Na più K più ATPasi nei tubuli prossimali isolati è stata inibita.21 Non è stato possibile identificare il sottotipo/i del recettore P2 responsabile di questo effetto inibitorio sul riassorbimento tubulare prossimale.

Ciclo di Henle

Il significato funzionale dei recettori P2 negli arti sottili di Henle non è ancora chiaro, ma una serie di esperimenti in vitro del gruppo di Garvin ha fornito prove di un effetto dell'ATP nel TAL. Nelle sospensioni cellulari di mTAL di ratto, l'ATP ha aumentato la produzione intracellulare di NO in modo sensibile alla suramina e dipendente dalla concentrazione. Sulla base del fatto che anche il meATP ha causato un aumento della produzione di NO, è stato affermato che i recettori P2X erano i principali responsabili, sebbene sia stato notato che anche l'UTP agonista P2Y2/4 ha avuto un effetto debole.22 L'enzima responsabile della produzione di NO è NO sintasi 3 (NOS3): l'ATP non è in grado di stimolare la produzione di NO nelle cellule TAL da topi knockout per NOS3. NO (e, implicitamente, ATP) può ridurre il trasporto TAL inibendo l'attività apicale di NKCC-2 e (in misura minore) Na più /H più lo scambio. L'ATP riduce il consumo di ossigeno TAL in modo dose-dipendente e questo è bloccato da dosi di suramina o millimolare dell'inibitore NOS L-NAME. L'agonista P2X meATP riduce anche il consumo di ossigeno, mentre l'antagonista P2X NF023 blocca l'azione dell'ATP.22 Sebbene questa serie di risultati in vitro suggerisca fortemente un ruolo fisiologico dei recettori P2X nel controllo della funzione TAL, una valutazione completa attende un'indagine completa del trasporto di elettroliti nell'ansa di Henle in vivo.

Tubulo distale

Non sono stati effettuati studi diretti sui tubuli distali nativi; di conseguenza, la nostra conoscenza del ruolo dei recettori P2 in questi segmenti di nefrone è frammentaria e limitata ai risultati di studi su colture primarie di cellule native o linee cellulari immortalate distali o "simili a distali". È stato dimostrato che l'attivazione di recettori caratterizzati farmacologicamente come P2X (dominio di membrana non dichiarato) in una linea cellulare di tubuli contorti distali di topo immortalata inibisce il riassorbimento del magnesio. Inoltre, le cellule in coltura dei tubuli di collegamento del coniglio rispondono all'ATP extracellulare con un aumento di [Ca2 più] I e l'inibizione dell'assorbimento di sodio e calcio. In questo caso, la profilazione farmacologica coinvolge i recettori P2Y2 (sulla base dell'equipotenza di ATP e UTP), ma non si può escludere un contributo dei recettori P2X.20

Condotto di raccolta

I nucleotidi extracellulari, agendo sia dal lato apicale che basolaterale, possono avere effetti significativi sulla gestione dell'acqua e degli elettroliti nel CD, il sito finale di regolazione dell'uscita urinaria.

Vi sono ora prove schiaccianti che la stimolazione del recettore P2 inibisce la permeabilità all'acqua osmotica stimolata dalla vasopressina nel CD a causa dei ridotti livelli intracellulari di cAMP e dell'aumento della PGE2 intracellulare. 23 Sulla base del profilo agonista, l'inibizione riscontrata nel ratto è stata attribuita ai recettori P2Y2 e studi di delezione genica supportano questo suggerimento.24 Tuttavia, uno studio recente su una linea cellulare CCD murina immortalata (mpkC-CDc14) ha fornito evidenza del coinvolgimento dei recettori P2X nell'effetto inibitorio sul riassorbimento dell'acqua mediato dalla vasopressina. L'applicazione di dDAVP alla membrana basolaterale ha determinato una marcata immunofluorescenza AQP2 nella membrana apicale, ma quando l'ATP è stato poi aggiunto al terreno, apicalmente o basolateralmente, l'AQP2 è stato interiorizzato.25 Il trattamento con dDAVP ha portato alla traslocazione dei sottotipi P2X2 e P2Y2 in rispettivamente le membrane apicale e basolaterale. Quando i recettori P2 sono stati coespressi con AQP2 negli ovociti di Xenopus, l'attivazione dei recettori P2X2 e P2Y2 (e anche dei recettori P2Y4) ha ridotto l'abbondanza di AQP2 nella membrana cellulare e la permeabilità all'acqua mediata da AQP2-.25 Questi risultati suggeriscono che oltre al P2Y2 basolaterale recettori, i recettori P2X2 localizzati apicalmente possono contribuire alla downregulation del trasporto dell'acqua stimolato dall'AQP2-.

L'effetto della stimolazione del recettore P2 nel CD non si limita al trasporto dell'acqua; un'azione separata consiste nell'inibire il riassorbimento del sodio mediato da ENaC. Studi su colture primarie e linee cellulari hanno costantemente mostrato l'inibizione del trasporto del sodio sensibile all'amiloride (o benzamil-). Il sottotipo di recettore P2 responsabile è stato variamente attribuito a P2Y2 o P2X3 o 4. 20 Come eccezione a questi risultati, Li et al.16 hanno riportato un aumento della corrente di cortocircuito dopo stimolazione P2X1 e/o 4 in una linea cellulare CD di topo (IMCD-3), sebbene la sensibilità all'amiloride non sia stata testata. Nel CD di topo nativo, l'ATP perfuso in vitro, apicale o basolaterale inibisce il riassorbimento del sodio, un effetto causato dalla ridotta probabilità di apertura di ENaC. Il profilo farmacologico e l'uso di topi geneticamente modificati indicano un effetto mediato da P2Y2-.26 Al contrario, uno studio in vivo sui ratti ha suggerito che l'azione inibitoria dei nucleotidi sul riassorbimento del sodio fosse un effetto mediato da P2X.20 In in questo contesto, un'indagine patch-clamp sul CCD di ratto split-open ha fornito prove che entrambi i recettori apicali P2X e P2Y possono influenzare l'attività di ENaC.15 L'attivazione dei recettori P2Y (sottotipi P2Y2 e/o P2Y4) ha inibito l'attività di ENaC, mentre l'attivazione di P2X recettori (recettori P2X4 e/o P2X4/6), inibivano o potenziavano l'attività ENaC, a seconda della concentrazione luminale di sodio. Quando il sodio luminale era 50 mM (imitando la normale concentrazione fisiologica), l'attivazione di P2X4 e/o 4/6 potenziava l'attività di ENaC, mentre quando il sodio luminale era alto (145 mM), l'attivazione di P2X4 e/o 4/6 inibiva l'attività di ENaC. L'effetto netto di queste azioni è una forte inibizione del trasporto mediato da ENaC ad alte concentrazioni di sodio intraluminale e solo una lieve inibizione a basse concentrazioni di sodio intraluminale (Figura 2).

FIGURA 2|Proposta di regolazione dell'attività ENaC da parte dei recettori P2X nelle principali cellule del dotto collettore di ratto (CD). L'ipotesi è che l'attività di ENaC nel CD di ratto sia regolata in modo differenziale dai recettori P2X4 e/o 4/6 a seconda della concentrazione di Na plus luminale. A. Quando la concentrazione di Na plus luminale è normale (cioè, ~50 mM), l'attivazione dei recettori P2X4 e/o 4/6 espressi apicamente aumenta l'attività di ENaC attraverso l'attivazione di PI3K. Al contrario, l'attivazione dei recettori P2Y espressi apicalmente inibisce l'attività di ENaC attraverso l'attivazione del PLC. NB L'effetto complessivo dell'attivazione del recettore P2 (sia P2X che P2Y, utilizzando ATP) è un piccolo grado di inibizione di ENaC. B. Quando la concentrazione di Na plus luminale è elevata (cioè 145 mM), l'attivazione dei recettori P2X4 e/o 4/6 provoca l'inibizione dell'attività ENaC da un meccanismo non identificato, che può comportare un afflusso di Na plus . Come prima, l'attivazione dei recettori P2Y espressi apicalmente inibisce l'attività di ENaC attraverso l'attivazione del PLC. L'effetto complessivo dell'attivazione del recettore P2 (cioè, sia P2X che P2Y, utilizzando ATP) è un grado molto più ampio di inibizione di ENaC. (Ristampato con il permesso di Ref 15. Copyright 2008 American Society of Nephrology)

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RECETTORI P2X NELLA FISIOLOGIA RENALE

Malattia policistica renale

Policisticorenepatologia(PKD) è associato alla proliferazione incontrollata direnalecellule epiteliali e trasporto disordinato dei liquidi, causando la formazione e l'espansione di cisti piene di liquido e la successiva distruzione del tessuto normale circostante. In coltura, le cellule PKD umane rilasciano più ATP rispetto alle normali cellule tubulari prossimali, principalmente dalla loro superficie apicale. L'ATP è concentrato nel liquido della cisti, riflettendo sia un aumento dell'efflusso di ATP che una ridotta attività dell'ecto-ATPasi.27 Questo ATP extracellulare, agendo sui recettori P2 sulle cellule che rivestono la cisti, promuove sia la crescita cellulare che la secrezione di liquidi. Inoltre, l'attivazione dei recettori P2X7 può promuovere l'apoptosi e il rimodellamento, consentendo un'ulteriore espansione della cisti. A sostegno di ciò, l'espressione della proteina del recettore P2X7 è stata riportata nell'epitelio cistico del_cpk/cpkmodello murino di PKD autosomica recessiva. Utilizzando cellule isolate da questo modello, l'agonista del recettore P2X ampiamente utilizzato BzATP ha ridotto il numero di cisti, ma non le dimensioni della cisti. In un modello di ratto (Han-SPRD) di PKD autosomica dominante, è stato rilevato un aumento dell'mRNA per il sottotipo P2X7 nelle cellule che rivestono la cisti, sebbene siano stati riportati aumenti simili dell'mRNA che codifica per altri recettori P2, suggerendo una complessa interazione di sottotipi di recettori nella PKD .27

Infiammazione renale

In salute, ilrenalel'espressione dei recettori P2X7 è estremamente bassa ma è notevolmente aumentata in un certo numero di condizioni patologiche come modelli di roditori di diabete mellito e ipertensione.27 La stimolazione prolungata del recettore P2X7 provoca la formazione di pori, portando alla lisi e alla morte cellulare; I recettori P2X7 possono anche mediare una risposta infiammatoria attraverso il rilascio di citochine come IL-1 e IL-18.28 In un modello di roditore di glomerulonefrite proliferativa, un aumento dell'espressione glomerulare di P2X7 coincide con il insorgenza di proteinuria. Inoltre, il knockout del gene del recettore P2X7 o il trattamento con un antagonista del recettore P2X7 attenua la gravità della malattia.28 Infine, il ruolo potenziale del recettore P2X7 nellarenalela fibrosi è stata studiata in un modello murino di ostruzione ureterica unilaterale. L'espressione transitoria di P2X7 è stata rilevata nelle cellule epiteliali tubulari dopo l'ostruzione; e l'infiltrazione dei macrofagi, la fibrosi e l'espressione del TGF- sono stati tutti attenuati nei topi knockout per il recettore P2X7.28

In sintesi, sebbene i dettagli debbano ancora essere stabiliti, è chiaro che i recettori P2X (insieme ai recettori P2Y) hanno un ruolo significativo da svolgere nella regolazione del normalerenalefunzione, e anche in un certo numero di modelli di malattia. Appare chiara la strada per l'eventuale ricorso ad interventi volti a modificare queste azioni, alterando così l'escrezione di acqua ed elettroliti, nonché il trattamento di specificirenalecondizioni patologiche.

RINGRAZIAMENTI

Dedichiamo questo manoscritto alla memoria del nostro amico e collega David Shirley.

Il lavoro nei laboratori degli autori è stato sostenuto dal Wellcome Trust, dal Medical Research Council, dalla British Heart Foundation, dal St. Peter's Trust for Kidney, Bladder & Prostate Research eReneRicerca nel Regno Unito.

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RIFERIMENTI

1. Vallon V, Rieg T. Regolamento delrenaleNaCl e trasporto dell'acqua da parte del sistema recettore ATP/UTP/P2Y2. Sono J PhysiolRenalePhysiol 2011, 301:F464–F475.
2. Vekaria RM, Unwin RJ, Shirley DG. Concentrazioni intraluminali di ATP nel rattorenaletubuli. J Am Soc Nephrol 2006, 17:1841–1847.
3. Jensen MEJ, Odgaard E, Christensen MH, Praetorius HA, Leipziger J. L'aumento di [Ca2 più] I indotto dal flusso dipende dal rilascio di nucleotidi e dalla successiva segnalazione purinergica nel nefrone intatto. J Am Soc Nephrol 2007, 18: 2062–2070.
4. Odgaard E, Praetorius HA, Leipziger J. Secrezione di nucleotide stimolata da AVP nell'arto ascendente midollare spesso perfuso di topo e nel dotto collettore corticale. Sono J PhysiolRenaleFisiolo 2009, 297:F341–F349.

5. Praetorius HA, Leipziger J. Rilascio di ATP da cellule non eccitabili. Segnale purinergico 2009, 5:433–446.

6. Bell PD, Komlosi P, Zhang ZR. ATP come mediatore della segnalazione della macula densa. Segnale purinergico 2009, 5: 461–471.

7. Sipos A, Vargas SL, Toma I, Hanner F, Willecke K, Peti-Peterdi J. Connexin 30 deficit alterarenalerilascio tubulare di ATP e natriuresi pressoria. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1724–1732.
8. Shirley DG, Vekaria RM, Sevigny J. Ectonucleotidases ´nelrene. Segnale purinergico 2009, 5:501–511.
9. Yegutkin GG. Ectoenzimi di conversione nucleotidica e nucleosidica: importanti modulatori della cascata di segnali purinergici. Biochim Biophys Acta 2008, 1783: 673–694.
10. Burnstock G. Fisiologia e fisiopatologia della neurotrasmissione purinergica. Physiol Rev 2007, 87: 659–797.
11. Inscho EW. ATP, recettori P2 erenalemicrocircolazione. Segnale purinergico 2009, 5:447–460.
12. Harhun MI, Povstyan OV, Gordienko DV. Corrente mediata dal recettore purino nei miociti darenalearterie di resistenza. Br J Pharmacol 2010, 160:987–997.
13. Turner CM, Vonend O, Chan C, Burnstock G, Unwin RJ. Il modello di distribuzione di sottotipi di recettori P2 sensibili all'ATP selezionati nel ratto normalerene: uno studio immunologico. Cellule Tessuti 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. Analisi a livello di sistema dell'espressione genica AQP2 cellula-specifica nelrenalecondotto di raccolta. 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. Regolazione sodio-dipendente direnalecorrenti sensibili all'amiloride da parte dei recettori P2 apicali. 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. Il PRXR apicale contribuisce alla segnalazione di [Ca2 più] I e al topo ISCinrenaleMCD. 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. Una vista panoramica dell'espressione genica nell'uomorene. Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100:13710–13715.
18. Inscho EW, Cook AK, Clarke A, Zhang S, Guan Z. Vasocostrizione mediata dal recettore P2X1 delle arteriole afferenti in ratti ipertesi infusi di angiotensina II alimentati con una dieta ricca di sale. Ipertensione 2011, 57:780–787.
19. Schnermann J. Ha mantenuto le risposte di feedback tubuloglomerulare durante l'inibizione acuta dei recettori purinergici P2 nei topi. Sono J PhysiolRenalePhysiol 2011, 300: F339–F344.
20. Bailey MA, Shirley DG. Effetti dei nucleotidi extracellulari surenaletrasporto tubolare del soluto. Segnale purinergico 2009, 5:473–480.

21. Jankowski M, Szamocka E, Kowalski R, Angielski S, Szczepanska-Konkel M. Gli effetti degli agonisti del recettore P2X surenaleescrezione di sodio e acqua nei ratti anestetizzati. Acta Physiol 2011, 202: 193–201.

22. Garvin JL, Herrera M, Ortiz PA. Regolamento direnaleTrasporto di NaCl da parte di ossido nitrico, endotelina e ATP: implicazioni cliniche. Annu Rev Physiol 2011, 73: 359–376.

23. Kishore BK, Nelson RD, Miller RL, Carlson NG, Kohan DE. Recettori P2Y2 e trasporto dell'acqua nelrene. Segnale purinergico 2009, 5:491–499.
24. Rieg T, Bunday RA, Chen Y, Deschenes G, Junger W, Insel PA, Vallon V. I topi privi di recettori P2Y2 hanno un'ipertensione resistente al sale e facilitano il riassorbimento renale di Na plus e acqua. 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. I nucleotidi sottoregolano l'acquaporina 2 tramite l'attivazione dei recettori P2 apicali. J Am Soc Nephrol 2009, 20:1480–1490.
26. Pochynyuk O, Rieg T, Bugaj V, Schroth J, Fridman A, et al. Dietary Na plus inibisce la probabilità aperta del canale del sodio epiteliale nelrenemigliorando il tono del recettore apicale P2Y2-. FASEB J 2010, 24: 2056–2065.
27. Turner CM, Elliot JI, Tam FWK. Recettori P2 in fisiopatologia. Segnale purinergico 2009, 5:513–520.
28. Arulkumaran N, Unwin RJ, Tam FWK. Un potenziale ruolo terapeutico per gli antagonisti del recettore P2X7 (P2X7R) nel trattamento delle malattie infiammatorie. Expert Opin Investig Drugs 2011, 20:897–915.