научная статья по теме КАЛИЙУРЕТИЧЕСКИЙ НОНАПЕПТИД Математика

Текст научной статьи на тему «КАЛИЙУРЕТИЧЕСКИЙ НОНАПЕПТИД»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 444, № 3, с. 339-342

= ФИЗИОЛОГИЯ

УДК 612.460+ 612.463+612.432.018

КАЛИЙУРЕТИЧЕСКИЙ НОНАПЕПТИД © 2012 г. А. В. Кутина, А. С. Марина, М. И. Титов, академик Ю. В. Наточин

Поступило 31.01.2012 г.

Ионы K имеют ключевое значение в осуществлении функций живых организмов, они доминируют внутри клетки; во внеклеточной жидкости обычно преобладают ионы Na. Формирование К+/№+-ионной асимметрии легло в основу первых шагов создания живых организмов и на протяжении 4 млрд. лет поддерживалось в эволюции жизни на Земле [1]. Устройство системы регуляции баланса К+ в организме человека и животных, механизм поддержания стабильности его концентрации в плазме крови остаются нерешенной проблемой и по сей день, несмотря на интенсивные исследования [2—4]. В регуляции баланса К+ участвует альдо-стерон, который увеличивает секрецию К+ в канальцах почек [5]. Известно, что введение вазо-прессина в просвет почечного канальца крысы вызывает увеличение секреции К+ через люми-нальную мембрану [6, 7]. В 1990 г. было показано, что часть прогормона предсердного натрийурети-ческого фактора — пептид из 20 аминокислот (79—98) — оказывает слабое натрийуретическое и небольшое калийуретическое действие в опытах in vivo у крыс и у здоровых добровольцев [8]. Проведенные нами ранее исследования показали, что экскреция К+ почкой увеличивалась после инъекции ряда нонапептидов семейства ва-зопрессина, обладающих выраженным натрийу-ретическим действием (вазотоцин, 1-дезамино-вазотоцин, 1-дезамино-8-гомоаргинин-вазотоцин) [9—11]. Большой интерес представляет ответ на вопрос — возможна ли селективная регуляция баланса К+ в организме и концентрации К+ в плазме крови при участии нонапептидов. Этого можно было бы достичь, усиливая регуляторным пептидом удаление почкой именно К+, но не Na+ и К+ одновременно. Поиск средств, селективно влияющих на выведение К+ почкой, является актуальным и имеет важное прикладное значение для коррекции состояний, при которых повышена

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова

Российской Академии наук, Санкт-Петербург

концентрация K+ в плазме крови [12—14]. Задачей настоящего исследования явились синтез и изучение действия на экскрецию катионов почкой крысы нонапептида — 1-дезамино-4-аргинин-ва-зотоцина.

Эксперименты проводили на самках крыс линии Вистар с массой тела 150—220 г в соответствии с международными стандартами по работе с экспериментальными животными. Аргинин-вазопрессин и 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцин растворяли в 0.9%-м растворе NaCl и вводили внутримышечно в дозах от 0.025 до 0.1 нмоль на 100 г массы тела. Фу-росемид в виде 1%-го раствора инъецировали внутримышечно в объеме 0.1 мл на 100 г массы тела, контрольным животным из вивария вводили 0.1 мл 0.9%-го раствора NaCl. Ненаркотизированные животные помещались в клетки-пеналы с проволочным полом, через отверстия которого моча стекала по воронке в пробирку. Выделение мочи регистрировали при спонтанном мочеотделении, измеряли ее объем. Концентрацию Na+ и K+ в сыворотке крови и моче определяли в воздушно-пропановом пламени на двухканальном пламенном фотометре Sherwood-420 (Великобритания), концентрацию Mg2+ — на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu AA-6200 (Япония). Для анализа концентрации в плазме электролитов и альдостерона у крыс брали кровь из сонной артерии под наркозом (0.6 мл смеси 0.75%-го раствора нембутала и 0.37%-го раствора хлоралозы внутри-брюшинно на 100 г массы тела) через 30 мин после инъекции нонапептида. Пробы крови собирали в пробирки с К3ЭДТА, центрифугировали 15 мин при 4°С в режиме 2000 об/мин на центрифуге Mikro 22R ("Hettich", Германия). До определения концентрации альдостерона пробы плазмы крови хранили при —80°С. Альдостерон измеряли им-муноферментным методом с помощью набора фирмы "Enzo Life Science" с использованием автоматического ридера ELx800 ("BIO-TEK Instruments", США).

339

7*

340

КУТИНА и др.

UKV, мкмоль/2 ч на 100 г массы тела

Доза пептида, нмоль/100 г массы тела

Рис. 1. Зависимость экскреции К+ почкой крысы от дозы инъецированного 1-дезамино-4-аргинин-вазо-тоцина. Звездочка — достоверность отличий к контролю (р < 0.05).

мкмоль/мин на 100 г массы тела

Время, мин

Рис. 2. Влияние инъекции 0.05 нмоль на 100 г массы тела 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцина на экскрецию К+ (иКУ) и №+ (и^Р) почкой крысы. Звездочка — достоверность отличий к контролю (р < 0.05).

Все данные представлены в виде М ± т. Для сравнения средних показателей использовали од-нофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с последующим применением критерия Ньюме-на—Кейлса. Различия считали статистически значимыми прир < 0.05.

1 -дезамино-4-аргинин-вазотоцин синтезировали твердофазным методом на амино-2-хлор-тритильной смоле с использованием следующих аминокислотных производных: Fmoc-Gly-OH, Fmoc - Arg - OH, Fmoc - Pro - OH, Fmoc - Cys (Acm) -OH, Fmoc-Asn(Trt)-OH, Fmoc-Ile-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, ß-Mpr(Acm)-OH. В качестве конденсирующего средства использовался диизопро-пилкарбодиимид или бензотриазол-1 -ил-окси-трис-пирролидино-фосфоний гексафторфосфат в присутствии оксибензотриазола. Снятие со смолы с одновременным удалением защитных групп трет-бутильного типа проводили с помощью трифторуксусной кислоты в присутствии ске-венджеров (вода, триизопропилсилан, этанди-тиол). Acm-защищенные пептиды обрабатывали раствором иода в водной (80%) уксусной кислоте, полученные продукты подвергали очистке с помощью обращеннофазной жидкостной хроматографии. Чистота полученных продуктов (95%+) проверялась аналитической высокоэффективной жидкостной хроматографией, структура подтверждалась масс-спектрами.

Введение крысам 1-дезамино-4-аргинин-ва-зотоцина в дозах от 0.025 до 0.1 нмоль/100 г массы тела увеличивало экскрецию K+, максимальный эффект наблюдался при введении 0.05 нмоль пеп-

тида (рис. 1). Повышение экскреции К+ по сравнению с базальным уровнем наблюдалось в течение всего времени эксперимента (рис. 2). Наиболее значимый калийурез отмечался в первые 2 ч после введения пептида. Действие нонапептида было селективно в отношении экскреции К+, выведение №+ (рис. 2) и М^2+ почкой после его инъекции не изменялось. Вазопрессин, естественный гормон млекопитающих, в той же дозе не влиял на

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0

□ V

н икУ/ишУ

Контроль Фуросемид 1д-Арг4-АВТ

Рис. 3. Диурез и отношение экскреции К+ к экскреции №+ почкой крысы за 2 ч эксперимента после инъекции 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцина (1д-Арг4-АВТ) или фуросемида. — отноше-

ние экскреции К+ к экскреции №+ почкой за первые 2 ч эксперимента. V — мочеотделение, мл за 2 ч эксперимента на 100 г массы тела животного. Достоверность отличий к контролю: звездочка — р < 0.05, ^ р > 0.05.

КАЛИЙУРЕТИЧЕСКИЙ НОНАПЕПТИД

341

Таблица 1. Влияние инъекции 0.05 нмоль на 100 г массы тела 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцина на концентрацию катионов и альдостерона в сыворотке крови крыс

Показатель Контроль, n = 10 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцин, n = 10

Натрий, ммоль/л 139.5 ± 1.8 144.3 ± 0.5 NS

Калий, ммоль/л 4.7 ± 0.1 4.6 ± 0.1 NS

Альдостерон, нг/л 199 ± 27 216 ± 26 NS

Примечание. NSp > 0.05 при сравнении с контролем, n — число животных в группе.

выведение К+ почкой крысы (30 ± 7 мкмоль/2 ч на 100 г массы тела по сравнению с 18 ± 3 мкмоль/2 ч на 100 г массы тела в контроле,р > 0.05).

Калийуретическое действие 1-дезамино-4-ар-гинин-вазотоцина было сопоставлено с эффектом петлевого диуретика, фуросемида, так как диуретики этой группы наиболее эффективно повышают экскрецию К+. После инъекции фуросемида наблюдался значимый рост экскреции К+ почкой (с 18 ± 3 мкмоль/2 ч до 83 ± 3 мкмоль/2 ч на 100 г массы тела) на фоне еще более выраженного на-трийуреза (выведение при действии фуросемида — 385 ± 24, а в контроле — 26 ± 3 мкмоль/2 ч на 100 г массы тела, р < 0.05). Тем самым под влиянием фуросемида почка экскретирует в несколько раз больше чем К+ (рис. 3), что указывает на неспецифический характер выделения К+. Вероятно, оно обусловлено повышением секреции К+ вследствие поступления значительных количеств в дистальный сегмент нефрона. Действие 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцина было высоко селективно — пептид не вызывал натрий-уреза и почкой выводилось в 1.8 раза больше К+, чем (рис. 3). В отличие от фуросемида нона-пептид не изменял скорость мочеобразования (рис. 3). Эффект 1-дезамино-4-аргинин-вазото-цина специфичен в отношении канальцев почек, в течение эксперимента не происходило изменения концентрации К+ в сыворотке крови (табл. 1). Калийуретический эффект пептида не связан со стимуляцией секреции альдостерона, его концентрация в крови не изменялась после инъекции пептида (табл. 1).

Инъекция аргинин-вазотоцина, гормона большинства позвоночных, кроме млекопитающих, усиливает не только реабсорбцию воды в почке крыс, но и вызывает увеличение экскреции и К+ [15]. Однако в этом случае отсутствует селективность регуляции баланса К+. Эти данные могли найти объяснение либо во влиянии пептидов на общий компонент системы транспорта, либо в независимом влиянии на транспорт каж-

дого из ионов, что кажется предпочтительнее, поскольку выделение К+ почкой обусловлено регуляцией не его реабсорбции, а секрецией клетками конечных отделов канальцев. Тем самым, возможно, калийуретический нонапептид селективно влияет на транспорт К+ в нефроне. Следует отметить высокую удельную активность 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцина. После его инъекции выведение К+ составляет 1140 ± 180 мкмоль на 1 нмоль пептида, а при действии фуросемида — всего 0.028 ± 0.001 мкмоль на 1 нмоль диуретика, таким образом 1-дезамино-4-аргинин-вазотоцин в 40 тыс. раз более эффективный калийуретик, чем фуросемид. Данные о том, что в отличие от фуросемида 1-дез-амино-4-аргинин-вазотоцин стимулирует ка-лийурез в пикомолярных концентрациях, свидетельствуют о существовании внутриклеточного каскада усиления сигнала, запускаемого через соответствующий тип У-рецептора. Таким образом, 1-дезамино-4-аргинин-вазото-цин вызывает селективное рецептор-опосредованное усиление секреции К+ в канальцах почки.

Работа выполнена при финансо

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Математика»