ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 459, № 6, с. 762-764
= ФИЗИОЛОГИЯ
УДК 612.463+612.434.018
УЧАСТИЕ V1b-РЕЦЕПТОРОВ ВАЗОПРЕССИНА В РЕГУЛЯЦИИ ЭКСКРЕЦИИ ИОНОВ КАЛИЯ ПОЧКАМИ КРЫСЫ © 2014 г. А. В. Кутина, А. С. Марина, академик Ю. В. Наточин
Поступило 10.09.2014 г.
БО1: 10.7868/80869565214360262
Вазопрессин участвует в регуляции транспорта катионов в клетках канальцев почки, влияет на реабсорбцию натрия, магния, кальция [1, 2] и секрецию калия [3] в дистальном сегменте нефро-на. Данные литературы противоречивы в отношении участия разных подтипов рецепторов вазо-прессина в изменении экскреции отдельных катионов почкой, особенно калия [3, 4]. Ранее нами было показано, что аналог вазопрессина — [дез-амино-Цис1,Арг4]-вазотоцин (дААВТ) и в меньшей степени агонист У2-рецепторов вазопрессина (десмопрессин) обладают селективным калийуре-тическим действием, т.е. усиливают выведение ионов калия, не изменяя экскрецию других катионов [4, 5]. Участие У2-рецепторов в регуляции экскреции калия остается спорным. Калийурети-ческий пептид и десмопрессин в малых дозах, стимулирующих преимущественно У2-рецепто-ры, оказывали только антидиуретическое действие и не изменяли экскрецию калия [4], но блокада данного подтипа рецепторов существенно уменьшала калийуретический эффект более высоких доз дААВТ [4]. Известно, что У2-агонист, десмопрессин, может активировать У1ь-рецепто-ры. Он является полным У1ь-агонистом у человека и парциальным — у крыс [6]. Это дает основание предположить, что в зависимости от дозы аналоги вазопрессина могут в разной степени стимулировать рецепторы У2 и У1ь, а активация последних опосредует влияние нонапептидов на секрецию калия в почке. Цель исследования состояла в изучении роли У1ь-рецепторов в регуляции экскреции одновалентных катионов почками крысы.
Эксперименты проводили на крысах-самках популяции Вистар с массой тела 150—220 г в соответствии с международными стандартами по работе с экспериментальными животными. Был использо-
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской Академии наук, Санкт-Петербург
ван синтетический высокоселективный агонист У1ь-рецепторов — [дезамино-Цис^Лей^Лиз^-вазо-прессин ("Bachem", Швейцария) [7], а в качестве агониста У2-рецепторов — десмопрессин ("Sigma-Aldrich", США). Синтез дААВТ выполнен на химическом факультете СПбГУ под руководством проф. М.И. Титова. Агонисты рецепторов вазопрессина и дААВТ растворяли в 0.9%-м растворе NaCl и вводили внутримышечно животным в условиях обычного водно-питьевого режима или при водной нагрузке. При обычном режиме агонист У1ь-рецепторов инъецировали в дозах 0.01, 0.025, 0.05 и 0.1 нмоль на 100 г массы тела, агонист У2-рецепторов и дААВТ — 0.001 и 0.05 нмоль на 100 г массы тела. Контролем служили животные с внутримышечным введением 0.1 мл 0.9%-го раствора NaCl. На фоне введения воды в объеме 5 мл на 100 г массы тела через зонд в желудок (5%-я водная нагрузка) агонист У1ь-рецепторов инъецировали в дозе 0.05 нмоль на 100 г массы тела, десмопрессин — 0.001 нмоль на 100 г массы тела; контролем служили животные с водной нагрузкой без введения нонапептидов. В экспериментах число животных в каждой серии было равно 10. Крыс помещали 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 ионов натрия и калия в моче определяли на двухканальном пламенном фотометре Sherwood-420 (Великобритания) в воздуш-но-пропановом пламени. Концентрацию креати-нина определяли кинетическим методом по реакции Яффе без депротеинизации на автоматическом биохимическом анализаторе Erba XL-200 (Чехия).
При статистической обработке данных сравнение между группами проводили с помощью одно- или двухфакторного дисперсионного анализа с последующим применением теста Даннета для множественных сравнений с контрольной группой или теста Холма и Шидака для попарного
763
УЧАСТИЕ У1Ь-РЕЦЕПТОРОВ ВАЗОПРЕССИНА
н
¿25
о о
120
¡15
>
го
г £
10
-И-Ка+
0.02 0.04 0.06 0.08 Доза, нмоль/100 г м. т.
*
т п60
50
0
402
30
20,^" 10Ь
0.10
0.06 (а) -+-1
.0.05 - -Ъ-2
т.
^0.04 - -Л-3
0 0
и м >0.02 м - т/ /
У, 0.01
*
-п-
-п-
*
-п-
4
5
0
0
0
Рис. 1. Влияние агониста У^-рецепторов на экскрецию ионов натрия и калия почками крыс. и^У2н, икУ2н — выведение ионов натрия и калия за 2 ч эксперимента; М ± т, здесь и на рис. 3 * — р < 0.05 по сравнению с контролем.
сравнения средних, р < 0.05 рассматривали как статистически значимое.
Введение крысам агониста У1Ь-рецепторов в дозах 0.01 и 0.025 нмоль на 100 г массы тела не влияло на экскрецию катионов, в дозе 0.05 нмоль — значимо увеличивало выведение ионов калия, а при удвоении дозы отмечался существенный рост экскреции и натрия, и калия (рис. 1). Скорость клубочковой фильтрации не изменялась при действии этого пептида. Для детального исследования калийуретического эффекта агониста У1Ь-ре-цепторов его вводили в дозе 0.05 нмоль на 100 г массы тела на фоне 5%-й водной нагрузки, которая полностью прекращает секрецию вазопрес-сина [8] и позволяет оценивать эффект агониста рецепторов без влияния эндогенного гормона. У1Ь-агонист не обладал антидиуретическим действием — выведение избытка жидкости из организма было одинаковым в опытах как с введением агониста У1Ь-рецепторов, так и без него (рис. 2а). Десмопрессин даже в 50 раз меньшей дозе, чем У1Ь-агонист, препятствовал выведению избытка воды из организма на протяжении времени наблюдения (рис. 2а). Десмопрессин не изменял выведение калия. При действии У1Ь-агониста ка-лийурез нарастал и достигал пика в течение первого часа эксперимента, его эффект сохранялся в течение 1.5 ч (рис. 2б).
За 2 ч опыта У1Ь-агонист увеличивал экскрецию ионов калия на 79% по сравнению с контролем. Калийуретическое действие агониста У1Ь-ре-цепторов по величине было сопоставимо с действием калийуретического пептида (дААВТ), рис. 3. Агонист У2-рецепторов в дозе 0.001 нмоль на 100 г
Время, мин
Рис. 2. Влияние агониста У^-рецепторов на (а) диурез (У) и (б) экскрецию ионов калия (икУ) почками крыс на фоне водной нагрузки. 1 — водная нагрузка, 2 — водная нагрузка + агонист У1Ь-рецепторов в дозе 0.05 нмоль на 100 г массы тела, 3 — водная нагрузка + + агонист У2-рецепторов в дозе 0.001 нмоль на 100 г массы тела; М± т, * — р < 0.05 по сравнению с показателями животных с водной нагрузкой.
массы тела не изменял экскрецию ионов калия, а в более высокой дозе (0.05 нмоль на 100 г массы тела) оказывал такой же калийуретический эффект, как и агонист У1Ь-рецепторов (рис. 3).
Известны три подтипа рецепторов вазопрес-сина: У1а, У1Ь и У2. Вазопрессин при действии на У1а-рецепторы вызывает сужение сосудов, а стимулируя У2-рецепторы, оказывает антидиуретическое действие [1, 9]. У1Ь-рецепторы в наибольшем количестве обнаружены в аденогипофизе [10], где их основной функцией считают регуляцию высвобождения адренокортикотропного гормона [11]. Кроме аденогипофиза данный подтип рецепторов обнаружен в почечных канальцах [12, 13]. Функциональная роль этих рецепторов в почке неизвестна. В нашей работе впервые получены данные, свидетельствующие об участии У1Ь-рецепто-ров в изменении экскреции ионов калия.
Требуется ответ на вопрос об основной мишени действия агониста У1Ь-рецептора — секретор-
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 459 № 6 2014
764
КУГИНЛ и др.
UKV2ч, мкмoль/1GG г м. т.
Контроль aAABT Vjb V2 V2
0.05 нмоль 0.05 нмоль 0.05 нмоль 0.001 нмоль
Рис. 3. Сопоставление эффекта калийуретического
пептида (дААВТ) и агонистов Уц, и У2-рецепторов на
экскрецию ионов калия почкой за 2 ч эксперимента;
М ± т.
ные клетки аденогипофиза либо клетки нефрона. Учитывая, что У1ь-рецепторы вовлекаются в регуляцию секреции адренокортикотропного гормона в гипофизе [11], а альдостерон имеет важное значение в регуляции выведения ионов калия почкой [1, 14], нельзя было исключать, что действие агониста У1ь-рецепторов на транспорт калия опосредовано усилением продукции минера-локортикоидов. Если бы в калийуретическом действии агониста У1ь-рецепторов играли роль стимуляция продукции адренокортикотропного гормона и последующая секреция минералокор-тикоидов, то наряду с увеличением экскреции калия происходило бы усиление реабсорбции натрия и снижение его выделения почкой. В действительности же выведение ионов натрия остается на контрольном уровне или даже растет при увеличении дозы агониста У1ь-рецепторов (рис. 1). Это подтверждает наше предположение о прямом эффекте У1ь-агониста на рецепторы клеток канальцев почек. По данным литературы У1ь-рецепторы в почке локализованы в дистальных канальцах нефрона и начальных отделах собирательных трубок [13, 15], где происходит секреция калия [1]. Изменение транспорта ионов калия в этих отделах существенным образом влияет на их выведение с конечной мочой, поскольку полагают, что весь профильтровавшийся калий реабсорбирует-ся в более проксимальных структурах нефрона.
Обращает внимание, что калийуретический пептид, дААВТ, и селективные агонисты У1ь-рецеп-торов были синтезированы путем аминокислотных замен в 4-м положении молекулы вазопрес-сина [5, 7]. Учитывая это сходство структур, можно предполагать, что действие дААВТ на экскрецию калия обусловлено активацией У1ь-рецепторов.
Таким образом, получены прямые экспериментальные доказательства участия У1ь-рецепто-ров в селективной регуляции ионного транспорта в почке. Впервые показано, что их стимуляция избирательно усиливает выведение ионов калия.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 14-04-00990) и программы ОФФМ РАН.
СПИСОК ЛИTEPATУPЫ
1. Alpern R.J., Hebert S.C. Sel din and Giebisch's The Kidney. Physiology and pathophysiology. Amsterdam: Elsevier, 2GG8. V. 1. 2871 p.
2. Knepper M.A., Kim G.H., Fernández-Llama P., Ecel-barger C.A. // J. Amer. Soc. Nephrol. 1999. V. 1G. P. 628-634.
3. Amorim J.B., Musa-AzizR., Mello-Aires M., Malnic G. // Kidney Int. 2GG4. V. 66. P. 696-7G4.
4. Kutina A.V., Marina A.S., Shakhmatova E.I., Natochin Yu.V. // Reg. Pept. 2G13. У 185. P. 57
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.