Р2-рецепторы мочевого пузыря как потенциальные мишени действия новых лекарств

Полный текст

Р2-рецепторы широко распространены во многих органах и тканях человека и животных [1], в том числе, мочеполовой системы [2, 3]. Р2-рецепторы — особый класс рецепторов, основным эндогенным лигандом которых служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) [4, 5]. Р2-рецепторы делятся на два больших семейства — Р2Х и Р2Y, различающихся своей структурой и механизмом функционирования. Р2Х-рецепторы — типичные лиганд-активируемые ионные каналы, в то время как Р2Y — метаботропные, эффекты которых опосредуются G-белком [6, 7]. В настоящее время установлена структура и проведено клонирование 7 подтипов Р2Х-рецепторов и 8 подтипов Р2Y-рецепторов. Р2Х-рецепторы, локализованные на гладкомышечных клетках внутренних органов и сосудов, в основном инициируют сократительные ответы, тогда как Р2Y-рецепторы, как правило, обеспечивают их расслабление (за некоторыми исключениями) [8]. Кроме того, показано, что Р2-рецепторы участвуют в процессах нейротрансмиссии, нейромодуляции, хемоаттракции, агрегации тромбоцитов, они задействованы в процессах пролиферации, дифференциации, регенерации и гибели клеток [9]. Также известно, что АТФ высвобождается из различных типов клеток, в том числе астроцитов, макрофагов, эндотелиальных клеток в ответ на их механическое повреждение, воспаление или гипоксию [10].

Р2-рецепторы в мочевом пузыре животных. Сокращение мочевого пузыря лабораторных животных в ответ на действие агонистов Р2Х-рецепторов было показано еще в 80-х годах прошлого века, а гладкомышечные препараты изолированного мочевого пузыря крыс и кроликов стали классическими объектами для исследования новых агонистов и антагонистов Р2-рецепторов [11]. В частности, нами именно на ткани мочевого пузыря кроликов была впервые показана определённая селективность PPADS (от англ. Pyridoxal Phosphate-6-Azophenyl-2',4'-DiSulfonic acid — пиридоксальфосат 6-азофенил-2',4'-дисульфоновая кислота) по отношению к Р2Х-рецепторам [12]. В настоящее время PPADS является референтным антагонистом Р2Х-рецепторов и выпускается в коммерческих целях такими компаниями, как Sigma-Aldridge, RBI, в каталогах которых имеются ссылки на наши работы.

В других наших экспериментах было показано, что введение капсаицина 3-месячным крысятам нарушает холинергический, но не пуринергический компонент сократительного ответа мочевого пузыря [13]. В последующем современными методами было обнаружено наличие различных подтипов Р2Х- и Р2Y-рецепторов в мочеполовой системе многих экспериментальных животных [14, 15]. Установлено, что у большинства видов млекопитающих парасимпатическая нейротрансмиссия к гладкой мышце детрузора состоит из пуринергического компонента, опосредованного Р2Х1-рецепторами, и холинергического компонента, запускаемого мускариновыми холинорецепторами [16, 17].

Мыши, у которых отсутствуют P2X3-рецепторы, демонстрируют уменьшенную болевую реакцию, связанную с воспалением, и выраженную гипорефлексию мочевого пузыря с уменьшенной частотой и увеличенным объёмом мочеиспускания. Это указывает на то обстоятельство, что P2X3-рецепторы участвуют как в механосенсорной трансдукции, лежащей в основе воспалительной боли, так и в физиологических рефлексах [18]. На модели геморрагического цистита установлено, что P2X7-рецепторы играют существенную роль в возникновении и поддержании этого патологического процесса [19].

Наличие в мочевом пузыре крысы P2Y1-рецепторов, которые, как считают, опосредуют расслабление, было установлено различными методами [20]. Между тем, показано, что уридинтрифосфат (УТФ) вызывает сокращение мочевого пузыря [21]. Это предполагает задействование P2Y2- или P2Y4-рецепторов, на которые преимущественно влияет УТФ. Недавно показано, что генетический дефицит P2Y6-рецепторов у мышей приводит к увеличению частоты мочеиспускания и повышает тонус мочевого пузыря [22].

Несмотря на разнообразие сигнальных молекул (таких, как нейротрофины, нейропептиды, ацетилхолин, простагландины, простациклин, оксид азота и цитокины), способных выделяться из уротелия и взаимодействовать с другими клетками, именно ATФ, по-видимому, служит главным мессенджером, высвобождаемым из уротелиальных клеток при механосенсорной трансдукции. Она действует на P2X3-рецепторы на афферентных нервах для генерации импульсов, сигнализирующих о наполнении мочевого пузыря и запускающих процесс мочевыведения [23].

Эктонуклеотидазы. Хорошо известно, что эктоферменты, активный участок которых расположен на внешней стороне мембраны клеток, могут гидролизовать АТФ, которая высвобождается из нервных и иных клеток [24]. Бернсток ещё в 1978 г. предположил, что АТФ после воздействия на Р2-рецепторы разлагается последовательно до аденозиндифосфата, аденозинмонофосфата и аденозина, а последний способен влиять на свой класс рецепторов [25].

Было обнаружено, что синтетические аналоги АТФ, устойчивые к ферментативному распаду (например, α-β-метилен-АТФ), вызывают гораздо более сильное ­сокращение ­мочевого пузыря, чем быстро деградируемые нуклеотиды [26], а ингибиторы экто-АТФазы могут значительно усилить эффекты энзиматически неустойчивых соединений [27].

В последующем нами было показано, что все существовавшие на тот период антагонисты Р2-рецепторов являются ингибиторами экто-АТФазы, что существенно маскирует истинное действие этих антагонистов на Р2-рецепторы [28]. Было показано, что ингибитор саркоплазматической АТФазы циклопиозоновая кислота потенцировала сокращения мочевого пузыря морской свинки в ответ на стимуляцию пуринергической нервной системы [29]. Ингибирующее действие на активность экто-АТФазы нами было выявлено в отношении некоторых двухвалентных катионов [30] и новых α-β-ненасыщенных сульфонов и фосфониевых солей [31].

В настоящее время установлено, что в мочевом пузыре существует восемь представителей семейства эктонуклеозид-трифосфо-дифосфогидролаз, а также 5'-нуклеотидаза [32]. При этом 5'-нуклеотидаза присутствовала исключительно в гладкой мускулатуре детрузора, что предполагает наличие механизма, обеспечивающего действие аденозина на Р1-рецепторы миоцитов.

Р2-рецепторы в мочевом пузыре человека. Интересно отметить, что у лабораторных животных пуринергический компонент составляет от 40 до 75% всей парасимпатической иннервации мочевого пузыря. В то же время в мочевом пузыре здорового человека атропин блокирует более 95% сокращений пузыря, вызванных нервной стимуляцией, что оставляет не более 5% на пуринергическую составляющую [11]. Однако пуринергический компонент сократительного ответа мочевого пузыря человека увеличивается до 40% при ряде патологических состояний, таких как интерстициальный цистит [33], нарушение мочевыведения [34], идиопатическая нестабильность детрузора [35], некоторые типы нейрогенного мочевого пузыря [36].

Существуют очевидные фармакологические доказательства наличия P2X-рецепторов в мочевом пузыре человека, где АТФ, α-β-метилен-АТФ, ADP-бета-S и динуклеотидные фосфаты вызывают сокращения [37–40]. Сокращения, вызванные АТФ, угнетались на 30% индометацином (что указывает на участие простагландинов), на 48% — нифедипином (антагонистом медленных кальциевых каналов), полностью исчезали в среде, свободной от кальция [38]. В недавних исследованиях иммуногистохимическими методами было установлено наличие Р2Х2-, Р2Х3- и Р2Х7-рецепторов в уротелии и Р2Х7-рецепторов в гладкомышечных клетках детрузора мочевого пузыря человека [41].

АТФ в моче. В нескольких исследованиях показано, что как у пациентов с нарушениями мочевыделительной функции [42, 43] и воспалительными процессами нижних мочевых путей [44], так и на экспериментальной модели обструкции мочевыводящих путей [45] отмечается повышенный уровень АТФ в моче. Источником этой АТФ, вероятнее всего, является уротелий, повреждённый при воспалении или перерастянутый при обструкции мочевыводящих путей, однако нельзя исключить и вовлечение сократительных элементов гладкомышечного слоя детрузора. Авторы этих работ [42, 44] высказывали разное мнение по поводу диагностической ценности исследования уровня АТФ в моче, что свидетельствует о необходимости дальнейших исследований этого вопроса.

Таким образом, обзор современных исследований свидетельствует о возможности использования агонистов и антагонистов Р2-рецепторов в клинической практике [46]. Одним из значительных достижений фармакологии в последние десятилетия стало внедрение в клиническую практику антагонистов тромбоцитарных P2Y12-рецепторов (тиклопидин, клопидогрел) в качестве эффективных антиагрегантов [47]. Агонист P2Y2-рецепторов диквафосол, способствующий выработке внутриглазной жидкости и муцина, в настоящее время одобрен для применения в Японии при лечении «синдрома сухого глаза» [48, 49].

В настоящее время несколько фармацевтических компаний занято разработкой новых лекарственных препаратов, мишенью которых являются Р2-рецепторы, поэтому в ближайшее десятилетие можно ожидать появления новых средств такого механизма действия. Перспективную клиническую область для внедрения таких препаратов представляет собой и урология, где очевиден недостаток препаратов, эффективных при различных обструктивных заболеваниях нижних мочевыводящих путей.

 

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по этой статье.
Работа частично поддержана грантами РФФИ 16-04-00101 и 18-44-160009.

Об авторах

Айрат Усманович Зиганшин

Казанский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: auziganshin@gmail.com
г. Казань, Россия

Дарья Викторовна Бедова

Казанский государственный медицинский университет

Email: auziganshin@gmail.com
г. Казань, Россия

Эдуард Алексеевич Зубков

Казанский государственный медицинский университет

Email: auziganshin@gmail.com
г. Казань, Россия

Марина Эдуардовна Ситдыкова

Казанский государственный медицинский университет

Email: auziganshin@gmail.com
г. Казань, Россия

Список литературы

Дополнительные файлы