Bagian2: Ceramide-1-Fosfat Sebagai Pengatur Potensial Pompa Natrium Kedua Dari Tubulus Proksimal Ginjal Dengan Memicu Jalur Protein Kinase yang Berbeda secara Hirarki

Untuk informasi lebih lanjut. kontak{0}}

4. Diskusi

Transpor cairan melintasi epitel tubulus adalah salah satu peristiwa penting yang secara langsung berkorelasi dengan sebagian besar jaringan yang berbedafungsi ginjal[49]. Di antara berbagai zat terlarut yang ditangani dalamginjal, Nat sangat penting. Karena kelimpahannya dalam cairan ekstraseluler, sangat penting untuk memahami mekanisme di mana Nat direabsorbsi atau diekskresikan dalam urin karena perubahan konsentrasi Na plus interstisial dan intravaskular menyebabkan perubahan volume dan dapat menyebabkan gangguan pada tekanan darah. . Regulasi kadar Nat dalam kompartemen cairan tubuh pada prinsipnya didorong oleh transporter aktif primer dengan Nat plus Kt-ATPase klasik [51] yang terlibat dalam transportasi massal, sedangkan pompa Nat "kedua" atau Nat-ATPase terlibat dalam regulasi reabsorpsi Nat yang disetel [52,53] Ada banyak laporan dalam literatur mengenai regulasi Nat plus K plus -ATPase oleh hormon dan autacoids[50,54] serta peran regulasi fosforilasi [50,55]. Sebaliknya, lebih sedikit kelompok yang mengutip regulasi Na plus -ATPase karena masih ada beberapa kontroversi mengenai identitasnya, meskipun laporan menunjukkan aktivitas Nat-ATPase yang sensitif terhadap furosemide dari mamalia[41,56,57] hingga protozoa [58,59 ] serta kloning pompa dari organisme yang berbeda [60-63]. Dari hasil yang disajikan di sini, kelompok kami menunjukkan bahwa tidak hanya hormon dan autakoid yang dapat memicu jalur pensinyalan sel yang memodulasi Nat-ATPase, tetapi efek ClP yang ditambahkan secara eksogen ke fraksi BLM menunjukkan kemungkinan interaksi lipid bioaktif dengan domain hidrofobik regulator, atau pompa itu sendiri; atau, harus ada semacam reseptor C1P di BLM, yang belum teridentifikasi [20,22,23]. Gambar 6 menunjukkan skema yang diusulkan untuk meringkas kemungkinan cara tindakan CLP ini. Kemampuan ceramides untuk memicu kinase dan memperoleh respon fisiologis yang berbeda dilaporkan dalam sel hati [24]. Para penulis tidak hanya menunjukkan kemampuan modulasi yang bergantung pada ceramide dari regulasi Nat/K plus -ATPase dan kinase, tetapi mereka juga melaporkan respons bifasik yang mempertimbangkan stimulasi yang bergantung pada waktu dari garis sel tersebut, yang menggambarkan bahwa harus ada crosstalk yang kompleks antara ceramide pensinyalan yang bergantung dan sistem pensinyalan lain yang ada di membran sel. membran (Gambar 2). Selain itu, hasil yang disajikan di sini dalam kombinasi dengan hasil sebelumnya dari kelompok kami dengan jelas menunjukkan bahwa Cer [33] dan ClP memodulasi PKA dan PKC terkait BLM, yang tampaknya memediasi efek yang ditimbulkan oleh ceramide pada Nat-ATPase Ketika fraksi BLM diperlakukan dengan 100 nM C1P, penghambatan pompa tidak dapat dikaitkan dengan PKA (Gambar 4) karena pra-inkubasi dengan PKAI tidak mempengaruhi tindakan penghambatan C1P. Di sisi lain, penghambatan signifikan aktivitas Nat-ATPase pada pengobatan ClP sepenuhnya dicegah oleh calphostin C (Gambar 3). Laporan sebelumnya telah menunjukkan bahwa PKA merangsang aktivitas Nat-ATPase ginjal di jalur yang menghubungkan reseptor berpasangan Gs dengan aktivitas pompa [41]. Sistem pensinyalan yang ada di sini dalam manuskrip kami — PKA dan PKC — telah dipelajari dengan baik, jadi ada banyak informasi dalam literatur yang menunjukkan konsentrasi untuk kontrol positif seperti yang digunakan di sini (masing-masing cAMP dan phorbol myristate acid PMA). Karena fokus kami bukanlah studi dosis-respons baik dengan aktivator atau inhibitor klasik untuk sistem pensinyalan yang berbeda, kami hanya menggunakan konsentrasi aktivator atau inhibitor yang telah digunakan secara efektif dalam penelitian lain dari kelompok kami atau kelompok lain.

Gambar6. Mekanisme yang diusulkan untuk aksi ClP pada aktivitas Na plus -ATPase dari BLM. (1) C1P (lipid merah) menghambat PKC melalui reseptor berpasangan G-protein yang belum diketahui, menghasilkan penghambatan Na plus -ATPase (protein biru). Rute yang sama bisa mengaktifkan BLM PKA (panah merah) tanpa efek pada pompa. (2) CIP dapat secara langsung berikatan dengan efektor yang ada di BLM, seperti PKC, yang mengarah ke tindakan penghambatan pada aktivitas Na plus -ATPase yang dijelaskan. Hasil kami menunjukkan bahwa meskipun PKA hadir dalam BLM dan siap untuk memodulasi pompa dengan cAMP (lingkaran hijau dan panah hijau), aktivasinya oleh CIP tidak mempengaruhi pompa (panah putus-putus merah). (3) CIP secara langsung berikatan dengan Nat-ATPase atau diperkaya dalam lingkungan mikro membran lipid yang mengelilingi Nat-ATPase, sehingga memodulasinya. Dari hasil yang disajikan di sini, kami tidak dapat mendeteksi tindakan modulasi ClP pada Nat/K plus -ATPase (protein ungu) yang ada dalam fraksi BLM.

Klik di sini untuk mempelajari cistanche standar perpanjangan hidup

Deteksi hierarki dalam fosforilasi Nat-ATPase disarankan ketika kami merangsang BLM dengan Cer [33] dan kami mengamati bahwa penyumbatan BLM-PKCZ, menumpulkan aksi penghambatan Cer pada pompa dan memungkinkan cAMP- mengaktifkan PKA untuk merangsangnya. Meskipun semakin banyak laporan yang menunjukkan peran berbeda untuk kinase yang diaktifkan Cer [44,64-66], ini adalah laporan pertama dari aksi fisiologis C1P pada kinase residen BLM, yang tentu saja berperan dalam regulasi Nat penanganan di ginjal. Kami tidak dapat secara definitif menegaskan bahwa Nat-ATPase secara langsung terfosforilasi oleh kinase yang dipelajari, karena tidak ada alat eksperimental yang tersedia untuk ini, terutama karena struktur lengkap pompa natrium kedua belum diidentifikasi. Namun, diketahui bahwa Nat-ATPase adalah ATPase tipe-P, dan fakta ini memungkinkan kita untuk mendalilkan bahwa Nat-ATPase dapat langsung dimodulasi oleh fosforilasi di situs regulasi diduga [46,55]Kami tidak dapat mengesampingkan bahwa aktivasi kinase masing-masing akan menyebabkan fosforilasi protein lain dalam jaringan regulasi ini, yang akan bertanggung jawab untuk penghambatan ATPase.

Di antara sphingolipids bioaktif yang berbeda, C1P kurang didokumentasikan dalam sistem fisiologis yang berbeda. Di sisi lain, sphingosine-1-fosfat, yang mungkin merupakan lipid bioaktif paling penting, dipelajari dengan sangat baik dalam fisiologi dan patofisiologi ginjal [2,6,7,67]. Karena anggota S1P dan ClP adalah jenis keluarga molekul pensinyalan dengan prekursor yang sama dan berbagi langkah interkonversi bersama, adalah mungkin untuk membayangkan bahwa ClP juga akan ada di sepanjang seluruh nefron. Karya Sugiura et al.,2002[11], sebuah ciri di lapangan, menunjukkan bahwa CerK sangat diekspresikan dalam ginjal. Meskipun data yang kuat dalam literatur menunjukkan peran ClP dalam podosit dan penyakit glomerulus [68,69], belum ada pekerjaan yang secara individual menunjukkan ekspresi CerK dan aksi ClP di salah satu segmen nefron. Jika tidak, ClP kemungkinan akan hadir di semua sel ginjal baik dengan adanya sphingomyelin, yang akan memungkinkan rute penyelamatan untuk sintesis ClP, atau oleh fakta bahwa ClP dapat diberikan ke jaringan ginjal oleh aliran darah. Ini adalah cara yang sangat masuk akal untuk berpikir bahwa lipid pensinyalan ini akan memainkan peran berbeda di segmen nefron lainnya, meskipun kami tidak menjelajahinya di sini.

Secara substansial ditunjukkan bahwa level Cer meningkat secara signifikan selamacedera ginjalkarena peningkatan aktivitas sphingomyelinase terstimulasi Ca2t yang sudah dilaporkan setelah homeostasis Ca2t seluler terganggu [2,4,24,70]. Pengamatan ini memungkinkan kami untuk mendalilkan bahwa modulasi yang dimediasi kinase dari aktivitas BLM Nat-ATPase oleh Cer dan C1P bisa sangat relevan dalam jaringan ginjal yang terluka, yang dapat membuka peran baru untuk ceramide dalam pembentukan dan perkembangan nefropati. Di hadapan C1P, BLMkinase yang dipelajari dimodulasi secara berbeda (Gambar 5). Sementara ClPinhibited PKC, yang mengarah ke penghambatan signifikan aktivitas Nat-ATPase, aktivasi PKA yang bergantung pada C1P tidak mempengaruhi aktivitas Nat-ATPase. Hal ini memungkinkan kita untuk mendalilkan bahwa ada hierarki yang melibatkan kinase yang berbeda, yang menghasilkan saklar kompleks masuk/keluar ke Nat-ATPase. Peralihan ini mungkin melibatkan isoform PKC dan PKA yang berbeda, atau, harus ada pembicaraan silang dengan potensi konversi C1P menjadi Cer dan lipid bioaktif lainnya yang memicu jalur pensinyalan lain yang tersimpan di BLM, yang telah dijelaskan dalam sel hati [24].

Keseimbangan antara Cer dan ClP bisa menjadi target baru yang menjanjikan untuk pengembangan kelas obat baru dengan tindakan yang lebih efisien untuk mencoba menghentikan kemajuan obat.gagal ginjal, atau setidaknya, meningkatkan kualitas hidup pasien ginjal.

5. Kesimpulan

Dari hasil yang disajikan di sini, kaskade pensinyalan yang dimulai dengan produksi Cer dan fosforilasi lebih lanjut ke ClP adalah jalur yang efisien untuk menghambat Nat-ATPase disel tubulus proksimal ginjalmelalui PKA terkait BLM dan PKC sebagai efektor[17]. Pengamatan ini mengungkapkan pentingnya protein kinase dalam kontrol halus fluks Nat di segmen nefron di mana lebih dari dua pertiga dari ultrafiltrat glomerulus diserap kembali, tubulus proksimal. Sejauh pengetahuan kami, karya ini menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa ClP dapat memodulasi BLM-Nat-ATPase dari sel tubulus proksimal ginjal dengan memicu kinase terkait membran (PKA dan PKC). Dengan demikian, hasil di atas menunjukkan bukti pandangan bahwa Cer dan ClP berpartisipasi dalam jaringan regulasi sphingolipids bioaktif dan gliserolipid yang tinggal di segmen nefron ini, yang seharusnya berlaku untuk keseluruhan nefron. Hipotesis ini dapat didukung oleh pandangan bahwa Cer adalah lipid yang hampir ada di semua segmen nefron serta ketersediaan Cer akan memungkinkan pembentukan C1P.